control eléctrico

Control Eléctrico. TPR 3º ESO.
Dpto. Tecnología IES Palas Atenea
CONTROL ELÉCTRICO
1.- DISPOSITIVOS DE CONTROL ELÉCTRICO
1.1.- INTERRUPTOR
1.2.- PULSADOR
2.- EJEMPLOS DE CIRCUITOS DE CONTROL
2.1.- CIRCUITO DE CONMUTACIÓN SIMPLE
2.2.- CONTROL DE UN RECEPTOR DESDE DOS PUNTOS
2.3.- CIRCUITO INVERSOR DEL GIRO DE UN MOTOR
2.4.- CIRCUITO DE CONMUTACIÓN DOBLE
3.- EFECTO MAGNÉTICO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
4.- EL RELÉ
5.- EJEMPLOS DE CIRCUITOS DE CONTROL CON RELÉS
5.1.- CIRCUITO DE CONMUTACIÓN
5.2.- CIRCUITO INVERSOR DEL GIRO DE UN MOTOR
5.3.- RELÉ DE ENGANCHE
1/11
1.- DISPOSITIVOS DE CONTROL ELÉCTRICO
Los elementos de control eléctrico permiten controlar el paso de la corriente eléctrica a
través de un circuito eléctrico y manejarlo a voluntad. De esta manera se puede
controlar a través de ellos el funcionamiento de los receptores conectados en el circuito.
Los dispositivos de control eléctrico más importantes son los siguientes:
a) INTERRUPTOR:
Es un dispositivo que permite abrir o cerrar un circuito eléctrico de forma permanente:
- cuando el interruptor se encuentra abierto, la resistencia eléctrica que presenta es
infinita y no permite el paso de la corriente eléctrica;
- cuando el interruptor está cerrado, la resistencia eléctrica que presenta es cero, y deja
pasar la corriente eléctrica, sin modificarla.
Los interruptores están constituidos por una pieza metálica que al ser accionada (por
presión o deslizamiento) comunica entre sí dos contactos metálicos (conectados a su
vez al circuito). Habitualmente los interruptores se recubren con un material aislante de
manera que no se tenga acceso a los elementos conductores mientras se actúa sobre
ellos.
Existen varios tipos de interruptores entre los que destacan los siguientes:
- Interruptor unipolar de una dirección: cierra un par de contactos en una sola
posición
- Interruptor bipolar de una dirección: cierra a la vez dos pares de contactos en una
sola posición
- Interruptor unipolar de dos direcciones: puede cerrar un par de contactos en dos
posiciones diferentes
2/11
- Interruptor bipolar de dos direcciones: puede cerrar a la vez dos pares de contactos
en dos posiciones diferentes.
Los interruptores de dos direcciones se denominan habitualmente CONMUTADORES.
Sirven para “desviar” la corriente eléctrica por alguna de sus posibles salidas.
b) PULSADOR:
Es semejante a un interruptor, pero a diferencia de éste sólo actúa momentáneamente,
mientras se mantiene pulsado (como ocurre por ejemplo cuando pulsamos el timbre de
nuestra casa)
Al igual que los interruptores, los pulsadores están constituidos por una lámina metálica
que comunica dos contactos; disponen además de un muelle que permite a la lámina
volver a su posición inicial tras soltar el pulsador.
Según la forma de actuar, los pulsadores pueden ser de dos tipos:
- Pulsadores normalmente abiertos (NA): al ser accionados se cierra el circuito (y se
abre cuando se dejan de accionar)
- Pulsadores normalmente cerrados (NC): al ser accionados se abre el circuito (y se
cierra cuando se dejan de accionar)
3/11
2.- EJEMPLOS DE CIRCUITOS DE CONTROL
2.1.- Circuito de conmutación simple:
Permite
controlar
el
funcionamiento
de
dos
receptores de forma alternativa:
- cuando el conmutador está en la posición 1-2 se
enciende la lámpara L2
- cuando el conmutador está en la posición 1-3 se
enciende la lámpara L1
2.2.- Control de un receptor desde dos puntos:
Mediante dos conmutadores se puede controlar
el apagado y encendido de la lámpara desde
dos puntos diferentes::
a) en la situación de partida la lámpara estará
encendida.
b) Al accionar el conmutador A (o el B) la
lámpara se apaga.
c) Si a continuación se acciona el conmutador B
(o el A ) la lámpara volverá a encenderse.
2.3.- Circuito inversor del giro de un motor eléctrico
Si un interruptor de dos polos y dos direcciones (conmutador bipolar) se conecta a un
motor tal y como muestra la figura siguiente, se puede cambiar el sentido de la corriente
eléctrica que pasa por el motor con sólo accionar el interruptor:
4/11
a) Cuando el conmutador está en la posición “superior” la corriente circula por el motor
de derecha a izquierda y el motor girará en el sentido indicado.
b) Cuando el conmutador está en la posición “inferior” la corriente circula por el motor de
derecha a izquierda (al contrario que en el caso anterior) y en consecuencia el motor
girará en sentido contrario al de antes.
Con el fin de controlar la puesta en marcha del motor con independencia de la posición
del pulsador, bastará con introducir dos interruptores (o dos pulsadores) en las
posiciones que indica la figura. De esta forma,
para que el motor funcione en el sentido
controlado por el conmutador será necesario
que el interruptor correspondiente se encuentre
activado:
2.4.- Circuito de conmutación doble
Mediante un conmutador bipolar se puede controlar el funcionamiento alternativo de tres
receptores, activándose en cada posición dos de ellos:
- Cuando el conmutador está en la posición
“superior” se encenderán las lámparas L1 y L2,
mientras que L3 permanecerá apagada.
- Cuando el conmutador está en la posición
“inferior” se encienden las lámparas L2 Y L3,
mientras que es ahora L1 la que se apaga.
- En cualquiera los dos casos, los interruptores individuales permiten controlar el
funcionamiento de cada lámpara, de forma que para que las lámparas se enciendan
deberán activarse los interruptores correspondientes
5/11
3.- EFECTO MAGNÉTICO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
Los imanes son cuerpos que tienen la propiedad de atraer a los materiales férricos
(hierro y sus aleaciones). Esto es debido a que los imanes crean a su alrededor un
campo de fuerzas denominado CAMPO MAGNÉTICO.
Un campo magnético es aquella región del espacio donde se hacen sentir los efectos
del imán; un material de hierro situado dentro de este campo experimentará una fuerza
magnética de atracción hacia el imán.
La fuerza magnética es más intensa en los extremos del imán, denominados POLOS;
un imán tiene siempre dos polos denominados polo norte y polo sur. Los polos del
mismo nombre se atraen mientras que los polos opuestos se repelen.
En el interior del campo magnético, las fuerzas tienen un sentido preciso, definido por
las LÍNEAS DE FUERZA: son líneas cerradas que salen del polo norte y entran por el
polo sur, tal y como se muestra el dibujo:
El magnetismo y la electricidad son dos fenómenos estrechamente relacionados:
Una corriente eléctrica que recorre un hilo conductor crea a su
alrededor un campo magnético.
El campo magnético producido es directamente proporcional a la intensidad de la
corriente eléctrica que lo provocó. Es decir, cuanto mayor sea el valor de la intensidad
de corriente, más intenso es el campo magnético generado por dicha corriente eléctrica.
A su vez, el campo magnético disminuye a medida que nos alejamos del conductor,
siendo más intenso cuanto más próximos al conductor nos encontremos.
6/11
La dirección del campo magnético creado por una corriente eléctrica depende del
sentido de ésta y puede obtenerse fácilmente a partir de la denominada regla de la
mano derecha:
“si suponemos que sujetamos el cable con la mano
derecha, con el pulgar en el sentido de circulación de la
corriente eléctrica, los demás dedos nos indican la
dirección y sentido del campo magnético generado”.
Se puede conseguir crear un campo magnético más intenso formando con el hilo
conductor un bucle o espira. Dentro de la espira los efectos de las líneas de fuerza se
superponen y en el centro se obtiene un campo magnético intenso.
Si
colocamos varias espiras juntas, arrollando el cable conductor sucesivas veces
obtendremos los que se denomina bobina o solenoide. Los campos magnéticos de las
espiras se suman unos con otros y en el centro del solenoide se produce un campo
magnético muy intenso.
La presencia de un núcleo de hierro dentro de la bobina aumenta aún más el campo
magnético en su interior.
El conjunto formado por una bobina de hilo conductor recorrida por una corriente
eléctrica con un núcleo de hierro en su interior se denomina ELECTROIMÁN. Se
Comporta como un imán cuyos polos son los extremos de una. Es un imán temporal
pues el campo magnético sólo se produce mientras esté pasando corriente eléctrica por
el electroimán (pues ésta es la que crea el campo magnético). Si la corriente se corta
desaparecen los efectos magnéticos.
El electroimán constituye la base de las máquinas eléctricas como los alternadores y los
motores, y también de los dispositivos de control conocidos con el nombre de relés.
7/11
4.- EL RELÉ
El relé es un interruptor accionado a distancia por la acción de un electroimán.
Consta de las siguientes partes:
- un electroimán
- dos contactos metálicos:
uno fijo y otro móvil
Cuando una corriente eléctrica circula por el electroimán, éste se activa y crea un campo
magnético que atrae al contacto móvil; de esta forma se junta los dos contactos y se
cierra el interruptor.
Cuando deja de circular corriente eléctrica por el electroimán, éste se desactiva y
desaparece el campo magnético; al dejar de ser atraído, el contacto móvil vuelve a su
posición inicial
(en ocasiones a un muelle o resorte) y se separan los contactos,
abriéndose el interruptor.
El esquema eléctrico de un relé es el siguiente:
En el relé podemos distinguir dos circuitos diferenciados:
- un circuito electromagnético, que activa el electroimán, denominado CIRCUITO DE
CONTROL
- un circuito eléctrico cuyo funcionamiento es controlado por la apertura o cierre de un
interruptor accionado a distancia por el electroimán, éste circuito se denomina
CIRCUITO CONTROLADO o CIRCUITO DE POTENCIA.
El relé es un elemento muy útil en circuitos de control pues permite accionar circuitos a
distancia y además hace posible controlar grandes potencias utilizando pequeñas
potencias de control.
8/11
El tipo de relé descrito actúa como un interruptor unipolar y corresponde al caso más
sencillo. Existen otros tipos de relés que permiten controlar a la vez varias salidas de un
circuito, entre los que destacan los siguientes:
a) RELÉ DE 2 CONTACTOS
Actúa como conmutador:
-
en posición de reposo (electroimán desactivado)
la corriente puede pasar de 1 a 2
-
en posición de marcha (electroimán activado)
la corriente puede pasar de 1 a 3
También puede actuar como interruptor unipolar (abierto o cerrado), dejando sin
conectar en el exterior uno de los contactos de salida.
b) RELÉ DE 4 CONTACTOS
Actúa como un conmutador bipolar:
- con el electroimán desactivado la corriente pasa entre
los contactos 1-2 y 4-6
- con el electroimán activado la corriente pasa entre los
contactos 1-3 y 4-6
Al igual que en el caso anterior, este relé también puede
actuar como interruptor; para ello basta con dejar sin conectar en el exterior los
contactos de salida adecuados.
9/11
2.- EJEMPLOS DE CIRCUITOS DE CONTROL CON RELÉS
a) Circuito de conmutación: Permite controlar el funcionamiento de dos receptores
de forma alternativa:
Al accionar el interruptor I1, el relé permanecerá desactivado (debido a que está
abierto I2) y se encenderá la lámpara L2
Si a continuación se acciona el interruptor I 2, circulará corriente por el relé. Éste se
activará y el conmutador pasará a la posición contraria, de forma que se encenderá la
lámpara L1 y L2 se apagará.
b) Circuito inversor del giro de un motor
a) En la posición de partida (con el pulsador abierto) la corriente pasa por el motor de
derecha a izquierda y el motor girará en el sentido indicado.
b) Al accionar el pulsador se activa el relé y por tanto, el conmutador cambia de
posición La corriente circula entonces
por el motor de derecha a izquierda (al
contrario que en el caso anterior) y en consecuencia el motor girará en sentido
contrario al de antes.
10/11
c) Relé de enganche
Cuando se acciona un relé por medio de un pulsador, el relé sólo quedará activado
mientras se mantenga apretado el pulsador. Sin embargo, en muchas ocasiones es
necesario que el relé se quede activado después de soltar el botón; esto se puede
lograr empleando un circuito de relé de enganche como el que se muestra en la
figura:
a) Cuando se pulsa el pulsador la corriente eléctrica circula por la bobina del relé; en
consecuencia, el relé se activa y cierra los contactos.
b) Cuando el pulsador se suelta, aunque la corriente ya no puede circular por el relé a
través del pulsador, sí puede hacerlo a través de los otros conductores, tal y como se
muestra en el dibujo. Por tanto, el relé no se puede apagar y se dice que está
“enclavado” o “enganchado”.
11/11