Objetivo de la clase
Identificar los componentes de la instalación eléctrica domiciliaria y explicar su función (medición, distribución, protección y seguridad), para resolver preguntas de selección múltiple similares a las evaluadas en PAES.
Activación vinculada a la PAES
Proyecte esta situación cotidiana:
Al encender el horno y el calefactor se “cae el automático” de esa circuito. ¿Qué función cumplió el interruptor automático?
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B. El automático (termomagnético) no ahorra energía: abre el circuito cuando \(I\) supera el calibre. En PAES hay que separar medición, protección por sobrecorriente y protección diferencial (fugas).
Preguntas breves
¿Por qué los enchufes van en paralelo? ¿Para qué es el conductor de tierra? ¿El diferencial “siente” lo mismo que el automático?
De la red a los enchufes
En Chile la vivienda se alimenta, en el modelo escolar, a \(\approx 220\,V\). Los artefactos se conectan en paralelo: cada uno recibe esa tensión y toma la \(I\) que necesita (\(I=P/V\)).
| Componente | Función |
|---|---|
| Empalme | Conexión de la red pública a la vivienda. |
| Medidor | Registra energía (kWh) para la boleta. No “protege”. |
| Tablero | Reúne interruptor general, automáticos por circuito y, habitualmente, diferencial. |
| Interruptor automático (termomagnético) | Abre si hay sobrecarga o cortocircuito (sobrecorriente). |
| Interruptor diferencial | Abre si hay fuga a tierra (desequilibrio entre fase y neutro); protege a las personas. |
| Conductores | Fase (activo), neutro y protección (tierra / PE). |
Idea PAES: el medidor cuenta kWh; el automático limita \(I\); el diferencial detecta fuga; la tierra ofrece un camino de falla. No son el mismo dispositivo.
Protecciones: sobrecorriente y fuga
Automático
- Sobrecarga: demasiados artefactos en un circuito (\(I\) alta sostenida).
- Cortocircuito: fase y neutro (o fase y tierra) con \(R\) muy baja \(\Rightarrow I\) enorme.
- Protege cables e instalación contra calor e incendio.
Diferencial
- Compara corriente de fase y de neutro.
- Si parte de \(I\) “se escapa” (cuerpo, carcasa, humedad), dispara.
- No sustituye al automático: un cortocircuito fase–neutro puede no ser una fuga.
Fase, neutro y tierra
| Conductor | Rol |
|---|---|
| Fase | Lleva el potencial respecto del neutro; por ella “entra” la corriente convencional al artefacto. |
| Neutro | Cierra el circuito de operación; en condiciones normales \(I_{\text{fase}}\approx I_{\text{neutro}}\). |
| Tierra (PE) | No es el camino habitual de trabajo. Conecta carcasas metálicas a tierra: si hay un fallo de aislamiento, la fuga dispara el diferencial y reduce el riesgo de electrocución. |
Por eso un refrigerador o un lavarropas debe usarse con enchufe de tres contactos: la tierra no “ahorra luz”; es seguridad.
No conectar en serie las lámparas de la casa: se repartiría \(V\) y una lámpara apagada (abierta) apagaría las demás. El paralelo mantiene \(220\,V\) en cada punto y permite encender por separado.
Ejercicios tipo PAES
1. El interruptor automático se dispara principalmente para:
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Protección de la instalación ante \(I\) excesiva. B.
2. En la vivienda, los enchufes se conectan en:
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Misma tensión; cada artefacto toma su \(I\). B.
3. El conductor de protección (tierra) sirve para:
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Camino de falla, no el de trabajo habitual. B.
4. El medidor de la casa registra principalmente:
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Base de la boleta. B.
5. El diferencial actúa cuando:
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Fuga a tierra o a una persona. A.
6. Un cortocircuito se caracteriza por:
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Debe abrir el automático. B.
7. Si se conectan demasiados calefactores en un mismo circuito:
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Paralelo: se suman las \(I\). B.
8. El interruptor de una lámpara en la pared:
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Control local de un circuito de iluminación. B.
9. Poner las lámparas de una pieza en serie sería inadecuado porque:
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Por eso la instalación es en paralelo. B.
10. Automático y diferencial:
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Complementarios, no intercambiables. B.
11. Un electrodoméstico metálico sin conductor de tierra:
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La tierra + diferencial reducen ese riesgo. B.
12. El tablero general concentra:
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Punto de mando y protección de la vivienda. B.
13. En operación normal, la tierra:
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El circuito de trabajo es fase–neutro. B.
14. Un enchufe de tres contactos incluye:
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Tres conductores del modelo domiciliario. B.
15. Un estudiante afirma: “el automático ahorra luz porque corta la corriente”. La afirmación es:
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Disparar no es “modo eco”: indica que \(I\) superó el diseño del circuito. B.
Síntesis y ticket de salida
Pida a los estudiantes completar oralmente o por escrito estas ideas:
- Enchufes en paralelo \(\approx 220\,V\) cada uno.
- Medidor: energía (kWh).
- Automático: sobrecorriente (cables e incendio).
- Diferencial: fuga a tierra (personas).
- Tierra: seguridad de carcasas; no es el camino habitual de trabajo.
Ticket PAES
Asocie en una frase: boleta, “se cayó el automático”, “se cayó el diferencial”.
Respuesta esperada
Medidor (kWh facturados), sobrecorriente en un circuito, fuga (desequilibrio fase–neutro). Tres funciones distintas.
Distribución sugerida de los 90 minutos
| Momento | Tiempo | Propósito |
|---|---|---|
| Inicio PAES | 10 min | activar el disparo del automático |
| Componentes | 20 min | empalme, medidor, tablero, protecciones |
| Conductores | 20 min | fase, neutro, tierra y paralelo doméstico |
| Ejercitación | 30 min | resolver y justificar preguntas tipo PAES |
| Cierre | 10 min | separar medición, sobrecorriente y fuga |