Disyuntor: Definición, tipos y propósito

¿Qué es un disyuntor?

Se requiere electricidad para alimentar muchas de las máquinas y servicios públicos comunes que se utilizan en el hogar promedio todos los días. Desde planchar ropa hasta cocinar en una estufa eléctrica, estas acciones no podrían completarse sin que interviniera algún nivel de corriente eléctrica para alimentar los dispositivos correspondientes. Si bien la electricidad es extremadamente beneficiosa y se usa con bastante frecuencia, conlleva riesgos asociados. como las sobretensiones, siempre están presentes; Afortunadamente, el riesgo de sobrecarga o sobretensión se reduce mediante la instalación de dispositivos conocidos como disyuntores.

¿Qué es un disyuntor y cómo funciona? La definición de disyuntor pertenece a un dispositivo de seguridad de protección que detiene automáticamente el flujo de una corriente eléctrica si alcanza un cierto nivel o si ocurre una falla. En otras palabras, rompe el circuito de electricidad que fluye hacia diferentes partes de la casa. Los disyuntores son generalmente de diseño simple y fáciles de operar porque son una medida de seguridad importante en los hogares comunes y en la red eléctrica. Si un usuario experimentado no está presente cuando un circuito se sobrecarga o se produce una falla eléctrica, otra persona podría simplemente accionar un interruptor para evitar un cortocircuito o un mal funcionamiento. La mayoría de los mecanismos de disyuntores se basan en las leyes de la física, por lo que su propio riesgo de fallo se reduce significativamente.

Propósito de un disyuntor

Aunque el objetivo principal de un disyuntor es detener el flujo de electricidad desde la caja del circuito cuando la corriente se vuelve demasiado fuerte, el proceso de generar una corriente fuerte lleva tiempo. Cuando la electricidad ingresa al hogar a través de cables activos desde una planta de energía o una red de distribución de energía, primero se alimenta a una caja de circuitos (o caja de fusibles en casas más antiguas). Luego, la electricidad se divide en diferentes circuitos, cada uno de los cuales se conecta a un electrodoméstico o parte diferente de la casa, como un dormitorio, una cocina o un baño. Se puede instalar un disyuntor en cada circuito de la caja de circuitos para estabilizar la cantidad variable de electricidad requerida por cada aparato y evitar sobrecargas, o cuando demasiados dispositivos tienen una demanda de electricidad y el circuito se sobrecarga. La sobrecarga del circuito puede provocar la degradación del aislamiento alrededor del cable e incluso puede provocar que se derrita y provoque un incendio. Como tal, la función de un disyuntor está establecida en gran medida para promover la seguridad y reducir el riesgo de lesiones o daños antes de que ocurran.

Diseño básico de disyuntores

El diseño específico de los disyuntores puede variar, pero todos los disyuntores se construyen con un conjunto estandarizado de características. Los disyuntores deben conectarse en serie (a cada lado) con uno o dos de los cables que recorren el sistema eléctrico principal de una casa. A través de este diseño, hay un punto de entrada y salida establecido a cada lado del disyuntor para que los cables lleguen al conductor central del circuito, que se utiliza para mantener el flujo de electricidad entre la caja del circuito y los circuitos individuales. En la mayoría de los diseños, el conductor del circuito se mantiene en su lugar mediante un resorte. Los disyuntores también se componen de otros componentes, que incluyen:

• Marco: Protege las partes internas del disyuntor, como cables y conductores, contra daños.
• Mecanismo de operación: Un medio para abrir y cerrar el disyuntor (generalmente un interruptor)
• Contactos: Se utilizan para permitir que fluya una corriente a través del disyuntor cuando está cerrado.
• Extintor de arco: Se utiliza para detener descargas de electricidad y otras fallas que pueden ocurrir cuando se abre el disyuntor.
• Unidad de disparo: Permite abrir el mecanismo de funcionamiento en caso de sobrecarga o cortocircuito.

Un disyuntor lleva a cabo su función empujando el conductor fuera de contacto con los cables que entran y salen del disyuntor, deteniendo así el flujo de electricidad entre los componentes. El mecanismo operativo (a veces también llamado mecanismo de bloqueo) garantiza que el flujo de electricidad permanezca detenido hasta que un operador (humano) intente restablecer el interruptor. Durante un reinicio del disyuntor, el conductor vuelve a entrar en contacto con los cables y se restablece el flujo de electricidad. Es posible restablecer los disyuntores porque el mecanismo que interrumpe el circuito simplemente empuja un pestillo a una posición de “apagado”, lo que significa que no se destruye nada en el proceso de apagado.

Disyuntores magnéticos versus térmicos

Para sacar el conductor del contacto con el cableado localizado o volver a ponerlo en contacto para restablecer la corriente eléctrica, los disyuntores utilizan mecanismos que son magnéticos o térmicos. Cada tipo de disyuntor se puede aplicar mejor en relación con ciertos factores, que pueden incluir el tiempo de respuesta de restauración o el tamaño de la corriente. Una opción de disyuntor cada vez más común y popular que ahora se encuentra en muchos hogares es el disyuntor termomagnético, que combina los beneficios de los disyuntores térmicos y magnéticos al interrumpir los circuitos en respuesta tanto a grandes ráfagas repentinas de corriente como a aumentos prolongados pero pequeños de corriente.. Las siguientes secciones explorarán los disyuntores magnéticos y térmicos con más detalle y discutirán sus beneficios individuales únicos.

Disyuntores magnéticos

Los disyuntores magnéticos se aplican mejor en situaciones en las que una ráfaga grande y repentina de corriente (más específicamente refiriéndose a amperios eléctricos) abruma el sistema de circuito en poco tiempo. Este tipo de mecanismo se basa en la inducción a través de una bobina electromagnética de alambre conocida como solenoide, que no se ve afectada cuando se presenta inesperadamente una gran corriente. Cuando una corriente eléctrica fluye a través de un solenoide, se crea un campo magnético para ejercer fuerza sobre un imán cercano. Cuanto más fuerte es una corriente eléctrica, más fuerte se mantiene la fuerza magnética. Si una corriente se vuelve demasiado fuerte, el imán se desplaza fuera del solenoide con suficiente fuerza como para activar el mecanismo que interrumpe el circuito, apagando así el disyuntor inmediatamente.

Disyuntores térmicos

Los disyuntores térmicos responden mejor cuando se produce una serie de pequeñas sobrecorrientes (ráfagas más allá de la capacidad normal) durante un período de tiempo prolongado. Este tipo de mecanismo se basa en las propiedades características de una tira bimetálica especializada para limitar el flujo eléctrico cuando la corriente se calienta demasiado. A medida que una corriente eléctrica fluye continuamente sobre la tira bimetálica, se calienta a medida que persiste la aparición y está diseñada para doblarse en respuesta al calor. La flexión se produce porque los dos metales de la tira tienen diferentes tasas de expansión térmica; Como uno se expande más rápido que el otro, los dos metales se doblan como una unidad. La tira bimetálica se dobla para interrumpir el flujo de corriente y puede mantener parada la corriente eléctrica durante un largo período de tiempo. Las tiras bimetálicas se pueden restablecer una vez enfriadas, lo que permite restablecer el flujo de corriente eléctrica.

Tipos de disyuntores

Hay muchos tipos de disyuntores disponibles comercialmente para uso doméstico y de construcción, que emplean mecanismos de disyuntor magnéticos o térmicos para garantizar protección y mayor seguridad contra sobrecargas eléctricas, sobrecorrientes y otras formas de fallas eléctricas. Algunos de los tipos más populares de disyuntores que se utilizan en diversas aplicaciones incluyen:

• Estándar: un tipo simple de disyuntor que monitorea la capacidad de amperaje de los dispositivos mientras funcionan y ajusta las corrientes a un nivel manejable. Los disyuntores estándar detienen las corrientes eléctricas durante las sobrecargas para evitar el sobrecalentamiento y evitar incendios eléctricos. Pueden aparecer como dispositivos unipolares o bipolares.
  
  • Unipolar: el tipo de disyuntor más común utilizado en un hogar, los disyuntores unipolares pueden manejar de 15 a 30 amperios de electricidad y proteger un cable energizado de corriente eléctrica mientras que el otro cable permanece neutral. Estos disyuntores suministran 120 voltios de electricidad a un circuito.
  • Bipolar: este tipo de disyuntor ocupa dos ranuras en un panel de disyuntores y protege dos cables energizados (sin cables neutros). Consta de dos disyuntores unipolares en un mecanismo de disparo compartido y suministra 120 o 240 voltios de energía a un circuito individual. Los disyuntores bipolares tienen capacidad para alojar de 15 a 200 amperios de electricidad y son necesarios para máquinas y dispositivos más grandes, como estufas, lavadoras y secadoras.
• Interruptor de circuito por falla de arco (AFCI): este tipo de disyuntor protege contra descargas eléctricas inesperadas que pueden provocar un incendio. Las descargas o arcos generalmente ocurren como resultado de cables y cables eléctricos desgastados o dañados. Los disyuntores AFCI son necesarios junto con los disyuntores estándar porque responden más fácilmente a los suministros de energía que se acumulan gradualmente en lugar de a las sobretensiones rápidas.
• Interruptor de circuito de falla a tierra (GFCI): este tipo de disyuntor corta la energía a todo el circuito rápidamente y es especialmente útil en lugares húmedos como sótanos o sótanos. Dejan de alimentar circuitos con corrientes eléctricas sobrecargadas o en cortocircuito. Los disyuntores GFCI no son adecuados para electrodomésticos o máquinas que funcionan continuamente, como refrigeradores y congeladores.

Los disyuntores se pueden utilizar en el hogar promedio o en una red eléctrica más grande. El factor de diferencia más grande en cada una de estas aplicaciones es el voltaje, o la cantidad de corriente eléctrica que fluye. Los disyuntores utilizados en una red más grande generalmente se utilizan para suministrar electricidad a muchas más regiones que dentro de la propia casa y pueden requerir que el mecanismo del disyuntor esté rodeado por otro medio además del aire, como el dióxido de carbono. Al diseñar disyuntores de alto voltaje, a veces el dióxido de carbono llena el espacio interno en lugar de aire porque es menos probable que la electricidad forme un arco a través de los contactos eléctricos después de que se ha roto el circuito. A pesar de que un circuito esté roto, la electricidad aún puede viajar o formar arcos en el aire y representar un peligro para cualquier persona cercana.

Resumen de la lección

Un disyuntor es un dispositivo de seguridad que detiene automáticamente el flujo de corriente eléctrica a través de un circuito si la corriente alcanza un cierto nivel o si ocurre una falla. Los disyuntores son una medida de seguridad importante en los hogares comunes y en la red eléctrica y se utilizan para evitar incendios eléctricos por cortocircuitos y sobrecargas, o por el suministro excesivo de electricidad a varios dispositivos a la vez. La mayoría de los disyuntores están diseñados de forma sencilla utilizando un conjunto estándar de componentes, aunque puede haber algunas variaciones entre los disyuntores individuales. Al diseñar disyuntores de alto voltaje, a veces el dióxido de carbono llena el espacio interno en lugar de aire porque es menos probable que la electricidad forme un arco a través de los contactos eléctricos después de que se ha roto el circuito. Los disyuntores se pueden restablecer después de apagarlos porque el mecanismo que interrumpe el circuito simplemente empuja un pestillo a una posición de “apagado”, asegurando que nada se rompa o dañe en el proceso.

Existen dos tipos de mecanismos que permiten que un disyuntor realice su función. Los disyuntores magnéticos se utilizan mejor cuando hay un aumento repentino y grande de corriente eléctrica que puede abrumar el circuito en poco tiempo. Funcionan mediante el empleo de una bobina electromagnética llamada solenoide que crea una fuerza magnética basada en la fuerza de la corriente eléctrica. Un disyuntor térmico funciona de manera más efectiva cuando las corrientes eléctricas crecen durante un período prolongado mediante el uso de una tira bimetálica que se calienta y se dobla para detener el flujo de electricidad. Los disyuntores termomagnéticos son una opción de disyuntor cada vez más común y popular que combina los beneficios de los disyuntores térmicos y magnéticos y se pueden utilizar en cualquiera de las respectivas situaciones de sobretensión.