¿QUE ES LA ELECTRICIDAD?
Lic. Pablo E. Dagassan
Es una forma de energía dada por el movimiento de electrones. Este es producido de diferentes maneras: químicamente a través de pilas, baterías; con el viento, con el agua, con motores diesel, con energía nuclear. etc . La forma más común es a través de grandes generadores que funcionan con la presión del agua, o la presión del vapor. Estos generadores funcionan continuamente para proporcionar energía eléctrica a las ciudades y pueblos a través de una red constituida por cables que la transportan.
La electricidad es un hecho físico que como tal tiene sus leyes y reglas de comportamiento. No se la ve concretamente pero sí sus consecuencias: es muy útil y es capaz de mover grandes motores, iluminar amplios espacios, calentar a altas temperaturas, etc…
VOLTAJE O TENSIÓN
Para que exista una corriente eléctrica se requiere un circuito cerrado así como una fuente de voltaje o tensión ·que le dé impulso, conocida también como potencial. Este se obtiene de muchas fuentes como por Ej. una batería o un generador. Se dice que existe una diferencia de potencial entre dos puntos cuando una corriente de electrones fluye de un punto a otro. Se mide en VOLTlOS (V) y se lo llama voltaje. Los electrones se deben desplazar del punto negativo hacia el positivo siempre y cuando exista un conductor que los pueda transportar.
CORRIENTE
Los electrones en movimiento constituyen una corriente eléctrica. Al aplicar voltaje o tensión de un generador, es posible forzar a los electrones que pasen de un átomo a otro a lo largo de un conductor. La corriente se mide en AMPERES (A) y se la llama intensidad (1). Esta se suministra de acuerdo a la demanda: a medida que vamos conectando más artefactos eléctricos (luces, ventiladores, TV., etc.) la central generadora proporcionará más amperes a la red.
Físicamente los electrones ocupan un lugar, por lo tanto debemos suponer que
Cada conductor (cable) permite que pase una determinada cantidad de electrones por su sección (mm2). Es decir que la sección de un cable es directamente proporcional a la corriente de electrones, (ver tablas de fabricantes de cables).
CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA
Si conectamos un cable conductor o una lámpara a una pila o batería, se establecerá una corriente que es un flujo de electrones libres (corriente eléctrica).
Esta corriente continua (CC) es producida por las baterías y pilas qué todos
conocemos, paneles solares (fotocélulas), etc., o por fuentes de alimentación que
transforman la CA (corriente alterna), en CC (corriente continua) mediante circuitos electrónicos. Esos electrones van a dirigirse del polo negativo, que los tiene en exceso, al polo positivo, que los tiene en defecto.
Si esto lo trasladamos a un grafico vectorial en donde el eje horizontal representa
el tiempo y el eje vertical la corriente, vemos que el flujo de electrones es constante a lo largo del tiempo.
La simbología que se utiliza para la CC es el color rojo para el polo positivo y el
negro para el polo negativo, así como el signo (+) y el (-), respectivamente. La polaridad que acabo de explicar es muy importante respetarla cuando conectamos cualquier equipo de CC, si invertimos los signos de conexión el resultado será la rotura del equipo.
Esta es una corriente continua porque circula siempre en el mismo sentido y tiene
intensidad constante. Se representa en forma abreviada por CC (corriente continua), o DC (direct current).
El principio de generación de una corriente alterna se basa en el de un conductor
eléctrico que se mueve dentro de un campo magnético o viceversa, así las líneas de fuerza de un imán atraviesan al conductor y de esta forma se produce un movimiento de electrones dentro del mismo. Es por ello que como vemos en el gráfico 1, en los lugares donde se genera energía eléctrica (usinas, etc.) el objetivo es mover los grandes motores llamados alternadores qúe están constituidos por un imán y una bobina de alambre conductor que en sus
extremos obtenemos una diferencia de potencial (tensión). En realidad son tres los conductores que son atravesados por el campo magnético, lo que nos daría una tensión trifásica (ver en «Como se distribuye la energía eléctrica», de este apunte).
El giro del alternador es el que nos va a producir las variaciones cíclicas características de la CA (corriente alterna) llamada frecuencia, el número de vueltas que da el motor en un segundo determina el valor de ésta, se la representa con la letra f y se mide en hertz (Hz). En nuestro país, los alternadores de las usinas hidroeléctricas, etc., que envían energía eléctrica a nuestras casas, operan con una frecuencia de 50 Hertz (Hz).
Esto significa que en cada segundo la corriente es forzada a circular 50 veces en un sentido y 50 veces en el opuesto, este es el efecto de inversión de la polaridad
(Grafico 3). Alimentando una lámpara común, en cada segundo existen 100 instantes en que la corriente se reduce a cero; pero la lámpara, no llega a apagarse por la inercia del filamento que se mantiene caliente.
Se representa en forma abreviada por CA (corriente alterna) o AC (altern current).
Intensidad I+ 1 ciclo completo 1/50”
Imax +
Tiempo t
Imax –
Intensidad I-
CONDUCTORES
Se denomina conductor de la corriente eléctrica a todo aquel material que ofrece muy poca resistencia al paso de Ios electrones: cobre, plata, oro, platino, etc… Muchos elementos de la naturaleza tienen la propiedad de conducir la corriente eléctrica; pero en este momento hablaré de los cables que son los que nosotros
continuamente utilizamos para realizar nuestros trabajos. Los cables eléctricos son el medio por donde circulan los electrones que nos van a encender una lámpara, mover un motor, calentar una resistencia, etc.
Todos los productos eléctricos, incluidos los cables, están regidos por normas
internacionales que ofrecen la seguridad para el usuario. Por ello es necesario respetar lo que los fabricantes aconsejan en cuanto a los límites o condiciones de uso. Estas características varían con el tiempo ya que los cables se van deteriorando con el uso: los pisamos, aplastamos, estiramos, calentamos, doblamos, etc., lo que hace que disminuya la seguridad al trabajar con los mismos. Por ello es muy importante que se trabaje con cuidado al manipular cables y procurar que no se dañen.
El principal dato que debemos tener en cuenta es su capacidad de carga (cantidad
de corriente que puede atravesarlos). Cada conductor tiene una sección de superficie (en mm2, ver gráfico 4), por lo que si circulan más electrones de los que éste soporta, el cable sobrecalienta y luego se corta o lo que es peor se puede producir un cortocircuito.
Vaina protectora
del cable
sección del cable
Alambres conductores
Potencia en Watts (W)
1430
1870
3190
3740
4620
7700
Sección en mmº2
1
1.5
2.5
3
4
6
Corriente max
Admisible en
Amperes (A)
6.5
8.5
14.5
17
21
35
COMO SE DISTRIBUYE LA ENERGIA ELECTRICA
Como ya dije, existe una (o muchas) centrales generadoras desde donde la energía es transportada hasta los lugares de consumo por medio de cables. Estos constituyen lo que se llama redes de distribución de energía eléctrica. La electriciad es transportada mediante 4 cables denominados Fase 1 (R), Fase 2 (S), Fase 3 (T), y neutro (N, retorno), ver gráfico 5.
Fase 1 (R)
Fase 2 (S)
Fase 3 (T)
Neutro (N)
Grafico 5
Se llama corriente trifásica y la tensión o voltaje en que se transporta es variable
de red en red por cuestiones de comodidad, economía y conveniencia; por ejemplo hay redes de alta tensión (13.800 volts), de media tensión (6.000 Volts), etc …
La red que a nosotros nos interesa es la de baja tensión; siendo esta de 380/220 V: quiere decir que tenemos dos opciones, concretamente; si tomamos la energía entre dos fases cualquiera de las 1, 2 ó 3, obtenemos 380V:
Fase + Fase = 380 V
Sí tomamos la energía entre cualquiera de las fases 1-2 ó 3 y el neutro (el neutro es común a las tres fases), obtenemos 220V:
Fase+ Neutro= 220V
Lo que quiere decir es que tenemos tres líneas monofásicas:
Fase 1 + Neutro = 220V
Fase 2 + Neutro = 220V
Fase 3 + Neutro = 220V
A nuestras casas llega una de estas fases y el neutro, y a una industria o cualquier lugar donde hay mucho consumo llegan las tres fases y el neutro.
POTENCIA ELECTRICA
Se dice que energía es todo aquello que se mueve, capaz de realizar un trabajo,sin importar cual fuere. Por lo tanto, todo es energía. Es la cantidad de trabajo o energía consumida en la unidad de tiempo. Siempre que una corriente eléctrica pasa por una resistencia (lámpara por Ej.) se genera calor, o sea que hay una conversión de energía eléctrica a energía calórica. Se mide en WATTS/hora y es la relación entre el voltaje y el amperaje. La unidad de tiempo que se toma como norma es 1 hora (h):
V * A = W/Hr
t
V= voltaje
A= amperaje
W= potencia
T= tiempo en horas (1 hora)
Por ejemplo tenemos conectada una lámpara que dice 1000 Watts y la tensión de la línea es de 220 V (como ya Jo vimos):
Entonces: V * A = 220 * A = 1000 W/Hr
t t
O sea, despejando términos A= 1000 = 4,5 A
220
Por el cable donde está conectada la lámpara cuando la encendamos; circularán
4,5 Amperes: es lo mismo decir que demandara un gasto de energía de 1000 W por cada hora.
El porqué de todo esto se explica mediante formulas complejas que no es la idea desarrollar en este apunte.
DISTRIBUCION DE CARGA EN RODAJES
En todo rodaje que trabajemos con luz artificial es común utilizar varias luces además de otros elementos eléctricos, lo que hace que el consumo de electricidad sea considerable y muchas de las veces elevado.
Como ya dije, la electricidad es transportada por cables, los cuales tienen un límite o capacidad de carga según su sección.
Las líneas trifásicas nos permiten dividirlas en tres líneas monofásicas (3 x 220 V
que es lo que nosotros necesitamos). Al tener esta división es totalmente recomendable enchufar los equipos eléctricos a cada una de las líneas (fases’) en forma proporcionada, es decir cuidando que no se sobrecargue ninguna de estas tres, de este modo estamos actuando como al cargar una mochila cuando nos vamos a un campamento, cuidando que el peso sea parejo para no arruinarnos la espalda (en el caso del cable, para no recalentarlo). Cuando hablo de carga quiero decir una lámpara o cualquier otro elemento eléctrico «en funcionamiento».
Para este fin entre otros se utilizan los tableros eléctricos pero es aplicable también para cada cable o enchufe que utilicemos. Recordar que existen límites y por ello hay que respetar la tabla que los fabricantes nos proveen (ver tabla 1 ).
TABLEROS ELECTRICOS
Los tableros eléctricos son una herramienta valiosa para los rodajes ya que ofrecen muchas ventajas desde el punto de vista de la seguridad (para equipos y
personas) y la simplificación del trabajo.
A la hora de elegir (alquilar} o fabricar un tablero eléctrico es necesario saber la demanda de corriente que vamos a tener; es decir esto es la cantidad de Luces y equipos eléctricos que vamos a conectar a éste; La capacidad de carga de un tablero debe ser siempre mayor que la carga real que vamos a utilizar (en vatios, o watts). Ejemplo: al tablero vamos a conectar para este rodaje lo siguiente:
• 5 fresnel de 1000W 5000W
• 1 fresnel de 2000W 2000W
• 6 spots de 500W 3000W
• 1 ventilador para efectos 100W
• Equipo de cámara 400W
• 1 estufa elect. Para calentar set 1500W
• 1 calentador de agua para mate 800W
TOTAL 12800W o 12,8 Kw
Nuestro tablero debe tener una capacidad de carga de 15 ó 20 Kw, siempre
sobredimensionado porque pueden surgir generalmente agregados de último
momento.
En general los tableros cumplen tres funciones elementales a saber:
-Distribuir
-Proteger
-Agilizar
DISTRIBUIR:
El tablero es el punto donde se concentra toda la energía eléctrica que tenemos. A través de un cable maestro (constituido por 2 cables en caso de corriente monofásica y 4 cables en caso de corriente trifásica) la energía llega hasta el tablero en donde contamos con una determinada cantidad de interruptores termo magnéticos (llaves térmicas). Estos interruptores habilitan los tomacorrientes (o enchufes) en donde se conectan los prolongadores para alimentar a las luces.
La distribución de la energía debe ser siempre teniendo en cuenta la capacidad de carga de cada línea (que depende de la sección del cable); en caso que haya una sobrecarga el cable toma temperatura con peligro de que se funda la vaina aislante o que se corte (puede ocasionar cortocircuito y daño en nuestros equipos).
PROTEGER:
Como dije, los tableros tienen una determinada cantidad de interruptores termo magnéticos (según el modelo de construcción del mismo), estos cumplen una doble función:
• Interrumpir automáticamente el paso de la corriente eléctrica cuando se sobrecalienta o se produce un cortocircuito.
• Como llave interruptora manual cuando queremos prender o apagar las luces según las necesidades del director de fotografía.
Estas llaves tienen la ventaja de que una vez que se enfrió y se reparó el corto se
pueden seguir utilizando.
También existen los fusibles, para el mismo fin, solo que son más precarios por el
hecho de que no se pueden volver a utilizar, hay que reemplazarlos por uno nuevo. Generalmente los tableros están constituidos por ambos en, la siguiente forma: los fusibles se utilizan en la entrada de la línea general para proteger a todos los elementos del tablero y !as !laves termomagnéticas se utilizan como ya se explico anteriormente.
Comercialmente, los fusibles y las térmicas vienen de distintas capacidades de carga, según la necesidad del circuito.
La protección que brindan estos elementos automáticos de corte, son indispensables para no dañar ningún equipo eléctrico, pero más importante aún es la protección que brinda a los usuarios.
AGILIZAR:
Ésta es una característica fundamental que tienen los tableros, ya que desde un solo lugar se pueden manejar todas las luces de la planta. En un rodaje esto es muy importante ya que las luces siempre están ubicadas en distintos lugares alrededor de toda la locación.
Para las diferentes tareas de electricidad son necesarias algunas herramientas básicas: como así también algunos otros elementos, y que en todo rodaje debería haber disponible:
• Pinza aislada
• Alicate aislado
• Destornillador plano aislado, pequeño y grande
• Destornillador phillips aislado, pequeño y-grande
• Pelacables o trincheta
• Cinta aisladora de tela o PVC
• Guantes aislantes
• Tester analógico o digital