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8:58 p.m.
Carlos Paternina
Vamos a explicar los cables y/o conductores eléctricos. Características, tipos, secciones, colores, usos, etc.
Empecemos por los conceptos básicos.
¿Qué es un conductor? Es un material que permite fácilmente el paso de la corriente eléctrica por él, o lo que es lo mismo, el paso de los electrones. Se utilizan para transportar de un sitio a otro la corriente eléctrica.
El oro es uno de los mejores conductores eléctricos, pero lógicamente no vamos a realizar conductores de oro por su elevado costo. Tendremos que combinar el coste, con la conductividad. La mayoría de los conductores están formados por cobre, metal que tiene una buena conducción y su precio no es demasiado elevado. Antiguamente se utilizaba el aluminio para fabricar conductores, es peor conductor, pero más barato. Hoy en día solo se fabricarían de aluminio si el cobre subiera mucho en su cotización (en valor).
El tipo de cobre que se utiliza en la fabricación de conductores es el cobre electrolítico de alta pureza, 99,99%.
Diferencia entre Hilo y Cable
La diferencia es muy fácil. Cuando el conductor es solo uno se llama Hilo, si está formado por varios hilos, se llama cable.
Como veremos a continuación los hilos tienen un alma conductora y los cables varias.
Partes de los Conductores
Los conductores eléctricos, ya sean hilos o cables, están formados por 3 partes:
- Alma conductora: fabricado de cobre y por donde circula la corriente eléctrica.
- Aislante: material por el que no puede pasar la corriente eléctrica y que envuelve al alma conductora para que la corriente no salga fuera de la misma. Normalmente suele ser de un material polímero, es decir de plástico. Los más usados son el Policloruro de Vinilo (PVC), el Caucho Etileno-Propileno (EPR) y el Polietileno Reticulado (XLPE).
- Cubierta protectora. Sirve para proteger mecánicamente al cable o hilo. Protege al alma y al aislante de daños físicos y/o químicos como el calor, la lluvia, el frío, raspaduras, golpes, etc. Se suelen construir de nailon, aunque no todos los conductores tienen esta cubierta, a veces el propio aislante hace las veces de aislante y cubierta protectora.
Cuando el conductor estará sometidos a desgastes externos muy grandes la cubierta protectora puede ser de acero, latón u otro material resistente. En este caso a la cubierta protectora se la denomina "armadura".
Según lo que hemos visto, los hilos solo tendrían un alma conductora y los cables varias. A los hilos, también se les llama monoconductores y a los cables multiconductores.
En la siguiente imagen vemos lo que comúnmente, en el argot eléctrico se llama "manguera", que son varios hilos, recubiertos cada uno con su aislante y todos ellos recubiertos por la cubierta protectora dando la sensación de ser un solo elemento. La manguera lógicamente es un cable porque está formado por varios hilos.
Nombre y Colores de los Cables Eléctricos
Los cables tienen diferentes colores que nos sirven para identificarlos.
Conductor de Fase: marrón, negro y gris. Esta cable es por el que entra la corriente eléctrica.
Conductor Neutro: azul claro. Esta cable es por el que sale la corriente eléctrica en el circuito.
Conductor de Protección o T.T (toma de tierra): verde-amarillo. Es el cable de toma de tierra y sirve para proteger la instalación y a las personas.
Tipos de Cables Eléctricos
Comercialmente hay muchos tipos de conductores pero vamos a ver los principales y más usados. Abajo tiene imágenes de cada uno.
- Unipolares: formados por un hilo conductor.
- Multipolares: formados por más de un hilo.
- Mangueras: formado por 2 o 3 conductores rodeados de protección.
- Rígidos: difíciles de deformar.
- Flexibles: fáciles de deformar.
- Planos: de forma plana.
- Redondos: de forma redonda.
- Coaxial: Tiene un núcleo chapado en cobre, rodeado por un aislante dieléctrico. Un escudo tejido de cobre rodea la capa aislante, el cual está finalmente unido por una cubierta de plástico más exterior.
- Trenzado: consiste en pares de alambres de cobre aislantes, los cuales están trenzados alrededor del otro.
- Con aislante: con capa protectora.
- Al aire: sin aislamiento.
- Blindados: Está hecho de uno o más alambres aislantes que están colectivamente adjuntos por una lámina de aluminio Mylar o tejido trenzado de blindaje.
- Cables para Baja Tensión, para Media y para Alta Tensión.
Esta sería una clasificación general.
Tipos de Uniones o Empalmes de los Conductores Eléctricos
Para unir dos o más conductores eléctricos tenemos varias formas de hacerlo. Esta unión se llama empalme eléctrico de conductores. Veamos los más utilizados.
Tamaño de los Cables Conductores
El tamaño de un conductor viene determinado por su sección. La sección del conductor es el área del alma conductora. A niveles de cálculos eléctricos, todas las demás partes no nos interesan, lo que realmente interesa es la sección del alma conductora, ya que es por la que va a circular la corriente. Esta sección es la que tendremos que calcular para que nuestro conductor sea el correcto para la instalación.
Los conductores elegidos deben tener suficiente sección para que permita todo el paso de la corriente que va a circular por el circuito, en caso contrario se calentarían en exceso pudiendo llegar a quemarse.
Además de esto, su resistencia total no debe ser muy grande, ya que si fuera muy grande estaríamos perdiendo mucha energía en forma de caídas de tensión, en resumidas cuentas, tendríamos muchas pérdidas de energía en la instalación por culpa de esta resistencia, que por culpa del efecto Joule se perdería en forma de calor. La caída de tensión no debería ser mayor del 3% de la tensión total en ninguna instalación eléctrica de interior.
La potencia perdida, en líneas monofásicas, la podemos calcular con la siguiente fórmula: Pperdida = 2 x R x I2
En las líneas trifásicas serían por 3 en lugar de por 2.
La fórmula general de la resistencia eléctrica es la siguiente:
Donde L es la longitud del cable, S la sección del cable y p es la resistividad del conductor o cable, un valor fijo que nos da el fabricante del cable. La L se pone en metros, la Sección o diámetro en mm cuadrados y la resistencia nos dará en ohmios.
Los conductores eléctricos, a más longitud mayor resistencia y a más sección menor resistencia. Puedes comprobarlo por la fórmula anterior.
Lógico, si es muy largo la corriente tendrá más dificultad para llegar desde el principio hasta el final, y si es más ancho menos dificultad tendrá para pasar por el conductor que si es más estrecho.
Hablemos de la sección de los conductores. Tenemos varias fórmulas para su cálculo, dependiendo si es encorriente continua o alterna, pero lo forma más utilizada es mediante tablas.
Una vez que sabemos la intensidad de corriente eléctrica que va a travesar nuestro conductor, en amperios, el lugar donde estará colocado y el tipo de conductor que usaremos, deberemos buscar la sección adecuada del cable en las tablas del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), para el caso de España. En otros países tendrán que consultar sus propios reglamentos. Por ejemplo el NFPA en Estados Unidos, Reglamentación para la Ejecución de las Instalaciones Eléctricas en Inmuebles de la Asociación Electrotécnica Argentina (AEA 90364), REGLAMENTO DE OBRAS E INSTALACION ELECTRICA para México, etc.
En cualquier caso, siempre tenemos que tener en cuenta los siguiente:
- la sección del conductor neutro será como mínimo igual a la de las fases (suelen ser iguales siempre).
- La sección del cable de puesta o toma de tierra será según la siguiente tabla:
- Los conductores empleados en las instalaciones interiores son, por lo general, de cobre, bien rígidos, con tensión nominal de 750 V, o flexibles, con tensión nominal de 440 V.
- Busca información sobre cuáles son las secciones normalizadas de los conductores en el reglamento.
- La sección mínima de conductores aconsejada para cableado doméstico, para una instalación de dos conductores y tierra con aislamiento de PVC bajo tubo empotrado es:
- Cable de 1,5mm2 para iluminación
- Cable de 2,5 mm2 para tomas de uso general
- Cable de 2,5 mm2 para el baño y el cuarto de cocina
- Cable de 4 mm2 para lavadora, secadora, lavavajillas y termo eléctrico.
- Cable de 6 mm2 para la cocina y horno, aire acondicionado y la calefacción eléctrica.
Para ver un ejemplo desarrollado puedes ver el siguiente video:
A
Empecemos por los conceptos básicos.
¿Qué es un conductor? Es un material que permite fácilmente el paso de la corriente eléctrica por él, o lo que es lo mismo, el paso de los electrones. Se utilizan para transportar de un sitio a otro la corriente eléctrica.
El oro es uno de los mejores conductores eléctricos, pero lógicamente no vamos a realizar conductores de oro por su elevado costo. Tendremos que combinar el coste, con la conductividad. La mayoría de los conductores están formados por cobre, metal que tiene una buena conducción y su precio no es demasiado elevado. Antiguamente se utilizaba el aluminio para fabricar conductores, es peor conductor, pero más barato. Hoy en día solo se fabricarían de aluminio si el cobre subiera mucho en su cotización (en valor).
El tipo de cobre que se utiliza en la fabricación de conductores es el cobre electrolítico de alta pureza, 99,99%.
Diferencia entre Hilo y Cable
La diferencia es muy fácil. Cuando el conductor es solo uno se llama Hilo, si está formado por varios hilos, se llama cable.
Como veremos a continuación los hilos tienen un alma conductora y los cables varias.
Partes de los Conductores
Los conductores eléctricos, ya sean hilos o cables, están formados por 3 partes:
- Alma conductora: fabricado de cobre y por donde circula la corriente eléctrica.
- Aislante: material por el que no puede pasar la corriente eléctrica y que envuelve al alma conductora para que la corriente no salga fuera de la misma. Normalmente suele ser de un material polímero, es decir de plástico. Los más usados son el Policloruro de Vinilo (PVC), el Caucho Etileno-Propileno (EPR) y el Polietileno Reticulado (XLPE).
- Cubierta protectora. Sirve para proteger mecánicamente al cable o hilo. Protege al alma y al aislante de daños físicos y/o químicos como el calor, la lluvia, el frío, raspaduras, golpes, etc. Se suelen construir de nailon, aunque no todos los conductores tienen esta cubierta, a veces el propio aislante hace las veces de aislante y cubierta protectora.
Cuando el conductor estará sometidos a desgastes externos muy grandes la cubierta protectora puede ser de acero, latón u otro material resistente. En este caso a la cubierta protectora se la denomina "armadura".
Según lo que hemos visto, los hilos solo tendrían un alma conductora y los cables varias. A los hilos, también se les llama monoconductores y a los cables multiconductores.
En la siguiente imagen vemos lo que comúnmente, en el argot eléctrico se llama "manguera", que son varios hilos, recubiertos cada uno con su aislante y todos ellos recubiertos por la cubierta protectora dando la sensación de ser un solo elemento. La manguera lógicamente es un cable porque está formado por varios hilos.
Nombre y Colores de los Cables Eléctricos
Los cables tienen diferentes colores que nos sirven para identificarlos.
Conductor de Fase: marrón, negro y gris. Esta cable es por el que entra la corriente eléctrica.
Conductor Neutro: azul claro. Esta cable es por el que sale la corriente eléctrica en el circuito.
Conductor de Protección o T.T (toma de tierra): verde-amarillo. Es el cable de toma de tierra y sirve para proteger la instalación y a las personas.
Tipos de Cables Eléctricos
Comercialmente hay muchos tipos de conductores pero vamos a ver los principales y más usados. Abajo tiene imágenes de cada uno.
- Unipolares: formados por un hilo conductor.
- Multipolares: formados por más de un hilo.
- Mangueras: formado por 2 o 3 conductores rodeados de protección.
- Rígidos: difíciles de deformar.
- Flexibles: fáciles de deformar.
- Planos: de forma plana.
- Redondos: de forma redonda.
- Coaxial: Tiene un núcleo chapado en cobre, rodeado por un aislante dieléctrico. Un escudo tejido de cobre rodea la capa aislante, el cual está finalmente unido por una cubierta de plástico más exterior.
- Trenzado: consiste en pares de alambres de cobre aislantes, los cuales están trenzados alrededor del otro.
- Con aislante: con capa protectora.
- Al aire: sin aislamiento.
- Blindados: Está hecho de uno o más alambres aislantes que están colectivamente adjuntos por una lámina de aluminio Mylar o tejido trenzado de blindaje.
- Cables para Baja Tensión, para Media y para Alta Tensión.
Esta sería una clasificación general.
Tipos de Uniones o Empalmes de los Conductores Eléctricos
Para unir dos o más conductores eléctricos tenemos varias formas de hacerlo. Esta unión se llama empalme eléctrico de conductores. Veamos los más utilizados.
Tamaño de los Cables Conductores
El tamaño de un conductor viene determinado por su sección. La sección del conductor es el área del alma conductora. A niveles de cálculos eléctricos, todas las demás partes no nos interesan, lo que realmente interesa es la sección del alma conductora, ya que es por la que va a circular la corriente. Esta sección es la que tendremos que calcular para que nuestro conductor sea el correcto para la instalación.
Los conductores elegidos deben tener suficiente sección para que permita todo el paso de la corriente que va a circular por el circuito, en caso contrario se calentarían en exceso pudiendo llegar a quemarse.
Además de esto, su resistencia total no debe ser muy grande, ya que si fuera muy grande estaríamos perdiendo mucha energía en forma de caídas de tensión, en resumidas cuentas, tendríamos muchas pérdidas de energía en la instalación por culpa de esta resistencia, que por culpa del efecto Joule se perdería en forma de calor. La caída de tensión no debería ser mayor del 3% de la tensión total en ninguna instalación eléctrica de interior.
La potencia perdida, en líneas monofásicas, la podemos calcular con la siguiente fórmula: Pperdida = 2 x R x I2
En las líneas trifásicas serían por 3 en lugar de por 2.
La fórmula general de la resistencia eléctrica es la siguiente:
Donde L es la longitud del cable, S la sección del cable y p es la resistividad del conductor o cable, un valor fijo que nos da el fabricante del cable. La L se pone en metros, la Sección o diámetro en mm cuadrados y la resistencia nos dará en ohmios.
Los conductores eléctricos, a más longitud mayor resistencia y a más sección menor resistencia. Puedes comprobarlo por la fórmula anterior.
Lógico, si es muy largo la corriente tendrá más dificultad para llegar desde el principio hasta el final, y si es más ancho menos dificultad tendrá para pasar por el conductor que si es más estrecho.
Hablemos de la sección de los conductores. Tenemos varias fórmulas para su cálculo, dependiendo si es encorriente continua o alterna, pero lo forma más utilizada es mediante tablas.
Una vez que sabemos la intensidad de corriente eléctrica que va a travesar nuestro conductor, en amperios, el lugar donde estará colocado y el tipo de conductor que usaremos, deberemos buscar la sección adecuada del cable en las tablas del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), para el caso de España. En otros países tendrán que consultar sus propios reglamentos. Por ejemplo el NFPA en Estados Unidos, Reglamentación para la Ejecución de las Instalaciones Eléctricas en Inmuebles de la Asociación Electrotécnica Argentina (AEA 90364), REGLAMENTO DE OBRAS E INSTALACION ELECTRICA para México, etc.
En cualquier caso, siempre tenemos que tener en cuenta los siguiente:
- la sección del conductor neutro será como mínimo igual a la de las fases (suelen ser iguales siempre).
- La sección del cable de puesta o toma de tierra será según la siguiente tabla:
- Los conductores empleados en las instalaciones interiores son, por lo general, de cobre, bien rígidos, con tensión nominal de 750 V, o flexibles, con tensión nominal de 440 V.
- Busca información sobre cuáles son las secciones normalizadas de los conductores en el reglamento.
- La sección mínima de conductores aconsejada para cableado doméstico, para una instalación de dos conductores y tierra con aislamiento de PVC bajo tubo empotrado es:
- Cable de 1,5mm2 para iluminación
- Cable de 2,5 mm2 para tomas de uso general
- Cable de 2,5 mm2 para el baño y el cuarto de cocina
- Cable de 4 mm2 para lavadora, secadora, lavavajillas y termo eléctrico.
- Cable de 6 mm2 para la cocina y horno, aire acondicionado y la calefacción eléctrica.
Para ver un ejemplo desarrollado puedes ver el siguiente video:
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