El capítulo 4 gobierna el equipo de uso general: cordones y clavijas, luminarias, aparatos, calefacción eléctrica, motores, aire acondicionado, generadores, transformadores, baterías. Lo que hay que entender antes de nada es que estas reglas sustituyen a las generales cuando entran en conflicto. Un motor no se protege como un conductor cualquiera y un transformador tampoco: aplicarles la regla general del artículo 240 es el error clásico.
El artículo 430 pide cuatro cosas diferentes para un mismo motor, y el examen las mezcla a propósito. Primero, el conductor del circuito derivado de un motor único se dimensiona al 125 por ciento de la corriente a plena carga de tabla. Segundo, la protección contra sobrecarga se ajusta como un porcentaje de la corriente de placa —no la de tabla—, con un valor base y un valor ampliado si el motor no arranca. Tercero, la protección del circuito derivado contra cortocircuito y falla a tierra admite porcentajes mucho más altos, distintos según el tipo de dispositivo: fusible sin retardo, fusible con retardo, interruptor de disparo instantáneo o interruptor de tiempo inverso. Cuarto, el alimentador de varios motores se calcula sumando las corrientes de todos y añadiendo el 25 por ciento del mayor. Cuatro reglas, cuatro números, y una tabla distinta para cada una.
Esta distinción decide muchas preguntas. Para dimensionar conductores y protección de cortocircuito se usa la corriente de plena carga de la tabla del código, incluso si la placa dice otra cosa. Para ajustar la protección de sobrecarga se usa la corriente marcada en la placa del motor. La razón es que la tabla representa un motor típico de esa potencia y tensión, mientras que la sobrecarga debe proteger al motor real instalado.
Todo motor necesita un medio de desconexión a la vista desde el controlador y desde el propio motor, o bien capaz de bloquearse en posición abierta cuando no lo está. El medio de desconexión debe tener una capacidad mínima expresada como porcentaje de la corriente de plena carga. El controlador arranca y para el motor; no es lo mismo que la desconexión, aunque a veces un mismo aparato cumpla ambas funciones. En el examen conviene leer con cuidado si la pregunta habla de desconexión, de controlador o de protección.
El artículo 450 protege el transformador; los conductores de sus lados primario y secundario se protegen con las reglas de los artículos 240 y 215. La protección puede plantearse solo en el primario o en primario y secundario, con porcentajes distintos según la corriente nominal y según si la tensión es de más o menos de 1000 voltios. Las corrientes nominales se obtienen dividiendo la potencia aparente entre la tensión, con la raíz de tres en trifásico, y ese cálculo elemental es el punto de partida de casi todas las preguntas del tema. El artículo añade reglas de ventilación, de separación de materiales combustibles y de bóvedas.
El equipo de aire acondicionado y refrigeración con motocompresor hermético se rige por el artículo 440, que usa la corriente nominal de carga y la corriente de rotor bloqueado en lugar de la corriente de plena carga de un motor común, y que suele indicar en su placa el tamaño máximo del dispositivo de protección: ese valor de placa manda. La calefacción eléctrica fija se calcula como carga continua, al 125 por ciento. Las luminarias tienen reglas de separación respecto de materiales combustibles y de armarios de ropa. Los aparatos de cocina, los calentadores de agua y los secadores tienen factores de demanda propios que se estudian junto a los cálculos de vivienda.
1. El artículo 430 exige dimensionar por separado, para un mismo motor:
El artículo 430 pide cuatro dimensionamientos distintos para el mismo motor: el conductor del circuito derivado, la protección de sobrecarga, la protección de cortocircuito y falla a tierra, y el medio de desconexión. Fuente: art. 430.1, nota informativa, del NEC.
2. Para dimensionar el conductor de un motor se emplea la corriente:
El conductor y la protección de cortocircuito se dimensionan con la corriente de plena carga de la tabla del código; la corriente de placa se reserva para ajustar la protección de sobrecarga. Fuente: art. 430.6(A)(1) del NEC.
3. Para ajustar la protección de sobrecarga de un motor se emplea la corriente:
La protección de sobrecarga se ajusta sobre la corriente marcada en la placa, porque debe proteger al motor real instalado y no a un motor típico de esa potencia. Fuente: art. 430.6(A)(2) y art. 430.32 del NEC.
4. Un motor con 34 amperios de plena carga de tabla exige un conductor de ampacidad no inferior a:
El cálculo es 34 por 1,25, es decir 42,5 amperios de ampacidad mínima del conductor del circuito derivado del motor. Fuente: art. 430.22(A) del NEC.
5. Un motor con 8 amperios de plena carga de tabla exige un conductor de ampacidad no inferior a:
El producto 8 por 1,25 da 10 amperios de ampacidad mínima. Después hay que comprobar el calibre mínimo admitido y la temperatura de la terminal del equipo. Fuente: art. 430.22(A) del NEC.
6. Un alimentador sirve a motores de 52, 34 y 17 amperios de plena carga. Su ampacidad mínima es:
El cálculo es 52 más 34 más 17, es decir 103, más el 25 por ciento de 52, que son 13, lo que da 116 amperios. La mayoración se aplica una sola vez, al motor mayor. Fuente: art. 430.24 del NEC.
7. Con motores de 28, 28 y 11 amperios, el alimentador exige una ampacidad de:
El cálculo es 28 más 28 más 11, es decir 67, más el 25 por ciento de 28, que son 7, lo que da 74 amperios. Aunque haya dos motores iguales, la mayoración se aplica una sola vez. Fuente: art. 430.24 del NEC.
8. Con un fusible sin retardo limitado al 300 por ciento y un motor de 20 amperios de tabla, la protección máxima es:
El producto 20 por 3,00 da 60 amperios. Los porcentajes son distintos para cada tipo de dispositivo: fusible sin retardo, con retardo, interruptor de tiempo inverso o de disparo instantáneo. Fuente: art. 430.52(C)(1) del NEC.
9. Con un fusible con retardo limitado al 175 por ciento y un motor de 40 amperios de tabla, la protección máxima es:
El producto 40 por 1,75 da 70 amperios, que coincide con un valor normalizado y por tanto se adopta directamente. Fuente: art. 430.52(C)(1) del NEC.
10. Con un interruptor de tiempo inverso limitado al 250 por ciento y un motor de 24 amperios de tabla:
El producto 24 por 2,50 da 60 amperios, valor normalizado que se adopta directamente. Cada tipo de dispositivo tiene su propio porcentaje en la tabla del artículo 430. Fuente: art. 430.52(C)(1) del NEC.
11. Si el valor calculado de la protección de cortocircuito no coincide con uno normalizado:
El código admite subir al siguiente valor normalizado cuando el resultado del porcentaje no coincide con uno de la serie, y permite además aumentarlo si el motor no arranca, dentro de límites tasados. Fuente: art. 430.52(C)(1), excepción, del NEC.
12. Un motor con 30 amperios de placa y factor de servicio 1,15 admite una sobrecarga ajustada a:
Para un motor con factor de servicio igual o superior a 1,15, el código admite ajustar la sobrecarga al 125 por ciento de la corriente de placa: 30 por 1,25 da 37,5 amperios. Fuente: art. 430.32(A)(1) del NEC.
13. Un motor con 30 amperios de placa y factor de servicio 1,0 admite una sobrecarga ajustada a:
Los motores con factor de servicio inferior a 1,15 y elevación de temperatura superior a 40 grados admiten el 115 por ciento: 30 por 1,15 da 34,5 amperios. Fuente: art. 430.32(A)(1) del NEC.
14. La protección de sobrecarga de un motor se diferencia de la de cortocircuito en que:
La sobrecarga protege el devanado frente a corrientes moderadas sostenidas; la protección de cortocircuito actúa ante corrientes elevadas y admite valores muy superiores para permitir el arranque. Fuente: art. 430.31 y art. 430.51 del NEC.
15. La protección de cortocircuito de un motor admite valores elevados porque:
La corriente de arranque de un motor puede multiplicar por seis o más la de plena carga durante unos segundos, y la protección de cortocircuito debe dejarla pasar sin disparar. Fuente: art. 430.52(A) del NEC.
16. El medio de desconexión de un motor debe tener una corriente nominal no inferior a:
El código exige que el medio de desconexión tenga una corriente nominal no inferior al 115 por ciento de la corriente de plena carga de tabla del motor. Fuente: art. 430.110(A) del NEC.
17. Un motor con 28 amperios de plena carga exige un medio de desconexión de al menos:
El producto 28 por 1,15 da 32,2 amperios, y a partir de ahí se elige el dispositivo normalizado que iguale o supere ese valor. Fuente: art. 430.110(A) del NEC.
18. El medio de desconexión de un motor debe situarse:
El código exige un medio de desconexión a la vista desde el controlador, y otro a la vista desde el motor o bien un dispositivo capaz de bloquearse en posición abierta. Fuente: art. 430.102 del NEC.
19. El controlador de un motor se distingue del medio de desconexión en que:
El controlador gobierna el arranque y la parada; el medio de desconexión aísla el circuito para poder trabajar sin tensión. Un mismo aparato puede cumplir ambas funciones si está diseñado para ello. Fuente: art. 430.81 y art. 430.102 del NEC.
20. Varios motores pueden compartir un circuito derivado cuando:
El código admite varios motores en un mismo circuito derivado bajo condiciones tasadas de potencia, protección de sobrecarga individual y corriente del dispositivo. Fuente: art. 430.53 del NEC.
21. Un motor de servicio intermitente admite un conductor dimensionado:
El código publica porcentajes específicos para los motores de servicio intermitente, periódico o de corta duración, inferiores al 125 por ciento del servicio continuo. Fuente: art. 430.22(E) del NEC.
22. En un motor de varias velocidades, el conductor entre el controlador y el motor:
En los motores de varias velocidades, los conductores entre el controlador y el motor se dimensionan por la mayor corriente de plena carga de los devanados a los que sirven. Fuente: art. 430.22(B) del NEC.
23. Un motor alimentado a través de un variador de frecuencia exige:
El código exige dimensionar los conductores de alimentación del variador por su corriente nominal de entrada, además de las reglas propias de los sistemas de accionamiento de velocidad ajustable. Fuente: art. 430.122(A) del NEC.
24. Un centro de control de motores debe:
El código exige marcar el centro de control con su corriente nominal y los datos que enumera, y aplicarle las reglas generales de espacios de trabajo y de puesta a tierra. Fuente: art. 430.98 y art. 110.26 del NEC.
25. El equipo con motocompresor hermético se rige por el artículo 440 porque:
El artículo 440 emplea la corriente nominal de carga y la de rotor bloqueado marcadas en la placa, en lugar de la corriente de plena carga de tabla de un motor común. Fuente: art. 440.6 del NEC.
26. Un equipo con 24 amperios de corriente nominal de carga exige un conductor de:
El producto 24 por 1,25 da 30 amperios de ampacidad mínima del conductor del circuito derivado del equipo. Fuente: art. 440.32 del NEC.
27. El medio de desconexión de un equipo con motocompresor hermético debe:
El código exige un medio de desconexión a la vista y fácilmente accesible desde el equipo con motocompresor hermético, para proteger a quien realice el mantenimiento. Fuente: art. 440.14 del NEC.
28. Un transformador monofásico de 15 kilovoltamperios con primario de 480 voltios toma:
El cálculo es 15000 dividido entre 480, es decir 31,25 amperios en el primario. La corriente del secundario resulta de dividir la misma potencia entre su tensión. Fuente: relación fundamental empleada con el art. 450 del NEC.
29. El mismo transformador de 15 kilovoltamperios con secundario de 120/240 voltios entrega:
El cálculo es 15000 dividido entre 240, es decir 62,5 amperios. La potencia aparente es la misma en ambos lados y la corriente varía en razón inversa a la tensión. Fuente: relación fundamental empleada con el art. 450 del NEC.
30. La protección de un transformador puede plantearse:
El código publica porcentajes distintos según haya protección solo en el primario o en ambos lados, y según la corriente nominal y la tensión del transformador. Fuente: art. 450.3(B) del NEC.
31. Un transformador seco instalado en interior exige, entre otras cosas:
El artículo 450 fija separaciones respecto de materiales combustibles, exigencias de ventilación y, para determinadas potencias y tensiones, la instalación en bóveda. Fuente: art. 450.9 y art. 450.21 del NEC.
32. Una bóveda de transformadores exige, entre otros requisitos:
El artículo 450 fija en su parte III los requisitos de las bóvedas: resistencia al fuego de sus elementos, puertas, ventilación, drenaje y prohibición de alojar tuberías ajenas. Fuente: art. 450.41 y siguientes del NEC.
33. Los conductores de salida de un generador deben tener una ampacidad no inferior al:
El código exige que los conductores de salida del generador tengan una ampacidad no inferior al 115 por ciento de su corriente nominal de placa, con las excepciones que enumera. Fuente: art. 445.13(A) del NEC.
34. Un generador instalado en un edificio exige un medio de desconexión que:
El código exige un medio de desconexión que aísle el generador y sus circuitos de control del resto de la instalación, con las excepciones que enumera para determinados generadores. Fuente: art. 445.18 del NEC.
35. Los condensadores instalados en una instalación exigen, por seguridad:
El código exige medios de descarga que reduzcan la tensión residual del condensador tras desconectarlo, porque un banco desconectado conserva energía suficiente para causar un accidente. Fuente: art. 460.6 del NEC.