I.E.S. ALDONZA LORENZO Unidad 2
OBJETIVOS
•
Conocer los diferentes tipos de cables utilizados en el interior de equipos.
•
Manipular los tipos de cables que se utilizan en los equipos.
•
Conocer las herramientas para el trabajo con cables.
•
Conocer los elementos utilizados en el interior de equipos para el guiado de cables.
•
Utilizar diferentes técnicas para el guiado y fijación de
UNIDAD 2: CABLEADO Y CONEXIONE S Curso 2014-2015
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CONTENIDOS •
Cables y sus tipos. o Unipolares. ▪ Con funda. ▪ Esmaltados. o Multipolares. ▪ Apantallados. ▪ De cinta. o Fibra óptica. o Circuitos impresos. • Herramientas para trabajar con cables. o Pelacables. o Pelamangueras. o Pinza pelacables. o Peladora eléctrica de hilos esmaltados. o Herramientas para cables de fibra óptica. • Guiado y fijación de cables. o Fundas y mallas protectoras. o Tubos flexibles de fibra de vidrio. o Fundas tranzadas de poliéster. o Fundas termoretráctiles. o Bridas. o Cinta helicoidal. o Sistema de identificación del cableado.
•
•
Terminaciones de cables. o Crimpado o engastado. o Terminales y punteras. o Tenazas de crimpar o engastar. o Bornes y conectores. ▪ Regletas o clemas. ▪ Bornes enchufables. ▪ Conectores cable-cable. ▪ Conectores cable-placa. ▪ Conectores placa-placa. Soldadura blanda. o El estaño. o Decapante. o Soldador. o Desoldador.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN • • • • • •
Se han identificado los diferentes tipos de cables utilizados en el interior de equipos. Se han relacionado las herramientas para el trabajo con cables y su función. Se han realizado operaciones con cables. Se han identificado los diferentes elementos utilizados en interior de equipos para el guiado de cables. Se ha simulado el guiado de cables en un prototipo de madera. Se ha identificado los diferentes tipos de conectores y bornes utilizados en el interior de equipos.
Unidad 2: Conexiones y cableado
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Instalaciones eléctricas y domóticas
Se han crimpado terminales y punteras en diferentes secciones de cables. Se han realizado empalmes de cables mediante la técnica de soldadura blanda. Se han solado cables en una placa de circuito impreso de prototipos. Se ha operado con autonomía en las actividades propuestas. Se han realizado los trabajos con orden, limpieza y respetando la normas de seguridad. Se ha mostrado una actitud responsable e interés por la mejora del proceso. Se ha trabajado de forma coordinada con otros compañeros para realizar actividades de grupo.
Contenido 1.
CABLES Y CONDUCTORES 3 1.1 Tipos de conductores eléctricos 4 1.1.1 Clasificación según el material conductor 4 1.1.2
Clasificación según su constitución 4
1.1.3 Cables de cinta 5 1.1.4 Cables esmaltados 5 1.1.6. Cable de fibra óptica 6 2.
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CARACTERISTICAS DE LOS CONDUCTORES 6 2.1 Color del aislamiento 6 2.2 Sección de un conductor 6 2.3 Tensión asignada 7
3.
Herramientas para trabajar con cables 7
4.
Guiado y fijación de cables 8 4.1 Fundas y mallas protectoras 8 4.1.1 Tubos flexibles de fibra de vidrio 8 4.1.2 Fundas trenzadas de poliéster 8 4.1.3 Fundas termoretractil 9 4.1.4 cinta helicoidal 9 4.1.4 Sistema de identificación del cable 9
5 TERMINACIONES DE CABLES 10
I.E.S. ALDONZA LORENZO Unidad 2 5.1 Terminales y punteras 10 6.
SOLDADURA BLANDA 10 6.1 CARACTERÍSTICAS DE LA SOLDADURA DE ESTAÑO 11 6.2 CARACTERÍSTICAS DEL SOLDADOR. 11 .6.4 CARACTERÍSTICAS DE UNA BUENA SOLDADURA. 12
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1. CABLES Y CONDUCTORES
Los términos conductor y cable se utilizan habitualmente , pero existen pequeñas diferencias • •
Conductor: Material metálico ( cobre o aluminio) por el que circula una intensidad en un circuito eléctrico Cable: Conjunto formado por conductor y capa de material aislante que lo rodea
1.1 Tipos de conductores eléctricos Los conductores eléctricos se pueden clasificar en función de varios criterios 1.1.1 Clasificación según el material conductor Los materiales más utilizados son • •
Cobre: de gran resistencia eléctrica. Utilizado en la gran mayoría de los conductores Aluminio: Presenta mayor resistencia eléctrica, pero es más fuerte y resiste mejor los esfuerzos mecánicos
1.1.2 Clasificación según su constitución Desde el punto de vista de la constitución interna del conductor, y dependiendo del número de hilos que lo forman, podemos distinguir • Rigido ( o unipolar rigído): formado por un único alambre o varios almabres muy
I.E.S. ALDONZA LORENZO Unidad 2 gruesos. Hay que tener mucho cuidado con su manejo, pues si sufren un pequeño corte, este puede provocar la rotura total del conductor • • Flexible ( o unipolar flexible): Formado por gran número de alambres muy finos, que son fácilmente deformables y resistentes a la rotura • Manguera (o multipolar): Constituidos por varios cables unipolares, cubiertos por una funda común, que es necesario retirar para acceder a ellos. Los más comunes son los utilizados para la alimentación de pequeños electrodomésticos. Que disponen de 3 cables. En ocasiones además de la funda protectora, pueden estar protegidos por una pantalla o malla. •
Apantallados: Tipo de cable multipolar, en el que uno de los conductores está en formato de malla y el resto como conductores normales. Se utilizan en audio y telecomunicaciones, cuando los cables pueden sufrir interferencias electromagnéticas. Como se ha mencionado la malla es otro cable más y debe estar conectado correctamente
•
1.1.3 Cables cinta
de O
denominados cables flexibles, son cables multipolares que tiene forma plana. Constituidos por un cierto número de conductores flexibles. Se utilizan en el interior de equipos informáticos y se identifica el primer pin mediante un color (principalmente rojo)
1.1.4 Cables esmaltados Se trata de cables de tipo rígido cuya principal característica es que se encuentran asilados en toda su longitud, pero con
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una fina capa de barniz o esmalte. Utilizado en motores eléctricos, y bobinas
1.1.6. Cable de fibra óptica Cables de vidrio muy finos permiten transportar gran cantidad de datos en formato digital a largas distancias. Formados por un revestimiento, que pueden tener varias capas. Requiere el uso de herramientas especiales
2. CARACTERISTICAS CONDUCTORES
DE
LOS
2.1 Color del aislamiento El color del aislamiento sirve para diferenciar su uso en la instalación. EL código de colores, lo establece el reglamento de baja tensión COLOR Marrón Negro Gris Azul Verde Amarillo
USO DEL CONDUCTOR Conductor de fase (l1) Conductor de fase(l2) Conductor de fase (l2) Conductor Neutro(N) Conductor de Protección
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2.2 Sección de un conductor La sección de un conductor es la superficie útil por la que se puede circular el flujo de electrones que forma la corriente eléctrica. Únicamente se tiene en cuenta la parte metálica del mismo, sin tener en cuenta el aislamiento. Se mide en mm2. Cuanto mayor sea la sección de un conductor, mas electrones podrán circular y más intensidad de corriente será capaz de transporta. Por tanto, deberá usarse un conductor de una sección u otra dependiendo de la potencia de los receptores del circuito. Aunque también pueden influir otros factores como la caída de tensión… Al moverse los electrones producen calor, de modo que si la intensidad de corriente que circula por un cable es muy elevada, puede suceder que ese calor rompa el cable. La intensidad máxima que puede soportar un cable sin romperse se denomina intensidad máxima admisible. Los fabricantes de cables comercializan cables de secciones normalizadas, 1,5 mm2,2,5mm2, 4mm2,6mm2…
2.3 Tensión asignada Del aislamiento de un determinado conductor, depende directamente el voltaje o tensión máxima que podrá soportar dentro de la instalación eléctrica. A eso se le denomina tensión asignada, y expresa el nivel de referencia para el que se ha diseñado el cable. En un sistema de corriente alterna,, la tensión debe ser asignada, por lo menos igual a la tensión nominal del sistema. Si se somete el cable a diferencias de potencial superiores a la tensión asignada, el material aislante puede perder sus propiedades; pudiendo llegar a romperse TENSIÓN ASIGNADA A CONDUCTORES DE BAJA TENSIÓN 100/100v 300/300V 300/500V 450/750V 0,6/1kV Los más habituales son 450/750V y 06/1Kv
3. Herramientas para trabajar con cables El manejo de los cables requiere utilizar de forma continuada operaciones de corte y pleado. Para ello se pueden utilizar algunas de las herramientas de propósito general vistas anterioremente, pero existen otras
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específicas. •
Pelacables. Herramienta ideal para pelar cables eléctricos, pues permite una operación rápida y limpia
•
Peladora eléctrica de hilos esmaltados: Diseñado para el bobinado de máquinas eléctricas, utilizada para retirar el barniz de los cables esmaltados. Herramientas para fibra óptica: EL corte y pelado de estas herramientas requiere de herramientas específicas de gran precisión
•
4. Guiado y fijación de cables
La organización de cables es vital, ya que de ello depende su durabilidad y exención de fallos.
4.1 Fundas y mallas protectoras Son elementos con forma tubular por cuyo interior se guían los cables y pueden ser de diferentes tipos 4.1.1 Tubos flexibles de fibra de vidrio Conocidos como macarrones, son fundas aislantes muy flexibles que se utilizan para el guiado, aunque pueden encontrarse en todo tipo de electrodomésticos. Formados por trenzas de fibra de vidrio barnizadas con
I.E.S. ALDONZA LORENZO Unidad 2 resina de silicona.
4.1.2 Fundas trenzadas de poliéster Se trata de fundas en forma de tubo, formada por hilos de poliéster trenzados entre sí. Se cortan fácilmente con una tijera aunque se debe aplicar calor para evitar el deshilachado. Se recomiendan en lugares para el guiado de cables en lugares donde no se van a modificar el cableado una vez finalizado.
4.1.3 Fundas termoretractil Son materiales que se contraen con el calor, se utiliza para cubrir empalmes entre conductores eléctricos. Asegurando su aislamiento
4.1.4 cinta helicoidal Cinta plástica que se encuentra enrollada helicoidalmente en forma de tubo, no es necesario desconectar el cable para su inserción y permite gran flexibilidad
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4.1.4 Sistema de identificación del cable Consiste en etiquetar los dos extremos de cada cable con un código de forma que con un simple vistazo se localice el circuito y en el esquema.
5 TERMINACIONES DE CABLES El crimpado o engastado consiste en poner terminales o punteras en los extremos de cables eléctricos Utilizado ampliamente en equipos eléctricos y electrónicos.
5.1 Terminales y punteras Son pequeñas piezas que disponen de un orificio adaptado a la sección del conductor para el que fue diseñado y un cabezal sobre el cual se realizará la conexión con el dispositivo eléctrico. Puede ser de horquilla, de ojal, de puntera… y pueden disponer o no de funda aislante, aunque es necesario aislarlo aunque sea con una funda termoretractil. No se pueden utilizar secciones de cables superiores o inferiores al diseñado por el terminal, ya que la unión no se realizará de forma adecuada, tampoco deben insertarse más de uno o dos cables por terminal.
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6. SOLDADURA BLANDA Soldar, tecnológicamente hablando, es unir sólidamente dos piezas metálicas, fundiendo su material en el punto de unión, o mediante alguna sustancia igual o parecida a ellas. Las soldaduras pueden ser duras o blandas: entre las soldaduras duras se encuentran la soldadura eléctrica por arco, la soldadura eléctrica por puntos, la soldadura oxiacetilénica, etc. Entre las soldaduras blandas, es decir, las que funden a menos de 200 ºC, se encuentra la soldadura con estaño, que es la que nos interesa para su aplicación en Electrónica. 6.1 CARACTERÍSTICAS DE LA SOLDADURA DE ESTAÑO La soldadura con estaño consiste en unir dos fragmentos de metal (habitualmente cobre, latón o hierro) por medio de un metal de aportación (habitualmente estaño) con el fin de procurar una continuidad eléctrica entre los metales que se van a unir. Esta unión debe ofrecer la menor resistencia posible al paso de la corriente eléctrica; para ello, la soldadura debe cumplir una serie de normas con el fin de conseguir una unión eléctrica óptima. Un factor fundamental es la calidad del estaño: éste debe tener una mezcla de 60-40, es decir, una aleación de 60% de estaño y 40% de plomo; se elige esta aleación por la siguiente razon: El estaño puro funde a 232 ºC y el plomo puro funde a 327 ºC; sin embargo una aleación de estos dos metales funde a una temperatura mucho menor, concretamente la proporción citada de 60-40 funde a una temperatura de 190 ºC. Otro agente de primordial importancia es la limpieza: para realizar una buena soldadura, los metales que se van a soldar deberán estar totalmente limpios de suciedad, grasa,
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óxido, etc. Para su limpieza existen diversos métodos, pero el más cómodo y limpio es el del estaño con alma de resina; se trata de un hilo de estaño suministrada en carretes, en cuyo interior se ha dispuesto uno o varios hilos de resina (Figura 6.1); esta resina, al fundirse con el calor del soldador, será la encargada de desoxidar y desengrasar los metales, facilitando enormemente la labor de soldadura con estaño.
6.2 CARACTERÍSTICAS DEL SOLDADOR.
El soldador utilizado en electrónica deberá ser de los denominados tipo lapicero; reciben este nombre porque para utilizarlos se toman con la mano como si se tratara de un lapicero. En la figura 6.2.a se muestra el despiece de un soldador de lapicero de los más utilizados en electrónica. En 6.2.b se ven los nombres de las partes que lo forman y en la figura 6.2.c se muestran varios tipos de puntas para soldadores de lapicero. La potencia del soldador no deberá ser mayor de 40 vatios (pues se podrían deteriorar los materiales o los componentes que se van a soldar) ni menor de 20 vatios (pues en algunos casos no
Figura 6.2.c
se conseguiría una buena soldadura). La tensión de funcionamiento deberá ser la disponible en el lugar utilizado, normalmente será 220 voltios. El cable de conexión a red será resistente y, a ser posible, con funda ignífuga (sin posibilidad de quemarse). Existen diversos tipos de puntas aptas para electrónica; la más conveniente es la punta fina o, en su defecto, la punta plana. Hay en el mercado puntas de larga duración; éstas se deben limpiar con cuidado y no limarlas ni lijarlas, pues se eliminarían las capas de protección. se muestra una punta de este tipo, indicando las capas protectoras aplicadas. El
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soldador, sin llegar a ser una herramienta peligrosa, sí es preciso utilizarlo observando gran precaución, puesto que alcanza altas temperaturas y puede producir quemaduras a ciertos materiales o, lo que es peor, a los tejidos humanos. .6.4 CARACTERÍSTICAS DE UNA BUENA SOLDADURA.
Aunque para conseguir efectuar una buena soldadura lo mejor es la experiencia, para comenzar podrían seguirse los siguientes pasos: · Comprobar que el soldador ha adquirido la temperatura adecuada acercando el hilo de estaño a la punta: si aquél se funde con facilidad, el soldador está dispuesto para su utilización. · Preparar los elementos o piezas que se quieran soldar. · Acercar la punta del soldador a la unión de ambas piezas, con el fin de caldearlas; mantenerlo así durante unos segundos. Es conveniente que la punta del soldador tenga un poco de estaño, pues se facilita la transmisión de calor. · Transcurrido ese tiempo, acercar el hilo de estaño a la zona de contacto del soldador con las piezas que se van a soldar, comprobando que el estaño se funde y se reparte uniformemente por las zonas caldeadas. · Cuando se crea que es suficiente el estaño aportado, retirarlo, manteniendo el soldador unos segundos. · Transcurridos dos o tres segundos, retirar el soldador sin mover las piezas soldadas. · Mantener las piezas inmovilizadas hasta que el estaño se haya enfriado y solidificado; nunca se soplará la soldadura, pues sólo se conseguiría un enfriamiento prematuro que daría como resultado una soldadura fría, mate y, en definitiva, defectuosa. · Comprobar que la soldadura queda brillante, sin poros y cóncava. En caso de que cualquiera de estas condiciones no se cumplieran, limpiar de estaño las piezas y volver a comenzar el
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Instalaciones el茅ctricas y dom贸ticas
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proceso. En la figura 6.3 se pueden ver diferentes tipos de soldadura para diversas piezas: a la izquierda se han dibujado varias soldaduras correctas y a la derecha, varias incorrectas.
RELACIÓN DE EJERCICIOS UNIDAD 2: CABLEADO Un cable unipolara) Es siempre rígido. b) Tiene varios
cables
baj o un mismo
aislante.
c) Es solamente flexible. d) Está formado
por un único
conductor.
Un cable apantallado: a) Tiene uno de sus conductores b) Es el que se utiliza c) Es un cable
con formato
para las pantallas
de malla.
de televisión.
multipolar.
d) Es un cable unifilar .
En un cable plano:
a) El orden
de los hilos o vías es indiferente.
b) Se ha de identificar c) Se pueden
cuál es el primer
hacer
d) Todos los hilos
empalmes
hilo del conj unto.
con cinta
están unidos
aislante.
eléctricamente
entre sí.
Los cables esmaltadosa) Se utilizan para construir bobinasy devanados. b) No tienen aislante. c) Son flexible d) Son de tipo multipolar. Se denomina PCB a: a) Un tipo de cable. b) Un tipo de aislante. c) Una placa de circuito impreso.
d) Los componentes
que se sueldan en las placas de cir cuito i m p r e s o .
Para cortar o pelar un cable de fibra óptica se utiúza : a) Un alicate universal. b) Una ti¡ era bien afilada. c) Una peladora eléctrica. d) Una herramienta diseñada específicamenteparaello. fundas termorretráctiles a:
7. Se denominan
a) Las que se encogen b) Las mallas c) Los tubos
cuando
se les aplica
calor.
de poliéster. de fibra de vidrio.
d) Los aislantes
8. La operación
de los cables de crimpado
multipolares. consiste
en:
a) Cortar cables de gran sección. b) Poner terminales. c) Soldar un conector
a una placa
de circuito
impreso.
d) Soldar un cable. 9. En un terminal o puntera
diseñado
a) Solamente se pueden conectar dos
para alojar
dos cables-
cables para los que ha sido diseñado.
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b) Se pueden conectar
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cables de mayor sección si se le cortan algunos
c) Se pueden conectar uno o dos cables. d)Se pueden conectar tres o más cables si se adaptan
9. ¿Cuáles de estas respuestas
no son correctas
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de sus hilos.
al hueco de la puntera.
enrelación
c o nlo s t e r m i n a l eyslas punteras:
a) Se pueden reutilizar. b) Pueden estar
aislados
c) Pueden tener
diferentes
d) Es necesario
soldar
10.
Las regletas
o no. formas
siempre
y tamaños.
el cable
al terminal.
con aislante
cerámico:
a) No existen. b) Se utilizan
en equipos
c) Se sueldan
a las placas
d) Tienen uso en equipos 12. Los conectores a) Se sueldan
que generan
mucho
de circuito
impreso.
calor.
informáticos.
denominados
a las placas de circuito
cable-cable: impreso.
b)Por un lado se conectan a un cable, y por el otro a un dispositivo eléctrico. c)Se utilizan para unir dos líneas de cables. d) Una de las partes de conector es una placa de circuito
impreso.
13. La aleación del estaño u t i l i z a dean aplicaciones proporción de:
eléctricas y electrónicas tiene una
a) 60 %. de estaño y 40 ’/.de plomo. b)40 ’/.de estaño y 60 ’/.de plomo. d. 50 ’/.de estaño y 50 '/.de plomo. e. No tiene plomo. 14. ¿Cual de los siguientes materia leses el que mejor conduce la electricidad? o Alumnio o Cobre o PVC 15. Un conductor compues topor una gran cantidad de almabres muy finos es: • Multiconductor • Flexible • Rígido 16. Un conductor neutro es o Marrón o Azul o Verde-amarillo 17. Cuanto ma yorsea la potencia de un receptor eléctro: • Mayor sera la itensssidad y por tanto lasección del conductor será mas pequeña • Menor será la intensidad, y por tanto la sección de lconductor será más grande • Ninguna de las opciones es correcta 18. Un conductor desnudo puede utlizarse • Siempre, • nunca • solo si existe una gran disstancia de seguiridad o si está connectado a tierra
I.E.S. ALDONZA LORENZO Unidad 2 • 19. El método de trabajo para el correcto montaje de un conductor en instalación eléctrica es en orden de realización o Corte-pelado-conexión o conexión-corte.pelado o pelado-conexión-corte 20. ¿Cual de estos colores no corresponde al de un conductor de fase? o Negro, o gris o rojo 21. ¿COmo se denomina a una manguera tetrapolar con conductores de 4mm2? • Manguera de 2x4mm2 • Manguera de4x2mm2 • Mangguera d e4x4 mm2 22. ¿Cual de las siguientes seccion es no están normalizadas • 1.5 mm2 • 3mm3 • 6mm2 23. ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN ¿ Que diferencía hay entre cable y conductor? Responde a la siguientes preguntas • ¿es posible encontrar conductores sin aislamiento en una instalación? • ¿Que medidas hay que adoptar en una situación como la anterior?