CÁLCULO ELECTRICIDAD

INDICE

Resumen de fórmulas

1. Previsión de cargas en viviendas

1.1 Previsión de carga en locales comerciales y oficinas

1.2 Previsión de carga en los servicios generales del edificio

1.3 Previsión de carga en garajes

1.4 Previsión de carga en una concentración de industrias

2. Cálculo de las intensidades de corriente

2.1 Corriente monofásica

2.2 Corriente trifásica

3. Cálculo de las secciones de los conductores

3.1 Corriente monofásica

3.2 Corriente trifásica

4. Cálculo de las caídas de tensión

4.1 Corriente monofásica

4.2 Corriente trifásica

5. Elección de las protecciones

5.1 Protección contra sobrecargas y cortocircuitos

5.2 Protección contra los contactos indirectos

6. Problemas resueltos

RESUMEN DE FÓRMULAS

1. Previsiones de carga:

• En un edificio de viviendas:

n) de viviendas x potencia prevista en cada vivienda

Previsión de carga = α x——————————————————————————————

n) de viviendas

Para el cálculo de la potencia de cada vivienda hay que tener en cuenta el grado de electrificación de cada vivienda, con un mínimo de 5.750 W si se trata de electrificación básica y de 9.200 W cuando se trate de viviendas con electrificación elevada.

α es el coeficiente de simultaneidad según el nº de viviendas y viene determinado en la tabla siguiente:

• Previsión de carga en locales comerciales y oficinas.

Previsión de carga = 100 W/m² x S

Siendo S, la superficie del local en m².

Con un mínimo de 3.450 W y coeficiente de simultaneidad 1

• Previsión de carga para los servicios generales del edificio.

Para el alumbrado general de las zonas comunes se considerará una potencia de 8 W/m² y de 4 W/m² para la caja de la escalera.

Para los ascensores se considerará una potencia de 4.500 W si el ascensor es de 400 kg y de 11.500 W si el ascensor es de 630 kg de carga.

• Previsión de carga correspondiente a garajes.

Se multiplicará 10 W/m²  x S si los garajes tienen ventilación natural y 20 W/m² si los garajes tienen ventilación forzada, con un mínimo de 3.450 W y coeficiente de simultaneidad de 1.

Además, se destinará un 10% de las plazas de garaje para la recarga del vehículo eléctrico y a una potencia de 3.680 W.

La potencia prevista será de 3.680 W x 10/100 x nº de plazas.

• Previsión de carga para una concentración de industrias.

La previsión de carga para una concentración de industrias se realizará multiplicando 125 W/m² x S, con un mínimo de 10.350 W.

2. CÁLCULO DE LAS INTENSIDADES DE CORRIENTE.

2.1. Corriente monofásica.

Para el cálculo de las intensidades de la corriente en instalaciones monofásicas se emplea la fórmula siguiente:

I =

Siendo:

• I, la intensidad de la corriente monofásica en Amperios.
• P, la potencia de la instalación o aparatos en Watios. Cuando se trate de lámparas de descarga hay que multiplicar esta potencia por 1,8 para tener en cuenta a los elementos accesorios de dichas lámparas.
• U, la tensión de la corriente entre fase y neutro, 230 V en corriente monofásica.
• Cos , el factor de potencia, con un mínimo de 0,9.

2.2. Corriente trifásica.

La fórmula para calcular la intensidad de una corriente monofásica es:

I =

Siendo:

• I, la intensidad de la corriente trifásica en Amperios.
• P, la potencia de la instalación o aparatos en Watios.
• U, la tensión de la corriente entre fase y neutro, 400 V en corriente trifásica a 4 conductores y 230 con 3 conductores.
• Cos , el factor de potencia, con un mínimo de 0,9.

3. CÁLCULO DE LAS SECCIONES DE LOS CONDUCTORES.

3.1 Secciones de los conductores en instalaciones monofásicas.

Para el cálculo de la sección de un conductor en corrientes monofásicas se utiliza la fórmula siguiente:

S =

Siendo:

• P, la potencia de la línea a alimentar en W.
• L, la longitud de la línea en m.
• Ɣ, la conductividad del conductor, 56 m/mm²xΩ para el cobre y 48 m/mm²xΩ para el aluminio.
• e, es la caída de tensión máxima permitida.
• En instalaciones interiores de viviendas, el 3% para iluminación y el 5% para otros usos.
• En instalaciones de uso industrial con centro de transformación propio, el 4,5% para alumbrado y el 6,5% para fuerza.
• Cuando exista una centralización de contadores, el 0,5% en la Línea General de Alimentación y el 1% en las derivaciones individuales.
• Cuando los contadores no estén totalmente centralizados, el 1% en la LGA y el 0,5% en las derivaciones individuales.

Las secciones están normalizadas en los valores de la tabla siguiente:

3.2 Secciones de los conductores en corriente trifásica.

La fórmula para el cálculo de la sección del conductor en corriente trifásica es:

S =

Hay que tener en cuenta que si la instalación se realiza con tres conductores la tensión entre fases es de 230 V y se realiza con tres conductores de fase y neutro, la tensión entre fases será de 400 V.

4. CÁLCULO DE LA CAÍDA DE TENSIÓN.

4.1 Caída de tensión en instalaciones monofásicas.

La fórmula para calcular la caída de tensión en % en instalaciones monofásicas es la siguiente: e% =

Siendo:

• e, la caída de tensión en %.
• P, la potencia de la instalación en W.
• L, la longitud de la línea en m.
• ɣ, la conductividad del conductor, 56 m/Ωxmm² para el cobre y 48 m/Ωxmm² para el aluminio.
• 2 Caída de tensión en instalaciones trifásicas.
• La caída de tensión, en %, en instalaciones trifásicas se calcula aplicando la fórmula: e% =
• Para calcularla en V será e% x U /100

• 2 Caída de tensión en instalaciones trifásicas.
• La caída de tensión, en %, en instalaciones trifásicas se calcula aplicando la fórmula: e% =
• Para calcularla en V será e% x U /100
• 2 Caída de tensión en instalaciones trifásicas.
• La caída de tensión, en %, en instalaciones trifásicas se calcula aplicando la fórmula: e% =
• Para calcularla en V será e% x U /100

4.2 Caída de tensión en instalaciones trifásicas.

La caída de tensión, en %, en instalaciones trifásicas se calcula aplicando la fórmula:  e% =

Para calcularla en V será e% x U /100

1. PREVISIÓN DE CARGAS.
   • Previsión de cargas en las viviendas.

La fórmula para el cálculo de cargas en una vivienda es la siguiente:

Previsión de carga = α x

Para el cálculo de la potencia de cada vivienda hay que tener en cuenta el grado de electrificación de cada vivienda, con un mínimo de 5.750 W si se trata de electrificación básica y de 9.200 W cuando se trate de viviendas con electrificación elevada.

α es el coeficiente de simultaneidad según el nº de viviendas y viene determinado en la tabla siguiente:

EJEMPLO:

Tenemos un edificio de viviendas de tres plantas en las que hay 4 viviendas por planta con grado de electrificación básico y un ático con dos viviendas y grado de electrificación elevado. ¿ Cuál será la previsión de cargas de este edificio?

Solución:

El grado de electrificación básico es de 5.750 W por vivienda y el grado de electrificación elevado es de 9.200 W en cada vivienda y el coeficiente de simultaneidad para 14 viviendas es 11,3.

Aplicando la fórmula tendremos :

Previsión de carga = α x  =

= 11,3 x  = 70.544,28 W.

EJERCICIO 1

Tenemos un edificio con 16 viviendas con grado de electrificación básica y 4 viviendas con grado de electrificación elevado ¿Cuál será la previsión de cargas del edificio?

85. 100 W b) 95.312 W         c) 102.700 W

EJERCICIO 2

Tenemos un edificio de viviendas con 40 viviendas en total. Si la potencia prevista para cada vivienda es de 7.360 W, ¿ Cuál será la previsión de carga del edificio?

87. 975 W b) 115.400 W          c) 182.528 W

1.2. Previsión de carga en locales comerciales y oficinas.

Para la previsión de carga en locales comerciales se tomarán 100 W/m² , con un mínimo de 3.450 W y coeficiente de simultaneidad 1.

EJEMPLO

¿Cuál será la previsión de carga para un local  que tiene una superficie de 60 m²?

Solución:

La previsión de carga será 100 W/m² x 60 m² = 6.000 W

EJERCICIO 1

Tenemos un local de 20 m² ¿Cuál será su previsión de carga?

2. 000 W b) 3.000 W          c) 3.450 W

EJERCICIO 2

Tenemos un edificio con una planta baja destinada a locales comerciales y oficinas. Se prevén 4 locales comerciales de 100, 60, 40 y 20 m² respectivamente y dos oficinas de 50 y de 40 m² ¿ Cuál será la previsión de cargas en estas plantas?

25. 800 W b) 32.450 W.          c) 37.500 W.

• Previsión de carga para los servicios generales del edificio.

Para el alumbrado general de las zonas comunes se considerará una potencia de 8 W/m² y de 4 W/m² para la caja de la escalera.

Para los ascensores se considerará una potencia de 4.500 W si el ascensor es de 400 kg y de 11.500 W si el ascensor es de 630 kg de carga.

EJEMPLO:

¿Cuál será la previsión de carga de los servicios generales de 10 plantas con una superficie de 8 m² por planta de escalera y 30 m² de superficie de zaguán si además se dispone de un ascensor de 630 kg?

Solución:

La potencia prevista para el vestíbulo será de 8 W/m² x 30 m² = 240 W.

La potencia prevista para la caja de escalera será de 4 W/m² x 8 m² = 32 W. Como son 10 plantas, la potencia total será de 10 x 32 = 320 W.

La potencia prevista para el ascensor será de 11.500 W.

La potencia total de los servicios comunes será de 240 + 320 + 11.500 = 12.060 W.

EJERCICIO 1.

Calcular la previsión total de carga de las zonas comunes para un edificio de 8 plantas de 9 m² cada una por planta de escalera, un zaguán de 25 m². Si además existen dos ascensores de 400 kg cada uno y un grupo de  presión de 1.100 W.

9. 500 W b) 10.100 W          c) 10.588 W

EJERCICIO 2.

Tenemos un edificio en el que tenemos un ascensor de 400 kg y un grupo de presión de 1.200 W de potencia. Si el edificio tiene 10 plantas de 7 m² por planta de escalera y un zaguán de 22 m² ¿Cuál será la previsión de carga para los servicios generales?

6. 156 W b) 6.850 W          c) 10.200 W.

• Previsión de carga correspondiente a garajes.

Se multiplicará 10 W/m²  x S si los garajes tienen ventilación natural y 20 W/m² si los garajes tienen ventilación forzada, con un mínimo de 3.450 W y coeficiente de simultaneidad de 1.

Además, se destinará un 10% de las plazas de garaje para la recarga del vehículo eléctrico y a una potencia de 3.680 W.

La potencia prevista será de 3.680 W x 10/100 x nº de plazas.

EJEMPLO:

En un edificio de 20 viviendas tenemos un garaje con una superficie total de 250 m² para 20 plazas de aparcamiento y con ventilación natural. ¿Cuál será la previsión de cargas?

Solución:

Previsión de carga no destinada a la recarga del vehículo eléctrico: 10 W/m² x 250 m² = 2.500 W. Como no llegamos al mínimo de 3.450 W, cogeremos esta potencia.

Previsión de carga destinada a la recarga del vehículo eléctrico: 3.680 W x 10/100 x 20 = 7.360 W.

Previsión de carga total: 3.450 + 7.360 = 10.810 W.

EJERCICIO 1.

Tenemos un edificio con 40 plazas de aparcamiento en un garaje de 600 m² con ventilación natural. ¿Cuál será la previsión de carga para este garaje?

14. 720 W b) 18.720 W          c) 20.720 W

EJERCICIO 2.

Tenemos un edificio de 60 plazas de aparcamiento en un garaje de 750 m² con ventilación forzada. ¿Cuál será la previsión de carga del garaje?

25. 000 W b) 37.080 W          c) 42.200 W.

• Previsión de carga para una concentración de industrias.

La previsión de carga para una concentración de industrias se realizará multiplicando 125 W/m² x S, con un mínimo de 10.350 W.

EJEMPLO:

Tenemos un local de uso industrial de 150 m². ¿Cuál será su previsión de carga?

Solución:

125 W/m² x 150 m² = 18.750 W.

EJERCICIO 1

Tenemos un local de 70 m² destinado a uso industrial, ¿Cuál será su previsión de carga?

8. 750 W b) 10.350 W          c) 12.150 W.

EJERCICIO 2.

En un taller de cerrajería de 80 m² ¿Cuál será la previsión de carga?

8. 000 W b) 10.000 W          c) 10.350 W.

2. CÁLCULO DE LAS INTENSIDADES DE CORRIENTE.

2.1. Corriente monofásica.

Para el cálculo de las intensidades de la corriente en instalaciones monofásicas se emplea la fórmula siguiente:

I =

Siendo:

• I, la intensidad de la corriente monofásica en Amperios.
• P, la potencia de la instalación o aparatos en Watios. Cuando se trate de lámparas de descarga hay que multiplicar esta potencia por 1,8 para tener en cuenta a los elementos accesorios de dichas lámparas.
• U, la tensión de la corriente entre fase y neutro, 230 V en corriente monofásica.
• Cos , el factor de potencia, con un mínimo de 0,9.

EJEMPLO:

Calcular la intensidad de la corriente que alimenta a un aparato de aire acondicionado monofásico que consume una potencia eléctrica de 1.200 W.

Solución:

Aplicando la fórmula: I =  =  = 5,79 A.

EJERCICIO 1

Calcular la intensidad de la corriente monofásica de la derivación individual de una vivienda que tiene una potencia de 7.360 W.

1. 25 A b) 30 A          c) 35,55 A

EJERCICIO 2

Calcular la intensidad de la corriente de una línea de alimentación a un grupo de lámparas monofásicas de descarga que tienen una potencia total de 500 W.

1. 2,41 A b) 4,34 A          c) 6,10 A

2.2. Corriente trifásica.

La fórmula para calcular la intensidad de una corriente monofásica es:

I =

Siendo:

• I, la intensidad de la corriente trifásica en Amperios.
• P, la potencia de la instalación o aparatos en Watios.
• U, la tensión de la corriente entre fases, 400 V en corriente trifásica con 4 conductores ( 3F + N ) y 230 V para tres conductores.
• Cos , el factor de potencia, con un mínimo de 0,9.

EJEMPLO:

Tenemos una cámara frigorífica con un compresor trifásico de 16 kW de potencia. ¿Cuál será la intensidad de la corriente de fase que alimenta a esta cámara?

Solución:

Aplicando la fórmula: I =   =  = 25,66 A.

EJERCICIO 1

¿Cuál será la intensidad de la corriente que alimenta a una instalación trifásica de 43.500 W de potencia con 4 conductores?

1. 47,50 A b) 54,75 A          c) 69,76 A

EJERCICIO 2

Tenemos una cortadora de metal trifásica de 6.200 W de potencia realizada con 4 conductores. ¿Cuál será la intensidad de la corriente de la línea de alimentación?

1. 9,94 A b) 12,35 A          c) 13,47 A.

3. CÁLCULO DE LAS SECCIONES DE LOS CONDUCTORES.

3.1 Secciones de los conductores en instalaciones monofásicas.

Para el cálculo de la sección de un conductor en corrientes monofásicas se utiliza la fórmula siguiente:

S =

Siendo:

• P, la potencia de la línea a alimentar en W.
• L, la longitud de la línea en m.
• Ɣ, la conductividad del conductor, 56 m/mm²xΩ para el cobre y 48 m/mm²xΩ para el aluminio.
• e, es la caída de tensión máxima permitida.
• En instalaciones interiores de viviendas, el 3% para iluminación y el 5% para otros usos.
• En instalaciones de uso industrial con centro de transformación propio, el 4,5% para alumbrado y el 6,5% para fuerza.
• Cuando exista una centralización de contadores, el 0,5% en la Línea General de Alimentación y el 1% en las derivaciones individuales.
• Cuando los contadores no estén totalmente centralizados, el 1% en la LGA y el 0,5% en las derivaciones individuales.

Las secciones están normalizadas en los valores de la tabla siguiente:

EJEMPLO:

¿Cuál será la sección normalizada de una línea monofásica  de 10 m de longitud que alimenta a un grupo de lámparas de descarga que tienen una potencia total de 300 W realizada con conductores unipolares de cobre si la caída de tensión es de 0,45 V?

Solución:

La potencia total de las lámparas de descarga es de P = 1,8 x 300 = 540 W.

Aplicando la fórmula S =   =  = 1,86 mm².

Tendremos que coger una sección normalizada de 2,5 mm².

EJERCICIO 1

Si tenemos una derivación individual monofásica de 20 m de longitud, realizada con conductores unipolares de cobre, que alimenta a una vivienda con potencia de 5.750 W. ¿Cuál será su sección normalizada si la derivación individual parte desde una centralización de contadores?

1. 4 mm² b) 6 mm²          c) 10 mm²

EJERCICIO 2

¿Cuál será la sección normalizada de una línea monofásica de 8 m de longitud que alimenta a un aparato de aire acondicionado de 600 W de potencia si se realiza con conductores unipolares de cobre y la caída de tensión en la línea es de 0,32 V?

1. 2,5 mm² b) 4 mm²          c) 6 mm²

3.2 Secciones de los conductores en corriente trifásica.

La fórmula para el cálculo de la sección del conductor en corriente trifásica es:

S =

Hay que tener en cuenta que si la instalación se realiza con tres conductores la tensión entre fases es de 230 V y se realiza con tres conductores de fase y neutro, la tensión entre fases será de 400 V.

EJEMPLO:

¿Cuál deberá ser la sección normalizada de un conductor de cobre de una derivación interior trifásica de 30 m de longitud de un local industrial de 15.934,86 W de potencia si dicha instalación se realiza con tres conductores unipolares de cobre?

Solución:

La máxima caída de tensión permitida será del 5% y como la tensión es de 230 V, la máxima caída de tensión permitida será de 5/100 x 230 = 11,5 V.

Aplicando la fórmula S =  =  = 3,22 mm². Tendríamos que coger una sección de 4 mm². 3 x 4 mm².

EJERCICIO 1

Tenemos una LGA de 10 m que alimenta a una concentración de industrias con contadores totalmente centralizados. La instalación se va a realizar con tres conductores unipolares de cobre más neutro. Si la suma de las potencias instaladas en el conjunto de industrias es de 170.000 W. ¿Cuál será la sección de los conductores de fase?

1. 35 mm² b) 50 mm²          c) 70 mm²

EJERCICIO 2

¿ Cuál será la sección que deben tener los conductores unipolares de cobre de una derivación individual que alimenta a una industria  con potencia de 20.000 W si la longitud de dicha derivación individual es de 20 m y se realiza  con 3F + N?

1. 6 mm² b) 10 mm²         c) 16 mm²

4. CÁLCULO DE LA CAÍDA DE TENSIÓN.

4.1 Caída de tensión en instalaciones monofásicas.

La fórmula para calcular la caída de tensión en % en instalaciones monofásicas es la siguiente: e% =

Siendo:

• e, la caída de tensión en %.
• P, la potencia de la instalación en W.
• L, la longitud de la línea en m.
• ɣ, la conductividad del conductor, 56 m/Ωxmm² para el cobre y 48 m/Ωxmm² para el aluminio.
• S es la sección del conductor.
• U la tensión entre fase y neutro.

EJEMPLO:

Tenemos una línea monofásica de cobre de 35 m que alimenta a un motor monofásico de 2.000 W de potencia absorbida. Si la línea tiene una sección de 2,5 mm², ¿Cúal sería la caída de tensión, en % y en voltios?

Solución:

En % sería, aplicando la fórmula: e% =   =  = 1,89 %.

En voltios sería: 1,89 x 230/ 100 = 4,34 V.

EJERCICIO 1

Calcular la caída de tensión en % producida en una línea monofásica con conductores de cobre de 4 mm² de sección y 12 m de longitud que alimenta a un grupo de lámparas de descarga de 250 W.

1. 0,09% b) 0,5%          c) 0,7%.

EJERCICIO 2

Calcular la caída de tensión, en V que se produciría en una línea monofásica, con conductores unipolares de cobre de 8 m de longitud y 4 mm² de sección que alimenta a un motor monofásico de 4.500 W de potencia absorbida.

1. 0,75 V b) 1,10 V          c) 1,39 V.

4.2 Caída de tensión en instalaciones trifásicas.

La caída de tensión, en %, en instalaciones trifásicas se calcula aplicando la fórmula:  e% =

Para calcularla en V será e% x U /100

EJEMPLO

Tenemos una instalación trifásica a 4 hilos, realizada con conductores de cobre de 6 mm² de sección que alimenta a una máquina de 9.500 W de potencia absorbida. Si la línea tiene una longitud de 14 m, ¿Cuál será la caída de tensión en dicha línea?

Solución:

Aplicando la fórmula: e% =   =  = 0,24%.

En voltios será 0,24 x 400/100 = 0,99 V.

EJERCICIO 1

Calcular la caída de tensión en voltios producida en una línea trifásica con tres conductores de cobre que alimenta a un motor trifásico de 2.000 W de potencia absorbida, si la línea tiene una longitud de 6 m y una sección de 3×2,5 mm².

1. 0,25 V b) 0,37 V          c) 0,45 V

EJERCICIO 2

¿Cuál será la caída de tensión de una línea de 4×6 mm² que alimenta a un compresor de 24.000 W de potencia, sabiendo que la longitud de la línea es de 14 m y está realizada con conductores de cobre?

1. 1,3 V      b) 2,23 V          c) 2,5 V.

5. ELECCIÓN DE LAS PROTECCIONES (PIAs)

5.1 Protección contra sobrecargas y cortocircuitos.

La selección del interruptor magnetotérmico para la protección térmica contra las sobrecargas y magnética contra los cortocircuitos se realiza atendiendo a los  dos siguientes criterios:

• La intensidad asignada al interruptor debe ser un valor normalizado superior a la intensidad resultante en el cálculo.
• La sección del conductor del circuito al que protege debe admitir dicha intensidad.

La tabla de interruptores magnetotérmicos normalizados es la siguiente:

Las intensidades máximas admisibles en los conductores, según su aislamiento y forma de instalación son las la tabla siguiente y teniendo en cuenta que esta tabla es pera instalaciones al aire o empotradas, en cable o bajo tubo protector.

• PVC es aislamiento de policloruro de vinilo.
• XLPE es aislamiento de polietileno reticulado.
• EPR es aislamiento etileno propileno.

La tabla de intensidades máximas admisibles por los conductores según el tipo de aislamiento y modo de instalación es la siguiente:

EJEMPLO:

¿Cuál será la intensidad nominal de un interruptor para la protección de un circuito monofásico de alimentación a un grupo de lámparas de descarga con una potencia total de 400 W, si se realiza con conductores unipolares de cobre con aislamiento de XLPE realizado directamente sobre la pared en el interior de un tubo protector?

Solución:

La potencia del grupo de lámparas, al ser lámparas de descarga es P = 1,8 x 400 = 720 W.

La intensidad de la corriente será I =  =  = 3,47 A.

Si nos fijamos en la tabla anterior, vemos que para dos conductores unipolares de cobre con aislamiento de XLPE sobre pared y bajo tubo protector, un conductor de 1,5 mm² de cobre admite hasta 21 A.

Como la intensidad que circula por el circuito es de 3,47 A, podemos instalar un PIA de intensidad nominal de 5 A, puesto que la intensidad que admite el interruptor automático es de 5 A y un conductor de cobre con aislamiento de XLPE en esa forma de instalación admite intensidades de hasta 21 A

EJERCICIO 1

Determinar cuál será la intensidad nominal de un interruptor automático para la protección de un circuito trifásico, a tres hilos, realizado con conductores unipolares de cobre con aislamiento de EPR y empotrados en la pared en el interior de un tubo protector que alimenta a un motor trifásico que absorbe una potencia de 15.000 W.

Como la instalación es trifásica con tres conductores, la tensión entre fases es de 230 V.

1. 32 A b) 40 A          c) 50 A

EJERCICIO 2

¿Cuál será el interruptor normalizado para la protección de un circuito que alimenta a una máquina monofásica de 2.000 W si la instalación se realiza con conductores unipolares de cobre con aislamiento de PVC empotrados en la pared en el interior de un tubo protector?

1. 10 A b) 15 A         c) 20 A

5.2 Protección contra contactos indirectos.

Los interruptores magnetotérmicos para la protección contra contactos indirectos tienen que tener una sensibilidad de 30 mA, en viviendas y asimilables y en las líneas para alumbrado de las instalaciones industriales y de 300 mA en las líneas de fuerza de las instalaciones industriales.

Su intensidad asignada debe cumplir estas dos condiciones:

1. Debe ser mayor que la intensidad nominal que la del interruptor automático que protege contra las sobrecargas y cortocircuitos del circuito donde
2. Debe ser inferior a la máxima admisible por el conductor.

EJEMPLO:

¿Cuál será la intensidad nominal de un interruptor para la protección de un circuito monofásico de alimentación a un grupo de lámparas de descarga con una potencia

total de 400 W, si se realiza con conductores unipolares de cobre con aislamiento de XLPE realizado directamente sobre la pared en el interior de un tubo protector?

Solución:

La potencia del grupo de lámparas, al ser lámparas de descarga es P = 1,8 x 400 = 720 W.

La intensidad de la corriente será I =  =  = 3,47 A.

Si nos fijamos en la tabla anterior, vemos que para dos conductores unipolares de cobre con aislamiento de XLPE sobre pared y bajo tubo protector, un conductor de 1,5 mm² de cobre admite hasta 21 A.

Como la intensidad que circula por el circuito es de 3,47 A, podemos instalar un PIA de intensidad nominal de 5 A, puesto que la intensidad que admite el interruptor automático es de 5 A y un conductor de cobre con aislamiento de XLPE en esa forma de instalación admite intensidades de hasta 21 A

Como la intensidad nominal del interruptor de protección contra sobrecargas y cortocircuitos es de 5 A, elegiremos un interruptor diferencial de 10 A, que es mayor que la del magnetotérmico de protección e inferior a la máxima admisible por el conductor que es de 21 A.

La sensibilidad de este interruptor será de 30 mA.

EJERCICIO 1

Elegir el interruptor diferencial para la protección de un circuito trifásico, a tres hilos, realizado con conductores unipolares de cobre con aislamiento de EPR y empotrados en la pared en el interior de un tubo protector que alimenta a un motor trifásico que absorbe una potencia de 15.000 W.

1. 50 A y 30 mA     b) 63 A y 30 mA          c) 63 A y 300 mA

EJERCICIO 2

¿Cuál será el interruptor diferencial para la protección contra los contactos indirectos de un circuito que alimenta a una máquina monofásica de 2.000 W si la instalación se realiza con conductores unipolares de cobre con aislamiento de PVC empotrados en la pared en el interior de un tubo protector?

1. 10 A y 300 mA b) 15 A y 30 mA         c) 20 A y 300 mA

6. EJERCICIOS RESUELTOS

1.1 Previsión de carga en viviendas.

EJERCICIO 1

Tenemos un edificio con 16 viviendas con grado de electrificación básica y 4 viviendas con grado de electrificación elevado ¿Cuál será la previsión de cargas del edificio?

85. 100 W b) 95.312 W         c) 102.700 W

El nº total de viviendas es de 20, por lo que el coeficiente de simultaneidad será de 14,8.

Aplicando la fórmula: Previsión de carga = 14,8 x  = 95.312 W.

EJERCICIO 2

Tenemos un edificio de viviendas con 40 viviendas en total. Si la potencia prevista para cada vivienda es de 7.360 W, ¿ Cuál será la previsión de carga del edificio?

87. 975 W b) 115.400 W          c) 182.528 W

El coeficiente de simultaneidad para 40 viviendas es 15,3 + (40 – 21) x 0,5 = 24,8.

Aplicando la fórmula: Previsión de carga = 24,8 x  = 182.528 W.

• Previsión de carga en locales comerciales y oficinas.

EJERCICIO 1

Tenemos un local de 20 m² ¿Cuál será su previsión de carga?

2. 000 W b) 3.000 W          c) 3.450 W

Multiplicando la superficie del local por 100 W/m² tendremos 100 W/m² x 20 m² = 2.000 W, pero como esta previsión no es el mínimo, tomaremos el mínimo de 3.450 W.

EJERCICIO 2

Tenemos un edificio con una planta baja destinada a locales comerciales y oficinas. Se prevén 4 locales comerciales de 100, 60, 40 y 20 m² respectivamente y dos oficinas de 50 y de 40 m² ¿ Cuál será la previsión de cargas en estas plantas?

25. 800 W b) 32.450 W.          c) 37.500 W.

1.3. Potencia prevista para los locales de la planta baja:

• Local 1: 100 x 100 = 10.000 W
• Local 2: 100 x 60 = 6.000 W
• Local 3: 100 x 40 = 4.000 W.
• Local 4: 100 x 20 = 2.000 W. Como no llegamos al mínimo, cogemos el mínimo de 3.450 W.

La potencia total prevista para los locales será de 10.000 + 6.000 + 4.000 + 3.450 = 23.450 W.

Previsión de carga para las oficinas.

• Oficina 1: 100 x 50 = 5.000 W.
• Oficina 2: 100 x 40 = 4.000 W.

La potencia prevista para las oficinas será de 5.000 + 4.000 = 9.000 W.

La potencia total para la planta de locales comerciales y oficinas será de 23.450 + 9.000 = 32.450 W.

• Previsión de carga para las zonas comunes del edificio.

EJERCICIO 1.

Calcular la previsión total de carga de las zonas comunes para un edificio de 8 plantas de 9 m² cada una por planta de escalera, un zaguán de 25 m². Si además existen dos ascensores de 400 kg cada uno y un grupo de  presión de 1.100 W.

Solución:

La previsión de carga por planta será de 9 x 4 = 36 W. Como son 8 plantas, el total será de 8 x 36 = 288 W.

La previsión de carga en el zaguán será de 8 x 25 = 200 W.

La previsión de carga para los ascensores será de 2 x 4.500 = 9.000 W.

La potencia del grupo de presión es de 1.100 W.

EL total de previsión de carga será de 288 + 200 + 9.000 + 1.100 = 10.588 W.

EJERCICIO 2.

Tenemos un edificio en el que tenemos un ascensor de 400 kg y un grupo de presión de 1.200 W de potencia. Si el edificio tiene 10 plantas de 7 m² por planta de escalera y un zaguán de 22 m² ¿Cuál será la previsión de carga para los servicios generales?

La previsión para las escaleras será de 7 x 4 x 10 = 280 W.

La previsión de carga del zaguán es de 8 x 22 = 176 W.

La carga del ascensor es de 4.500 W

La potencia del grupo de presión es de 1.200 W.

El total será 280 + 176 + 4.500 + 1.200 = 6.156 W.

1.4 Previsión de carga en garajes.

EJERCICIO 1.

Tenemos un edificio con 40 plazas de aparcamiento en un garaje de 600 m² con ventilación natural. ¿Cuál será la previsión de carga para este garaje?

Para el garaje: 10 x 600 = 6.000 W.

Para la recarga del vehículo eléctrico: 3.680 x 0,1 x 40 = 14.720 W.

Previsión de carga total: 6.000 + 14.720 = 20.720 W.

EJERCICIO 2.

Tenemos un edificio de 60 plazas de aparcamiento en un garaje de 750 m² con ventilación forzada. ¿Cuál será la previsión de carga del garaje?

Previsión de carga general del garaje: 20 W/m² x 750 m² = 15.000 W.

Previsión de carga para el vehículo eléctrico: 3.680 W x 0,1 x 60 = 22.080 W.

Previsión de carga total: 15.000 + 22.080 = 37.080 W.

• Previsión de carga en uso industrial.

EJERCICIO 1

Tenemos un local de 70 m² destinado a uso industrial, ¿Cuál será su previsión de carga?

125 W/m² x 70 = 8.750 W. Como no alcanzamos el mínimo de 10.350 W, deberemos coger el mínimo.

EJERCICIO 2.

En un taller de cerrajería de 80 m² ¿Cuál será la previsión de carga?

125 W/ m² x 80 m² = 10.000 W. Al no llegar al mínimo deberemos tomar una previsión de carga de 10.350 W.

• Intensidades de corrientes monofásicas.

EJERCICIO 1

Calcular la intensidad de la corriente monofásica de la derivación individual de una vivienda que tiene una potencia de 7.360 W.

Aplicando la fórmula: I =  =  = 35,55 A

EJERCICIO 2

Calcular la intensidad de la corriente de una línea de alimentación a un grupo de lámparas monofásicas de descarga que tienen una potencia total de 500 W.

Al tratarse de lámparas de descarga, la potencia a considerar será P = 1,8 x 500 = 900 W.

Aplicando la fórmula: I =  =  = 4,34 A

• Intensidades de corrientes trifásicas.

EJERCICIO 1

¿Cuál será la intensidad de la corriente que alimenta a una instalación trifásica de 43.500 W de potencia?

Aplicando la fórmula: I =   =  = 69,76 A.

EJERCICIO 2

Tenemos una cortadora de metal trifásica de 6.200 W de potencia. ¿Cuál será la intensidad de la corriente de la línea de alimentación?

Aplicando la fórmula: I =   =  = 9,94 A.

3.1. Secciones de conductores para instalaciones monofásicas.

EJERCICIO 1

Si tenemos una derivación individual monofásica de 20 m de longitud, realizada con conductores unipolares de cobre, que alimenta a una vivienda con potencia de 5.750 W. ¿Cuál será su sección normalizada si la derivación individual parte desde una centralización de contadores?

La máxima caída de tensión de una derivación individual que parte desde una centralización de contadores es del 1%. En este caso será 1/100 x 2300 = 2,3 V.

Aplicando la fórmula S =   =  = 7,76 mm².

Tendremos que coger la sección normalizada de 10 mm².

EJERCICIO 2

¿Cuál será la sección normalizada de una línea monofásica de 8 m de longitud que alimenta a un aparato de aire acondicionado de 600 W de potencia si se realiza con conductores unipolares de cobre y la caída de tensión en la línea es de o,32 V?

Aplicando la fórmula S =   =  = 2,32 mm².

La sección normalizada será la de 2,5 mm².

3.2 Sección de los conductores en instalaciones trifásicas.

EJERCICIO 1

Tenemos una LGA de 10 m que alimenta a una concentración de industrias con contadores totalmente centralizados. La instalación se va a realizar con tres conductores unipolares de cobre más neutro. Si la suma de las potencias instaladas en el conjunto de industrias es de 170.000 W. ¿Cuál será la sección de los conductores de fase?

Al realizarse la instalación con tres conductores de fase y neutro, la tensión entre fase y neutro será de 400 V.

Como los contadores están totalmente concentrados, la máxima caída de tensión permitida es del 0,5%. En este caso, 0,5 x 400 / 100 = 2 V.

Aplicando la fórmula S =  =  = 37,94 mm². Tendríamos que coger una sección de 50 mm² para cada conductor unipolar.

EJERCICIO 2

¿ Cuál será la sección que deben tener los conductores unipolares de cobre de una derivación individual que alimenta a una industria  con potencia de 20.000 W si la longitud de dicha derivación individual es de 20 m?

Los contadores no están concentrados y la instalación se realiza con tres conductores de fase y neutro (3F + N).

Al no existir centralización de conductores, la máxima caída de tensión permitida es del 0,5%.

Como la instalación se realiza con tres conductores de fase y neutro, la tensión entre fase y neutro será de 400 V y la máxima caída de tensión permitida será 0,5/100 x 400 = 2 V.

Aplicando la fórmula S =  =  = 8,92 mm². Tendríamos que coger una sección de 10 mm² en cada fase.

4.1 Caída de tensión en instalaciones monofásicas.

EJERCICIO 1

Calcular la caída de tensión en % producida en una línea monofásica con conductores de cobre de 4 mm² de sección y 12 m de longitud que alimenta a un grupo de lámparas de descarga de 250 W.

Al tratarse de lámparas de descarga, la potencia será: P = 1,8 x 250 = 450 W.

Aplicando la fórmula: e% =   =  = 0,09 %.

EJERCICIO 2

Calcular la caída de tensión, en V que se produciría en una línea monofásica, con conductores unipolares de cobre de 8 m de longitud y 4 mm² de sección que alimenta a un motor monofásico de 4.500 W de potencia absorbida.

Aplicando la fórmula: e% =   =  = 0,60 %.

En Voltios será 0,60 x 230 / 100 = 1,39 V

4.2 Caídas de tensión en instalaciones trifásicas.

EJERCICIO 1

Calcular la caída de tensión en voltios producida en una línea trifásica con tres conductores de cobre que alimenta a un motor trifásico de 2.000 W de potencia absorbida, si la línea tiene una longitud de 6 m y una sección de 3×2,5 mm².

Aplicando la fórmula: e% =   =  = 0,16%.

Para calcularla en V será e% x U /100 = 0,16 x 230/100 = 0,37 V.

EJERCICIO 2

¿Cuál será la caída de tensión de una línea de 4×6 mm² que alimenta a un compresor de 24.000 W de potencia, sabiendo que la longitud de la línea es de 14 m y está realizada con conductores de cobre?

Aplicando la fórmula: e% =   =  = 0,62%.

Para calcularla en V será e% x U /100 = 0,62 x 400/100 = 2,5 V.

5.1 Protección contra sobrecargas y cortocircuitos.

EJERCICIO 1

Determinar cuál será la intensidad nominal de un interruptor automático para la protección de un circuito trifásico, a tres hilos, realizado con conductores unipolares de cobre con aislamiento de EPR y empotrados en la pared en el interior de un tubo protector que alimenta a un motor trifásico que absorbe una potencia de 15.000 W.

Como la instalación es trifásica con tres conductores, la tensión entre fases es de 230 V.

Aplicando la fórmula: I =   =  = 41,83 A.

Con este valor de la intensidad que circula por el circuito, tendremos que poner un interruptor de 50 A o uno de 63 A.

Según la tabla de intensidades admisibles anterior, para ese modo de instalación, un conductor de sección de 10 mm², admite intensidades de hasta 50 A y uno de 16 mm², admite intensidades de hasta 66 A. En este caso tendríamos que instalar conductores de 16 mm² de sección y un PIA de 50 A.

EJERCICIO 2

¿ Cuál será el interruptor normalizado para la protección de un circuito que alimenta a una máquina monofásica de 2.000 W si la instalación se realiza con conductores unipolares de cobre con aislamiento de PVC empotrados en la pared en el interior de un tubo protector?

La intensidad de la corriente será I =  =  = 9,66 A.

Con conductores unipolares de cobre y en ese modo de instalación, un conductor de 2,5 mm² de sección admite intensidades de hasta 17,5 A.

Podemos elegir un magnetotérmico de 16 A.

5.2 Protección contra los contactos indirectos.

EJERCICIO 1

Elegir el interruptor diferencial para la protección de un circuito trifásico, a tres hilos, realizado con conductores unipolares de cobre con aislamiento de EPR y empotrados en la pared en el interior de un tubo protector que alimenta a un motor trifásico que absorbe una potencia de 15.000 W.

Como la instalación es trifásica con tres conductores, la tensión entre fases es de 230 V.

Aplicando la fórmula: I =   =  = 41,83 A.

Con este valor de la intensidad que circula por el circuito, tendremos que poner un interruptor de 50 A o uno de 63 A.

Según la tabla de intensidades admisibles anterior, para ese modo de instalación, un conductor de sección de 10 mm², admite intensidades de hasta 50 A y uno de 16 mm², admite intensidades de hasta 66 A. En este caso tendríamos que instalar conductores de 16 mm² de sección y un PIA de 50 A.

Con este interruptor automático, tendremos que instalar un interruptor diferencial de 63 A de intensidad asignada porque es mayor y un conductor de 16 mm² admite intensidades de hasta 66 A.

La sensibilidad de este interruptor será de 300 mA.

EJERCICIO 2

¿ Cuál será el interruptor diferencial para la protección contra los contactos indirectos de un circuito que alimenta a una máquina monofásica de 2.000 W si la instalación se realiza con conductores unipolares de cobre con aislamiento de PVC empotrados en la pared en el interior de un tubo protector?

La intensidad de la corriente será I =  =  = 9,66 A.

Con conductores unipolares de cobre y en ese modo de instalación, un conductor de 2,5 mm² de sección admite intensidades de hasta 17,5 A.

Podemos elegir un magnetotérmico de 16 A y 300 mA de sensibilidad.

Tendríamos que elegir un interruptor diferencial de 20 A de intensidad asignada, pero esta intensidad es mayor que la máxima admitida por el conductor que es de 17,5 A.

En este caso tendríamos que aumentar la sección del conductor a una sección de 4 mm², que admite intensidades de hasta 23 A.