T103109_ELECTRICIDAD_CONCEPTOS BASICOS_

Electricidad

•

Engenharias

Mabel Alaniz

19/1/2024

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Electricidad

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Conceptos básicos de electricidad.
Mantenimiento.

iada Instituto de aprendizaje
y desarrollo de Aena

iada

Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

JORNADA 1

UNIDAD
DIDÁCTICA 1
Instalaciones eléctricas
aeroportuarias

1.- Clasificación de los servicios eléctricos de un
aeropuerto.
2.- Fuentes de alimentación.
3.- Central eléctrica.

JORNADA 2

4.- Instalaciones eléctricas en edificios
aeroportuarios.
5.- Resumen del tema y test de autoevaluación.

UNIDAD
DIDÁCTICA 1
Instalaciones eléctricas
aeroportuarias RESUMEN de la Unidad Didáctica 1 y Test de
Autoevaluación.

1.- Corriente continúa.
2.- Ley de Ohm.
3.- Leyes de Kirchoff.
4.- Resumen del tema y test de autoevaluación.

UNIDAD
DIDÁCTICA 2
Corriente continúa
RESUMEN de la Unidad Didáctica 2 y Test de
Autoevaluación.

iada

Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

JORNADA 3

1.- Flujo magnético.
2.- Inducción electromagnética. Ley de Faraday.
3.- Sentido de la corriente inducida. Ley de Lenz.
4.- Generador de corriente alterna.
5.- Transformadores.
6.- Resumen del tema y test de autoevaluación.

UNIDAD
DIDÁCTICA 3
Magnetismo e
inducción
electromagnética
RESUMEN de la Unidad Didáctica 3 y Test de
Autoevaluación.

JORNADA 4

UNIDAD
DIDÁCTICA 4
Corriente alterna

1.- La corriente alterna.
2.- Formas diferentes que puede tomar la corriente
alterna.
3.- Componentes en corriente alterna. Resistencia,
condensador y bobina.

JORNADA 5

4.- Potencia de un sistema de corriente alterna.
Factor de potencia.
5.- Sistema trifásico.
6.- Corrección del factor de potencia
7.- El problema de los armónicos.
8.- Resumen del tema y test de autoevaluación
UNIDAD
DIDÁCTICA 4
Corriente alterna
RESUMEN de la Unidad Didáctica 4 y Test de
Autoevaluación.

iada

Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

JORNADA 6

1.- Medida de magnitudes eléctricas en corriente
continua y en corriente alterna monofásica.
1.1.- Medida de Tensiones
1.2.- Medida de Intensidades
1.3.- Medida de Resistencias
1.4.- Medida de Potencias en c.c.
2.- Medidas eléctricas en los sistemas de corriente
alterna monofásicos y trifásicos. Analizadores de
redes.
3.- Resumen del tema y test de autoevaluación.

UNIDAD
DIDÁCTICA 5
Instrumentos de
medida
RESUMEN de la Unidad Didáctica 5 y Test de
Autoevaluación.

JORNADA 7

1.- El Transformador.
2.- Luminotecnia.
3.- Máquinas rotativas.
2.1.- Máquinas síncronas.
2.2.- Máquinas asíncronas.
4.- Arranque de máquinas rotativas.

UNIDAD
DIDÁCTICA 6
Transformadores y
receptores
RESUMEN de la Unidad Didáctica 6 y Test de
Autoevaluación.

JORNADA 8

UNIDAD
DIDÁCTICA 7
Aislamiento, protección
y resistencia a tierra

1.- Causas y tipos de perturbaciones eléctricas.
2.- Elementos de un relé de protección.
3.- Clasificación de los relés de protección.
4.- Descripción y funcionamiento de algunos relés de
protección.

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Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

JORNADA 9

UNIDAD
DIDÁCTICA 7
Aislamiento, protección
y resistencia a tierra

5.- Simbología de los relés de protección.
6.- Protección de las líneas eléctricas.
7.- Protección de los transformadores.
8.- Protección de los motores.
9.- Protección para las personas.
10.- Coordinación de protecciones. Selectividad y
filiación.
11.- Medida de aislamiento.

JORNADA 10

12.- Medida de resistencia de puesta a tierra.

UNIDAD
DIDÁCTICA 7
Aislamiento, protección
y resistencia a tierra
RESUMEN de la Unidad Didáctica 7 y Test de
Autoevaluación.
1.- El mantenimiento.
1.1.- Mantenimiento Predictivo.
1.2.- Mantenimiento Preventivo.
1.3.- Mantenimiento Correctivo.
2.- La Seguridad.
3.- Sistemas.
4.- Localización de averías en un sistema.
4.1.- El método de aproximación en seis pasos.
4.2.- El método de aproximación por división por
mitades.
5.- Ayudas a la localización de averías.
5.1.- Diagramas de Flujo.
5.2.- Tarjetas de síntomas / averías.
5.3.- Registro de reparación de averías.

UNIDAD
DIDÁCTICA 8
Mantenimiento y
localización de averías
RESUMEN de la Unidad Didáctica 8 y Test de
Autoevaluación.

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Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

JORNADA 11

PRÁCTICAS
1.- Manejo de los aparatos de laboratorio: generador
de señales, multímetro, osciloscopio (6 h).

JORNADA 12

PRÁCTICAS 2.- Instalación de lámparas y circuitos mixtos (6 h).

JORNADA 13

PRÁCTICAS
3.- Instalaciones de alumbrado con lámparas
fluorescentes (6 h).

JORNADA 14

PRÁCTICAS 4.- Cuadros eléctricos (6 h).

JORNADA 15

PRÁCTICAS

5.- Verificación de instalaciones de B.T. Analizador de
redes, verificaciones reglamentarias de
instalaciones de B.T., salto de diferenciales,
resistencia a tierra. (6 h).

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Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

¿CÓMO SE VA A ESTRUCTURAR EL CURSO?

¿QUÉ VAMOS A APRENDER?

GLOSARIO DE TÉRMINOS

BIBLIOGRAFIA

UNIDAD DIDÁCTICA 1: INSTALACIONES ELÉCTRICAS AEROPORTUARIAS.......1

UNIDAD DIDÁCTICA 2: CORRIENTE CONTINUA. .................................................51

UNIDAD DIDÁCTICA 3: MAGNETISMO E INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. ..67

UNIDAD DIDÁCTICA 4: CORRIENTE ALTERNA.....................................................83

UNIDAD DIDÁCTICA 5: INSTRUMENTOS DE MEDIDA........................................111

UNIDAD DIDÁCTICA 6: TRANSFORMADORES Y RECEPTORES. .....................131

UNIDAD DIDÁCTICA 7: AISLAMIENTO, PROTECCIÓN Y RESISTENCIA A
TIERRA. ...........................................................................172

UNIDAD DIDÁCTICA 8: MANTENIMIENTO Y LOCALIZACIÓN DE AVERÍAS. .....212

PRÁCTICAS: .........................................................................................228

SOLUCIONES TEST ...................................................................................................277

ANEXO: DEFINICIONES DEL CAPÍTULO 1 DEL ANEXO 14 DE
OACI

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Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

¿CÓMO SE VA A ESTRUCTURAR EL CURSO?

Con el presente curso se quiere ofrecer una visión clara y global de los principios
básicos de electricidad, adaptando los conceptos fundamentales, a las competencias
de un Técnico de Mantenimiento Aeroportuario de AENA.

Este curso se desglosa en nueve unidades didácticas, ocho de ellas son de carác80ter
teórico, y tratan de dar una visión global de los conceptos básicos de electricidad que
pueden resultar más útiles en las tareas cotidianas de un Técnico de Mantenimiento.

Estos temas están formados por:

Parte teórica donde se definen los conceptos fundamentales de cada unidad
didáctica.
Ejercicios que permitan aclarar las ideas teóricas previamente expuestas, y en los
que se deben demostrar los conocimientos adquiridos en cada unidad didáctica.
Resumen global de cada unidad didáctica.
Test de autoevaluación global que permita afianzar los conocimientos.

Durante el curso, a través de la creación de grupos de trabajo relacionarán los
conocimientos eléctricos adquiridos con las tareas realizadas por un Técnico de
Mantenimiento de AENA.

Por último, se plantea una parte práctica que se desarrolla en un anexo de la
documentación, en el que se trata de que el futuro técnico de mantenimiento de
instalaciones eléctricas aeroportuarias, tome contacto físico con la realización de
instalaciones sencillas, aprendiendo al mismo tiempo, a manejar los equipos de
medida que en el trabajo diario habrá de utilizar.iada

Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
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¿QUÉ VAMOS A APRENDER?

Reconocer e identificar las distintas partes que forman el sistema de
suministro eléctrico de un aeropuerto, así como, comprender el funcionamiento
del mismo.

Discernir como se realizará el flujo de la corriente eléctrica a través los circuitos
que forman el sistema de suministro eléctrico del aeropuerto.

Adquirir los conocimientos básicos del funcionamiento de los sistemas de
generación y transformación de la energía eléctrica, que se utilizan en las
instalaciones aeroportuarias (generadores de corriente eléctrica y
transformadores).

Adquirir los conceptos básicos de corriente alterna y la termología que se ha
de manejar en el trabajo diario.

Aprender a manejar los equipos de medida que se han de emplear en el
trabajo diario de un técnico de mantenimiento de instalaciones eléctricas.

Conocer y aprender de forma más detallada el conexionado eléctrico de los
equipos que habitualmente se instalan en los aeropuertos, además de conocer
los principios básicos y el funcionamiento de los sistemas de iluminación.

Conocer, distinguir y utilizar los sistemas básicos de protección empleados en
las instalaciones eléctricas aeroportuarias.

Aprender a utilizar de forma racional los medios y conocimientos puestos a
nuestro alcance para la localización de averías, así como para realizar el
trabajo de forma segura.

Aprender a realizar circuitos y montajes sencillos, así como aprender a
manejar los equipos de medida, que son de uso diario en el trabajo del
técnico de mantenimiento de instalaciones eléctricas aeroportuarias.
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Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
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GLOSARIO DE TÉRMINOS

Absorción:
Se denomina absorción a la transformación de la energía radiante en otra forma de energía,
generalmente en forma de calor.

Amperímetro:
Galvanómetro calibrado para realizar la medición del corriente.

Amplitud de onda:
Máximo valor que toma una corriente eléctrica. Se llama también valor de pico o valor de cresta.

Central eléctrica:
De un aeropuerto es donde se recibe la energía eléctrica proporcionada por una compañía y
donde se puede generar energía eléctrica para atender a las emergencias o a servicios
especiales.

Conductancia:
Es la inversa de la resistencia.

Conexión en estrella:
Todas las bobinas se conectan por un extremo a un punto común llamado neutro, quedando el
otro extremo de cada una accesible junto con el neutro.

Conexión en triángulo:
Cada uno de los extremos de una bobina está conectado a un extremo de una bobina distinta.

Contactos directos:
Son los que se pueden realizar con los conductores activos o en general con las partes que se
encuentran en tensión en las condiciones normales de funcionamiento.

Contactos indirectos:
Son los que se producen con partes de la instalación eléctrica o equipos de la misma,
normalmente sin tensión, pero que pueden estarlo si se presenta algún defecto en los mismos.

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Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

Corriente alterna:
Es aquella en la que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras
que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos o hertz por
segundo posea esa corriente.

Corriente sinusoidal:
Recibe ese nombre porque su forma se obtiene a partir de la función matemática de seno.

Esquema unifilar:
Es una forma sencilla de representar gráficamente todos los elementos e interconexiones de un
sistema eléctrico.

Flujo luminoso:
Que produce una fuente de luz es la cantidad total de luz emitida o radiada, en un segundo, en
todas las direcciones.

Frecuencia:
Es la cantidad de ciclos por segundo o hertz (Hz), que alcanza la corriente alterna.

Frecuencímetro:
Equipo que sirve para medir la frecuencia.
Fuente externa de alimentación o primaria:
Procede de la red comercial y viene proporcionada por una compañía eléctrica.

Fuentes internas, de autogeneración o secundarias:
Son fuentes generadoras de carácter autónomo y que se utilizan como fuentes en el caso de que
fallase la fuente externa.

Fusible:
Es el relé de protección más sencillo y más antiguo es el denominado cortacircuito fusible o,
sencillamente, fusible.

Generador:
Equipo de generación de corriente eléctrica.

Grupo electrógeno:
Equipo de generación de corriente eléctrica a partir de un motor de combustión.

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Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

Iluminancia:
Es la relación entre el flujo luminoso que recibe la superficie y su área.

Intensidad de corriente eléctrica: se define como la carga total que circula por el conductor en
la unidad de tiempo.

Nodo o cero:
Punto donde la sinusoide toma valor “0”.

Ohmímetro:
Equipo que sirve para medir la resistencia eléctrica.

Período:
Es el intervalo en tiempo que separa dos puntos sucesivos de un mismo valor en la sinusoide.

Pico o cresta:
Punto donde la sinusoide alcanza su máximo valor.

Potencia activa:
Es la potencia aprovechada.

Potencia aparente:
Es la potencia que circula por el conductor.

Potencia reactiva:
Es la potencia que no se aprovecha.

Reactancia:
Es el término que indica la resistencia que presenta un determinado componente para cada
frecuencia.

Reflexión:
Cuando unas ondas de cualquier tipo inciden sobre una barrera plana como un espejo, se
generan nuevas ondas que se mueven alejándose de la barrera.

Relé de protección:
Es el elemento funcional para llevar a cabo la protección eléctrica es el denominado.

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Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

Relé Diferencial:
Este tipo de relé está diseñado para actuar cuando la diferencia entre dos corrientes sea superior
a un valor determinado

Relé Magnético:
Este tipo de relé se basa en la fuerza de atracción entre dos piezas metálicas, una fija y otra
móvil.

Relé Térmico:
Está basado en la dilatación de una lámina bimetálica al ser atravesada por una corriente
eléctrica

Resistencia:
Dificultad que opone un material al paso de la corriente eléctrica.

Sistema trifásico:
Está formado por tres fuentes de tensión, distribuyéndose las mismas a tres o cuatro hilos.

Transformador:
Es un aparato estático, de inducción electromagnética, destinado a transformar un sistema de
corrientes alternas en uno o más sistemas de corrientes alternas de igual frecuencia y de
intensidad y tensión generalmente diferentes.

Transmisión:
Es el paso de una radiación a través de un medio sin cambio de frecuencia de las radiaciones
monocromáticas que la componen.

Valor eficaz:
Representa el valor de una corriente continua que producirá el mismo calor que la alterna al pasar
por una resistencia.

Vatímetro:
Equipo que sirve para medir potencias.

Valle o vientre:
Punto donde la sinusoide alcanza su mínimo valor.

Voltímetro:
Galvanómetro calibrado para realizar la medición de la diferencia de potencial entre dos puntos.
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Conceptos básicos de
electricidad. Mantenimiento
PF 2006
JUNIO

BIBLIOGRAFÍA

- CONCEPTOS BÁSICOS; ELECTROTECNIA; MATERIALES ELÉCTRICOS.
Barcelona : Ceac, D.L. 2000

- REAL DECRETO 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento
electrotécnico para baja tensión. BOE núm. 224 del miércoles 18 de septiembre.

- GUIA TECNICA DE APLICACIÓN AL REGLAMENTO ELECTROTECNICO DE
BAJA TENSION Editada por la Dirección General de Política Tecnológica.
Subdirección General de Calidad y Seguridad Industrial. Madrid, 18 de Septiembre de
2003. Edición - Sep. 03.Revisión-01.

- PRACTICAS DE ELECTRICIDAD. INSTALACIONES ELECTRICAS.Mac Graw Hill.
Madrid 1996.

- METODOS GENERALES DE LOCALIZACIÓN DE AVERÍAS. Edición en Castellano
INTEK ESPAÑA, S.A. Madrid 1991.

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Conceptos básicos de electricidad

INSTALACIONES
ELÉCTRICAS
AEROPORTUARIAS
UNIDAD
DIDÁCTICA
1
iada

Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
PF 2006
JUNIO

Conceptos básicos de electricidad

¿QUE VAS A APRENDER EN LA UNIDAD 1?.......................................................................3
1. CLASIFICACIÓN DE LOS SERVICIOS AEROPORTUARIOS......................................4
2. FUENTES DE ALIMENTACIÓN ...................................................................................22
2.1 FUENTE EXTERNA..............................................................................................22
2.2 FUENTE INTERNA...............................................................................................22
3. CENTRAL ELÉCTRICA................................................................................................31
4. INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICIOS AEROPORTURIOS .......................40
4.1 CENTROS DE TRANSFORMACIÓN. ..................................................................40

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Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
PF 2006
JUNIO

Conceptos básicos de electricidad

3
¿QUE VAS A APRENDER EN LA UNIDAD 1?

Esta unidad va a servir para reconocer e identificar las distintas partes que
forman el sistema de suministro eléctrico de su aeropuerto de destino, así como,
comprender el funcionamiento del mismo.

Por otro lado, se van a conocer componentes que permiten el funcionamiento de
las instalaciones eléctricas en los aeropuertos, entre los que se encuentran los
servicios de iluminación de los edificios terminales, los servicios de climatización,
cintas de equipajes, ayudas visuales y radioeléctricas, etc.

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Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
PF 2006
JUNIO

Conceptos básicos de electricidad

4
1. CLASIFICACIÓN DE LOS SERVICIOS AEROPORTUARIOS

El funcionamiento óptimo de un aeropuerto depende, en gran medida, de la calidad del sistema
eléctrico, ya que esta energía es imprescindible para la realización de actividades, tanto en el
lado aire (operaciones de aeronaves), como en el lado tierra (operaciones aeroportuarias).

Aparte de lo especificado en este documento, las instalaciones eléctricas deben cumplir lo
especificado en los documentos en vigor que se enumeran a continuación, teniendo en cuenta
todo aquello que suponga enmienda a los mismos:

- Anexos al Convenio sobre Aviación Civil Internacional, especialmente los anexos
10 y 14.

- Documentación de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI).

Los servicios eléctricos de un Aeropuerto se clasifican en los estrictamente aeronáuticos,
dedicados a las Ayudas a la Aproximación, Despegue, Aterrizaje y Rodaje (AAAR) y el resto de
servicios.

Los tiempos de conmutación entre fuente primaria y secundaria especificados en los Anexos 10
y 14 de la OACI se tomarán para los servicios AAAR: como 0, 0,5 y 15 segundos.

El tiempo máximo de interrupción permitido y la autonomía mínima que debe tener la fuente de
alimentación alternativa para cada tipo de servicio serán los que se indican en la Tabla 1:
“Requisitos del suministro eléctrico (Navegación Aérea) y Tabla 2: “Requisitos del suministro
eléctrico (Aeropuerto)”. En estas tablas se clasifican los servicios como:

- Servicios normales “N”, son aquellos que tienen un funcionamiento aceptable
siempre que el tiempo medio de corte del suministro eléctrico para cada posible
interrupción, sea inferior a una hora.

- Servicios de emergencia “E”, son los que en las Tablas 1 y 2, se identifican con la
letra “E”.
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Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
PF 2006
JUNIO

Conceptos básicos de electricidad

- Servicios esenciales “S”, son los que en las Tablas 1 y 2, se identifican con la
letra “S”.

- Servicios de continuidad “C”, son los que en las Tablas 1 y 2, se identifican con la
letra “C”.

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Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

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Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

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Conceptos básicos de electricidad

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Conceptos básicos de electricidad

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Conceptos básicos de electricidad

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Conceptos básicos de electricidad

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Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

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Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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JUNIO

Conceptos básicos de electricidad

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Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

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Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

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Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

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Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

La conmutación entre fuentes puede realizarse en menos de 0,5 segundos.

El paso a situación de emergencia se realiza en un tiempo de uno o dos segundos después de
una falta total de tensión (para salvar huecos de tensión y permitir conmutaciones internas
entre fuentes de alimentación exterior).

La autonomía de la fuente de emergencia se establece para el Aeropuerto en 24 horas.

La autonomía para fuentes de continuidad y esenciales se establece en 20 minutos para
Cargas AAAR y en una hora para fuentes de alimentación a sistemas de gestión, de sistemas
de control, protección y seguridad.

RECUERDA

Los servicios eléctricos de un Aeropuerto se clasifican en los estrictamente aeronáuticos,
dedicados a las Ayudas a la Aproximación, Despegue, Aterrizaje y Rodaje (AAAR) y el resto
de servicios.
Los tiempos de conmutación entre fuente primaria y secundaria especificados en los Anexos 10
y 14 de la OACI se tomarán para los servicios AAAR: como 0, 0,5 y 15 segundos.

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Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

Ejercicio 1.1. Enunciado

Determinar según el anexo 14 el tiempo máximo, que puede estar los siguientes servicios sin
alimentación:

A) Dependencias de las fuerzas de seguridad. Sistema de alumbrado Emergencia. 10s
B) Aparcamiento empleados. Control accesos. 5 s
C) Estación meteorológica.Sistema de alumbrado Emergencia. 1 m
D) Centro médico. Fuerza. 15 s
E) Terminales de pasajeros. Sistema de Control de paneles informativos. 0 s
F) Radioayudas. ILS (IM). 0 s
G) Torre. Consumidores esenciales y s. auxiliares. 0 s
H) Terminales de microondas. Consumidores esenciales y s. auxiliares. 0 s

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Conceptos básicos de electricidad

Solución

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Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

2. FUENTES DE ALIMENTACIÓN

En cualquier aeropuerto existen en general dos fuentes de alimentación de energía eléctrica:

- Fuente externa de alimentación o primaria: procede de la red comercial y viene
proporcionada por una compañía eléctrica.
- Fuentes internas, de autogeneración o secundarias: son fuentes generadoras de
carácter autónomo y que se utilizan como fuentes en el caso de que fallase la fuente
externa.

2.1 FUENTE EXTERNA

La fuente de alimentación externa o primaria es la red comercial de una compañía
suministradora. La tensión de suministro suele estar entre 1 y 45 kV, aunque en grandes
aeropuertos que demandan mucha potencia, la tensión de acometida puede ser 45 kV,
66 kV o incluso 110 kV.

Líneas de alta tensión que proporcionan suministro eléctrico al
aeropuerto de Villanubla, Valladolid

2.2 FUENTE INTERNA

La red comercial puede no alcanzar el nivel de calidad exigido por varios motivos: cortes
de energía, caídas excesivas de tensión, desequilibrio de las tensiones entre fases, etc.
Por eso, es necesario disponer de una o varias fuentes auxiliares que puedan sustituir a
la fuente externa. Estas fuentes se encuentran ubicadas en el recinto aeroportuario y se
llaman fuentes internas o de autogeneración.

Según el tiempo de restablecimiento del servicio, las fuentes secundarias pueden
clasificarse en tres grandes grupos:
iada

Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

- Grupos electrógenos
- Unidades de continuidad con interrupción breve o de corta duración
- Unidades de continuidad sin interrupción.

GRUPOS ELECTRÓGENOS

Los grupos electrógenos están formados principalmente por:

- Un motor, generalmente diesel, este tipo de motores entregan una potencia
comprendida entre 6 y 6000 kW, dependiendo de sus características. El regulador
del motor es un dispositivo mecánico diseñado para mantener una velocidad
constante del motor con relación a los requisitos de carga. La velocidad del motor
está directamente relacionada con la frecuencia de salida del alternador. En
algunos casos comienzan a utilizarse turbinas de gas, para grandes potencias, en
cuyo caso el tiempo de intervención sube hasta 5 minutos.

- El tanque de combustible varía según las dimensiones y consumo del
generador y el tiempo de abastecimiento depende del rendimiento de este.

- Alternador montado sobre un chasis mediante amortiguadores antivibratorios,
diseñados para reducir las vibraciones producidas por el grupo Motor –
Alternador. El principio fundamental de todos los generadores, se basa en la
formación de un campo magnético inducido por bobinas, por las cuales circula la
corriente desde el polo norte al polo sur, conduciendo electricidad; lo que ocurre
en el alternador.

- Sistema de arranque, manual o automático. El arranque manual se produce a
nuestra voluntad, esto quiere decir que cuando queramos disponer de la
electricidad generada por el Grupo Electrógeno lo haremos arrancar de forma
manual. Generalmente el accionamiento de arranque se suele realizar mediante
una llave de contacto o pulsador de arranque de una centralita electrónica con
todas las funciones de vigilancia. Cuando se produzca un calentamiento del
motor, cuando falte combustible o cuando la presión de aceite del motor sea muy
baja, la centralita lo detectará parando el motor automáticamente.

- Existe centrales automáticas que funcionan tanto en modo manual o automático;
estas centralitas o cuadros electrónicos detectan un fallo en la red de suministro
eléctrico, obligando el arranque inmediato del Grupo Electrógeno.

Grupo electrógeno del aeropuerto de Villanubla, Valladolid
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Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

El esquema simple de funcionamiento es el que se muestra en la figura:

Motor térmico
Generador eléctrico
Control
IG
IR

Esquema simple de un grupo electrógeno

En condiciones normales el interruptor de red, IR, está cerrado, mientras que el del
grupo, IG, permanece abierto. En caso en que la red falle, el dispositivo de control
actuará poniendo en marcha el motor térmico y abriendo IR y cerrando IG.

El tiempo de transferencia de red a grupo suele ser menor de 10 segundos, si bien, en el
caso de grupos de gran potencia el tiempo es mayor al tener que ir tomando la carga de
una forma escalonada. Cuando retorna la red el grupo sigue funcionando, durante algún
tiempo, hasta que se comprueba su fiabilidad.

UNIDADES DE CONTINUIDAD CON INTERRUPCIÓN BREVE, UCIB

Estas unidades pueden ser fundamentalmente de dos tipos:

- El primero está constituido por un motor térmico y un alternador acoplado a través
de un embrague y un volante de inercia. Además un pequeño motor arrastra
permanentemente el alternador y el volante, desconectándose en el momento de
la interrupción de la red.

El esquema se muestra en la figura siguiente:
IG
Generador eléctrico
Motor térmico
IA
Motor eléctrico IR
Control

Esquema simple de una UCIB con motor auxiliar

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Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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JUNIO

Conceptos básicos de electricidad

25
En condiciones normales los interruptores de la red IR e IA están cerrados y el
interruptor IG está abierto. En caso de fallo de la red principal, el sistema de control lo
detecta, y da la orden de poner en marcha el grupo electrógeno, abriéndose los
interruptores IA e IR, conectando el embrague y cerrando el interruptor IG. Todo esto
transcurre en un tiempo inferior a 1 segundo.

El segundo tipo no tiene motor auxiliar que arrastre al generador y al volante, ya que el
propio generador funciona como motor.

Generador eléctrico
Motor térmico
Control
IG
IA
IR
Motor

Esquema simple de una UCIB con el generador funcionando como motor

En condiciones de correcto funcionamiento de la red, IA e IR están cerrados, mientras IG
permanece abierto. En caso de fallo de la red, IA e IR se abren e IG se cierra, un a vez
se haya puesto en marcha el motor térmico y se conecte el embrague.

UNIDADES DE CONTINUIDAD SIN INTERRUPCIÓN, UCSI

Estas unidades pueden clasificarse según tres grandes grupos:

- Constituidos únicamente por máquinas rotativas:

El conjunto viene formado por un motor eléctrico o un motor síncrono alimentado
permanentemente por la red comercial que arrastra a un generador, el cual
proporciona energía eléctrica a la carga. Un volante de inercia está en
movimiento para que, en caso de fallo de la red y hasta que se ponga en marcha
el motor térmico, la energía sea comunicada por el mismo y la variación de
frecuencia y tensión sea mínima.

Motor térmico
Generador Motor
IG
Control
IA
IR
eléctricoeléctrico
Esquema simple de una UCSI constituidas por máquinas rotativas
iada

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Conceptos básicos de electricidad

26
- Constituidos por elementos de estado sólido:

Esta unidad también se llama de Unidad de suministro Ininterrumpido, (USI),
Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI), o Fuentes de AlimentaciónIninterrumpidas (FAI).

Estas unidades están constituidas por dos módulos: un rectificador (conversor
c.a./c.c.) y un ondulador (c.c./c.a.), interconectados mediante un conjunto de
baterías.
Control
IA
IR
IG
Rectificador Ondulador
Baterias

Esquema simple de una UCSI constituidas por elementos de estado sólido (SAI)

En condiciones normales de funcionamiento los interruptores IA e IG están
cerrados e IR estará abierto. De esta manera se alimenta la carga mediante el
grupo rectificador – ondulador, consiguiéndose una estabilidad en tensión y
frecuencia mejor que el de la red, al poderse regular automáticamente. Además
se produce la carga de un conjunto de baterías que se encargarán de la
alimentación de la carga en el caso de fallo de red.

El interruptor IR servirá para el caso en el que se desee alimentar la carga
directamente desde la red.

- Combinación de máquinas rotativas y elementos de estado sólido

En este caso se cuenta con un motor eléctrico de corriente continua alimentado
por un rectificador y un sistema de baterías para el caso de fallo de la red.
C ontro l
IA
IR
IG
B aterias
R ectificador e léctrico
M otor G enerador
e léctrico

Esquema simple de una UCSI constituidas por máquinas rotativas y
dispositivos de estado sólido.
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En condiciones normales de funcionamiento estarán cerrados IA e IG, y el
rectificador alimentará el motor de corriente continúa y cargará el grupo de
baterías. En caso de fallo de la red, se desconecta IA y las baterías suministran
energía al motor durante un tiempo finito.

La supresión del motor térmico frente al rectificador puede compensar
económicamente, aún siendo más caro el motor de corriente continua frente al
síncrono para una misma potencia, ya que no se requieren los dispositivos de
combustible ni la sala especial para aislar la sala de ruido y gases.

Finalmente existen unas unidades constituidas por elementos de estado sólido y
por un conjunto de máquinas rotatorias, de manera que se pueda disponer en un
solo conjunto que haga las funciones de un grupo electrógeno típico y de un
grupo de continuidad.

Esta unidad puede funcionar en varios modos o servicios según sean los
requerimientos de carga, obteniéndose estos diversos modos por la posición de
los interruptores correspondientes.

Generador
IMG
Generador eléctrico
Motor térmico
eléctrico
Baterias
Motor
Rectificador
IT
IA3
IB
Ondulador
IG
IA2
IR
IA1
Control
IO

Esquema de una unidad de continuidad de usos múltiples, SAI-DIESEL.

Condiciones de servicio de red: mantenemos cerrados IA1, IA2 e IA3 y abierto IR.

Si se desea cargar las baterías, deberemos tener IT e IB cerrados con IO abierto. Si se
desease tener corrección de potencia de la instalación, al disponer de un motor síncrono,
se puede cerrar IMG, dejando abierto IG, actuando sobre la intensidad de excitación del
motor.

En caso de fallo de red, tras la apertura de IA1, IA2 e IA3 arrancaría el motor térmico y
se conectaría el embrague y el interruptor IG. Este sería el funcionamiento típico de
como grupo electrógeno con un tiempo de intervención del orden de 10 segundos.

También existe la posibilidad de utilizar las baterías como energía de emergencia y no
arrancar el motor térmico. Para ello debería cerrarse IO y abrirse IA1 e IA3. En este caso
el tiempo de interrupción es breve, inferior a 1 segundo, y el tiempo de funcionamiento
en este modo dependerá de la capacidad de las baterías.
Motor
Síncrono
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Conceptos básicos de electricidad

La unidad también puede funcionar como continuidad sin interrupción por la vía
rectificador – ondulador cerrando IA1, IT, IB, IO e IA2 y abiertos todos los demás; o bien,
por medio de las máquinas rotativas, cerrando IA1, IA3, IMG e IG, con los demás
abiertos.

Estas unidades son muy versátiles por las diferentes posibilidades de funcionamiento,
aunque a elevado precio.

RECUERDA
Existen en general dos fuentes de alimentación de energía eléctrica:
Fuente externa de alimentación o primaria.
La fuente de alimentación externa o primaria es la red comercial de una compañía
suministradora.
Fuentes internas, de autogeneración o secundarias
Según el tiempo de restablecimiento del servicio, las fuentes secundarias pueden clasificarse en
tres grandes grupos:
- Grupos electrógenos
- Unidades de continuidad con interrupción breve o de corta duración
- Unidades de continuidad sin interrupción.

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Ejercicio 1.2. Enunciado

Analiza las diferencias que existen entre las distintas fuentes de energía de una fuente
de alimentación interna aeroportuaria.
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30
Solución

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3. CENTRAL ELÉCTRICA

La central eléctrica de un aeropuerto es donde se recibe la energía eléctrica proporcionada
por una compañía y donde se puede generar energía eléctrica para atender a las emergencias
o a servicios especiales.

Central eléctrica del aeropuerto de Villanubla, Valladolid.

Además, en la central eléctrica es de donde parten las líneas de distribución a las diferentes
cargas. Generalmente, las líneas de distribución las vamos a encontrar distribuidas la siguiente
forma:

- Alta tensión.
- Baja tensión.
- Balizamiento.
- Comunicación y servicios.

Bandejas soportando las diferentes líneas de distribución de la central
eléctrica de Villanubla, Valladolid.

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Galería de distribución de la central eléctrica de Villanubla, Valladolid.

Las distribución de energía a los sistemas de balizamiento de pistas se hace mediante cables
especiales de sección constante para soportar una intensidad de 6.6 A.

Una forma sencilla de representar gráficamente todos los elementos e interconexiones
correspondientes es mediante un esquema unifilar. Es necesario conocer las características de
las cargas eléctricas: potencia, factor de potencia, grado de utilización, requerimiento de
tiempos de interrupción, situación física con respecto a la central eléctrica, … La decisión de
definir un determinado esquema unifilar depende, por un lado, del grado de fiabilidad requerido,
y por otro, del coste asociado a la inversión y al mantenimiento de la misma.

En el siguiente esquema se muestra un esquema unifilar sencillo:

G
Grupo
electrógeno
Barra baja tensión C/E Barra baja tensión S/E
Trafo
Entrada de red
Salidas de baja tensión C/E Salidas de baja tensión S/E

Esquema con una acometida y distribución en BT

En este esquema el cuadrado negro representa un interruptor. En este caso se cuenta con una
sola acometida y un único escalón de tensión, a 400 V, para que sea distribuida. Un grupo
electrógeno suministra la potencia necesaria, en baja tensión, en caso de fallo de red. No
existe duplicidad, por lo que la fiabilidad del sistema no es muy alta, aunque podrían cumplirse
las condiciones en el supuesto de alta garantía de la red y el grupo. En este caso, la fuente
primaria es la red comercial, y la secundaría el grupo electrógeno, aunque el orden podría
invertirse durante determinados periodos de tiempo de funcionamiento crítico del aeropuerto.

Con el fin de aumentar la fiabilidadse pueden duplicar los transformadores y el grupo
electrógeno:
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G
Grupo
electrógeno
Barra baja tensión C/E Barra baja tensión S/E
Trafo
Entrada de red
Salidas de baja tensión C/E Salidas de baja tensión S/E
electrógeno
G
Grupo
Trafo

Esquema con una acometida, distribución en BT y redundancia.

Dos grupos electrógenos situados en la central eléctrica del aeropuerto de
Villanubla, Valladolid.

En el caso de necesitar dos escalones de tensión, uno en baja tensión y otro para distribución a
grandes distancias y potencias elevadas, se podría utilizar el siguiente esquema:

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Barra baja tensión C/E
Salidas de baja tensión C/E
Barra baja tensión S/E
Salidas de baja tensión S/E
Entrada de red
Trafo
electrógeno
G
Grupo
Trafo

Esquema con una acometida, alta tensión, baja tensión sin redundancia.

En lo que se refiere a la separación física de determinados elementos redundantes debe
analizarse la probabilidad de riesgo de incendio y el que puedan afectar simultáneamente a dos
de estos elementos. Esta solución debe estudiarse con cuidado puesto representa un coste
mayor aunque se incremente la fiabilidad del sistema eléctrico del aeropuerto.

Barra baja tensión C/E
Salidas de baja tensión C/E Salidas de baja tensión C/E
Barra baja tensión C/E
electrógeno
G
Grupo
Trafo Trafo
Entrada de red
Grupo
G
electrógeno

Esquema con una acometida, distribución BT, redundancia y separación
física.

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Esquema eléctrico unifilar expuesto en la Central Eléctrica del
aeropuerto de Villanubla, Valladolid.

RECUERDA
En la central eléctrica es de donde parten las líneas de distribución a las diferentes cargas,
clasificándose en:
- Alta tensión.
- Baja tensión.
- Balizamiento.
- Comunicación y servicios.
Una forma sencilla de representar gráficamente todos los elementos e interconexiones
correspondientes es mediante un esquema unifilar.

Los interruptores de potencia en la central eléctrica pueden estar enclavados entre sí para
impedir determinadas situaciones, o por el contrario, provocar otras.

Un tipo de enclavamiento bastante usual es el de la red con el grupo electrógeno, de manera
que se consiga impedir que ambos funcionen en paralelo. A este enclavamiento se le
denomina enclavamiento 1/2:
G
Red
E
Trafo

Esquema enclavamiento red – grupo
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Otro tipo de enclavamiento con automatismo es el de apertura simultánea de los interruptores
del primario y el secundario de un transformador de potencia. Esto se hace para garantizar que
el transformador esté desconectado totalmente y pueda manipularse con la máxima seguridad.

Trafo E

Esquema enclavamiento entre interruptores primario y secundario.

En muchos casos es necesario conocer las magnitudes eléctricas en determinadas partes del
sistema eléctrico. En la figura inferior podemos observar como las cabinas disponen de
unidades integrales de medida, compuestas por displays de cristal líquido, donde se pueden
observar los valores de las distintas magnitudes según se vaya actuando sobre unas teclas
determinadas.

Cabinas emplazadas en la central eléctrica que incluyen unidades
integrales de medida

La unidad tiene tres entradas de tensión y de intensidad que permiten conocer, además de
estas magnitudes, la potencia, la frecuencia, el factor de potencia, … Además también es
posible memorizar los valores máximos y mínimos de diversas magnitudes, así como transmitir
el dato para disponer del mismo en un cuadro general.

Las perturbaciones más frecuentes en la central eléctrica son las sobrecargas y los
cortocircuitos. El tipo de relé empleado en las nuevas instalaciones suele ser electrónico,
aunque otros, como los de inducción o los magnetotérmicos dan excelentes resultados y son
más económicos.

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37
Se debe disponer de una protección general a la entrada de la central, así como protecciones
en cada una de las derivaciones. También es recomendable proteger los transformadores tanto
por el lado de alta como por el de baja, y los generadores de los grupos electrógenos.

Todas estas funciones pueden controlarse de manera integrada mediante unidades
electrónicas y, a través de un ordenador con un software específico, poder realizar las
siguientes funciones:

- Presentación de pantallas con un diagrama unifilar de los diferentes
transformadores, grupos electrógenos, reguladores de balizamiento, …
- Ajuste adecuado de la curva de actuación de cada relé con el teclado del
ordenador.
- Establecimiento de los enclavamientos y automatismo entre los disyuntores con
posibilidades de cambio según las condiciones de explotación de la central.
- Conocimiento de los consumos y de las magnitudes eléctricas en todos los
puntos de la central, teniendo información histórica de las mismas.

RECUERDA

Los interruptores de potencia en la central eléctrica pueden estar enclavados entre sí para
impedir determinadas situaciones, o por el contrario, provocar otras.

Las perturbaciones más frecuentes en la central eléctrica son las sobrecargas y los
cortocircuitos.

Todas estas funciones pueden controlarse mediante unidades electrónicas integradas.

Ordenador central desde el que se controlan todos los componentes
eléctricos de la central de Villanubla, Valladolid.
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Ejercicio 1.3. Enunciado

En la siguiente figura se representa el esquema unifilar de una central eléctrica.
Identifica cada uno de los elementos, así como si existe o no redundancia o
separación física, que cargas disponen de emergencia y cuales no, etc.

G
Unidad de
continuidad
G
Unidad de
continuidad
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39
Solución

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4. INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICIOS
AEROPORTURIOS

Las instalaciones eléctricas en cualquiera de los edificios del aeropuerto se consideran de
responsabilidad aeronáutica y por tanto, por un lado estarán sometidas a las normas de
carácter legal, (Reglamento de Centrales y de Baja Tensión), y por otro a las normas
aeroportuarias dictadas por la autoridad competente. Únicamente la acometida general al
aeropuerto deberá seguir las normas particulares de la compañía de la zona correspondiente.

4.1 CENTROS DE TRANSFORMACIÓN.

La acometida de energía eléctrica a un determinado edificio aeroportuario siempre
procede de la central eléctrica del aeropuerto. Incluso puede haber dos acometidas,
una procedente de la red normal y otra de emergencia proporcionada, generalmente, por
los grupos electrógenos.

En el caso de acometida en baja tensión se necesita de un espacio, que dependerá de
la potencia demandada, para alojar el cuadro de distribución y dar salidas a las
diferentes líneas de distribución.

Cuadros de baja tensión en la central eléctrica del aeropuerto de
Villanubla, Valladolid.

En el caso de acometida en alta(media) tensión se requiere un local específico para
alojar toda la aparamenta necesaria para reducir a 400/230 V, con el transformador
correspondiente y los elementos de protección y distribución necesarios para dar salida a
las líneas repartidoras de las diferentes partes del edificio.

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Cabinas de alta tensión de la central eléctrica del aeropuerto de
Villanubla, Valladolid.

Transformadores de alta a baja tensión ubicados en un local específico
de la central eléctrica del aeropuerto de Villanubla, Valladolid

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Conceptos básicos de electricidad

El centro de transformación debe cumplir, en general, las siguientes características:

- Suele estar situado en la planta baja del edificio, con fácil acceso al material para
el personal de mantenimiento.

- Se deberá prever una adecuada ventilación.

- Debe intentarse que quede fuera de los efectos de inundaciones y goteras
provocadas por averías de los sistemas de bajantes.

- Deben estar aislados acústicamente.

- Se dispondrán sistemas de protección de resistencia al fuego y a la
propagación.

- Además, deben tenerse en cuenta los posibles efectos de compatibilidad
electromagnética sobre los equipos próximos, y que podrían verse afectados.

Actualmente, en algunos casos se están disponiendo centros de transformación en la
cubierta del edificio, con la adecuada solución estética a su ocultamiento, obteniéndose
la ventaja de facilitar apreciablemente la ventilación y los problemas de humedades y
acústicos.

Si la entrada es a media tensión y sólo se precisa un transformador por ser un CT que
atiende a cargas normales, el esquema es el siguiente:

trafo

cuadros de
ba ja tensión

Esquema de un CT con un solo transformador

Debido a la aparamenta actual, y con el fin de distribuir riesgos, la potencia no debería
sobrepasar los 1600 kVA, por lo que en el caso de necesitar una ampliación de potencia
es recomendable hacer otro centro de transformación.

En el caso de que los requerimientos de fiabilidad exigiesen tener redundancia habría
que proponer la siguiente solución:
b a ja te n s ió n
tra fo
c u a d ro s d e
tra fo
c u a d ro s d e
b a ja te n s ió n

Esquema de un CT con dos transformadores
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Conceptos básicos de electricidad

En el esquema anterior se dispone de dos transformadores iguales, uno de respaldo del
otro para caso de fallo, y con el fin de facilitar las labores de mantenimiento, sin tener
que dejar el centro sin servicio durante un tiempo determinado.

En el caso de necesitar una potencia superior a 1600 kVA y requerir redundancia, el CT
tendría el siguiente esquema:

b a ja te n s ió n
c u a d ro s d e
tra fo C
c u a d ro s d e
b a ja te n s ió n
tra fo A
tra fo D
tra fo B

Alimentación mediante dos anillos (normal y emergencia)

El trafo A es redundante del B, y el C es redundante del D. Hay dos barras de BT
independientes, estando cada una alimentada por un trafo, de 1600 kVA como máximo,
que tiene otro de emergencia.

RECUERDA

La acometida de energía eléctrica a un determinado edificio aeroportuario siempre procede de
la central eléctrica del aeropuerto.

Desde el centro de transformación partirán una serie de líneas que terminarán en unos
cuadros de distribución, de los cuales saldrán a su vez otros cuadros y así
sucesivamente, según sea la complicación de la instalación eléctrica.

Los cuadros de distribución anteriores estarán alimentados o bien desde la propia central
de transformación o desde otros cuadros, de mayor tamaño, desde dicha central.

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Cuadros de baja tensión

La división de circuitos se realizará atendiendo a dos criterios:

- Especificación: Se asignarán distintos circuitos a elementos, equipos o sistemas
diferentes, como por ejemplo alumbrado, aire acondicionado, cintas
transportadoras, alimentación de ordenadores, …

- Tamaño: Este criterio se refiere a dividir en partes la alimentación de un sistema
determinado, ya sea por motivos de mayor flexibilidad o por no tener circuitos de
excesiva potencia.

Cuanto mayor sea el número de circuitos, más versátil será la gestión del sistema
eléctrico en todos los aspectos de control, mantenimiento, etc. Sin embargo la inversión
inicial en equipos y su instalación supondrá un mayor coste que en el caso de un número
de circuitos más reducido.

El trazado de las líneas que unen cada cuadro entre sí y con la central de transformación
debe realizarse de forma que lo cables de dichas líneas vayan alojados en tubos
protectores empotrados, cuyas especificaciones quedan definidas en el Reglamento de
Baja Tensión o mediante canalizaciones eléctricas prefabricadas, que tienen en su
interior barras metálicas separadas que hacen las veces del tradicional cable.

En cualquier caso conviene que el trazado tenga la mínima longitud posible y que el
mantenimiento y el montaje se realicen de la manera más simple posible. Además,
desde un punto de vista estético, debe se debe procurar ocultar dichas líneas en falsos
techo, suelos, etc.

Para todas las líneas de distribución de la instalación es necesario definir las
protecciones adecuadas, considerando el cortocircuito y la sobrecarga, que son las
perturbaciones más frecuentes. Los dispositivos más empleados son los fusibles y los
interruptores magnetotérmicos. Estos dispositivos se situarán necesariamente al
principio de cada salida de un circuito.

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Fusible

Interruptores magnetotérmicos

No sólo es necesario proteger los cables encargados de la distribución de la energía
eléctrica por el edificio, sino también es necesario establecer la protección contra
contactos directos e indirectos de las personas que van a utilizar la instalación.

Los contactos directos son los que se pueden realizar con los conductores activos o en
general con las partes que se encuentran en tensión en las condiciones normales de
funcionamiento. La protección de este tipo de contactos se consigue con un adecuado
aislamiento de todas las partes activas.

Los contactos indirectos son los que se producen con partes de la instalación eléctrica
o equipos de la misma, normalmente sin tensión, pero que pueden estarlo si se presenta
algún defecto en los mismos. La protección ante contactos indirectos se realiza mediante
la conexión a tierra de todas las masas, o partes metálicas, de los elementos de la
instalación y el uso de interruptores diferenciales.

RECUERDA

No sólo es necesario proteger los cables encargados de la distribución de la energía
eléctrica por el edificio, sino también es necesario establecer la protección contra contactos
directos e indirectos de las personas que van a utilizar la instalación.

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RESUMEN UNIDAD DIDÁCTICA 1

Los servicios eléctricos de un Aeropuerto se clasifican en los estrictamente aeronáuticos,
dedicados a las Ayudas a la Aproximación, Despegue, Aterrizaje y Rodaje (AAAR) y el resto de
servicios.

Los tiempos de conmutación entre fuente primaria y secundaria especificados en los Anexos 10
y 14 de la OACI se tomarán para los servicios AAAR: como 0, 0,5 y 15 segundos.

Existen en general dosfuentes de alimentación de energía eléctrica:

- Fuente externa de alimentación o primaria: La fuente de alimentación externa o primaria
es la red comercial de una compañía suministradora.
- Fuentes internas, de autogeneración o secundarias: Según el tiempo de
restablecimiento del servicio, las fuentes secundarias pueden clasificarse en tres grandes
grupos: grupos electrógeno, Unidades de continuidad con interrupción breve o de corta
duración y unidades de continuidad sin interrupción.

La central eléctrica de un aeropuerto es donde se recibe la energía eléctrica proporcionada
por una compañía.

En la central eléctrica es de donde parten las líneas de distribución a las diferentes cargas,
clasificándose en: alta tensión, baja tensión, balizamiento, comunicación y servicios.

En el caso de acometida en baja tensión se necesita de un espacio, que dependerá de la
potencia demandada, para alojar el cuadro de distribución y dar salidas a las diferentes líneas
de distribución.

En el caso de acometida en alta (media) tensión se requiere un local específico para alojar
toda la aparamenta necesaria para reducir a 400/230 V, con el transformador correspondiente
y los elementos de protección y distribución necesarios para dar salida a las líneas repartidoras
de las diferentes partes del edificio.

Para todas las líneas de distribución de la instalación es necesario definir las protecciones
adecuadas, considerando el cortocircuito y la sobrecarga, que son las perturbaciones más
frecuentes. Los dispositivos más empleados son los fusibles y los interruptores
magnetotérmicos.

También es necesario establecer la protección contra contactos directos, consiguiéndose
mediante un adecuado aislamiento, e indirectos, gracias a una correcta puesta a tierra.

iada

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Conceptos básicos de electricidad

TEST DE AUTOEVALUACIÓN

Aclaración: Cada pregunta puede tener más de una respuesta válida o ninguna.
El objetivo es favorecer la reflexión.

1. Atendiendo al criterio de responsabilidad aeronáutica, ¿a qué grupo pertenece la torre de
control de un aeropuerto?

a) Ayudas a la Aproximación, Despegue, Aterrizaje y Rodaje (AAAR)
b) Servicios aeroportuarios
c) Servicios centrales.
d) Servicios comerciales.

2. ¿Cuánto tiempo puede estar sin servicio de suministro eléctrico un sistema de radio
ayudas?

a) 0 s
b) 1.5 s
c) 15 s
d) > 15 s

3. ¿De cuántas fuentes de alimentación dispone un aeropuerto?

a) 1
b) 2
c) 3
d) 4

4. ¿Cuál es el equipo de la figura?

a) Motor térmico
b) Grupo electrógeno
c) SAI
d) Generador eléctrico

iada

Unidad Didáctica 1
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Conceptos básicos de electricidad

5. ¿De qué tipo de unidad forma parte el esquema siguiente?

a) Grupo electrógeno
b) Unidad de continuidad con
interrupción
c) Unidad de continuidad sin
interrupción
d) Unidad de control automático

6. ¿Con cuántas acometidas cuenta un aeropuerto cuya central eléctrica responde al
siguiente esquema unifilar?

a) 1
b) 2
c) 3
d) 4

C ontro l
IA
IR
IG
R ectificador O ndu lador
B aterias
G
Grupo
electrógeno
Barra baja tensión C/E Barra baja tensión S/E
Trafo
Entrada de red
Salidas de baja tensión C/E Salidas de baja tensión S/E
electrógeno
G
Grupo
Trafo
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Conceptos básicos de electricidad

49
7. ¿Cuántos escalones de tensión tiene el edificio Terminal del aeropuerto de Villanubla de
Valladolid?

a) 1
b) 2
c) 3
d) 4

8. ¿Para que se dispone de dos trafos en un centro de transformación que se corresponde
con el siguiente esquema?

baja tensión
trafo
cuadros de
trafo
cuadros de
baja tensión

a) para tener dos escalones de tensión
b) para disponer de mayor potencia contratada
c) para generar energía eléctrica a la compañía suministrador
d) por emergencia

9. ¿Con qué fin se emplean los interruptores magnetotérmicos?

a) Para separar cargas
b) Como elementos protectores de la instalación eléctrica
c) Para evitar incompatibilidades electromagnéticas
d) Para determinar la intensidad que circula por una fase

iada

Unidad Didáctica 1
Instalaciones Eléctricas Aeroportuarias
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Conceptos básicos de electricidad

10. ¿Cuál es el elemento de la figura?

a) Un grupo electrógeno
b) Un centro de transformación
c) Un trafo
d) Unas botellas de gas

iada

Conceptos básicos de electricidad

CORRIENTE
CONTINUA

UNIDAD
DIDÁCTICA
2
iada

Unidad Didáctica 2
Corriente continua
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Conceptos básicos de electricidad

¿QUE VAS A APRENDER EN LA UNIDAD 2?......................................................... 53
1. CORRIENTE CONTINUA .................................................................................. 54
2. LEY DE OHM..................................................................................................... 56
3. LEYES DE KIRCHHOFF ................................................................................... 58

iada

Unidad Didáctica 2
Corriente continua
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Conceptos básicos de electricidad

¿QUE VAS A APRENDER EN LA UNIDAD 2?

Esta unidad va a servir para entender y aprender a discernir como se
realizará el flujo de la corriente eléctrica a través los circuitos que forman el
sistema de suministro eléctrico de su aeropuerto de destino, así como,
comprender el funcionamiento del mismo.

También pretende que el técnico de mantenimiento tenga un conocimiento
básico de la electricidad, a través del estudio de los fenómenos y las leyes
que se observan en la corriente continua.
iada

Unidad Didáctica 2
Corriente continua
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Conceptos básicos de electricidad

54
1. CORRIENTE CONTINUA

Se llama corriente eléctrica al tránsito de cargas a lo largo de un hilo conductor. Los átomos de los
metales poseen algunos electrones pertenecientes a la zona energética llamada banda de
conducción, y estos electrones pueden moverse libremente por la superficie de todo el conductor.

La presencia de un campo eléctrico permanente en el seno de un conductor es la causa del
movimiento continuado de las cargas libres. En términos de potencial, puede decirse que para que
se mantenga una corriente eléctrica es necesario que exista una diferencia de potencial constante
entre los extremos del conductor. Si esta disminuye por efecto de la circulación de las cargas, el
campo eléctrico llegará a hacerse nulo y entonces cesará el movimiento.

Debido a su facilidad de manejo, en electrocinética para describir las propiedades del campo en el
interior de un conductor se recurre a la noción de diferencia de potencial, también denominada
tensión eléctrica porque de ella depende el movimiento de las cargas libres de un punto a otro
punto. El sentido de la corriente eléctrica depende no solo del signo de la diferencia de potencial,
sino también del signo de los elementos portadores de carga o cargas móviles presentes en el
conductor.

En un conductor metálico los portadores de carga son los electrones (-), por lo que su
desplazamiento se producirá del extremo del conductor de menor potencial hacia el extremo de
mayor potencial o, en términos de signos, desde el polo negativo hacia el positivo. En una
disolución salina los portadores de carga son los iones tanto positivos como negativos; cuando se
somete dicha disolución a una diferencia de potencial constante, como la producida entre los
bornes de unapila, se generarán movimientos de carga de sentidos opuestos; las cargas positivas
se desplazarán por la disolución del extremo de mayor potencial al de menor potencial o, lo que es
lo mismo, del polo positivo de la pila al polo negativo, y las negativas en sentido contrario. Algo
semejante sucede en un medio gaseoso ionizado como el que se produce en el interior de un tubo
fluorescente o de neón sometido a una diferencia de potencial intensa.

Benjamín Franklin fue el primero en asignar un sentido de circulación a la corriente eléctrica en los
conductores metálicos. Él supuso que era la electricidad positiva la que se desplazaba por el
interior del conductor. Según dicha suposición, la corriente eléctrica circularía del polo positivo al
negativo. Más de un siglo después la moderna teoría atómica rebeló que los electrones son los
portadores de carga en los metales, de modo que el sentido real de la corriente resulta ser
justamente el opuesto al avanzado por Franklin. Por razones históricas, y, dado que en la
electrocinética el sentido de circulación de la corriente no tiene mayor trascendencia, se sigue
aceptando como sentido convencional el postulado por Franklin. Sin embargo, en otras partes de
la Física, como la electrónica, la distinción entre ambos sentidos resulta importante.

Junto a la idea de movimiento de partículas, la noción de corriente eléctrica lleva asociada la de
transporte de carga eléctrica de un punto a otro punto. La importancia de dicho transporte en
términos de cantidad se expresa mediante la magnitud de la intensidad de corriente eléctrica, que
se define como la carga total que circula por un conductor en la unidad de tiempo. En forma de
ecuación se puede escribir como:
iada

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Corriente continua
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Conceptos básicos de electricidad

La unidad de intensidad de corriente en el S. I. (Sistema Internacional) recibe el nombre de
amperio (A) y equivale a un transporte de carga que se produzca a razón de 1 culombio (C) en
cada segundo (s), 1 A = 1 C/s. [1 Culombio (C) = 6,24.1018 electrones].

En un metal, en donde la corriente eléctrica es debida únicamente al movimiento de electrones,
solo el transporte de carga negativa contribuye al valor de la intensidad. En las disoluciones
iónicas, al ser conducida la corriente tanto por iones positivos como negativos, se produce una
doble contribución de ambos tipos de carga a la intensidad de la corriente eléctrica.

t
qI =
RECUERDA

La intensidad de corriente eléctrica se define como la carga total que
circula por un conductor en una unidad de tiempo.
iada

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56
2. LEY DE OHM

En un conductor el movimiento de cargas eléctricas es consecuencia de la existencia de una
tensión eléctrica entre sus extremos. Por ello, la intensidad de corriente que circula por el
conductor y la tensión o diferencia de potencial deben estar relacionadas. Otros fenómenos de la
Física presentan una cierta semejanza con la conducción eléctrica; así el flujo de calor entre dos
puntos depende de la diferencia de temperaturas entre ellos y la velocidad de caída de un cuerpo
por un plano inclinado es función de la diferencia de alturas.

Ese tipo de analogías, y, en particular, la relativa a la conducción del calor, sirvió de punto de
partida al físico alemán Georg Simon Ohm (1787-1854) para investigar la conducción eléctrica en
los metales. En 1826 llegó a establecer que en los conductores metálicos el cociente entre la
diferencia de potencial entre sus extremos y la intensidad de corriente que lo atraviesa es una
cantidad constante o, en otros términos, que ambas magnitudes son directamente proporcionales.
Esta relación de proporcionalidad directa entre tensión e intensidad recibe el nombre de ley de
Ohm.

Representando, como es habitual en electrocinética, la tensión eléctrica por la ley de Ohm se
puede formular de la siguiente manera:

Donde G es una constante característica de cada conductor que recibe el nombre de
conductancia.

La inversa de la conductancia G se denomina resistencia eléctrica y se representa con la letra R:

Donde:
ρ = resistividad del material conductor (p. ej.: para el cobre mmm2018,0 Ω=ρ ; para el
aluminio mmm2031,0 Ω=ρ
l = Longitud del conductor (m).
A = Sección del conductor (mm²).

Desde un punto de vista físico, la resistencia R de un conductor constituye una medida de la
oposición que presenta dicho conductor al paso de la corriente eléctrica. En los metales, los
electrones han de moverse a través de los átomos de la estructura cristalina del propio metal.
Tales obstáculos al movimiento libre de las cargas contribuyen, en su conjunto, al valor de la
resistencia R.

Si escribimos la fórmula inicial haciendo ahora intervenir a la resistencia tenemos que:

Que constituye la expresión más conocida de la ley de Ohm.

A partir de la ecuación anterior se define el ohm Ω como unidad de resistencia eléctrica en la
forma:

VGI .=
A
lR .ρ=
RIV .=
I
VR =
iada

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Dado que la diferencia de potencial V constituye una energía por unidad de carga, la ley de Ohm
puede ser interpretada en términos de energía. Las colisiones de los electrones en los metales con
los nudos de la red cristalina llevan consigo una disipación de energía eléctrica. Dicho fenómeno
es el responsable de la pérdida o caída de potencial V, que se detecta, en mayor o menor medida,
entre los extremos de un conductor.

2 RECUERDA

LA LEY DE OHM:
V = I . R

iada

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58
3. LEYES DE KIRCHHOFF

Para resolver circuitos que contengan más de una resistencia y una fuente de voltaje o corriente,
en 1847 el físico alemán Gustav Kirchhoff (1824-1887) postuló dos leyes que llevan su nombre y
que explicamos a continuación:

La primera ley de Kirchhoff se conoce como la ley de corrientes de Kirchhoff (LCK) y su
enunciado es el siguiente:

Para entender mejor esta ley se puede entender un nodo como la interconexión de una red de
acueducto, donde se tiene una conexión en forma de T, con tres tubos; de los cuales por dos de
ellos llega el agua y por el tercero sale la suma de los dos anteriores. Si se lleva esto a la teoría de
circuitos, la corriente vendría representada por el flujo de agua y los conductores por los tubos.
Dentro de los tubos, no se puede acumular el agua, por lo tanto, toda la cantidad que entra en este
sistema debe ser la misma que sale, de la misma forma se asume que en los conductores y nodos
no se puede acumular carga ni hay pérdidas de energía por calor: la corriente que entra al nodo
debe ser la misma que sale. Ver figura:

Otra forma de expresar la ley de corrientes de Kirchhoff es la siguiente:

La segunda ley de Kirchhoff se conoce como la ley de voltajes de Kirchhoff (LVK) y su
enunciado es el siguiente:

Para entender mejor esta ley, se puede reflejar dentro de un marco físico conservativo como es el
gravitacional, donde el desplazamiento de una masa alrededor de una trayectoria cerrada provoca
un trabajo resultante de cero sobre dicha trayectoria. El ejemplo más sencillo es en niño lanzando
un balón al aire y recibiéndolo nuevamente, el balón describe una trayectoria cerrada, cuyo trabajo
total es igual a cero.

La suma algebraica de las corrientes que entran o salen de un nodo es igual
a cero en todo instante.
La suma algebraica de los voltajes alrededor de cualquier lazo (camino
cerrado) en un circuito es igual a cero en todo instante.
iada

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JUNIOConceptos básicos de electricidad

Otra forma de expresar la ley de voltajes de Kirchhoff es la siguiente: en una trayectoria cerrada:

RECUERDA

LEYES DE KIRCHHOFF:

1.ª LEY: 2.ª LEY:

iada

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Ejercicio 2.1. Enunciado

Determinar la corriente a través de cada resistencia, y también la caída sobre cada resistencia del
circuito de la figura.

iada

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61
Solución

iada

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Ejercicio 2.2. Enunciado

La figura ilustra un puente de Wheatstone, que se emplea para la medición precisa de una
resistencia desconocida Rx, en términos de las resistencias conocidas Ra, Rb y Rs.

La corriente del puente (Ig) se mide con el galvanómetro (G) de resistencia interna Rg. Las
resistencias conocidas se ajustan para una corriente cero en el galvanómetro, condición por la cual
se dice que el puente está equilibrado. Usando las leyes de Kirchhoff, determinar:

a) Una expresión general para la corriente (Ig) a través del galvanómetro cuando el puente
está desequilibrado.
b) Las condiciones requeridas para el equilibrio del puente.

iada

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63
Solución

iada

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RESUMEN UNIDAD DIDÁCTICA 2

La intensidad de corriente eléctrica se define como la carga total que circula por
el conductor en la unidad de tiempo.

La Ley de Ohm: V = I . R

Leyes de Kirchhoff:

- 1.ª Ley:

- 2.ª Ley:

iada

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TEST DE AUTOEVALUACIÓN

Aclaración: Cada pregunta puede tener más de una respuesta válida o ninguna.
El objetivo es favorecer la reflexión.

1. Los átomos de los metales poseen algunos electrones pertenecientes a la zona
energética llamada banda de conducción y pueden moverse libremente por:

a) La superficie del conductor.
b) El interior del conductor.

2. En un conductor metálico los portadores de carga son:

a) Los protones.
b) Los neutrones.
c) Los electrones.

3. El desplazamiento de los electrones se produce:

a) Del extremo del conductor de menor potencial hacia el extremo de mayor potencial.
b) Desde el polo negativo hacia el positivo.
c) Del borne positivo al negativo.

4. Por convención y tradición histórica la corriente eléctrica se supone que:

a) Circula del polo positivo al negativo.
b) Circula del polo negativo al positivo.

5. La intensidad de corriente eléctrica se define como:

a) La diferencia de potencial entre dos puntos del conductor.
b) La carga total que circula por el conductor en la unidad de tiempo.

6. Desde un punto de vista físico, la resistencia R de un conductor constituye:

a) Una medida de la oposición que presenta el conductor al paso de la corriente eléctrica.
b) Una medida de la facilidad que presenta el conductor al paso de la corriente eléctrica.

7. La resistencia eléctrica se mide en:

a) Ohmios (Ω ).
b) Resistividad (Ωmm² / m).
iada

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Conceptos básicos de electricidad

8. La ley de Ohm viene dada por la expresión:

a) V=I.R.
b) I=V/R.
c) R=V/I.

9. La primera ley de Kirchhoff se conoce como la ley de corrientes de Kirchhoff (LCK) y su
enunciado es el siguiente:

a) La suma algebraica de las corrientes que entran o salen de un nudo es igual a cero en todo
instante.
b) La suma de las corrientes que entran en un nudo es igual a la suma de las corrientes que
salen.

10. La segunda ley de Kirchhoff se conoce como la ley de voltajes de Kirchhoff (LVK) y su
enunciado es el siguiente:

a) La suma algebraica de los voltajes alrededor de cualquier lazo (camino cerrado) en un
circuito es igual a cero en todo instante.
b) La suma algebraica de los voltajes alrededor de cualquier lazo (camino cerrado) en un
circuito es igual en todo instante.

iada

Conceptos básicos de electricidad

MAGNETISMO E
INDUCCIÓN
ELECTROMAGNÉTICA

UNIDAD
DIDÁCTICA
3
iada

Unidad Didáctica 3
Magnetismo e inducción electromagnética
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¿QUE VAS A APRENDER EN LA UNIDAD 3?......................................................... 69
1. FLUJO MAGNÉTICO......................................................................................... 70
2. INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. LEY DE FARADAY.............................. 72
3. SENTIDO DE LA CORRIENTE INDUCIDA. LEY DE LENZ.............................. 73
4. GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA. GENERADOR............................. 74
5. TRANSFORMADORES ..................................................................................... 75

iada

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Magnetismo e inducción electromagnética
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Conceptos básicos de electricidad

¿QUE VAS A APRENDER EN LA UNIDAD 3?

Esta unidad va a servir para adquirir conocimientos básicos del funcionamiento
de los sistemas de generación y transformación de la energía eléctrica que se
utilizan en las instalaciones aeroportuarias (generadores de corriente eléctrica y
transformadores).

Por otro lado, se conocerán los transformadores, el concepto de corriente alterna
y el principio de generación de corriente eléctrica, tal y como la conocemos y
utilizamos en nuestras instalaciones aeroportuarias.

iada

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Magnetismo e inducción electromagnética
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Conceptos básicos de electricidad

70
1. FLUJO MAGNÉTICO

El campo magnético se crea por imanes permanentes o por cargas en movimiento que se
comportan como tales y tienen dos polos N y S que son inseparables.

Las líneas del campo magnético son cerradas. Salen del polo N del imán y entran por el polo S
por fuera, mientras que por dentro pasan del polo S al polo N.

El campo magnético es un vector que se representa con . Su unidad en el S. I. (Sistema
Internacional) es el Tesla (T).

Líneas de fuerza de un imán visualizadas mediante limaduras de hierro extendidas sobre una cartulina.

El flujo del campo magnético a través de una superficie representa el número de líneas de campo
magnético que atraviesan esa superficie. El número de líneas de campo que cortan una superficie
(densidad de líneas de campo) es un indicador del grado de intensidad del campo.

El flujo magnético (ϕ ) en el S. I. (Sistema Internacional) se mide en Webers (Wb). Si S es la
superficie que encierra el conductor tenemos que:
B
r
B
r
iada

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Magnetismo e inducción electromagnética
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Conceptos básicos de electricidad

Se trata de un producto escalar por lo que:

Siendo α el ángulo que forma el vector B con el vector S. Se considera como vector S un vector
perpendicular a la superficie del conductor con un sentido arbitrario pero constante cuando se trate
de superficies planas.

S.B
rr
=Φ
α cos B.S.=Φ
RECUERDA

El flujo del campo magnético a través de una superficie representa el
número de líneas del campo magnético que