Disyuntor para niños

Disyuntor diferencial de dos polos

Un disyuntor es un aparato muy importante en la electricidad. Su trabajo es interrumpir o abrir un circuito eléctrico de forma automática cuando algo no funciona bien. Es como un guardián que protege tu casa o cualquier lugar de problemas eléctricos.

Este aparato tiene diferentes nombres según el país. En España se le llama interruptor automático, en Chile automático, en Colombia y Nicaragua diferencial o taco, y en México, Venezuela, Ecuador, Costa Rica y Panamá se le conoce como breaker o pastilla. En Guatemala, le dicen flipon.

Existen dos tipos principales de disyuntores: los termomagnéticos y los diferenciales. Cada uno tiene una función especial para mantenernos seguros.

Los disyuntores son diferentes de los fusibles. Un fusible se quema y hay que cambiarlo después de un problema. En cambio, un disyuntor se puede volver a encender una vez que se ha solucionado la falla. Por eso, son muy usados en casas, fábricas y tiendas.

El primer disyuntor fue diseñado por Thomas Edison en 1879. Luego, el ingeniero eléctrico William Stanley Jr. lo mejoró en 1890. Finalmente, Granville Woods inventó el disyuntor automático en 1900.

¿Qué es un disyuntor termomagnético?

Los disyuntores termomagnéticos son como los protectores de la instalación eléctrica. Su principal tarea es cuidar los equipos y el cableado de las sobrecorrientes. Una sobrecorriente es cuando pasa más electricidad de la que el circuito puede soportar.

Estos disyuntores tienen dos formas de proteger:

• Protección térmica: Actúa contra las sobrecargas. Una sobrecarga ocurre cuando se conectan demasiados aparatos a un mismo circuito, o cuando un motor (como el de una nevera) arranca y necesita mucha energía por un momento. Esta protección es un poco más lenta.
• Protección magnética: Protege contra los cortocircuitos. Un cortocircuito es cuando la electricidad encuentra un camino muy fácil y rápido para circular, lo que causa un aumento enorme y repentino de corriente. Esta protección es muy rápida.

¿Qué es un disyuntor diferencial?

Los disyuntores diferenciales son los protectores de las personas. Su función es evitar que la electricidad fluya a través de alguien, lo que podría ser muy peligroso.

Incluso una cantidad muy pequeña de electricidad (como unos pocos miliamperios) puede ser dañina para una persona. Los disyuntores termomagnéticos no son lo suficientemente sensibles para detectar estas pequeñas fugas.

El disyuntor diferencial detecta una diferencia mínima (tan pequeña como 5 miliamperios) entre la corriente que entra y la que sale de un circuito. Si hay una fuga de corriente, por ejemplo, a través de una persona que toca un cable, el disyuntor se dispara y corta la electricidad al instante, salvando a la persona.

¿Cómo funciona un disyuntor diferencial?

El disyuntor diferencial tiene un componente especial llamado transformador diferencial. Este transformador detecta si la cantidad de corriente que entra por un cable es igual a la que sale por otro.

Cuando todo funciona bien, la misma cantidad de corriente entra y sale, y el disyuntor no hace nada. Pero si hay una fuga de corriente (por ejemplo, si alguien toca un cable y la corriente se va a tierra a través de esa persona), la corriente que entra ya no es igual a la que sale.

Si esa diferencia es mayor que un valor establecido (como 5 mA), el disyuntor detecta el problema y activa un pequeño electroimán. Este electroimán hace que el disyuntor se desconecte rápidamente, cortando la electricidad y protegiendo a la persona.

¿Cuál es la diferencia con una llave térmica?

La llave térmica (o disyuntor termomagnético) solo protege la instalación eléctrica de sobrecargas y cortocircuitos. Dentro tiene una pieza bimetálica (hecha de dos metales diferentes). Cuando pasa mucha corriente, esta pieza se calienta, se dobla y activa el mecanismo para cortar la electricidad.

Siempre se recomienda instalar una llave térmica antes de un disyuntor diferencial. Además, es bueno que la llave térmica sea de un tamaño un poco menor. Esto se debe a que el disyuntor diferencial es más costoso. Es muy importante tener un disyuntor diferencial en toda instalación eléctrica y probarlo una vez al mes con su botón de prueba para asegurar que funciona correctamente.

Historia de los disyuntores

Una primera idea de disyuntor fue descrita por Thomas Edison en 1879. Sin embargo, en sus primeros sistemas de electricidad, él usaba fusibles. El objetivo era proteger los cables de las luces de cortocircuitos y sobrecargas.

En 1924, la empresa Brown, Boveri & Cie patentó un disyuntor en miniatura moderno, parecido a los que usamos hoy. Hugo Stotz, un ingeniero que había vendido su compañía a BBC, fue reconocido como el inventor de este diseño. El invento de Stotz fue el inicio de los disyuntores termomagnéticos que se usan comúnmente en las casas.

Con el tiempo, las redes eléctricas crecieron y se hicieron más complejas. Esto hizo necesario crear disyuntores más grandes y potentes, capaces de manejar voltajes más altos y corrientes de cortocircuito mucho mayores. Los primeros interruptores manuales producían chispas peligrosas al cortar la electricidad. Por eso, se desarrollaron nuevos diseños que usaban aceite o aire a presión para enfriar y detener el arco eléctrico (la chispa que se forma al cortar la corriente).

En 1935, se usaron disyuntores especiales en la presa de Boulder que podían interrumpir fallas muy grandes, mostrando el gran avance de esta tecnología.

Características importantes de un disyuntor

Para entender un disyuntor, hay que conocer sus características principales:

• Calibre o corriente nominal: Es la cantidad de corriente eléctrica para la que está diseñado el disyuntor. Pueden ser desde 5 hasta 64 amperios.
• Tensión de trabajo: Es el voltaje para el que está hecho el disyuntor. Hay para sistemas monofásicos (como 110-220 V) y trifásicos (como 300-600 V).
• Poder de corte: Es la corriente máxima de cortocircuito que el disyuntor puede interrumpir de forma segura. Si la corriente es mayor, podría haber chispas peligrosas o el disyuntor podría dañarse.
• Poder de cierre: Es la corriente máxima que puede pasar por el disyuntor cuando se cierra, sin que se dañe.
• Número de polos: Es la cantidad de cables que se pueden conectar al disyuntor. Pueden tener uno, dos, tres o cuatro polos.

Tipos comunes de disyuntores

Los disyuntores más usados son para corrientes alternas, aunque también existen para corrientes continuas. Los tipos más comunes son:

• Interruptor automático o disyuntor magnetotérmico:

* Interruptor automático o disyuntor magnético * Interruptor automático o disyuntor térmico

• Interruptor automático o disyuntor diferencial
• Guardamotor

A veces, la gente llama a estos aparatos "automáticos", "fusibles", "tacos" o "plomos", especialmente a los que se instalan en las casas.

En los ferrocarriles, se usa un disyuntor para cortar la corriente principal que llega al tren desde el pantógrafo (el brazo que toma la electricidad de los cables de arriba).

¿Cómo funcionan los disyuntores?

Dispositivo térmico

Este sistema se encuentra en los disyuntores térmicos y magnetotérmicos. Funciona con un bimetal (dos metales unidos que se dilatan de forma diferente con el calor). Cuando la corriente que pasa por él es mayor de lo normal, el bimetal se calienta, se dobla y hace que el interruptor se abra automáticamente. Así detecta las sobrecargas.

Algunos disyuntores tienen un sistema con un líquido viscoso que retrasa un poco la acción. Esto permite que haya pequeños aumentos de corriente (como cuando arranca un motor) sin que el disyuntor se dispare de inmediato. Pero si hay un cortocircuito, la fuerza es tan grande que el disyuntor se dispara al instante.

Dispositivo magnético

Interior de un interruptor magnetotérmico

Este sistema está en los disyuntores magnéticos y magnetotérmicos. Tiene una bobina y un núcleo. Cuando una corriente muy alta (como la de un cortocircuito) pasa por la bobina, se crea un campo magnético muy fuerte. Este campo mueve una parte del disyuntor y hace que el circuito se abra casi al instante. Así detecta los cortocircuitos.

Cuando un disyuntor abre un circuito con mucha corriente, puede formarse un arco eléctrico (una chispa) entre los contactos. Para evitar esto, los disyuntores tienen cámaras especiales con placas metálicas o cerámicas que ayudan a enfriar y apagar el arco. En disyuntores más grandes, se usa vacío, gases especiales como el hexafluoruro de azufre o aceite para debilitar el arco.

La capacidad de ruptura de un disyuntor es la corriente máxima de cortocircuito que puede interrumpir sin dañarse. Si la corriente es mayor, el disyuntor no podrá cortarla y podría destruirse.

Los disyuntores pequeños se instalan en tableros eléctricos en casas o edificios. Los disyuntores más grandes se colocan en gabinetes especiales o incluso al aire libre en subestaciones eléctricas.

Cortocircuitos y capacidad de interrupción

Los disyuntores se clasifican por la corriente normal que pueden manejar y por la corriente máxima de cortocircuito que pueden interrumpir de forma segura. Esta última se llama capacidad de interrupción de amperios (AIC).

En un cortocircuito, la corriente puede ser muchísimas veces mayor que la corriente normal del circuito. Cuando los contactos de un disyuntor se abren para cortar una corriente muy grande, puede formarse un arco eléctrico entre ellos. Esto podría hacer que la corriente siga pasando o incluso causar más problemas, como la explosión del disyuntor. Por eso, los disyuntores están diseñados para dividir y apagar el arco.

La capacidad de interrupción de un disyuntor se comprueba con pruebas. Si un disyuntor se usa en un circuito donde la corriente de cortocircuito puede ser mayor que su capacidad, no podrá cortar la falla de forma segura. En el peor de los casos, podría explotar al intentar reiniciarlo.

Los disyuntores típicos de las casas suelen tener una capacidad para interrumpir una corriente de cortocircuito de 6 kA (6000 A).

Disyuntores "inteligentes"

Algunas empresas están investigando disyuntores más avanzados, que podrían monitorear el uso de la electricidad en los aparatos de forma remota. Estos disyuntores "inteligentes" podrían tener conexión inalámbrica para que puedas ver el consumo de energía de tu casa desde una aplicación en tu teléfono.

También se está estudiando cómo podrían ayudar a las empresas de electricidad a gestionar mejor la energía, por ejemplo, apagando temporalmente la carga de coches eléctricos en momentos de mucha demanda en la red.

Otros tipos de disyuntores

Disyuntor de corriente residual con protección contra sobrecorriente

Existen otros tipos de disyuntores con funciones específicas:

• Dispositivos de corriente residual (RCD) o disyuntores de corriente residual (RCCB): Detectan desequilibrios de corriente (fugas a tierra) pero no protegen contra sobrecorrientes. En Estados Unidos y Canadá se les llama interruptores de circuito por falla a tierra (GFCI).
• Interruptor automático de corriente residual con protección contra sobrecorriente (RCBO): Combina las funciones de un RCD y un disyuntor termomagnético en un solo aparato. En Estados Unidos y Canadá, también se les llama disyuntores GFCI.
• Disyuntor de fuga a tierra (ELCB): Detecta la corriente directamente en el cable de tierra. Ya no se usan mucho en instalaciones nuevas porque no detectan fugas peligrosas que no vayan por el cable de tierra (por ejemplo, si la corriente pasa por una persona).
• Reconectador: Es un tipo de disyuntor que se cierra automáticamente después de un tiempo. Se usan en las líneas eléctricas aéreas para evitar que fallas cortas causen interrupciones largas.
• Fusible rearmable: Es un dispositivo pequeño que se describe como un fusible que se restablece solo, en lugar de un disyuntor.

Galería de imágenes

• 

  Diagrama de un interruptor magnétotérmico unipolar.

• 

  Interior de un interruptor magnetotérmico

Véase también

En inglés: Circuit breaker Facts for Kids

• Automático de escalera
• Cálculo de secciones de líneas eléctricas
• CENELEC
• Contactor
• Fusible
• Guardamotor
• Interruptor diferencial
• Interruptor magnetotérmico
• Reglamento electrotécnico para baja tensión (España)
• Relé
• Relé térmico
• Seccionador
• Toma de tierra

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