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Qué es un interruptor termomagnético y como funciona

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Introducción

En el mundo de la electricidad existen diferentes tipos de circuitos que utilizan una gran variedad de componentes eléctricos y electrónicos. Pero debido a que algunos de estos pueden llegar a ser bastante caros, o simplemente se prefiere protegerlos. Se colocan diferentes dispositivos que se encargan de la protección de los circuitos. El interruptor termomagnético es uno de ellos y a continuación te explicaremos que son, como funcionan y que tipos existen.


¿Qué es un interruptor termomagnético?

Los interruptores termomagnéticos son dispositivos que se instalan al inicio de los circuitos eléctricos y se utilizan para darle una protección a todos los componentes. Normalmente se utilizan para la protección ante posibles sobrecargas y/o cortocircuitos.

Termomagnético
Imagen de un termomagnético

¿Cómo funciona un termomagnético?

A pesar de que es un componente bastante utilizado y nos ayuda mucho a la protección, su funcionamiento es bastante sencillo y fácil de entender. Ya que como su nombre lo indica «Termomagnético» incorpora dos mecanismos diferentes para cada una de las protecciones.

  • Protección térmica: Cuando los electrones pasan sobre un conductor se genera una corriente eléctrica, pero a lo largo de su transcurso se van generando rozamientos que hace que se caliente el material. Por lo que si existe una sobrecorriente este se calienta aún mas. Es por eso que se utilizan esta propiedades para poner una lamina bimetálica como objeto de protección. En palabras sencillas, si pasa mas corriente de la debida la lamina actúa para disparar el dispositivo y que este corte el circuito eléctrico.
  • Protección magnética: Como su nombre lo indica este tipo de protección utiliza el magnetismo para cortar el suministro eléctrico. Es decir que, se coloca una bobina en forma de electroimán y cuando existe un corto circuito se incrementa el magnetismo de la bobina y hace que se dispare el interruptor.


Es importante destacar que los dos sistemas de protección funcionan al mismo tiempo y si alguno de los dos hace que se dispare el interruptor termomagnético no es necesario de cambiarlo, ya que solo es cuestión de volver a activarlo. Aunque siempre es recomendable y muy importante buscar el origen de la falla que provoco el disparo antes de reactivar el interruptor.

Las Térmicas se abren y cortan el circuito cuando por ellas pasa una intensidad superior a la nominal. Esta intensidad es la que se llama calibre del aparato, y es la característica principal del dispositivo, los valores más normales de calibre son: 5A (Amperes), 10A, 16A, 20A, 25A, 30A, 40A, 50A.

Protecciones de un termomagnético
Ilustración sobre el funcionamiento de un termomagnético

Tipos de termomagnéticos

A pesar de que estos componentes fueron diseñados para funcionar de una sola forma, existen algunas variaciones que podemos tomar en cuenta para hacer una clasificación de diferentes tipos. Dentro de las categorías podemos incluir;

  • Tensión de funcionamiento
  • Amperaje nominal y capacidad de interrupción
  • Curva de disparo

  • Por sus polos

Tipos de interruptores termomagnéticos por tensión (Voltaje)

El interruptor termomagnético se caracteriza por ser un componente bastante versátil que depende del tipo puede funcionar en diferentes voltajes.

  • Baja tensión (BT): Los interruptores de baja tensión tienen un limite máximo de trabajo de 1,000 volts. Normalmente son utilizados en hogares, edificios comerciales y aplicaciones industriales de baja tensión.
  • Tensión media(MT): Estos termomagnéticos tienen un rango de funcionamiento bastante amplio que ronda desde 1 kV hasta 38 kV. Algunos de los usos mas comunes son en circuitos de subestaciones, plantas de energía y Motores eléctricos de alta potencia.
  • Alta tensión(AT): Este interruptor es capaz de trabajar con voltajes mayores a 38 kV. Dentro de las aplicaciones nos encontramos con subestaciones de alta tensión, transformadores de alta potencia y líneas de transmisión de alto voltaje.



Tipos de termomagnéticos por su corriente nominal y su capacidad de interrupción

Esta categoría esta dada por la corriente que se va a manejar normalmente y la capacidad que tienen los interruptores para cortar los circuitos sin sufrir daños.

  • De baja capacidad (BIC): Estos interruptores tienen una corriente nominal de hasta 100A y pueden soportar un pico de hasta 10kA sin descomponerse. Normalmente se utilizan en circuitos de iluminación, tomacorrientes, maquinas eléctricas pequeñas, etc.
  • Media capacidad (MIC): trabajan normalmente con corrientes de hasta 1,000 A y pueden soportar picos de corrientes de entre 10 y 50 kA, Dentro de lo usos los encontramos en motores eléctricos, en sistemas de calefacción, ventilación y aires acondicionados.
  • Alta capacidad (HIC): Soportan una corriente de trabajo de hasta 5,000 A y son capaces de interrumpir los circuitos sin dañarse en rangos mayores a los 50kA. Al ser componentes con cantidades de soporte bastante grandes se utilizan en subestaciones y plantas de energía.
Termomagnéticos por corriente nominal
Estos solo son ejemplos de termomagnéticos por In, pero sus características físicas pueden variar

Tipos de termomagnéticos por su curva de funcionamiento

Las curvas de disparo sirven para saber como se va a comportar el interruptor termomagnético una vez que se sobrepasen los limites establecidos de protección. Para entender los disparos primero debemos de entender como funciona una curva.

Curva de disparo
Ejemplo de una curva de disparo

Para entender la imagen anterior debemos de tener en cuenta que la grafica representa el tiempo de forma vertical y un multiplicador de la corriente nominal en forma horizontal. Es decir que, si tenemos una In (corriente nominal) de 6 amperes y la grafica nos marca multiplicador por 3 quiere decir que son 18 amperes de los que se habla. También es importante recalcar que existen tres zonas de colores:

  • Verde: Indica un funcionamiento normal
  • Amarillo y azul: Esta zona es un poco especial ya que nos dice, que teóricamente el termomagnético se debería de disparar. Pero prácticamente esta zona nos dice que el interruptor puede dispararse o seguir funcionando.
  • Rojo: Es la zona en donde si o si el interruptor se dispara
Ejemplo de disparo termomagnetico
Ejemplo de disparo termomagnético

Ahora bien la gráfica nos muestra que la parte amarilla es el disparo de la protección térmica ya que soporta corrientes que son cercanas a la nominal durante mas tiempo. Por ejemplo, si tenemos un multiplicador por 2 nos indica que el termomagnético tardará entre 30 segundos y 4minutos en dispararse. Pero en el caso contrario de que se active la protección magnética tenemos que tener muchísima mas corriente y se dispara casi instantáneamente. Por ejemplo si tenemos una corriente nominal de 40 veces su valor el magnético se dispara entre 0.001 y 0.004 segundos

Ya sabiendo como funciona una grafica de disparo, ahora si podemos explicar con que tipos curvas podemos trabajar:

  • B: Tiene una curva de disparo lenta, normalmente se utiliza en circuitos que tienen una carga resistiva o inductiva moderada. Una de sus características principales es que soporta de 3 hasta 5 veces más la corriente nominal.
  • C: Su curva de disparo es media y se utilizan en circuitos donde se tiene una carga inductiva alta, como en los motores eléctricos. Estos interruptores son capaces de soportar de 5 a 10 veces la corriente nominal durante un periodo corto de tiempo.
  • D: Estos dispositivos se disparan muy rápido y se pueden utilizar en circuitos con cargas inductivas mas altas que el tipo C, como transformadores y motores eléctricos muy grandes. Este componente es capas de soportar de 10 a 20 veces la corriente nominal.
  • Z: Los interruptores con una curva de disparo Z se utilizan en aplicaciones que tienen una carga muy baja pero corrientes de corto circuito muy altas. Como por ejemplo en los sistemas de protección de los transformadores potencia.
Curvas de disparo de los termomagnéticos
Estas curvas son de ejemplo ya que dependiendo de la marca del interruptor pueden existir algunas variaciones

Tipos de termomagnéticos por sus polos

Estos interruptores también se pueden clasificar por el número de conductores que se pueden interrumpir al mismo tiempo. Regularmente a estos conductores que se interrumpen se les llama polos, de aquí es de donde salen los nombres. Dentro de los termomagnéticos podemos encontrar diferentes ya sea:

  • Unipolar: Un solo cable.
  • Bipolar: Interrumpe dos cables simultáneos.
  • Tripolar: Interrumpe tres cables al mismo tiempo.
  • Tetrapolar: Este es capaz de interrumpir cuatro cables.
Termomagnético por sus polos
Termomagnético por sus polos

Conclusión

Los termomagnéticos son dispositivos dentro de los circuitos eléctricos que son bastante importantes. Ya que pueden proteger a los demás componentes de que se puedan dañar o sobrecalentar. También es importante destacar que existen muchos tipos de interruptores y dependiendo de la aplicación que le vayamos a dar tenemos que elegir uno basándonos en las diferentes características que tienen los termomagnéticos.

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Preguntas frecuentes

  • ¿Qué son los interruptores termomagnéticos? Son dispositivos que fueron diseñados para supervisar sobrecargas y cortocircuitos.
  • ¿Porqué son importantes los termomagnéticos? Porque se utilizan para prevenir daños a los equipos, así como evitar incendios y garantizar la seguridad eléctrica.
  • ¿Cuáles son sus aplicaciones? Normalmente se utilizan en gabinetes eléctricos residenciales, sistemas industriales, sub-estaciones, etc.

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