Instal·lacions i eficiència a l'habitatge

Explica què és el quadre general de comandament i protecció d'un habitatge, on se sol col·locar i quines dues funcions compleix (repartir el corrent i protegir).

Al quadre elèctric conviuen els magnetotèrmics i l'interruptor diferencial. Explica què protegeix cadascun: un la instal·lació i els aparells, i l'altre les persones.

En endollar un aparell espatllat, «salta el diferencial» i tota la casa es queda sense llum. Explica què ha detectat el diferencial, quins passos seguiries per rearmar la instal·lació amb seguretat i per què no s'ha de pontejar mai aquest interruptor.

La instal·lació elèctrica es divideix en circuits (il·luminació, endolls, cuina...). Explica què és un circuit dins de l'habitatge i dona dos avantatges de tenir-los separats.

Un magnetotèrmic salta quan pel seu circuit passa més corrent del permès; el diferencial salta quan detecta una fuita de corrent. Posa un escenari concret per a cada tret i explica què protegeix cadascun.

En el quadre elèctric de la figura, un usuari observa que l'interruptor automàtic magnetotèrmic (PIA) de $25\ \text{A}$ de la cuina salta amb freqüència quan prepara el menjar mentre la rentadora està en marxa. Un veí li aconsella: «Substitueix aquest automàtic per un de $32\ \text{A}$ o $40\ \text{A}$; així no tornarà a saltar i podràs encendre els tres electrodomèstics alhora».

1. a) Comprova quantitativament si l'automàtic de $25\ \text{A}$ saltarà quan funcionin simultàniament el forn ($3.000\ \text{W}$), la rentadora ($2.200\ \text{W}$) i el microones ($800\ \text{W}$) a una tensió de $230\ \text{V}$ ($P = V \cdot I$).
2. b) Refuta tècnicament el consell del veí: prediu què passarà als conductors de la instal·lació elèctrica si es substitueix el PIA per un de més calibre sense canviar la secció dels cables, justificant-ho mitjançant l'efecte Joule i el risc d'incendi segons el REBT.
3. c) Proposa una solució tècnica reglamentària (distribució de circuits segons el REBT) i una pauta d'ús racional que eviti el tret sense necessitat d'obres.

La figura mostra un quadre elèctric domèstic per on entra el corrent i surt cap als circuits de l'habitatge, amb un element marcat amb ?. Indica quin element és i explica quan actua i a què o a qui protegeix.

L'esquema mostra la planta d'un habitatge amb els circuits que surten del quadre cap a les estances, amb un circuit marcat amb ?. Identifica a quin circuit correspon cada línia i raona per què la cuina sol tenir un circuit propi.

Dissenya el sistema de control domòtic per a la climatització (bomba de calor reversible) i les persianes motoritzades d'un àtic a Madrid amb un gran finestral orientat al sud, subjecte a una tarifa elèctrica amb discriminació horària (hores vall barates de 00:00 a 08:00; hores punta cares de 10:00 a 14:00 i de 18:00 a 22:00).

1. a) Escriu la taula de regles lògiques de control per a l'hivern i per a l'estiu, indicant en cada cas: sensors d'entrada (temperatura interior, radiació solar exterior, horari de tarifa), la condició lògica i l'acció dels actuadors (pujar/baixar persiana, mode i temperatura de consigna de climatització).
2. b) Justifica com el teu disseny aprofita la inèrcia tèrmica de l'edifici i els guanys solars passius per minimitzar el consum en les hores punta sense comprometre el confort dels habitants.

Descriu el recorregut de l'aigua dins d'un habitatge des de l'escomesa (l'entrada general) fins a una aixeta d'aigua calenta, anomenant la clau general de pas i l'escalfador o la caldera.

Una família instal·la un termòstat programable, sensors de presència al passadís i programació horària al termo de l'aigua calenta. Explica com estalvia energia cadascuna d'aquestes tres mesures domòtiques.

Durant la reforma d'un habitatge antic que no té interruptor diferencial ni presa de terra als endolls, un instal·lador aficionat afirma: «Si col·loquem magnetotèrmics nous i ben calibrats de $16\ \text{A}$ a cada circuit, les persones ja estan totalment protegides davant de qualsevol contacte elèctric amb la carcassa metàl·lica d'una rentadora avariada».

1. a) Refuta tècnicament l'afirmació: si la fase entra en contacte directe amb la carcassa metàl·lica i una persona la toca descalça (resistència corporal aproximada $R = 1.500\ \Omega$ a $230\ \text{V}$), calcula la intensitat de corrent que travessarà el seu cos. Compara aquest valor amb el llindar de fibril·lació ventricular ($30\ \text{mA}$) i amb el corrent mínim que fa disparar el magnetotèrmic de $16\ \text{A}$.
2. b) Explica el principi físic de funcionament de l'interruptor diferencial i justifica per què és l'únic dispositiu capaç de protegir la vida en aquest escenari, tant si hi ha presa de terra com si no.