SISTEMA DE AUDIO > Corriente eléctrica. Ondas y Partículas
LINEA DIRECTA DEDICADA
Rocoa:
El secreto de un buen sonido comienza, y está, en "la pared".
La implementación de una línea directa dedicada es un proceso relativamente simple, consistente en llevar tres conductores (fase, neutro y tierra), con su propio diferencial y magnetotérmico (o fusible), directamente desde el cuadro eléctrico al lugar en el que se enchufa el sistema de audio.
Se trata de la primera medida, y la más importante, que deberíamos tomar para optimizar el rendimiento de nuestro sistema de audio.
Antes de nada repasemos un par de apuntes sobre electricidad:
La electricidad es la energía que hace funcionar a la práctica totalidad de los aparatos que tenemos en casa y viene definida por dos magnitudes principales: la tensión y la intensidad. Obviamente hay muchas más, pero para lo que a nosotros ahora nos interesa nos centraremos en ambas.
La tensión es la diferencia de potencial que existe entre dos polos o entre el hilo neutro y uno de los polos (dependiendo del tipo de instalación) y se mide en Voltios. Si medimos la tensión existente entre los bornes de cualquiera de los enchufes de nuestra casa obtendremos 230 V, que es la tensión a la que funcionan todos los aparatos domésticos en España.
Por su parte, la intensidad es la medida de la cantidad de corriente eléctrica que está pasando por un cable y viene dada en amperios (A). La corriente eléctrica no es más que un flujo de electrones que se desplazan por un conductor (dejando a un lado los campos electromagnéticos), y la medida de la intensidad cuantifica ese movimiento.
Si lo queremos ver con un símil, la analogía hídrica, podemos imaginar la corriente eléctrica como el torrente de un río: la tensión podría ser el equivalente al ancho del mismo, mientras que la corriente sería la cantidad de agua que pasa por su cauce. La combinación de ambas nos daría un determinado caudal, que en electricidad sería la potencia eléctrica (que es el producto de la tensión por la corriente).
Para obtener una misma potencia eléctrica podemos tener un río estrecho pero por el que circule mucha agua o bien uno más ancho pero por el que circule menos agua. En electricidad ocurre lo mismo: para obtener una determinada potencia eléctrica podemos tener una tensión alta y una corriente baja o bien una tensión de pocos voltios pero una corriente eléctrica muy alta.
Esta analogía es muy criticada en la actualidad porque resulta incompleta debido a que se fundamenta en la física clásica, en la ley de Ohm, sin tener en cuenta el campo magnético.
Por eso podríamos utilizar otra en la que se tenga en cuenta el campo electromagnético. Para ello podríamos visualizar el cable como un tubo relleno de un conjunto de canicas que puedes empujar hacia un extremo desde el otro. Imaginemos que las canicas son los electrones. Los electrones no se mueven sin causar también campos electromagnéticos.
Ahora imaginemos una rosquilla con su agujero centrado alrededor de este tubo. Esto es la onda magnética (campo M).
A continuación tomamos un manojo de palillos de dientes y los clavamos alrededor del exterior de la rosquilla. Este es el campo eléctrico (campo E), producido por el movimiento del electrón.
Para enviar una señal por el cable, aplicamos una fuerza electromotriz al cable para mover un electrón, lo que en nuestra analogía sería meter y empujar una canica en un extremo del tubo. Algo curioso sucede con la rosquilla, referente a los campos electromagnéticos M y E. Cuando la canica está apenas entrando en el tubo, la rosquilla y los palillos de dientes ya están hacia la mitad del tubo entero. Cuando la canica se inserta completamente en el tubo, la rosquilla y los palillos de dientes ya están en el extremo final del cable.
Lo que efectivamente sucede es que al colocar una canica en el tubo, una canica en el extremo opuesto se sale hacia fuera instantáneamente. Así que la "señal" que usamos viaja finalmente a la velocidad de la propagación del cable y no a la velocidad de los electrones. Los electrones se muevan muy lentamente en comparación con los campos electromagnéticos M y E.
La señal viaja más alrededor del cable que en el mismo, y fundamentalmente a través del dieléctrico.
Pero, centrándonos en el tema que nos atañe, puesto que en la inmensa mayoría de las instalaciones la tensión permanece constante y con lo que se “juega” es con la intensidad eléctrica, los sistemas de protección que se utilizan habitualmente a nivel doméstico van a estar basados en esta magnitud.
Los elementos que vamos a encontrar en el CUADRO ELÉCTRICO son:
CONTADOR > ICP > IGA > PCS> DIFERENCIAL > MAGNETOTÉRMICOS > CABLES
ICP (Interruptor de Control de Potencia)
Está precintado su acceso por parte de la compañía suministradora de suministro eléctrico para evitar la manipulación por el propietario de la vivienda. Su función es la misma que la de los magnetotérmicos, limitando la intensidad a consumir según el contrato que tengamos con la compañía. En los cuadros eléctricos actuales el ICP desaparece porque ya va integrado en los nuevos contadores inteligentes.
IGA (Interruptor General Automático)
El Interruptor General Automático es un elemento presente solamente en los cuadros de nueva instalación. Si el cuadro eléctrico es antiguo, no lo veremos. Su función es cortar la electricidad de todo el inmueble en caso de un cortocircuito o un exceso de potencia, ya sea porque hay muchos electrodomésticos encendidos o por culpa de un cortocircuito.
El IGA supervisa que no superemos el máximo que soporta la instalación.
PCS (Protector Contra Sobretensiones)
Es otro elemento presente en los cuadros eléctricos de nueva instalación para aumentar la seguridad. El protector contra sobretensiones, como su propio nombre indica, protege a los aparatos eléctricos de la casa evitando que se dañen por sobretensiones independientemente de su naturaleza.
Estos picos de tensión pueden originarse, por ejemplo, si cae algún rayo durante una tormenta, y pueden ocasionar daños en los equipos, en la instalación e incluso en las propias personas. En caso de sobretensión, el PCS actúa como un escudo desviando la corriente a la toma de tierra evitando así daños en los aparatos eléctricos.
ID (Interruptor Diferencial)
El diferencial tiene como misión evitar que una persona que toque un conductor de la instalación se pueda quedar electrocutada por conducir la electricidad a través de su cuerpo; y de ahí que sea un componente vital en cualquier instalación eléctrica para garantizar la seguridad de las personas que la utilicen.
Para que la corriente eléctrica pueda circular es necesario cerrar el circuito por el que transita, y si por lo que sea tocamos un cable eléctrico sin estar aislados del suelo, nuestro propio cuerpo va a hacer de “cable” llevando la electricidad a tierra con el riesgo de electrocución que esto conlleva.
El funcionamiento de los diferenciales se basa en un principio muy simple y es que la intensidad que entra por uno de los cables de un circuito eléctrico es igual a la que sale por el otro.
Dentro del diferencial hay un toroidal que se encarga de monitorizar constantemente tanto la corriente de entrada como la de salida. Por tanto, en caso de que esas corrientes no tengan el mismo valor es que se está derivando directamente a tierra por algún sitio (posiblemente a través de una persona que ha tocado una parte de la carga mal aislada) y como medida de seguridad el interruptor se abre cortando la corriente.
Para instalaciones domésticas se suelen emplear diferenciales de 30 mA y 25 mseg con objeto de garantizar la seguridad de las personas, ya que cualquier derivación a tierra provocará el disparo casi instantáneo del interruptor.
Lo más importante de un diferencial es pulsar de vez en cuando (hay fabricantes que recomiendan hacerlo mensualmente, mientras que otros indican una frecuencia anual) el botón Test que todos poseen en su frontal. Al presionarlo el interruptor diferencial debería de dispararse instantáneamente demostrando que el dispositivo funciona a la perfección y dándonos la seguridad de que en caso de sufrir una descarga eléctrica estaremos debidamente protegidos frente a sus nefastas consecuencias. Cuando el diferencial se dispara hay que rearmarlo manualmente igual que se hace con los magnetotérmicos; pero un disparo no provocado del diferencial representa un problema que puede ser grave, por lo que se recomienda revisar la instalación eléctrica para evitar riesgos.
PIAs (Pequeños Interruptores de Potencia) o Interruptores magnetotérmicos
El interruptor magnetotérmico es un dispositivo diseñado para proteger la instalación eléctrica (y los aparatos conectados a ella) tanto de sobrecargas como de cortocircuitos conectándose en el cuadro eléctrico de entrada a la vivienda. En realidad suele haber varios de ellos, ya que por lo general la distribución eléctrica de la vivienda se realiza en varias líneas, necesitando un interruptor de este tipo para cada una de ellas.
Al igual que el ICP y el IGA, son interruptores magnetotérmicos y sirven para cortar la electricidad manual o automáticamente, y de forma individual, de los aparatos que dependen de ellos en caso de cortocircuito o sobrecarga.
Los PIAs también son útiles en caso de obras o tareas de mantenimiento, dando la opción de privar de electricidad a una cierta parte de la instalación sin tener que desconectar todo el suministro.
Los magnetotérmicos, como su propio nombre indica, poseen dos sistemas de protección ante el paso de corriente: uno de tipo magnético y otro de tipo térmico.
Protección magnética
El magnético se basa en una bobina que, colocada en serie con la corriente, no se activa a no ser que circule por ella una intensidad varias veces superior a la nominal (habitualmente entre 5 y 10 veces para instalaciones domésticas). Este margen se da para que el magnetotérmico no se dispare durante los arranques de ciertos aparatos con motores potentes (aspiradoras, lavavajillas…) porque suelen producir unos picos de corriente bastante elevados en el preciso momento de su puesta en marcha.
La protección magnética sirve para proteger la instalación ante cortocircuitos (contacto directo entre dos conductores de la instalación), ya que cuando tiene lugar uno de ellos la intensidad aumenta de forma brutal (en teoría se hace infinita) y la bobina que montan entra en acción instantáneamente abriendo el circuito y cortando, por tanto, el paso de la corriente eléctrica.
Protección térmica
Por su parte, la protección térmica está encaminada sobre todo a proteger el cableado de la instalación, ya que se trata de una lámina bimetálica que se curvará en mayor o menor medida en función de la cantidad de corriente que circule por ella. Esto es debido a que cuando por un conductor circula una corriente éste se calentará en función de la intensidad, de modo que si esta se mantiene durante unos instantes por encima de la nominal que soporta el interruptor, la lámina bimetálica se curvará más de la cuenta y abrirá el circuito eléctrico evitando que una corriente demasiado elevada pueda quemar los cables de la instalación eléctrica.
El sistema de protección térmica va a dispararse en aquellos casos en los que estamos sobrepasando el consumo máximo de la instalación eléctrica y para el cual han sido dimensionados los cables. Un caso típico de esto es cuando empezamos a poner en marcha varios electrodomésticos de cierto consumo (secador de pelo, aire acondicionado, vitrocerámica, microondas…) y en un momento determinado comprobamos que “se ha ido la luz”.
Cuando se dispara cualquiera de las dos protecciones que hay en un magnetotérmico debemos de corregir la situación que ha propiciado su activación y a continuación subir la palanca que posee para así rearmar el circuito. En caso de que la situación que ha provocado su disparo no se haya subsanado como medida de seguridad no será posible rearmar el automático por mucho que lo intentemos.
Los disyuntores térmicos pueden fallar prematuramente por un exceso de calor en el panel causado por los armónicos en la red.
Rocoa:
Los disyuntores tienen la función de proteger nuestra instalación eléctrica, los aparatos y a nosotros mismos.
Los circuitos eléctricos de nuestra casa deben estar protegidos contra sobreintensidad, contra contactos directos y contra contactos indirectos.
La sobreintensidad en un circuito puede provocar que los conductores alcancen temperaturas en las que los dieléctricos queden dañados irreversiblemente al no poder cumplir con su labor de aislamiento y si el defecto continúa en el tiempo puede producir incendios.
Contra sobreintensidades se protege con el habitual magnetotérmico o mediante fusible.
En la línea dedicada para audio nos interesa eliminar el magnetotérmico por varios motivos.
Uno de ellos sería evitar bobinas intercaladas en el circuito dedicado de audio ya que, aunque la frecuencia de la red es constante (de 50 Hz), estas bobinas provocan un pequeño desfase entre tensión e intensidad. Independientemente de lo pequeño que pueda resultar ese efecto, repercute en las prestaciones sonoras del sistema.
Por otro lado, evitaríamos conexiones y variaciones de materiales que, en mayor o menor medida, afectarán al resultado. Las conexiones de estos dispositivos se diseñan para un número determinado de apertura de arco y se utilizan materiales (bimetal) en los que se compromete la conductividad con la capacidad de resistir altas temperaturas y capacidades mecánicas.
Podemos utilizar fusibles audiófilos y evitar estos problemas manteniendo el circuito protegido contra sobreintensidad.
Muchos aficionados hemos cambiado el magnetotérmico por un fusible, lo cual se ha traducido en una mejora del rendimiento del equipo. No olvidemos que el magnetotérmico integra una bobina y un bimetal (despejan cortocircuito y sobreintensidad). La bobina produce un sutil desfase de la tensión y corriente e, independientemente de lo pequeño que pueda resultar este efecto, repercute en las prestaciones sonoras del sistema.
Contra contactos directos se protege no teniendo acceso fortuito a las partes en tensión.
Contra contactos indirectos se protege con interruptor diferencial.
Esto es aplicable a los dispositivos que vienen provistos de toma de tierra.
Con el diferencial también nos encontramos con más conexiones y variaciones de materiales que en mayor o menor medida afectarán al resultado, además del efecto de pequeño filtro que realiza la bobina pasiva del dispositivo. Podemos utilizar un diferencial con toroidal externo para minimizar este último efecto.
A nivel de prestaciones sonoras sería interesante también la eliminación del diferencial. Sin embargo estamos comprometiendo la seguridad seriamente.
Si en algún aparato se produjera un defecto y la carcasa quedara en contacto con un conductor activo actuaría el diferencial.
Con una corriente de fuga determinada el diferencial actuará y abrirá el circuito antes de que esa corriente pueda ser peligrosa al atravesar nuestro cuerpo.
De forma coyuntural si cogiéramos con la mano un conductor de fase nos llevaríamos una buena descarga. Con un diferencial tarado para disparar con corrientes de fuga de < 30ma esa descarga en un adulto tiene muchas probabilidades de no ser mortal. Sin este interruptor diferencial esas probabilidades no serian tan altas.
Podríamos evitar el diferencial sin comprometer la seguridad utilizando un transformador de aislamiento, obligatorio en los quirófanos para evitar la interrupción en el suministro que provocaría la actuación de un interruptor diferencial.
Al intercalar un transformador de aislamiento en un sistema monofásico los dos polos del secundario del transformador quedan desvinculados de tierra (no olvidemos que el neutro de una instalación convencional está puesto a tierra seguramente en el secundario del transformador de distribución).
Si cogiéramos un conductor activo en este circuito nuestro cuerpo estaría referenciando este polo a tierra manteniendo el potencial y por tanto sin descarga eléctrica.
Sin embargo en las instalaciones domésticas deberíamos primar nuestra seguridad por encima de todo. Es por eso que no es muy recomendable prescindir del diferencial.
Son muchas las instalaciones en las que la instalación eléctrica actúa como un "cuello de botella" en la electricidad que alimenta el sistema de audio y eso produce una disminución del rendimiento del mismo, en algunos casos de manera considerable.
La instalación de una línea dedicada es una tarea relativamente sencilla y que no debería consumir muchos recursos.
Lo ideal es montar dos líneas dedicadas radiales, una para aparatos analógicos y otra para digitales, o incluso más si hay posibilidad de hacerlo.
Rocoa:
En la imagen vemos la disposición de un cuadro eléctrico convencional. Nótese que falta el PCS.
En las siguientes imágenes vemos la disposición de un cuadro con la línea directa dedicada con el diferencial independiente para la misma y en la que el magnetotérmico se ha sustituido por un fusible, con y sin IGA.
Comencemos por el cable que vamos a utilizar en la línea dedicada.
Por lo que se refiere a la sección de los conductores, aunque 2,5 mm sería suficiente, es importante utilizar al menos una sección de 4 mm.
Muchos aficionados utilizan una manguera apantallada como cableado, siendo esta la solución ideal. La malla se conectará a tierra solo en el cuadro eléctrico, quedando libre en los enchufes de pared.
Si no es posible se han de embutir los tres cables por el tubo corrugado de la pared. Esta tarea puede resultar dificultosa si ya tenemos muchos cables en el tubo pero suele ser factible.
En el caso de optar por la manguera apantallada, existen multitud de opciones. En mi experiencia, los resultados obtenidos con el Furutech FP-3TS762 son excelentes y con el Furutech S-55N extraordinarios, aunque hay muchas otras alternativas más económicas que resultan apropiadas.
Una manguera con la que he obtenido buenos resultados es la Tornado, mucho más económica.
En el caso de que tenga que ir por tubo corrugado, he obtenido excelentes resultados con el AlphaWire. Se trata de cobre multifilar con los filamentos bañados en plata y dieléctrico de teflón:
https://es.farnell.com/alpha-wire/5859-10-wh005/cable-blanco-10awg-37-26awg-30/dp/2290732?Ntt=2290732
Este cable está configurado con tres vueltas de filamentos de cobre chapados en plata con sentido contrarrotado. El dielectrico es teflón.
Conviene grimpar las puntas de cable pelado con casquillos para mejorar los contactos y evitar la corrosión a largo plazo. Yo utilizo los WBT, chapados en oro.
https://www.audiophonics.fr/en/crimp-sleeves-c-239.html
Tenemos diferentes tipos de portafusibles en el mercado, también con corte bipolar.
https://www.md-sound.de/AHP-Klangmodul-III-G-Vergoldet-incl-16A-Sicherung-vergoldet-Hifi
https://www.kempelektroniksshop.nl/kemp-elektroniks-supreme-cylindric-fuse-cartridge.html
https://www.akikoaudio.com/en/products/570-05-akiko-audio-cylindric-fuse-cartridge-english
No debemos olvidar el utilizar un buen schuko en la pared. Hoy tenemos excelentes propuestas como las de Oyaide y Furutech.
https://www.audiophonics.fr/en/schuko-inlets-c-518.html
Mi preferido sin duda es el Furutech NCF:
https://www.audiophonics.fr/en/schuko-inlets/furutech-ft-sws-ncf-rhodium-plated-schuko-wall-plate-p-11308.html
Rocoa:
No quisiera olvidarme de incidir en la importancia de la toma de tierra de la casa. Los afortunados que vivan en casas individuales podrán montar una toma de tierra independiente y, cuando se hace bien, los beneficios son notables.
Tras la instalación de la línea dedicada el sonido gana en presencia y es posible que los primeros días sea un tanto áspero. Solo es cuestión de tiempo, unos días de rodaje y ese efecto habrá desaparecido.
Y, por supuesto, no olvidemos que si no tenemos la certeza de que dominamos perfectamente el asunto, para hacer cualquier modificación debemos contar con un profesional cualificado. Con la electricidad no se juega.
Rocoa:
DIFERENCIAL DOEPKE DFS Audio
Parece que los alemanes de Doepke se han puesto manos a la obra para mejorar la corriente eléctrica de los audiófilos y han desarrollado un diferencial de baja impedancia para aplicaciones de audio.
Se fabrica en versiones de 2 y 4 polos.
Los diferenciales, al igual que los PIAs (magnetotérmicos), son importantes como elementos protectores pero es indudable su influencia perniciosa en la señal eléctrica cuando se dispone de línea dedicada para alimentar un sistema de sonido resolutivo.
Es por eso que yo he prescindido del magnetotérmico (en su lugar he puesto un fusible) pero el diferencial lo mantengo. Conozo aficionados que también prescinden del diferencial pero yo he valorado mi seguridad por encima de todo en este caso.
Creo que toca cambiar el diferencial que poseo por éste y veremos que conclusiones saco del asunto.
https://www.doepke.de/en/products/protect/residual-current-circuit-breakers-rccbs/type-of-residual-current-f/for-audiophile-applications/
https://www.doepke.de/uploads/tx_doepkeproducts/informationsmaterial/web/doepke_5962508_audio_web_en.pdf
Sabemos que los japoneses se toman muy en serio la alimentación de sus sistemas de audio.
Más de uno habrá visto y leído artículos de algún japonés que hace una tirada eléctrica desde el transformador hasta su casa para alimentar su sistema de audio, e incluso alguno que monta una pequeña central eléctrica para tal fin.
https://www.whathifi.com/news/82-year-old-builds-pylon-in-his-front-garden-to-improve-his-sound-system
https://youtu.be/XJJy6VJvSCk
El asunto del cuadro eléctrico tampoco se lo toman a la ligera los asiáticos, como podemos ver en estas fotos:
La empresa Sine comercializa cuadros y disyuntores alemanes criogenizados.
http://sineworld.com/html/cryo_assessories/busbar.html
Y también peines de cobre chapado en oro, criogenizados, para la conexión de los disyuntores.
Saludos
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