Manual_Ingenieria_Electrica

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
 
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLO GIA 
 
DEPARTAMENTO DE BIOINGENIERIA 
 
ACADEMIA DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y 
ELECTRÓNICA 
 
MANUAL DE PRÁCTICAS PARA EL LABORATORIO INGENIERIA 
ELECTRICA 
 
TIPO DE UNIDAD DE APRENDIZAJE: 
TEORICO-PRACTICO 
 
HORAS PRÁCTICA/SEMANA: 1.5 
 
Elaborado por: 
 Ing. Ana Patricia Julio Borja 
M. en C. Rogelio Colín Ávila 
 
 
PLAN 2006 
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCI PLINARIA DE BIOTECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE BIOINGENIERIA 
ACADEMIA DE BIOINGENIERIA 
Manual de Laboratorio: Ingeniería Eléctrica 	
 
 
Elaboró: Ing. Ana Patricia Julio Borja 
 M. en C. Rogelio Colín Ávila 
  
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I N D I C E 
 
P R O L O G O  ............................................................................................................................. 1 
P R A C T I C A N o. 1 ............................................................................................................... 4 
NORMAS	DE	SEGURIDAD	PARA	USO	DEL	LABORATORIO	DE	INGENIERIA	
ELECTRICA	..........................................................................................................................................	4	
P R A C T I C A N o. 2 ............................................................................................................ 4 
SUBESTACIÓN				ELÉCTRICA	........................................................................................................	10	P	R	Á	C	T	I	C	A			N	o.	3 ................................................................................................................ 16 
PRUEBAS	DE	AISLAMIENTO	A	LOS	TRANSFORMADORES	................................................	16	
P R A C T I C A No. 4 .............................................................................................................. 22 
CONEXIÓN	DE	TRANSFORMADORES	.......................................................................................	22	
P R A C T I C A N o. 5 .......................................................................................................... 28 
INSTALACIÓN	ELÉCTRICA	DE	LOS	INTERRUPTORES	TERMOMAGNÉTICOS	Y	DE	
SEGURIDAD	......................................................................................................................................	28	
P R A C T I C A N o . 6 ........................................................................................................... 34 
CONOCIMIENTO	FISICO	DE	CONDUCTORES	Y	CANALIZACIONES	..................................	34	
P R A C T I C A N o. 7 ............................................................................................................. 47 
CIRCUITOS	DERIVADOS	DE	ALUMBRADO	.............................................................................	47	
P R A C T I C A N o. 8 ............................................................................................................. 52 
CIRCUITOS	DERIVADOS	DE	CONTACTOS	...............................................................................	52	
P R A C T I C A N o . 9 ........................................................................................................... 56 
CIRCUITOS	DERIVADOS	DE	FUERZA	........................................................................................	56	
P R A C T I C A N o. 10 ........................................................................................................ 61 
IDENTIFICACIÓN	DE	LOS	COMPONENTES	DE	LOS	MOTORES	ELÉCTRICOS	DE	C.A.	61	
P R A C T I C A N o. 11 ........................................................................................................ 65 
CONEXIONES	DE	LOS	MOTORES	DE	C.A.	(CORRIENTE	ALTERNA)	.................................	65	
P R A C T I C A N o. 1 2 ....................................................................................................... 72 
PRUEBAS	DE	AISLAMIENTO	A	MOTORES	ELÈCTRICOS	.....................................................	72	
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P R O L O G O 
 
El presente manual de prácticas correspondiente a la asignatura teórico-práctica de 
Ingeniería Eléctrica plan 2006, comprende la cantidad de doce prácticas que corresponden al 
curso de un semestre dicha materia. 
Estas fueron clasificadas como básicas, las que describen la operación de los elementos 
eléctricos más usuales, refiriéndose a aquellas prácticas que representan el diseño, 
instalación, protección y operación bajo ciertas condiciones de trabajo en las instalaciones 
eléctricas residenciales e industriales, y que corresponden tanto a la utilización de los 
dispositivos en prototipos elementales que ejemplifican el uso de estos así como conexiones a 
tomas trifásicas como simulación de instalaciones eléctricas industriales, y a la presentación 
de un proyecto personal a desarrollarse en las últimas sesiones del laboratorio. 
Bajo lo anterior descrito, este manual completa la serie de actividades teórico-practicas que 
proporcionan al alumno de la materia de Ingeniería Eléctrica, las habilidades necesarias para 
el manejo de los dispositivos eléctricos más usuales. 
 
 
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P R A C T I C A N o. 1 
NORMAS DE SEGURIDAD PARA USO DEL LA BORATORIO DE INGENIERIA ELECTRICA 
 
OBJETIVO 
 El alumno conocerá las medidas de seguridad que deben ser tomadas en el laboratorio 
de ingeniería eléctrica evitando al máximo las fallas humanas que generen accidentes 
eléctricos. 
 El alumno conocerá las normas oficiales referentes a las normas eléctricas (NOM 001 
SEDE 2005, artículo 517)-Instalaciones eléctricas (utilización). 
 El alumno estimara el alcance de daño corporal en caso de una descarga eléctrica 
 
INTRODUCCION 
La seguridad es, sin duda, el aspecto más importante de cualquier trabajo eléctrico. Un error 
repentino puede ocasionar una lesión seria o incluso la muerte. Muchos errores se cometen 
por impaciencia, ignorancia o toma innecesaria de riesgos. 
Reglas básicas de seguridad 
Al trabajar con electricidad, la primera regla es cortar (apagar) la energía eléctrica en el 
centro de carga, antes de trabajar en un circuito. 
La segunda regla es que se debe planear perfectamente el trabajo, que se sepa cada paso que 
se tomará y que deba concentrarse sin distraerse. 
La tercera regla es que cuando efectúe instalaciones y reparaciones reales, se tomen las 
precauciones al usar las herramientas y el equipo adecuados, así como al aplicar las técnicas 
correctas. 
 
Medidas de seguridad en el Laboratorio 
1. Siempre asegúrese de que el proyecto eléctrico este libre de riesgo, de que ningún 
circuito se sobrecargue y de que todas las herramientas eléctricas y toma de 
corriente estén bien conectadas a tierra. No utilice herramientas eléctricas en sitios 
mojados. 
2. Nunca modifique un enchufe doblando o eliminando terminales. Cuando las 
terminales se doblen, se aflojen o se pierdan, remplace el dispositivo entero. 
3. No utilice adaptadores para cable de tres puntas a dos puntas con objeto de superar 
conexiones a tierra. 
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4. Asegúrese de que todos los contactos y conductores eléctricos estén bien conectados 
a tierra. 
5. Si la punta de un enchufe se rompe dentro de un contacto,no intente sacarla. 
Apague el circuito y llame a un profesor. 
6. Asegúrese de que los contactos estén montados con firmeza en sus cajas, y no los 
mueva cuando el enchufe esté insertado. Un contacto flojo puede causar un 
cortocircuito. 
7. No utilice contactos flojos ni otro equipo eléctrico defectuoso hasta que esté 
reparado o sea remplazado e inspeccionado por un profesor. 
8. Remplace todos los elementos eléctricos dañados, como contactos, apagadores y 
cajas de empalme. 
9. Utilice extensiones eléctricas sólo cuando sea necesario y por poco tiempo. Nunca 
utilice extensiones eléctricas en lugar de una instalación eléctrica permanente. 
10. Mantenga los cables eléctricos lejos de áreas donde puedan ser pisoteados, 
comprimidos entre las aberturas de una puerta o dañados de algún otro modo. 
11. No utilice cables de aparatos eléctricos o de extensiones que muestren signos de 
desgaste, como forro deshilachado o agrietado o alambres expuestos. 
12. Siempre apague las herramientas y los aparatos eléctricos antes de desconectarlos. 
13. Nunca desconecte una herramienta o un aparato eléctrico jalando el cable. Siempre 
desconecte el cable sujetando el enchufe. 
14. Siempre conserve limpia y seca el área en frente de su centro de carga. Trabaje sobre 
un tapete de caucho o una tabla seca, y mantenga un área sin obstáculos de al menos 
3 pies (91.44cm) en frente del centro de carga. 
15. Mantenga el polvo, la pelusa y otros materiales combustibles lejos de paneles, 
contactos y aparatos eléctricos. 
16. Mantenga todo el equipo eléctrico lejos de cualquier fuente de agua, a menos que 
esté clasificado para uso en áreas mojadas. 
17. Limite el uso de contactos a un aparato eléctrico. Si más de un aparato está en un 
solo circuito, utilice un contacto múltiple aprobado con un interruptor 
termomagnético incorporado. 
18. Utilice solamente herramientas que tengan doble cubierta aislante. 
19. Siempre esté consciente de los riesgos potenciales cuando realice algún trabajo 
eléctrico de cualquier clase. 
20. No usar en el cuerpo accesorios de metal como cadenas, anillos, relojes, etc. ya que 
podrían ocasionar corto circuito. 
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Choque eléct r ico 
La corriente que pasa a través del cuerpo, no el voltaje, es la causa del choque eléctrico. 
Desde luego, se requiere que un voltaje pase por una resistencia para producir corriente. 
Cuando un punto del cuerpo se pone en contacto con un voltaje y otro punto entra en 
contacto con un voltaje diferente o con tierra, tal como un chasis metálico, circulará 
corriente por el cuerpo de un punto al otro. La trayectoria que tome la corriente dependerá 
de los puntos por los cuales ocurra el voltaje. La severidad del choque eléctrico resultante se 
relaciona con la cantidad de voltaje y con la trayectoria que tome la corriente a través del 
cuerpo. La trayectoria de la corriente determina qué tejidos y órganos serán afectados. 
 
Ef ect os de la corr ient e en el cuerpo humano. 
La cantidad de corriente depende del voltaje y de la resistencia. El cuerpo humano tiene una 
resistencia que depende de muchos factores, los cuales incluyen la masa corporal, la 
humedad de la piel, y los puntos del cuerpo que entran en contacto con un potencial de 
voltaje. La siguiente tabla muestra los efectos de varios valores de corriente en miliamperes. 
 
Corriente (mA) Efecto físico 
0.4 Sensación ligera 
1.1 Umbral de percepción 
1.8 Choque, sin dolor, sin perdida de control muscular 
9 Choque doloroso, sin pérdida de control muscular 
16 Choque doloroso, traspaso del umbral 
23 Choque doloroso severo, contracciones musculares, dificultad para 
respirar 
75 Fibrilación ventricular, umbral 
235 Fibrilación ventricular, generalmente fatal por duración de 5 o más 
segundos 
4000 Parálisis cardiaca (no hay fibrilación ventricular) 
5000 Calcinación de tejidos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Resist encia corporal 
 
La resistencia del cuerpo humano es típicamente de 10 a 50 KΩ y depende de los dos puntos 
entre los cuales se mida. La humedad de la piel también afecta la resistencia entre dos 
puntos. La resistencia determina la cantidad de voltaje requerido para producir cada uno de 
los efectos enumerados en la tabla anterior. Por ejemplo, si usted tiene una resistencia de 10 
kΩ entre dos puntos dados de su cuerpo, 90 V a través de esos puntos producirán suficiente 
corriente (9mA) como para provocarle un choque doloroso. 
 
 
 
 MATERIAL Y EQUIPO 
 Multímetro 
 
DESARROLLO EXPERIMENTAL 
Experimento 1.- El profesor facilitara las normas eléctricas NOM 001 SEDE 2005 en la cual 
encontrara el artículo 517 referente a las normas que rigen los lugares destinados a la 
atención de la salud, indicándole que apartados debe leer y entender para realizar la 
actividad en este punto de la práctica. 
 
Experimento 2.- Se tomaran mediciones de impedancia resistiva directamente sobre la piel a 
cada uno de los integrantes del equipo. Para cada caso, calcule la corriente considerando una 
descarga en el cuerpo humano de 127 VCA. 
 
a) Coloque las puntas del multímetro y tome la lectura de resistencia mano a mano. Calcule 
corriente y reporte resultados. 
 
 Resistencia: ____________ 
 Corriente:_______________ 
 
b) Coloque una de las puntas del multímetro en el corazón y la otra en la mano izquierda y 
tome lectura de resistencia. Calcule corriente y reporte resultados. 
 
Resistencia: _____________ 
Corriente:_______________ 
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c) Coloque una de las puntas del multímetro en el corazón y la otra punta a la cadera y 
registre lectura. Calcule corriente y reporte resultados. 
 
 Resistencia: _____________ 
 Corriente:_______________ 
 
 
d) Coloque una de las puntas del multímetro en el corazón y la otra punta en un pie y registre 
lectura. Calcule corriente y reporte resultados. 
 
Resistencia: ____________ 
Corriente:_______________ 
 
e) Coloque una de las puntas del multímetro en el hombro y la otra punta al codo y registre 
lectura. Calcule corriente y reporte resultados. 
 
 Resistencia: ____________ 
 Corriente:_______________ 
 
 
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CUESTIONARIO 
1.- ¿Cuáles precauciones deben tomarse antes de utilizar equipos eléctricos? 
2.- ¿Cuáles son las condiciones ambientales que provocan choques eléctricos? 
3.- Explique por qué hay impedancia en el cuerpo humano. 
4.- ¿Cuáles son las causas por las que se pueden originar las corrientes de fuga? 
5.- ¿Por qué incrementa progresivamente la impedancia por las diferentes partes del cuerpo 
humano? 
6.- ¿Qué es fibrilación ventricular? 
7.- Según los resultados obtenidos, mencione por cada integrante del equipo el efecto 
fisiológico que sufriría su cuerpo humano en caso de una descarga eléctrica. 
8.- Mencione las medidas de seguridad para evitar microshock y macroshock en ambientes 
clínicos. 
9.- ¿Qué provoca dolor físico y/o daños al cuerpo cuando se hace contacto eléctrico? 
10.- ¿Un circuitopuede ser realambrado sin cortar la corriente si se obra con cuidado? 
Explique por qué 
 
 
 
 
 
RESULTADOS Y CONCLUSIONES 
 
Enuncie sus resultados y conclusiones a partir de la realización de los experimentos. 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
Enríquez Harper Gilberto, “Manual de Instalaciones Eléctricas, residenciales e industriales”, 
Editorial Limusa 5ª ed 
http://www.cenetec.gob.mx/ 
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P R A C T I C A N o. 2 
S U B E S T A C I Ó N E L É C T R I C A 
 
OBJETIVO GENERAL 
 Diferenciar y analizar los tipos de subestaciones por operación y por servicio. 
 El alumno identificará el tipo y partes principales de la subestación eléctrica de la 
UPIBI, que será observada mediante una visita. 
 
INTRODUCCION 
Una subestación eléctrica es un conjunto de elementos o dispositivos que nos permiten 
cambiar las características de energía eléctrica (voltaje, corriente, frecuencia, etc.), tipo 
C.A. o bien C.C. 
CLASIFICACIÓN DE LAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS 
Por su operación: 
 De corriente alterna 
 De corriente continua 
 
Por su construcción 
 Tipo intemperie (Receptoras primarias y Receptoras Secundarias) 
 Tipo interior 
 Tipo blindado 
 
 
Figura 1. Subestación tipo intemperie y sus principales componentes, en la parte inferior se muestra el diagrama 
unifilar 
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Los principales componentes de una subestación eléctrica son: 
1. Cuchillas desconectadoras. 
2. Interruptor. 
3. Transformador de corriente. ( equipo para medición) 
4. Transformador de potencial (equipo para medición) 
5. Cuchillas desconectoras para sistema de medición. 
6. Cuchillas desconectoras de los transformadores de potencia. 
7. Transformadores de potencia. 
8. Barras de conexión. 
9. Aisladores soporte. 
10. Conexión a tierra. 
11. Tablero de control y medición. 
12. Barras del tablero 
13. Sujeción del tablero. 
 
 
Existen variantes de subestaciones eléctricas dependiendo de las necesidades de los usuarios, 
por ejemplo, una subestación compacta también debe estar blindada protegiendo su interior 
e inmersa en gas aislante de hexafloruro de azufre, y solo personal técnico calificado tiene 
acceso a esta. 
 
 
 Subest aciones t ipo int emperie.- Generalmente se construyen en terrenos expuestos a 
la intemperie, y requiere de un diseño, aparatos y máquinas capaces de soportar el 
funcionamiento bajo condiciones atmosféricas adversas (lluvia, viento, nieve, etc.) 
por lo general se utilizan en los sistemas de alta tensión. 
 Subest aciones t ipo int er ior . - En este tipo de subestaciones los aparatos y máquinas 
están diseñados para operar en interiores, son pocos los tipos de subestaciones tipo 
interior y generalmente son usados en las industrias. 
 Subest aciones t ipo bl indado.- Son aquellas que usan hexafloruro de azufre SF6 como 
elemento aislante en todos sus elementos (interruptores, transformadores) este 
aislante permite reducir la distancia necesaria entre los elementos logrando así un 
menor espacio para su montaje, son más costosas por el elemento aislante en 
comparación con las que utilizan aceite. 
 Subest ación uni t ar ia. - Una subestación unitaria es aquella donde el transformador 
lleva adosadas una celda de alta tensión y otra de baja tensión formando un solo 
cuerpo. Este es el tipo de subestación más utilizada en industrias, hoteles y escuelas y 
puede ir en exterior o interior, estas subestaciones a veces tienen crecimiento 
modular para solo insertar más accesorios. 
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Figura 2. Diagrama Unifilar de una subestación unitaria 
 
Principales Accesorios de una subestación Eléctrica 
 
Apartarrayos: Evitan descargas 
atmosféricas sobre el transformador y 
las líneas conductoras 
 
Cuchillas de paso tripolares: Permiten 
seccionar los equipos evitando las 
libranzas por la compañía 
suministradora para mantenimientos 
preventivos o revisiones posteriores. 
Operación en grupo sin carga y puesta a 
tierra automática integrada. 
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Cuchilla fusible : es un elemento de 
conexión y desconexión de circuitos 
eléctricos. Tiene dos funciones: como 
cuchilla desconectora, para lo cual se 
conecta y desconecta, y como elemento 
de protección 
 
Interruptor principal , normalmente en 
aceite 
 
Transformador : Reduce la tensión a 
valores utilizables 
 
Tableros primarios de distribución 
 
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MATERIAL Y EQUIPO 
Ninguno 
Se realizará una visita a la subestación establecida en la unidad profesional. 
 
 
DESARROLLO EXPERIMENTAL 
Ejercicio.- Identifique los elementos de la subestación eléctrica de la unidad como son: 
acometida, fusibles, equipo de desconexión, equipo de medición, transformador y describa el 
tipo de subestación con que cuenta la unidad, una vez terminada la visita complete con lo 
visto la tabla siguiente. 
 
Imagen del equipo Nombre del Equipo Descripción de su operación 
 
 
 
 
 
 
Tabla 1. Dibuje o añada imágenes de los equipos identificados de la subestación de la unidad 
 
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CUESTIONARIO 
1.- Investigue qué tipos de subestaciones se utilizan en hospitales y escuelas 
2.- ¿Cuáles son los equipos principales de operación identificados en la subestación? 
3.- ¿Describa cómo opera una subestación eléctrica? 
4.- ¿Qué equipos de protección utilizan las diferentes subestaciones eléctricas contra las 
descargas atmosféricas? 
5.- ¿Cuales son los elementos de protección contra fallas de una subestación eléctrica? 
6.- Investigue cuáles son los tipos de interruptores de una subestación eléctrica 
7.- Investigue qué características tiene el aislante de hexafloruro de azufre 
8.- Investigue que tipo de obra civil se requiere para la instalación de una subestación 
eléctrica hospitalaria 
9.- Investigue el sistema de tierra que requiere una subestación eléctrica 
10.- Investigue que tipo de mantenimiento preventivo se recomienda realizar a una 
subestación eléctrica 
 
 
CONCLUSIONES 
Enuncie sus conclusiones a partir de los objetivos establecidos en la práctica. 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
Enríquez Harper, “Manual de Instalaciones Eléctricas, residenciales e industriales”, Editorial 
Limusa 5ª ed. 
Enríquez Harper Gilberto, “Elementos diseño subestaciones eléctricas”, Editorial Limusa, 
México 1980. 
 
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P R Á C T I C A N o. 3 
PRUEBAS DE AISLAMIENTO A LOS TRANSFORMADORES 
 
 
OBJETIVO 
 El alumno conocerá las pruebas necesarias que se realizan a transformadores durante 
su fabricación, puesta en marcha y de mantenimiento preventivo. 
 El alumno realizará pruebas de aislamiento a un transformador y determinara el 
estado operacional del mismo. 
 
 INTRODUCCION 
Algunas de las pruebas que se realizan a los transformadores se consideran como básicas y 
algunas otras varían de acuerdo a la condición individual de los transformadores y pueden 
cambiar de acuerdo al tipo de transformador, por lo que existen distintas formas de 
clasificación de las pruebas a transformadores, por ejemplo algunos las clasifican en prueba 
de baja tensión y prueba de alta tensión. También se pueden agrupar como pruebas 
preliminares, intermedias y de verificación (Finales). 
Las pruebas preliminares se realizan cuando un transformador se ha puesto fuera de servicio 
para mantenimiento programado o para revisión programada o bien ha tenido alguna falla. 
Las pruebas se realizan antes de “abrir” el transformador y tienen el propósito general de 
encontrar el tipo y naturaleza de la falla. Las llamadas pruebas preliminares incluyen: 
1. Prueba al aceite del transformador. 
2. Medición de la resistencia de aislamiento de los devanados. 
3. Medición de la resistencia óhmica de los devanados. 
4. Determinación de las características del aislamiento. 
 
Las llamadas pruebas intermedias, como su nombre lo indican se realizan durante el 
transcurso de una reparación o bien en las etapas intermedias de la fabricación, cuando el 
transformador está en proceso de armado o bien desarmado (según sea el caso) y el tipo de 
pruebas depende del propósito de la reparación o la etapa de fabricación, por lo general se 
hacen cuando las bobinas no han sido montadas. 
Las pruebas finales se hacen sobre transformadores terminados de fabricación o armados 
totalmente después de una reparación e incluyen las siguientes: 
1. Prueba al aceite del transformador. 
2. Medición de la resistencia de aislamiento. 
3. Prueba de relación de transformación. 
4. Determinación del desplazamiento de fase de los grupos de bobinas. 
5. Determinación de las características del aislamiento. 
6. Prueba del aislamiento por voltaje aplicado. 
7. Prueba para la determinación de las pérdidas en vacío y en corto circuito 
(determinación de impedancia). 
8. Prueba del aislamiento entre espiras por voltaje inducido. 
9. Medición de la corriente de vacío y la corriente de excitación. 
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La importancia de realizar pruebas de aislamiento a los devanados del transformador es 
verificar que cumplen con la resistencia mínima soportable bajo la operación a la que serán 
sometidos, así como de comprobar la no inadecuada conexión entre sus devanados y tierra 
para avalar un buen diseño del producto y que no existan defectos en el mismo. Existen 
normas para realizar el procedimiento de prueba. 
 
NORMAS DE REFERENCIA. 
Las presentes especificaciones están referidas a lo estipulado en las normas: 
 IEEE C57.12.90-1993 "IEEE Standard test code for liquid - inmersed distribución, 
power, and regulating transformers and IEEE guide for short - circuit testing of 
distribution and power transformers". 
El procedimiento de prueba para la medición de la resistencia de aislamiento de un 
transformador está descrito en la norma IEEE C57.12.90 y contiene básicamente los siguientes 
puntos claves: 
a) La temperatura de los devanados y del líquido aislante deben estar cercanos a 20° C. 
b) Todos los devanados deben estar inmersos en el mismo líquido aislante. 
c) Todos los devanados deben de estar cortocircuitados. 
d) Todas las boquillas del transformador deben estar en su lugar. 
e) Todas las terminales que no se consideran en la prueba así como la carcasa y el 
tanque deberán conectarse a tierra mientras se aplique el voltaje de prueba. 
Las pruebas de resistencia de aislamiento deberán realizarse con los circuitos de igual voltaje 
conectados entre sí y los circuitos de diferente voltaje deberán ser probados por separado, 
por ejemplo: 
a) Alta tensión vs. Baja tensión 
b) Alta tensión vs. Tierra 
c) Baja tensión vs. Tierra 
d) Neutro vs. Tierra (En el caso de que el neutro no esté conectado directamente a 
tierra) 
La prueba de resistencia de aislamiento en transformadores sirve no solo para verificar la 
calidad del aislamiento en transformadores, también permite verificar el grado de humedad y 
en ocasiones defectos severos en el aislamiento. 
 
La resistencia de aislamiento se mide con un aparato llamado “MEGGER”. Dicho dispositivo 
consiste de una fuente de alimentación en corriente directa y un sistema de medición. La 
fuente es un pequeño generador que se puede accionar en forma eléctrica o manual. El 
voltaje en terminales de un Megger varía de acuerdo al fabricante y si se trata de 
accionamiento manual o eléctrico, pero en general se pueden encontrar en forma comercial 
de 250 volts, 1000 volts y 2500 volts. La escala del instrumento está graduada para leer 
resistencias de aislamiento en el rango de 0 a 10,000 megaohms. 
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La resistencia de aislamiento de un transformador se mide entre los devanados conectados 
entre sí, contra el tanque conectado a tierra y entre cada devanado y el tanque, con el resto 
de los devanados conectados a tierra. 
 
Figura 1. Conexiones del Megger analógico para la medición de la 
resistencia de aislamiento de un transformador. 
 
 
Figura 2. Elementos de lectura y conexión del megger marca YOKOGAWA-2404 
 
El Megger tiene tres bornes de conexión para realizar la prueba, estos son: borne de línea, 
borne de tierra y borne de guarda, este último conectado a tierra si así se requiere. La 
lectura es directa por medio del galvanómetro en MΩ y la tensión de prueba se genera 
girando la manivela que sobresale del Megger, ver figura 2. 
 
MATERIAL Y EQUIPO 
 
1 Megaóhmetro (Megger) 
1 Transformador monofásico OA 
4 Puntas caimán-caimán 
 
 
Nota!!! Sea cuidadoso con las terminales del Megger durante su operación ya que este genera 
hasta 500 V. 
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DESARROLLO EXPERIMENTAL 
 
Experimento 1.- Realice conexiones a cada transformador para determinar la medición de 
aislamiento entre el devanado de alta tensión contra baja tensión, tanque y tierra, ver el 
siguiente diagrama. 
 
Figura 3. Diagrama de conexiones para la prueba de alta tensión y baja tensión conectado a tierra. 
Donde: 
H1 y H2 son las terminales de alta tensión de un transformador monofásico 
 X1 y X2 son las terminales de baja tensión de un transformador monofásico 
 TQ Tanque 
 
 
b) Gire la manivela del Megger de 15 a 30 segundos o hasta que se estabilice la aguja de 
medición, tomar la lectura y anotarla en la tabla 1. 
 
Experimento 2.- Realice conexiones a cada transformador para determinar la medición de 
aislamiento entre el devanado de baja tensión contra alta tensión, tanque y tierra, ver el 
siguiente diagrama. 
 
Figura 4. Diagrama de conexiones para la prueba de baja tensión contra alta tensión conectado a tierra. 
 
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b) Gire la manivela del Megger de 15 a 30 segundos o hasta que se estabilice la aguja de 
medición, tomar la lectura y anotarla en la tabla 1. 
 
Experimento 3.- Realice conexiones a cada transformador para determinar la medición de 
aislamiento entre el devanado de alta tensión contra el devanado de baja tensión, ver el 
siguiente diagrama. 
 
Figura 5. Diagrama de conexiones para la prueba de alta tensión y baja tensión conectado a tierra. 
 
b) Gire la manivela del Megger de 15 a 30 segundos o hasta que se estabilice la aguja de 
medición, tomar la lectura y anotarla en la tabla 1. 
 
 
Transformador 
Prueba 1 
H vs X-Tanque 
Prueba 2 
X vs H-Tanque 
Prueba 3 
H vs X 
1 
2 
3 
Tabla 1. 
 
 
RESULTADOS Y CONCLUSIONES 
 
Enuncie sus resultados y conclusiones a partir de la realización de los experimentos. 
 
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21
 
C U E S T I O N A R IO 
1.- Investigue qué es el Megger o megaóhmetro. 
2.- ¿Para qué nos sirve realizar una prueba de aislamiento a los transformadores? 
3.- Investigue cómo deben realizarse las conexiones para realizar la prueba de aislamiento en 
transformadores trifásicos y bosqueje mediante dibujos. 
4.-Investigue los valores de aislamiento mínimos permisibles en transformadores monofásicos. 
5.- Investigue qué tipos de fallas se pueden detectar mediante la prueba de aislamiento 
6.- ¿En que otras máquinas se recomienda medir el asilamiento utilizando el Megger? 
7.- Investigue por qué debe realizarse la prueba con un Megger y no con un multímetro 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
Enríquez Harper Gilberto, “Manual de electricidad industrial”, Editorial Limusa 2009 
Avelino Pérez Pedro, “Transformadores de distribución: teoría, cálculo, construcción y 
prueba”, 2ª Ed. Editorial Reverte 
www.megger .com/.../ProductDetailsBySubGroup.php?... 
 
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P R Á C T I C A N o. 4 
C O N E X I Ó N D E T R A N S F O R M A D O R E S 
 
OBJETIVO 
 El alumno comprenderá y determinará la polaridad de los transformadores por el 
método de golpe induct ivo. 
 El alumno comprenderá y desarrollará las conexiones de los arreglos más comunes de 
un banco de transformadores monofásicos. 
 
INTRODUCCION 
La principal fuente de energía eléctrica que alimenta una instalación industrial de gran 
tamaño proviene de subestaciones eléctricas que están ubicadas dentro de la misma planta o 
local y que son alimentadas por la compañía suministradora directamente a tensiones que 
van de 13.2kV a 23kV, las cuales están diseñadas y calculadas para satisfacer las exigencias 
requeridas proporcionando tensiones o voltajes útiles para los equipos, estos voltajes de 
operación comúnmente son de 640V, 440V, 220V y 127V. La parte principal de una 
subestación eléctrica es el transformador, que es el responsable de reducir el voltaje para 
alimentar las instalaciones y equipos, es por ello la importancia de asegurar un 
funcionamiento óptimo y eficiente de este, si llegara a fallar el transformador de una 
subestación es evidente que detendría el funcionamiento de la planta industrial. 
Existen varias pruebas a transformadores para asegurar su funcionamiento en planta y 
prevenir una falla grave, algunas de estas pruebas son: pruebas de vacío, prueba de corto 
circuito, eficiencia, aislamiento entre otras. Además el ingeniero electricista diseñará las 
conexiones requeridas para que si llegara a ocurrir alguna falla la planta no detenga su 
producción al quedar desenergizada, algunas plantas industriales poseen mas de una 
subestación eléctrica con un solo transformador trifásico cada una y otras plantas prefieren 
instalar bancos de transformadores monofásicos, así, con más de una subestación se podrá 
dar mantenimiento a otra y en el caso de banco de transformadores monofásicos si llegara a 
fallar alguna fase o transformador la planta quedaría alimentada por un arreglo que se conoce 
como “delta abierta” operando aproximadamente al 58% de la capacidad.. 
 
CONEXIONES TÍPICAS DE UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO 
Existen diferentes configuraciones para la conexión de transformadores pero las conexiones 
más comunes, ya sean trifásico o como bancos de transformadores, son como delta-estrella 
(Δ-Y) o delta-delta (Δ-Δ), existen relaciones entre tensiones y corrientes para cada una de 
estas configuraciones relacionándose como se muestran en la figura siguiente. 
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a) 
b) 
Figura 1. Conexiones más comunes de los devanados de transformadores trifásicos o bancos de transformadores 
monofásicos a )delta-estrella (Δ-Y) y b) delta-delta (Δ-Δ) 
 
A pesar de existir diferentes tipos de conexiones, no todas son de aplicaciones prácticas en 
subestaciones, por ejemplo una conexión Y-Y no es muy utilizada debido a sus dificultades de 
operación surgidas por su inherente inestabilidad del neutro, llegando a ser peligroso para los 
transformadores y sistemas conectados. 
 
CONEXIÓN EN PARALELO DE TRANSFORMADORES 
En ocasiones, cuando se excede la capacidad de un transformador instalado ya sea 
monofásico o trifásico se puede añadir un trasformador en paralelo para satisfacer la 
demanda de carga en potencia mediante el incremento de corriente disponible de la 
subestación, esto se logra mediante la instalación de un transformador adicional en paralelo, 
con las siguientes consideraciones, deben ser de la misma relación de transformación, ser 
iguales en la tensión de secundario en vacío, tener impedancias iguales y tener la misma 
polaridad. 
 
POLARIDAD DE UN TRANSFORMADOR 
La relación de fase obtenida en el secundario con respecto al primario, dependerá de la 
forma de enrollamiento de los devanados del transformador tanto en el primario con en el 
secundario. Cuando la corriente de excitación pasa por el devanado primario se genera un 
flujo magnético en el núcleo de hierro y este a su vez cortara los arrollamientos del devanado 
secundario y dependiendo de en que dirección fue arrollado se generara un voltaje en fase o 
desfasado 180° con respecto del voltaje primario. En la figura 2 se muestra la conexión para 
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determinar la polaridad entre ambos arrollamientos de los devanados para transformadores 
de gran potencia. 
 
 
Figura 2 
 
Para transformadores muy pequeños es útil utilizar una fuente de CD de bajo voltaje 
conectado al primario para determinar la relación de arrollamiento entre el primario y el 
secundario, a este método se le conoce como golpe induct ivo siendo de esta forma como se 
realizara la práctica. 
 
MATERIAL Y EQUIPO 
3 Transformadores 12V a 1 ampere 
1 Batería 9V 
1 Push button 
6 Cables caimán-caimán 
1 Voltmetro analógico 
3 Resistencias de 220 ohms a 1 W 
 
 
DESARROLLO EXPERIMENTAL 
Experimento 1.- DETERMINAR LA POLARIDAD DE UN TRANSFORMADOR MONOFÁSICOUna condición para realizar un arreglo de transformadores trifásicos en estrella o delta es que 
cada fase de estos debe estar polarizada. 
a) Construya el circuito mostrado en el siguiente diagrama, el botón momentáneo controlara 
el cierre del circuito. 
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T1
lado primario
vóltmetro analógico
lado secundario
9 V 
1 2
3 rojonegro
+-
 
b) Para realizar la prueba proceda como sigue, ponga especial atención al movimiento de la 
aguja del voltímetro. Realice repetidos contactos del cable No 2 con la terminal positiva de la 
batería por medio del botón observando hacia donde se mueve la aguja del voltímetro. 
c) Si el movimiento de la aguja ocurre hacia la derecha, indica que el voltaje del secundario 
estará en fase con respecto al primario (marque la terminal del transformador que se conecto 
al positivo de la batería y de igual forma marcar la terminal del secundario que se conecto al 
positivo del voltímetro). 
d) Si el movimiento del la aguja ocurre hacia la izquierda, indica que el voltaje del secundario 
estará desfasado 180° con respecto del voltaje en el primario. Invierta los cables del 
transformador del lado de la batería y repita la prueba observando que sucede. Marque los 
cables como el procedimiento anterior marcando las terminales que van a los positivos de la 
batería y voltímetro. 
 
Figura 2.Representación gráfica de transformadores con polarización 
 
 
Experimento 2.- CONEXIÓN EN PARALELO DE DOS TRANSFORMADORES 
En este experimento notaras como afecta la polaridad en la conexión de dos transformadores 
con sus secundarios conectados en serie y los primarios en paralelo. 
a) Realice las conexiones del diagrama del circuito 1 y anote las mediciones que se piden en 
la tabla 1, note que se indica la polaridad del transformador. 
 
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T1
T2
1
2
LN
3
4
5
V1
circuito 1 
T1
T2
1
2
LN
V2
circuito 2
3
4
5
 
 
b) Realice las conexiones del diagrama del circuito 2 y anote las mediciones que se piden en 
la tabla 1. 
c) Mida los voltajes de cada transformador independientemente y tome sus valores. 
Circuito 
Tensión del 
Transformador 
 
1 V5-3 V4-3 V1 
2 V3-5 V4-5 V2 
Tabla 1 
 
Experimento 3.- CONEXIÓN DE UN BANCO DE TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS 
Nota: Si tiene acceso a una toma trifásica, tome las mediciones con la debida precaución, de 
no ser así solo llene la tabla con valores teóricos, la relación de transformación “a” deberá 
calcularse. 
Realice los arreglos de los bancos de transformadores monofásicos y mida las tensiones que se 
piden en la tabla 2, compare con los valores calculados. 
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T1
T2
T3
2
3
4
5
6
7
81
H1
H2
H3
X1
X2
X3
N
Arreglo 1 
T1
T2
T3
2
3
4
1
H1
H2
H3
X1
X2
X3
Arreglo 2
5
7
6
 
b) Determine qué tipo de conexión tiene el arreglo 1 y el arreglo 2 y complete la siguiente 
tabla. 
Arreglo VH1- H2 VH2-H3 VH1-H3 
VX1-X2 
calculado 
VX1-N 
calculado 
VX3-N 
calculado 
VX1-X2 
medido 
VX1-N 
medido 
VX3-N 
medido 
1 
2 
Tabla 2. 
 
RESULTADOS 
Anote los cálculos necesarios para completar las tablas, indicando también la relación de 
transformación de cada transformador. 
 
ANALISIS DE RESULTADOS 
Reporte el análisis teórico de cada experimento, indique bajo que ecuaciones matemáticas se 
relaciona cada resultado experimental. 
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CUESTIONARIO 
1.- ¿Por qué se utiliza un voltímetro analógico para determinar la polaridad de los devanados 
en estos transformadores? 
2.- ¿Por qué se trabaja con la batería del lado primario y no del lado secundario del 
transformador?, ¿que precauciones debemos tomar? 
3.- Explique los resultados obtenidos en la conexión en serie de los devanados secundarios de 
los transformadores. ¿Cómo afecta la polaridad a las tensiones a la salida? 
4.- ¿Qué tipo de arreglo tiene cada uno de los bancos de transformadores del experimento 3? 
5.- Investigue el procedimiento para polarizar los transformadores de gran potencia 
6.- ¿Qué tipo de arreglo de transformadores es el más versátil para aplicaciones hospitalarias 
o comerciales? 
 
RESULTADOS Y CONCLUSIONES 
Enuncie sus resultados y conclusiones a partir del análisis de resultados y objetivos 
establecidos en la práctica. 
 
BIBLIOGRAFIA 
Milton Gussow, “Fundamentos de electricidad”, serie Schaums 
A. E. Fitzgerald, Stephen D. Umans, “Máquinas Eléctricas,” Editorial McGraw Hill 5ª ed 
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P R A C T I C A N o. 5 
 
INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE LOS INTERRUPTORES TERMOMAG NÉTICOS Y DE SEGURIDAD 
 
OBJETIVOS 
 Conocer físicamente un interruptor termomagnético y fusible de cartucho en baja 
tensión, así como sus características de operación. 
 Construir un circuito eléctrico de alumbrado controlado por dos apagadores sencillos 
con protección contra corto-circuito. 
 
INTRODUCCION 
Centros de carga 
El centro de carga (tablero de distribución o panel principal) controla el flujo de energía 
eléctrica desde las barras de energía a los circuitos individuales dentro de su casa. Estos 
circuitos pueden ser de 120 volts, de 240 volts o de ambos (120/240 volts). Todos los 
dispositivos de 240 volts obtienen corriente eléctrica de los dos alambres de energía aislados. 
En un momento dado la electricidad sale por una terminal del transformador de la compañía 
de servicio y regresa por la otra. La corriente fluye desde una terminal, viaja a través del 
conductor para entrega del servicio a la casa, y luego baja por el conductor o cable de 
entrada de servicio a la base del medidor. Desde aquí fluye por el medidor al panel principal, 
luego se distribuye a cada uno de los circuitos dentro de la casa, fluyendo por el panel 
principal vía un alambre de energía (o dos), y regresa al panel vía otro alambre aislado, 
directamente por el medidor de servicio y de regreso al transformador. 
Un centro de carga ordinario puede proporcionar 100, 150 o 200 amperes. En la actualidad, el 
de 200 amperes es el más común, aunque casas con mayor energía eléctrica pueden 
suministrar hasta 400 amperes. Los centros de cargas clasificados para la misma capacidad 
máxima de corriente, como 200 amperes, están subdivididos por el número de interruptores 
termomagnéticos que pueden soportar. El número máximo de interruptores que un centro de 
carga puede soportar es 40 interruptores termomagnéticos más el interruptor 
termomagnético principal. 
Cada interruptor termomagnético de circuito se inserta a presión sobre una lengüeta 
perpendicular a una de las barras de energía. Después de haber sido insertado sobre la 
lengüeta (con el panel principal encendido), el interruptor proporciona energía a través del 
alambre que está conectado a su tornillo terminal. 
 
 
 
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Barras de energía 
Cuando el breaker principal se enciende, la electricidad fluye a través de dos barras de 
energía, o patas. Estos dos flejes metálicos verticales, normalmente de aluminio o cobre, se 
extienden por debajo del breaker principal hacia la parte inferior del panel. Están 
eléctricamente aislados (separados) del bastidor del panel. El voltaje entre una de las barras 
y la barra conectada a tierra es igual a 120 volts. El voltaje de una barra a la otra es igual a 
220 volts y es el mismo nivel de voltaje que proviene del transformador de servicio. El 
breaker principal actúa como un conmutador de encendido y apagado. Cuando el interruptor 
está encendido, la energía se transmite a través del interruptor termomagnético de circuito 
que sirve a la instalación, aparato eléctrico. 
Barras neutra y de conexión a tierra 
Las dos barras de aluminio que se extienden paralelas a las barras de energía se conocen 
como barra de neutro y de conexión a tierra. Todos los alambres neutros blancos aislados se 
conectan a la barra neutra, mientras que todos los alambres desnudos o verdes de tierra se 
conectan a la barra de conexión a tierra. 
La barra neutra contiene dos grandes opresores de tornillo para alambre, además de muchas 
terminales más pequeñas de tornillo. El conductor neutro de servicio que proviene del 
medidor se conecta al opresor más grande. El otro opresor proporciona una Terminal para 
cualquier conductor neutro que sea demasiado grande para fijarse bajo uno de los tornillos 
más pequeños de la barra. 
 
Figura 1. Centro de carga 
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31
 
Fusibles e interruptores termomagnéticos 
 
Fusible 
 El fusible fue la protección más común para circuitos en las casas antes de la Segunda 
Guerra Mundial. Los fusibles se utilizan todavía en muchos hogares viejos. Los dos fusibles 
más comunes son el tapón eléctrico, o fusible de virio, y el fusible de cartucho. Los tapones 
eléctricos controlan circuitos de 120 volts y están disponibles por lo general en tamaños de 15 
a 30 amperes. Dentro de un tapón eléctrico hay un fleje metálico que se extiende desde el 
contacto central del fusible hasta la base con rosca. La porción estrecha del fleje se 
denomina elemento. Si el circuito se sobrecarga, el elemento se quemará, desconectando el 
circuito y fundiendo el fusible. Los fusibles de cartucho para uso residencial controlan 
circuitos de 240 volts y se encuentran comúnmente en tamaños de 30 a 100 amperes. El 
elemento de un fusible de cartucho se extiendo por el centro del cartucho y está rodeado por 
un material a prueba de fuego semejante a la arena. 
 
 
Figura 2. Fusible de cartucho 
 
Interruptores termomagnéticos 
Los interruptores termomagnéticos, breakers o “pastillas”, han reemplazado a los fusibles 
como el tipo preferido de protección. Técnicamente se denominan interruptores 
termomagnéticos de caja moldeada (MCCB: molded case circuit breakers). Los interruptores 
termomagnéticos utilizan un sistema de dos partes para proteger la instalación de un circuito. 
Cuando una cantidad masiva de corriente atraviesa muy rápidamente el circuito, como una 
fuga a tierra o en un cortocircuito, un electroimán empuja el fleje térmico. A mayor cantidad 
de corriente en exceso, más rápido el interruptor apagará el circuito. 
Los interruptores termomagnéticos residenciales se fabrican por lo común en tamaños de 15 a 
60 amperes, aumentando en intervalos de 5 amperes. Los interruptores termomagnéticos 
unipolares clasificados para 15 a 20 amperes controlan la mayoría de circuitos de 120 volts de 
uso general. Los interruptores bipolares clasificados para 20 a 60 amperes controlan circuitos 
de 240 volts. 
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32
Los interruptores termomagnéticos ordinarios son universales y tienen broches en la parte 
inferior, que cierran a presión sobre la lengüeta de la barra de energía en la caja del centro 
de carga. El contacto con la barra de energía suministra energía al interruptor. Sin embargo, 
algunos fabricantes hacen interruptores con broches laterales para alambre. Estos broches se 
deslizan sobre la lengüeta en la barra de energía, por lo que es necesario quitar uno o más de 
los otros interruptores. 
 
 
Figura 3. Interruptores 
termomagnéticos 
Figura 4. Tablero de alumbrado Figura 5. Gabinete de centro de 
carga 
 
 
Figura 6. Forma de inserción en gabinete 
 
 
MATERIAL Y EQUIPO 
2 Interruptores termomagnéticos de 15 amperes. 
2 fusibles de cartucho de 30 amperes 
2 sockets de porcelana. 
2 focos de 60 W. 
1 cinta plástica para aislar. 
8 mts. Cable calibre 14 AWG de un polo color negro 
8 mts. Cable calibre 14 AWG de un polo color rojo 
8 mts. Cable calibre 14 AWG de un polo color verde 
2 apagadores sencillos. 
1 clavija polarizada con conexión a tierra. 
 
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DESARROLLO EXPERIMENTAL 
Experimento 1.- Conectar los interruptores termomagnéticos y fusibles tipo cartucho al 
circuito de alumbrado como se muestra en la siguiente diagrama. 
 
 
 
 
 
Circuito equivalente 
 
Observación: En esta parte se provocara una falla de corto circuito para disparar el 
interruptor termomagnético (“breaker” o “pastilla”). En clase el profesor indicará como 
realizarlo, se debe tener mucha precaución ya que es una prueba peligrosa. 
 
 
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34
 
RESULTADOS Y CONCLUSIONES 
 
Enuncie sus resultados y conclusiones a partir de la realización de los experimentos. 
 
 
 
Cuestionario 
1.- Mencione y describa los diferentes tipos de protecciones eléctricas. 
 
2.- ¿Qué son y cómo trabajan los centros de carga? 
 
3.- ¿Qué es un cortocircuito? 
 
4.- ¿Para qué se utilizan los interruptores termomagnéticos? 
 
5.- Realice un diagrama de la instalación eléctrica de su casa, indicando apagadores y 
tomacorrientes de cada habitación. 
 
6.- Describa los tipos de fusible 
 
 
 
 
 
Referencias 
 
John Calaggero, “Instalaciones eléctricas”. Proyectos residenciales completos. Ed. Trillas 
 
 
Enriquez Harper, “Manual de instalaciones eléctricas residenciales e industriales”, 2ª. Ed. 
Limusa 
 
 
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P R A C T I C A N o. 6 
 
CONOCIMIENTO FISICO DE CONDUCTORES Y CANALIZACIONES 
	
OBJETIVO 
  El alumno conocerá los diferentes tipos de conductores eléctricos que se utilizan para 
la realización de una instalación eléctrica 
 El alumno conocerá los tipos de canalizaciones que sirven para alojar los conductores 
eléctricos 
 
OBJETIVOS PARTICULARES 
 El alumno determinaráqué tipos de canalizaciones son convenientes para alojar 
conductores de diferente sección transversal 
 
 
INTRODUCCIÓN 
Algunos trabajos eléctricos se pueden realizar usando herramientas comunes, muchas de las 
cuales usted tenga en su juego de herramientas. Sin embargo, la mayoría de las herramientas 
que se utilizan en el trabajo eléctrico están específicamente diseñadas para efectuar una 
tarea particular y hacer el trabajo más fácil y más seguro. Aun si usted tiene las herramientas 
apropiadas para hacer su propio trabajo eléctrico, también debe tener los materiales y el 
equipo correctos. Cada requisito del código debe considerarse con cuidado antes de comprar 
algún artículo. 
 
Alambres y cables 
Técnicamente, el material metálico a través del cual la corriente eléctrica fluye se denomina 
conductor. En términos prácticos, se conoce como alambre. El alambre se fabrica en muchos 
tipos: desnudo o aislado, sólido o trenzado, sencillo o múltiple, con forro plástico o metálico. 
Cada tipo sirve para un propósito. El sistema AWG codifica el diámetro del alambre como un 
número entero. A menor número, mayor diámetro y capacidad conductora de corriente del 
alambre. 
En trabajo residencial, la mayoría de los alambres hechos de un material conductor sólido 
como el cobre de calibres 14, 12 y 10, están encerrados y protegidos en aislamiento plástico. 
Los cables se componen por lo general de dos o más alambres aislados, envueltos juntos en 
una segunda capa protectora de forro plástico. 
Además de las inscripciones sobre el aislamiento plástico del alambre, los alambres están 
codificados por color. Los alambres negros siempre portan energía, como los alambres rojos, 
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36
azules y amarillos. Los alambres blancos y grises son por lo general neutros (a tierra) con la 
excepción indicada a continuación. Los alambres verdes se utilizan para conexión a tierra 
solamente. 
Los tornillos terminales para alambre están codificados por color. Los alambres neutros se 
conectan comúnmente a plateado o blanco; los alambres de enlace o conexión a tierra (que 
aseguran una ruta continua de conducción) a verde; y los alambres de energía, a latonado o 
cobrizo. 
 
Figura 1. Codificación por color 
 
Categorías de aislamiento 
Las categorías más comunes de aislamiento utilizadas en instalación eléctrica residencial son 
THHN, THW y THWN. La T simboliza cable termoplástico ordinario aislado. La letra H 
especifica alambre que es resistente al calor. Una doble H indica alambre que puede operar 
más alta (hasta 194 °F) que el alambre denominado con una sola H. La W denota alambre que 
puede usarse en lugares secos, húmedos y mojados. La letra N (nylon) especifica que el 
alambre también es resistente a gasolina, aceite o ambos. 
 
Tipos de alambre 
El alambre THHN tiene un aislamiento resistente al calor y retardador de fuego, especificado 
tanto para lugares secos como para lugares húmedos. Sin embargo, la ausencia de una W 
significa que el alambre no está aprobado para sitios mojados. Ya que el aislamiento de nylon 
es más delgado que otras clases de aislamiento plástico, el alambre THHN se utiliza con 
frecuencia para acomodar más alambres en un conducto. El alambre THW es retardador de 
flama y resistente a gasolina y aceite. Tanto el alambre THW como el THWN pueden usarse en 
lugares secos, húmedos y mojados. 
 
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Figura 2. Tipos de alambre 
 
Aislamiento en el forro del cable 
Los circuitos residenciales interiores se instalan por lo general usando cable no metálico (NM), 
que es alambre contenido en un forro plástico rotulado con su uso específico. Contiene 
alambres neutro y de energía aislados y un conductor desnudo a tierra, y se utiliza en lugares 
secos solamente. Cada alambre está envuelto individualmente en aislamiento plástico que 
está codificado por color de acuerdo con el tipo de alambre interior. Los alambres en cable 
NM para circuitos comunes de aparatos eléctricos pequeños, luz y contactos son por lo 
general 12 o 14. Los circuitos de aparatos eléctricos más grandes requieren alambres de 
tamaño más grande. Una secadora de 30 amperes para ropa requiere cable 10, mientras que 
una estufa eléctrica de 60 amperes necesita cable 6. 
Si un cable está denominado tipo UF (underground feeder: cable de circuito derivado y 
alimentador subterráneo), significa que es adecuado para uso en sitios mojados, incluso 
entierro directo subterráneo. 
 
 
Figura 3. Aislamiento en el forro del cable 
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Capacidad conductora de un alambre 
Al seleccionar un alambre, se debe considerar también su capacidad conductora, que es la 
cantidad de corriente en amperes que un alambre puede conducir sin riesgo y continuamente 
bajo condiciones normales de uso, sin exceder su clasificación de temperatura. Por ejemplo, 
un alambre de cobre calibre 10 está clasificado para conducir hasta 30 amperes; un alambre 
calibre 12, 20 amperes; y un alambre calibre 14, 15 amperes. 
 
Caj as eléct r icas 
Las cajas eléctricas se utilizan para diversos propósitos como sostener contactos y 
apagadores, alojar empalmes de alambres y soportar ventiladores de techo y luces. Se 
fabrican muchas cajas de varios tipos para diferentes propósitos, y pueden ser metálicas o no 
metálicas (plásticas o de fibra de vidrio). En la actualidad, las cajas plásticas son el tipo más 
comúnmente usado en Estados Unidos de América. Sin embargo, las cajas metálicas todavía 
se encuentran en muchos hogares. Las cajas plásticas tienen ventajas de bajo costo y 
simplicidad de instalación. 
Las cajas eléctricas se manufacturan en formas adecuadas para cada tipo de uso. Por 
ejemplo, pueden ser poco profundas para muros enrasados, más amplias para arreglos de 
acoplamiento o herméticas para aplicaciones en exteriores. También es importante no usar 
una caja que sea demasiado pequeña para el tamaño y el número de alambres que alojará. 
Una caja eléctrica puede encerrar solamente un número limitado de alambres. Aunque la 
cajas plásticas están rotuladas de acuerdo con el número de alambres que pueden alojar, y/o 
su tamaño en pulgadas cúbicas, las cajas metálicas no. 
 
Tipos y capacidades 
Cajas plásticas: El tipo más común de caja plástica es la caja de un solo acoplamiento con 
clavos. Tiene dos clavos integrados, que la fijan al armazón de postes. Esta caja se utiliza 
comúnmente en una construcción nueva y está disponible en varias profundidades; la más 
profunda tiene la mayor capacidad. 
Cajas para techo: Las cajas cilíndricas para techo se utilizan por lo común para accesorios de 
techo. Llamadas así por su forma, una caja cilíndrica puede estar diseñada para soportar un 
accesorio. 
Cajas metálicas: Aunque son más caras y más difíciles de trabajar que las cajas plásticas, las 
cajas metálicas tienen algunas ventajas. Por ejemplo, están disponibles en más 
configuraciones que las cajas plásticas, porque han estado más tiempo en el mercado. Las 
cajas básicas incluyen la caja para apagador o contacto (rectangular) y la caja para accesorio 
fijo o salida al equipo (cuadrada u octagonal). Una de las ventajas más grandes de las cajas 
metálicas es que son mucho más resistentes que las cajas plásticas. Pueden conservarse 
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integras ante un mayor abuso y son adecuadas para uso en lugares expuestos, como sótanos 
no terminados y cocheras. 
 
 
Figura 4. Cajas metálicas 
 
Cajas especiales: Las cajas eléctricas especiales incluyen cajas redondas y de inserción. Las 
cajas se utilizan comúnmente para montar luces exteriores en la entrada. Por su poca 
profundidad, pueden fijarse en la superficie de una pared exterior y todavía permanecer 
escondidas bajo el domo de la luz exterior. Las cajas de inserción con retroajuste están 
disponibles en formas metálicas y no metálicas. Ambos tipos tienen bordes planos, u orejas 
para panel de yeso, en el frente y algún tipo de ala ajustable en la parte de atrás. Las alas se 
expanden hacia fuera y se atoran en la superior posterior del muro terminado, mientras que 
el borde metálico plano del frente impide que la caja caiga en la abertura. 
 
 
Figura 5. Cajas no metálicas 
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Cont act os 
 
Contactos dobles 
Diferentes tipos de contactos (o receptáculos) se fabrican para diversos propósitos 
residenciales. Los contactos dobles ordinarios son el tipo más común disponible, y se utilizan 
para suministrar energía a accesorios fijos, aparatos eléctricos y equipo residencial 
clasificado para 110 a 125 Volts. Este tipo de contacto doble tiene una ranura neutra larga, 
una ranura corta de energía y un agujero de conexión a tierra en forma de arco. Esta 
configuración de ranuras garantiza que un enchufe pueda insertarse en el contacto de un solo 
modo, por lo que estará apropiadamente polarizado y conectado a tierra. 
 
Contactos sin conexión a tierra 
Son contactos con solamente dos ranuras y ningún agujero de conexión a tierra. Si las dos 
ranuras son idénticas, entonces el contacto ni está conectado a tierra, ni está polarizado. Si 
una ranura es larga y la otra corta, entonces el contacto no está conectado a tierra, pero sí 
está polarizado. En un contacto no polarizado, los alambres neutro y de energía pueden 
conectarse a una u otra terminal del tornillo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6. Contacto sin conexión a tierra Figura 7. Contacto doble con conexión a tierra 
 
Contactos para tierra aislada y con interruptor de circuito por falla a tierra 
Un contacto para tierra aislada es un dispositivo especializado de color anaranjado. Tiene un 
tornillo de conexión a tierra aislado y se utiliza principalmente para proteger equipo 
electrónico sensible como computadoras, contra sobrevoltaje perjudicial. Un contacto con 
interruptor de circuito por falla a tierra (o contacto GFCI: ground-fault circuit-interrupter) es 
un contacto doble. 
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Apagadores 
Tipos y denominaciones 
Un apagador controla el flujo de energía en un circuito eléctrico. Cuando un apagador está en 
la posición de encendido, la electricidad fluye a través del circuito desde su fuente hasta el 
punto de uso. El apagador estándar utilizado en trabajo residencial es el apagador de 
palanca, algunas veces llamado apagador de chasquido. 
Otros tipos incluyen apagadores con regulador de intensidad (o dimmers), apagadores con luz 
piloto, apagadores con temporizador (o timers) y apagadores electrónicos. Los apagadores se 
clasifican además por calidad y uso. El apagador estándar o de calidad para construcción está 
clasificado para 15 amperes, y es el apagador de calidad y tipo más encontrado en hogares. 
 
Apagadores de palanca 
La función básica del interruptor es cerrar un circuito para aplicar energía y abrirlo para 
cortar la energía. Un apagador unipolar normal de palanca enciende una luz desde un lugar. 
Pero los apagadores también pueden controlar un circuito desde dos (un apagador de tres 
vías) o tres (un apagador de cuatro vías) lugares. Un apagador unipolar, o apagador sencillo, 
tiene dos tornillos terminales. Solamente este apagador puede controlar el circuito. El 
alambre de energía se conecta a una terminal, y el alambre saliente al otro. Un apagador de 
tres vías tiene tres terminales. Una está marcada con COM o común, y el alambre de energía 
se conecta a esta terminal. Las otras terminales son conductores del apagador. Un apagador 
de cuatro vías tiene cuatro terminales. Un apagador de cuatro vías y dos apagadores de tres 
vías pueden utilizarse para controlar una toma o un accesorio fijo desde tres lugares 
diferentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8. Apagadores 
 
 
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Apagadores con regulador de intensidad 
Un apagador con regulador de intensidad, o dimmer, se utiliza para controlar la brillantez o 
intensidad de la luz emitida por un accesorio fijo de iluminación, al aumentar o disminuir el 
flujo de electricidad al accesorio. Los reguladores de intensidad luminosa pueden tener 
apagadores normales de palanca, botones reguladores giratorios, deslizadores o sensores 
electrónicos automáticos que respondan al nivel de la luz ambiental en una habitación y se 
ajusten de acuerdo con ella. 
 
 
Figura 9. Apagadores electrónicos 
 
Apagadores de temporizador 
Los apagadores de temporizador, o timers, se manufacturan en dos variables: de reloj y de 
retardo. Un temporizador de reloj puede programarse para que encienda un accesorio fijo u 
otro aparato en un tiempo preestablecido del día. Un ejemplo sería un termostato 
programado para reducir el calor durante el día cuando nadie está en casa. Otro ejemplo 
sería un apagador que enciende las luces de seguridad en su hogar después de la oscuridad o 
cuando usted está de vacaciones. Este tipo de apagador también puede usarse para operar un 
sistema rociador de jardín. 
 
Apagadores electrónicos 
Los apagadores electrónicos ofrecen control automático de luces y otros dispositivos. Por 
seguridad, pueden controlarse con palancas de apagadores manuales. Un haz de luz infrarroja 
emitido por el apagador detecta el movimiento de la mano y activa una señal electrónica 
para operarlo. Un apagador con sensor de movimiento opera de la misma forma, pero está 
diseñado para iluminación de seguridad. Cuando alguien o algo pasa enfrente del ojo 
infrarrojo, la luz se activa. Cuando el movimiento cesa, la luz se apaga sola después de que 
ha pasado un tiempo preestablecido. 
 
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Canalet as y t ubo conduit 
Una canaleta encierra instalación eléctrica sobre una superficie, esto elimina guiar cable a 
través de muros terminados, permitiendo que el alambre se extienda a lo largo de superficies 
de mampostería. Las canaletas protegen cable encerrado en envoltura metálica o plástica. La 
instalación eléctrica con canaleta incluye contactos, apagadores y accesorio fijo para techo. 
Conectores especiales dan vuelta en esquinas, permitiendo que las intersecciones se 
extiendan a las derivaciones. Las canaletas estánconectadas a tierra por un conductor de 
conexión a tierra del equipo, una envoltura metálica o ambos. 
 
Componentes de una canaleta 
Los componentes para una canaleta están disponibles en metal o plástico y deben unirse 
mecánica y eléctricamente para proteger los alambres. Los sujetadores para canaleta deben 
estar a nivel de la superficie de la canaleta de modo que no corten los alambres. Al igual que 
las canaletas metálicas, las canaletas plásticas deben ser retardadoras de fuego; resistentes a 
humedad, impacto y compresión; e instaladas en un lugar seco. Los componentes incluyen 
secciones de canaleta, codos, conectores en T y cajas eléctricas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10. Componentes de una canaleta 
 
Tipos de tubo conduit y aplicaciones 
El tubo conduit de instalación eléctrica residencial protege el cable de la entrada de servicio, 
el cable exterior y la instalación eléctrica expuesta a daño físico. Se producen varios tipos de 
tubo conduit metálico y no metálico y cada uno tiene una aplicación diferente. El tubo 
conduit metálico usado en trabajo residencial incluye tubo conduit metálico rígido (de acero 
o aluminio), tubo conduit metálico intermedio, tubo metálico eléctrico, tubo conduit 
metálico flexible en una cubierta de cloruro de polivinilo (PVC) a prueba de líquido y tubo 
conduit metálico flexible enrollado en espiral. El tubo conduit no metálico de PVC incluye 
tubo no metálico rígido y tubo no metálico eléctrico. 
 
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Figura 11. Conectores y coples para tubo conduit metálico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12. Conectores para tubo conduit metálico. 
 
 
 
 
Figura 13. Tubo conduit 
 
 
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MATERIAL Y EQUIPO 
 
1 Muestrario que contiene diferentes calibres de conductores 
1 Muestrario que contiene canalizaciones con diferentes áreas interiores 
1 Vernier de 6” graduado en pulgadas y centímetros 
 
 
 
DESARROLLO EXPERIMENTAL 
 
Ejercicio 1: Mida los diámetros internos y externos de las canalizaciones del muestrario y 
anótelas en la tabla 2 indicando la medida nominal y sus dimensiones reales. 
 
 
Tipo de 
canalización 
Medida Nominal 
Diámetro 
externo (mm) 
Diámetro interno 
(mm) 
Área de la 
sección 
interna (mm2) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejercicio 2: Mida el diámetro del conductor calibre (AWG) 14, 12, 10, 8, 6, 4, 2, 1/0, 2/0, 
3/0 y 4/0 y calcule la sección transversal por calibre y anote las medidas en la siguiente tabla 
 
 
Tipo y calibre del 
Conductor (AWG) 
Diámetro sín 
forro (mm) 
Diámetro con 
forro (mm) 
Área sin forro 
(mm2) 
Área con forro 
(mm2) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejercicio 3: Utilizando la fórmula del factor de relleno determine las canalizaciones que 
deben utilizarse para alojar los siguientes conductores; 
 4 conductores calibre 12 y 2 calibre 1/0 
 4 conductores calibre 2/0 y 8 conductores calibre 6 
 8 conductores calibre 4/0, 8 conductores calibre 4, 3 conductores calibre 10 
 
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Investigue y utilice los valores recomendados por el Reglamento de Obras e Instalaciones 
Eléctricas para obtener lo factores de relleno. 
 
 
 
Fa = a/ A 
donde: 
 
 Fa Factor de relleno 
 A Área de la sección transversal de la canalización 
 a Área de la sección transversal del o los conductores 
 
Con los valores obtenidos en los cálculos llene la siguiente tabla. 
 
Cantidad de 
conductores 
Área total con 
forro (mm2) 
Factor de 
relleno 
recomendado 
Área interna de 
la canalización 
calculada 
Tipo y medida 
de la 
canalización 
 
 
 
 
 
 
Nota!!! : Tenga en consideración las áreas que recomienda el reglamento de obras e 
instalaciones eléctricas. 
 
Para: 1 conductor 53% 
 2 conductores 31% 
 3 conductores y más 40% 
 
 
Ejercicio 4: Realizar un recorrido por la unidad y obtener imágenes fotográficas de diferentes 
canalizaciones y accesorios de instalaciones exteriores. 
 
 
Imagen Descripción de su operación 
 
 
 
 
 
 
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Cuestionario 
 
1.- Para la fácil interpretación de diagramas así como de proyectos eléctricos, se emplean 
símbolos, de los cuales existe una gran diversidad. Dibuje los utilizados para contactos, 
apagadores y lámparas. 
 
2.- Investigue cuál debe ser la altura de los contactos para áreas o locales secos como salas, 
comedores, recamaras, bibliotecas, salones, etc. 
 
3.- Defina qué es una canalización. 
 
4.- Los interruptores termomagnéticos (pastillas), se distinguen por su forma de conectarse a 
las barras colectoras de los tableros de distribución o centros de carga. Describa estas formas. 
 
5.- De los conductores eléctricos, cuáles son los metales que mejor conducen la electricidad y 
cuál de ellos se usa más en las instalaciones eléctricas y porqué. 
 
6.-¿Cuál es la función de una canalización en una instalación eléctrica? 
 
7.- ¿En qué lugares utilizaría la tubería conduit pared gruesa? 
 
8.- Diga qué diferencias existen entre un diagrama de conexiones y un diagrama eléctrico. 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
Enriquez Harper, “Manual de instalaciones eléctricas residenciales e industriales” 2ª. Ed. 
Editorial Limusa. 
 
John Calaggero, “Instalaciones eléctricas: proyectos residenciales completos”, Trillas, 2009 
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P R A C T I C A N o. 7 
C I R C U I T O S D E R I V A D O S D E A L U M B R A D O 
 
OBJETIVO GENERAL 
 Que el alumno conozca el concepto de circuito derivado de alumbrado. 
 
OBJETIVOS PARTICULARES 
 Que el alumno aprenda el concepto de iluminación. 
 El alumno alambrará el circuito para conectar balastros con lámparas de vapor de 
mercurio controlados por un interruptor fotoeléctrico. 
 El alumno alambrará el circuito para conectar un foco a dos interruptores de escalera. 
 
INTRODUCCIÓN 
El circuito derivado en una instalación eléctrica se define como el conjunto de conductores y 
demás elementos de cada uno de los circuitos que se extienden desde los últimos dispositivos 
de protección contra sobre-corriente en donde termina el circuito alimentador, hasta las 
salidas de las cargas. 
 
Circui t o der ivado de alumbrado 
Las normas técnicas permiten únicamente 15 o 20 amperes por circuito derivado para 
alimentar unidades de alumbrado (lámparas o luminarias) en el caso de las lámparas con 
portalámparas estándar. Los circuitos derivados de más de 20 amperes se permiten para 
alimentar unidades de alumbrado fijas con portalámparas de servicio pesado que son los casos 
especiales de las casas habitación. 
En ciertos casos se requerirá determinar el número de circuitos derivados necesarios para 
alimentar una carga dada. El número de circuitos derivados que queda determinado por la 
carga es: 
Número de circuitos:(Carga