Cuando hablamos de circuitos derivados nos referimos al que va desde el último dispositivo de protección a la carga o consumo. Algunos de los circuitos derivados típicos en una instalación son: circuito de iluminación o alumbrado, circuito de tomacorrientes o contactos y los circuitos de uso especial o individual (aire acondicionado, calentador de agua, nevera, etc.). En el siguiente diagrama puedes observar el diagrama unifilar de la instalación eléctrica de una vivienda, con sus diferentes tipos de circuitos derivados.
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| Diagrama Unifilar de una instalación eléctrica residencial |
En el panel eléctrico están los breakers que protegen los circuitos internos de la instalación . Desde los disyuntores hasta los diferentes puntos de consumo, están los circuitos derivados. La derivación viene del panel principal que trae toda la potencia de un conjunto de cables alimentadores provenientes del contador de energía.
Al momento de seleccionar el circuito derivado debe determinarse su finalidad, es decir, el tipo de circuito que protegerá. Los circuito derivados están clasificados según la máxima corriente del disyuntor, para este caso las normas han estandarizado disyuntores con capacidades de 15, 20, 30, 40, 50, 60 A. Esto para el caso de breakers monopolares (un solo polo), aunque también se pueden encontrar en estas mismas capacidades breakers bipolares ( de dos polos).
Establecido la capacidad de los dispositivos de protección, estos se deben cargar a no más de el 80% de su capacidad. Para este caso, se determina la potencia y corriente segura del circuito derivado, la potencia se calcula multiplicando la corriente máxima del disyuntor y la tensión, para obtener la corriente y la potencia segura se disminuye la potencia total a un 20% de su capacidad, esto se muestra en la tabla 1.1.:
Capacidad del breaker
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Tensión (V)
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Potencia (VA)
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Corriente segura (A)
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Potencia segura (VA)
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15
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120
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1800
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12
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1440
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20
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120
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2400
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16
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1920
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30
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120
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3600
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24
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2880
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40
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120
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4800
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32
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3840
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50
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120
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6000
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40
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4800
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20
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240
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4800
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16
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3840
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30
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240
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7200
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24
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5760
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40
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240
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9600
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32
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7680
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Tabla 1.1.- Potencia y corriente segura para cargar los disyuntores.
Para cada una de las protecciones se tiene también tabulado el calibre del conductor más adecuado. Es importante que sepas, que el disyuntor se encarga de proteger los cables eléctricos y no al aparato, por lo que a cada breaker le corresponde un conductor. En este caso, no estamos considerando la caída de tensión en los cables y la temperatura ambiente, pues ya con el margen de seguridad, nos dará cierto re-juego para seleccionar la protección idónea del circuito derivado. Sin embargo, para cargas especiales de uso individual es importante que se tomen en consideración estas variables. Ver: 6 parámetros al tomar en cuenta en la selección de los cables eléctricos.
Breaker (Amps)
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Calibres AWG (Cobre)
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Aplicaciones
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15
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14 y 12
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14 y 12 para alumbrado general, 12 para cargas de equipos o aparatos.
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20
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12
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Alumbrado general, tomacorrientes
de uso general, aparatos específicos (extractor, neveras, planchas)
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30
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10
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Calentadores de agua (C/A), aire
acondicionado (A/A), bombas de agua
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40
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8
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Lavadoras, C/A, A/A, bombas de
agua
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50
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6
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C/A, A/A, bombas de agua
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Tabla 1.2.- Conductor que le corresponde a cada disyuntor.
# 1.- Circuito para tomacorrientes de uso general
Este tipo de circuito derivado está destinado para alimentar varios circuitos de tomacorrientes de uso general en la instalación. De este circuito sale el cable de potencial intercalado por el disyuntor, el neutro directamente de la barra y la tierra. A este circuito se conectan un conjunto de tomacorrientes, que dependiendo la cantidad tendrá un breaker con una capacidad específica. En este se puede hacer circuitos de 15 o 20 A.
La capacidad de los tomacorrientes está normalizado para 150VA por salida, aunque en algunos países de latinoamericanos puede ser de 180VA como mínimo.
En el plano siguiente se observa que el circuito derivado de tomacorrientes C3 tiene 11 tomacorrientes.
Para tal situación si tenemos un total de 11 tomacorrientes de uso general, la potencia total sería 11×150VA que es equivalente a 1650VA, si observas en la tabla 1.1 la protección más adecuada sería de 20A, ya que soporta 1920VA de carga segura.
Otro método para determinar el calibre del breaker y del conductor.
En el plano siguiente se observa que el circuito derivado de tomacorrientes C3 tiene 11 tomacorrientes.
Otro método para determinar el calibre del breaker y del conductor.
Donde KVA representa la potencia total conectada al circuito, para este caso es de 0.150 KVA por cada salida. El 1.25 es un margen para no sobrecargar el breaker, El valor 1000 es para convertir los KVA en los VA (Voltios-Amperes). Y Vn representa el voltaje del circuito derivado.
Si calculamos el circuito se procede como sigue:
Para una corriente de 17.19 A se debe seleccionar un un breaker de 20 A con conductor de un calibre de 12 AWG.
# 2.- Circuito para alumbrado general
El circuito de alumbrado está totalmente separado del los circuitos de tomacorrientes. En las instalaciones de vivienda, los circuitos de alumbrado están diseñados en capacidades de 15 o 20 A, sin embargo, para luces de alta potencia ( grupo de lamparas fluorescentes, de alumbrado exterior) se puede utilizar disyuntores a 30 A.
Para calcular la cantidad de circuitos derivados para el alumbrado se utiliza la siguiente formula:
No. de circuitos= (carga total)÷(capacidad del circuito)
La carga total es la carga que será
conectada al circuito, la capacidad del circuito es la máxima potencia que se
puede conectar al circuito derivado. El cociente de estos dos nos dará la
cantidad de circuitos que se deben de realizar para el alumbrado.
EJEMPLO
1: Se tiene una carga de alumbrado de 4000VA, determine el
número de circuitos a 15 A.
Solución: Seleccionamos la capacidad máxima del circuito: 5A×120V×0.80 esto sería de 1440VA. El número de circuitos:
No. de circuitos= (4000VA)÷(1440VA)=2.7 circuitos (3 circuitos)
Solución: Seleccionamos la capacidad máxima del circuito: 5A×120V×0.80 esto sería de 1440VA. El número de circuitos:
No. de circuitos= (4000VA)÷(1440VA)=2.7 circuitos (3 circuitos)
EJEMPLO
2: Se
tienen 54 salidas de lámparas. Determine: a) número
de lámparas por circuito, b) número de circuitos a 15A.
Solución: a) Las salidas de
lámparas son de 100VA (establecidas como norma), mientras
que la capacidad para el disyuntor de 15A sería de 1440VA (tabla 1.1), el número de
lámparas por circuito sería:
No. lámparas/circuitos = 1440VA÷100VA = 14.4 lamps./circuitos
14.4 es equivalente a 15 lamps./circuitos, este
resultado nos dice que habrá
circuitos con 14 y 15 lámparas.
b) Como ya tenemos que son 15 lamps./circuito, el número de circuitos se obtiene por:
b) Como ya tenemos que son 15 lamps./circuito, el número de circuitos se obtiene por:
# 3.- Circuito para uso individual
A diferencia de los circuitos para uso general y de alumbrado, el circuito para uso individual viene específicamente para proteger las líneas de un equipo o aparato de forma individual, sin la derivación de otro circuito. Estos circuitos se dividen de los demás por su corriente que demandan. Su capacidad va desde 15A hasta los 60A, esto refiriéndonos a niveles de tensión de 120 o 240VAC.
Dependiendo la potencia que consuma el equipo primero se selecciona el disyuntor en la tabla 1.1, y luego el calibre del cable en la tabla 1.2. Los aparatos que generalmente se utilizan como circuitos de uso individual son: calentadores de agua, secadoras, bombas de agua, aires acondicionados, neveras, extractores y equipos especiales. Hay situaciones en la que es necesario considerar la distancia, el factor de relleno y de temperatura para circuitos de uso individual.
EJEMPLO
3: Un
calentador de agua tiene una potencia de 2 KVA, y está conectado a un
sistema de 240V-AC/ 60Hz. Determina el disyuntor y el calibre para esta carga.
Para una corriente de 10.42 A se debe seleccionar un un breaker doble de 15 A con conductor de un calibre de 12 AWG.
EJEMPLO 4: Una bomba de agua de tiene una potencia de 2 KVA, y está conectado a un sistema de 240V-AC/ 60Hz. Determina el disyuntor y el calibre para esta carga.
Tabla de carga
Despues de seleccionar el calibre de los conductores y la capacidad de los conductores se debe diseñar la tabla de carga esta sería:
Diagrama de circuitos derivados
Del panel de distribución o caja de breakers se instalan las protecciones de los circuitos derivados como se tiene en el diagrama siguiente:
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| Fig. 1.1- Diagrama de conexión de circuitos derivados. |
Cableado de los circuitos derivados en panel
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| Fig. 1.2- Cableado de disyuntores de 120 y 240V. |
En los siguientes vídeos se explica como instalar un circuito derivado para 120V o 240V de la caja de breakers.
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