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Esquemas eléctricos básicos
BASICO METALMECANICA
MINISTERIO DETRABAJO Y
SEGURIDAD SOCIAL
SERVICIO NACIONALDE
APRENDIZAJE
SUBDIRECCIONTECNICO
PEDAGOGICA
604.2G166dV.27Ej.11990
Analizado
27
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.
·-SUBDIREC, .;ION TECNICO PEDAGOGICA
BASICO METALMECANICA
Soldadura por arco.
DIBUJO TECNICO
,, . EsquerJ7as Electr1cos básicos
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE Subdirección Técnico Pedagógica
DIBUJO DE TUBERIA
ESQUEMAS ELECTRICOS BASICOS.
Elaborada por: Gosman Gallego Rojas.
Jairo Borja Hincapié
Coordinación Editorial: Educar Editores S.A.
Diagramación e Ilustración: Alvaro Cortes Guerrero
REGIONAL VALLE
CONTENIDO
Pág. INTRODUCCION OBJETIVO TERMINAL
1 . ESQUEMAS BASICOS 7 2. ELEMENTOS DE
UN CIRCUITO 10 3. ESQUEMA DE UN
TRANSFORMADOR 14 4. SIMBOLOS FUNDAMENTALES 24
• Simbología 24 • Diagramas de alambrados y
dibujos esquemáticos 29 BIBLIOGRAFIA 39
INTRODUCCION
Seguramente alguna vez usted observó al interior de un tablero de controles eléctricos de una máquina o miró el sistema de encendido de un auto.
De seguro que su impresión fue la de estar delante de un plato de espaguetis dado que vió cables que iban y venían por todas partes.
Inmediatamente vinieron a su cabeza algunos interrogantes, ¿Cómo hace un electricista para saber hacia donde va cada cable? ¿ Qué pasaría si hace una interconexión equivocada?
Pues bien, lo que hace que el elctricista haga las cosas bien es su capacidad de interpretar los ESQUEMAS ELECTRICOS de los cuales obtiene una EXPLICACION COMPLETA de lo que puede ocurrir o esta ocurriendo cuando se presenta alguna falla.
Para un electricista esperto en leer esquemas eléctricos, el diagrama es una representación clara de como fluye la electricidad a través de un sistema eléctrico.
Pero lo más probable es que a usted como soldador no le toque nunca ejecutar conexiones eléctricas ni reparar por ejemplo su máquina de soldar. Sí, puede estar capacitado para descubrir posibles fallas por medio de un diagrama eléctrico en el aparato, y ahorrar tiempo de e!ectricista comunicándole e! sitio exacto en donde aparece la deficiencia, redundando ésto
provechosamente en el correcto mantenimiento del equipo.
Esta unidad instruccional pretende darle a conocer el manejo de los esquemas eléctricos básicos y familiarizarlo con los símbolos de los diferentes aparatos eléctricos.
1. ESQUEMAS BASICOS
OBJETIVO INTERMEDIO 1: Una vez finalizado el estudio de este tema, el estudiante estará en capacidad de comprender la importancia de la representación esquemática de los sistemas eléctricos para explicar su funcionamiento .
Un trabajo bien logrado es el objetivo de un plano de taller en cualquier especialidad industrial, para lo cual debe ser lo menos complicado posible. Si por ejemplo representáramos un trabajo a ejecutar por medio de un dibujo como el de la Fig. 1.1 es indudable que la claridad está en su máxima expresión , pero , hacer una representación de éste tipo, exije probablemente la participación de personal altamente calificado en dibujo artístico lo cual es innecesario a causa de la pérdida de tiempo.
Figura 1.1 Representación artística de un circuito eléctrico senci llo.
7
La misma información técnica se puede lograr por medio de un diagrama como el de la Fig . 1.2 Observe la sencillez del mismo.
Figura 1.2 Esquema del circuito.
Analizando la figura anterior podremos darnos cuenta que, los elementos mostrados en la figura 1.1 han sido reemplazados por símbolos muy fáciles y rápidos de dibujar y recordar por ejemplo: La pila de dos líneas paralelas una de ellas más corta que la otra, los cables por líneas de contornos etc.
A lo anterior es a lo que se denomina DIBUJO ESQUEMATICO o simplemente ESQUEMA.
Podemos decir entonces que los dibujos esquemáticos "son dibujos de líneas o diseños gráficos hechos por propósitos técnicos o científicos para explicar cómo funciona o cómo debe montarse un sistema mediante la utilización de símbolos y líneas de conexión". Convirtiendo el sistema complicado en un dibujo inteligible.
8
EJERCICIOS
1. Compietar la siguiente frase :
Los dibujos ------------ ---- son dibujos de
----------------º - ----------gráficos con propósitos técnicos o científicos.
2. La figura que se muestra es un dibujo esquématico? ¿Por qué?
l 3. ¿Cúantos interruptores hay en éste diagrama? Reconozca el símbolo
de la izqu ierda.
¡· , ) T 4
4 . ¿Qué sign ifica el símbolo que a continuación se muestra?
-e-9
2. ELEMENTOS DE UN CIRCUITO
OBJETIVO INTERMEDIO 2: Usted estará en capacidad de conocer y representar simból icamente los elementos de un circuito o sistema eléctrico.
Es característica importante de los esquemas, que todos los símbolos se unen para formar un sistema o circuito. Este puede ser sencillo o compl icado, tener símbolos estandar o poco usados pero al fín y al cabo será un sistema completo (circuito). Los elementos básicos de un circuito eléctrico son: Fuente de energía conductores y carga (Resistencia) interconectados todos ellos entre sí. La fuente de energía puede ser: Una batería o uri generador y la carga cualquier artefacto que consuma energía eléctrica (motor, bomba, calentador, lámpara, etc.) y los conductores serán los cables. Los símbolos correspondientes a estos elementos están mostrados en la Fig. 2.1
-@- _/_
B,4TER/,I/ GENERADOR IN TE/fRllC Tt?R
-®-MOTOR A/AMBRE
Figura 2.1 Símbolos de los elementos básicos.
Diseñar un sistema eléctrico exije mucho conocimiento de los elementos que intervendrán en él (funcionamiento, forma, etc,), se debe también conocer cómo se debe representar en un plano en la forma más sencilla posible.
10
Veámos cómo se puede ejecutar éste proceso :
1. Definir los elementos del sistema (qué trabajo hará) .
2. Identificarlos simbólicamente (Fig.2 .1) 3. Localizarlos de la manera que desee, como en la Fig . 2.2 por ejemplo:
....-------✓,eneraolo-----~
Figura 2.2 Representación inicial de la idea.
4 . Analizar la disposición anterior y si es la más practica, preparar el
diag rama esquématico para explicar lo que está sucediendo.
Se debe entonces cambiar las palabras por símbolos y unirlos según se
a dicho antes. Véase Fig. 2.3.
-· __ ___,,,,,,,-------~
Figura 2.3
11
5. Si se desea, añadir algunas palabras que complementarán el dibujo esquemático, asegurando completa claridad (Fig. 2.3).
6EA'E.RAD0,4'
/NTE/i'/?(IPT0.-4'
SEA/e NLO .OE ... ______ __,, 1' 1' t-------------4
Do.s .LJ/~ECC/ONES
Figura 2.3 Diagrama esquemático para un motor DC con fuente de energía alterna.
Es importante que al analizar cualquier diagrama, se tenga en cuenta que la posición de los elementos eléctricos no es necesariamente la que tendrá en la realidad, pues estos se colocan de la manera que mejor indique el flujo del sistema y cómo se relaciona un componente con otro.
12
EJERCICIOS
1. Cúal de los siguientes símbolos representa un motor?
a. --11--
b. _/_
c.
d.~
e. Ninguno de los anteriores.
2. La figura que se muestra es la idea inicial del diseño de un circuito
eléctrico , usted debe hacer el diagrama esquemático de ésta idea.
lJ,,lerrrfu, 1 1 1
Jn/er;-v;,o-/or J 77 k r;-'f772Jr J7rfr1rt/¡° ./o,,-
1 Bcfkr/a
1 I ª;;, /7ª,,-¡;i,, J, ,. 1 / ,.
ºo/iorc.o ,1am/'ora
1 j 1 1
3. Completar la siguiente frase:
Los elementos básicos de un circuito eléctrico son ______ _
Y---- ----------
13
3. ESQUEMA DE UN TRANSFORMADOR
OBJETIVO INTERMEDIO 3: Usted estará en capacidad de diferenciar y representar esquemáticamente cualquier transformador, ya sea monofásico o trifásico, teniendo en cuenta su parte constructiva, o bien, la forma en que esten conectadas sus bobinas.
Es clave de éxito de cualquier profesional, conocer tas herramientas utilizadas en el desarrollo de su labor.
A usted le corresponde conocer en qué se fundamenta y de qué está constituída su máquina de soldar. El elemento principal de · esta es el transformador.
Un transformador es un aparato que convierte la energía eléctrica disponible de un nivel de voltaje (corriente alterna) a otro nivel de voltaje.
El transformador está constituído por: Un núcleo compuesto de láminas de acero al sil icio y de dos arrollamientos de alambre (bobinas).
El de alta tensión llamado PRIMARIO conectado con la fuente y el de baja tensión llamado SECUNDARIO, al cual se conecta la carga.(Vease fig 3.1)
Según sea la forma del núcleo pueden haber dos clases de transformadores:
a. De columna monofásicos o trifásicos (Figs. 3.2 y 3.3.) b. Acorazado también monofásicos o trifásicos su disposición general se
muestra en las figuras 3.4 y 3.5.
14
TEl?/111/ALES
Figura 3.1 Transformador.
Primario
5€>cuno'ario
Figura 3.2 Transformador Monofásico de columna.
15
P-r-imori~
Secundo,-io
Figura 3.3 Transformador Trifásico de columna.
Primario
Secundario
Figura 3.4 Disposición general de un transformador monofásico acorazado.
16
Primor/o
Secundurio
Figura 3.5 Disposición general de un transformador !rifásico acorazado.
Según la disposición de los arrollamientos (bobinas) los transformadores pueden ser:
a. De arrollamiento separados, Fig. 3.6
BT AT
Figura 3.6 Transformador de arrollamiento separados.
17
b. De arrollamientos concéntricos, Fig. 3.7
AT AT
;
u -- - ..1 BT BT
Figura3.7
c. De arrollamiento doblemente concéntricos que se basan en los anteriores y en los que el arrol lamiento de baja tensión (secundario) está dividido en dos mitades quedando el primario entre los otros dos. Fig. 3.8
AT AT
AT AT
-t-rtn
= :o
---
------ ,-
BT
BT BT
BT
Figura 3.8 Transformador de arrollamientos doblemente concéntricos.
d. De arrollamientos superpuestos (Fig. 3.9) Aquí las bobinas se montan alternadas sobre la misma columna y de forma que se dejan siempre dos secciones de baja tensión en los extremos.
18
AT AT
~ ' ~ 1 ~ l r1 ¡:: +4 IJ
8 f-'-,. ·
l ' H :j:
" !~
t ! BT BT
Figura 3.9. BT BT
Todos los transformadores antes mencionados se representan como se muestra en las figuras 3.1 O y 3.1 1.
SIMBOLOS PARA TRANSFORMADORES MONOFASICOS
(o)
Figura 3.1 O Símbolos para tran sformadores monofásicos.
a. Para diagrama de conexión. b. Símbolo abreviado (Diagrama unifilar) .
19
SIMBOLOS DE TRANSFORMADORES TRIFASICOS
Los transformadores trifásicos se representan según la interconexión de las bobinas que puede ser en estrella ( ) o en triángulo ( ).
La figura 3.12 muestra a la izquierda el esquema de las diferentes interconexiones de los transformadores trifásicos, al centro los símbolos de conexión y a la derecha el símbolo abreviado (unifilar) (El primero está con letras mayúsculas).
20
~ S T
• Co,i•x ión gr, A/A
~ S T
Col"'l~Ai ón en ll / 6 .. 5 T
r • -t
Con,xión en ~ / b.
• S T
w m
r ,
lt S T
~ fY1
_¡ t
R 5 T
w f?1
s 1
--,
r s
Conexión en 6 A
R S
r s t
Neutro
Conex·1ón en,),_ z
t
~ S T
l6J m r s
R S T
w
Neu/ro r s t
R S T
w
Figura 3.12 Transformadores tr;fásicos de diferentes interconexiones.
21
EJERCICIOS
1. Coloque los nombres que corresponden en el gráfico que se dá a continuación:
2. Complete la siguiente frase:
Si se analizan los transformadores desde el punto de vista del núcleo, se clasifican en transformadores de ____________ _
y transformadores-------------------
3. Según la disposición de los arrollamientos los transformadores pueden ser:
ª·--------------------------b, _________________________ _
c. _________________________ _
d, ________________ _________ _
22
El símbolo que se muestra a continuación qué elemento eléctrico representa?
23
4. SIMBOLOS FUNDAMENTALES
OBJETIVO INTERMEDIO 4: Al finalizar el estudio de este tema, usted estará en capacidad de representar cualquier elemento eléctrico y realizar el diagrama de alambrado y el dibujo esquemático de un sistema eléctrico dado.
Cuando ocurre una avería en uno de los equipos en los cuales usted realiza sus labores diarias, debe aprender una secuencia de pasos muy bien definidos para reponer la pieza que ha fallado y hacerla funcionar lo más pronto posible.
Si el problema es eléctr ico, el primer y más importante paso a dar es el de utilizar ESQUEMAS Y DIAGRAMAS DE ALAMBRADO.
El segundo paso es utilizar el catálogo del equipo eléctrico en su caso el de la máquina de soldar, all í aparecen un cuadro de fallas, sus causas y las acciones remediales.
Como tercer paso, despúes de identificar la falla mediante el paso anterior, seguir el sistema con ayuda de los esquemas y diagramas de alambrado hasta dar con la falla.
Es obvio que el siguiente paso a realizar es el de identificar según catálogo, el elemento deficiente hacer pedido y posteriormente remplazar la pieza averiada.
SIMaOLOGIA
Para entender los esquemas debemos conocer como se representan los aparatos eléctricos. En el capítulo 1, vimos que los símbolos son representaciones de fácil ejecución y comprensión.
24
A continuación haremos la representación de los más usados:
5,'mbolos t /picos usados en los diagramas
llomodos s is-lerna5, c;enera\es de ~í mbolos : el Internacional (SI) y e 1 Ame -ricano (NEMA)
R/~~ 4 tt - s isn .'" por a rep res eritor esq uernci:t i comente un con tactor mosneti co .
I 2 3 4
Co"toctos
Americano (NEMA) lnterf)c,ciono l ( SI ) Norrnolrnente Normal mente Normalmente Norrnalrnenfe A b ier+os Cerradas Abiertas e erradas
.1 1 l i T El emen+o térmico
-A-~ E I ertH?t'\i o t~rm,co
( NEMA] (SI) ? metál ic o
[NEMA ) t (51) Botones de contocfo
No rrno lmen+e tJormolmente Cerrado '/ ob iedo Contocto monfenldo
obiertos cerrado s
d:z:z:z:a ~ U:a:3 }-,
o o o o o o t-~ o
Co,-,dvclores de /tneo de rofen cic, ( 5e rie)
C ondvcfore.s da circuilo de control ( shvnt)
A is /amiento o par les ,¡ve no II e van corr;e n f~ ------Bob inos (NE "1A) Bob inas ( S l )
5 er i e S h un t Serie sh unt
~ ~. ? ~ EJERCICIO Di bufar un relé ma.:tnetof-~mic:o con s;rnbolos (SI) y NEMA
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Esl ac1ones ole 6otoaes Con7oc7o mornenTdneo CorJt - 50,57"en/do
Un c✓ -rc u/-:lo c ,Ycv,7o dobl e cab.eza 00$ j.t1e~ lP1 Jveqo t-----.,,------t---------1d, ho"!Jo d¿¡g¡'f.s",,,_ ½~~ <lo- t-*--,.------,~--R---1
..._ 1 "-'-" _....,... ~ -:'.T',.-,-_ ~ lº ~ --0 e-,. ~ - i>- o o ~~.) -•-..J
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Operac/o'ñ J"n.s :4:,nlo'neo t:~~~~~;p'[f(ºl, t1o~,~~r~ ci-G ~e✓1C! (,micas / m< o
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27
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28
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11,ronl!odor /'ar-a rt>;>onfes .
de o,,,//os
DIAGRAMAS ESQUEMATICOS
Los diagramas y dibujos esquemáticos son utilizados para el funcionami
ento de la instalación, esto es, no se ocupan ue ia descripción de cada una de las piezas, como los dibujos mecánicos sino de la manera en que cada
una de ellas trabaja en relación con las demás.
En los diagramas de alambrado aparecen en forma gráfica los diversos elementos que constituyen el circuito por medio de imágenes pictóricas que
claramente se parecen al equipo, colocados aproximadamente como en la realidad .
En los dibujos esquemáticos se emplean símbolos adecuados. En ambos casos las conexiones existentes entre los diversos elementos están claramente especificados.
COOtGO OE COLOJfE.S
Col.o/? 51/IIBOLO
131.AIIICO B
Ah'Añ'A,1/J,UJO AII
ÑEG,fO-,!U;?AIC0 IVB
/?t7.Jt7-BL4NCO FfB
AW
//v'TE/P.f/lPTO/f L>E .t>E.<'ECC/OIV
N-B
RB
iJ E e ALO/f .--~-.-.....------------1
Figura 4.2: Diagrama de Alambrado de un secador que funciona a través de un TERMOSTATO.
2~
Las conexiones del diagrama de alambrado están representadas por líneas gruesas que dan a entender que por ahí pasan varios alambres que van muy cerca el uno del otro, en donde se ha convenido usar señales en color. Se deben entonces util izar cables cuyo recubrimiento sean de diferentes colores, de tal suerte, que es más sencillo localizar el circuito deseado. Estos colores deben aparecer en el diagrama de alambrado. Fig.4.2.
En el dibujo esquemático las líneas muestran únicamente el flujo de la corriente en el sistema. Fig. 4.3
30
INTE/?RUPTO/? L:16? 56(.!:CC/O/J/ DE CALO/?
r::.:L
T/,f',M05T/ITO
CALEJVTAOOR
Figura 4.3 Dibujo esquemático del mismo Sistema de la Figura 4.2
EJERCICIOS
1. Marque con una X la respuesta correcta.
El símbolo de motor es:
a. -0--b. -0-c. -0--d. --vvvv--e. ___/
2. Representar simbólicamente un capacitador fijo y un fusible. 3. El dibujo que se muestra es un diagrama de alambrado, usted debe
realizar la representación esquemática del mismo.
LINEA 7RIFA51C~
4/N
l:lf. CavT-WL (COYE/10# A?R
ENG'MA )
;f'/0
~ AZ· N
Fi/.51&[ .5A
CC)l(,YI0,1'~ ¿;¡c.dVO LIEL NIS,3/0
7;;H,115. 1CJ,MfAOO;f lJ¿:
M'/118A
31
32
PRUEBA FINAL
1. Las figuras 1 y 2 contienen el dibujo de despiece de una máquina
de soldar Hobart serie 6033 A 1 (la que usted usa en taller) , usted
debe representar simbólicamente la lista de partes que se dá a
continuación:
PARA LA FIGURA 1
No. Nombre
Representación simbólica
4 Voltímetro DC
22 Bombilla de luz piloto roja.
21 Fusible
26 Potenciómetro 2 Watt 5 k
PARA LA FIGURA 2
No. Nombre
Representación simból ica
8 Motor del ventilador
33 Contactar
47 Interruptor tripolar de cuchilla
42 Transformador trifásico
triángulo-estrella.
Figura 1 e ontrol Panel G . roup
33
·'
Ñ
F" ,gura 2 Base and Lºff ' mg Yoke Group
34
2. En el diagrama de alambrado mostrado en el dibujo No. 369704 Hobart, usted debe buscar los implementos que se dan a continuación y decir con cúales otros está conectado una vez haya identificado los cables.
1 . El motor de ventilador
2. El filtro reactor (inductor) L 1
3. El fusible de 3 amp. F1
4. El transformador interfase T2
Nota : Las letras L 1, F,T2 ... identifican cada uno de los aparatos. La lista completa está en dibujo esquemáti co No. 369704 de este diagrama de alambrado. Observe por favor dicho dibujo.
35
36
3. Observe el plano que se muestra en la página siguiente y conteste a las siguientes preguntas:
1. Cúantos diodos rectificadores hay en el diagrama?
2. Díga cúantos potenciometros hay?
3. En el diagrama, cúantos fusibles existen?
4. En qué sitio del diagrama está ubicado el motor del ventilador.
5. Los terminales positivo y negativo del soldador están conectados a tierra? Qúe otro elemento eléctrico tienen antes de conectarse a tierra?
37
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1~ '•!' ~1,f;""/iAP~r,•g_-t~J-'/,OlfM< ,,•,-•!J!."°"' ,. :-;p..,1J&,q ,'c771iiit/JIV"a,,sr•o'r,A,•H~ l~,.,.,.,, ... , 1ro~, f_'/D'fJ',J4ION,fO O,,MS. $WArrs
~ '.J'1Dll , /V1". 1 S -6 UNMS , '1/a 4¡'41T
1, INf'UrcoNrAer{),11 COJlrljf!J ~w,rc N °ff1N•OF,
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.¿d(1tJ. /U~orrr . $,¡f. SAJ,7CN, CONrAUDR , CONnQo,,,10(11 .JleMor• s• 'T'NF,.,,Marr,11·, ov~RitJlfa.
r; -rJt?,.~6,:-o.ir,vl!,< , powelf ,-z ,;.,tAIJ,&OA/lr'lf, !lfrEIIFASJ; f(J re~Jrll lf/tl 67111P
T3-P
1 I¡ ·,
I J'l;N 10-J Rl'I/IOTE
· l~ú:«·"r'""' T.t -:♦ e ze-c. 1tc~r
1 1nv _ _;¡_;: __ f . ....... :~' e: ,.., .A
l8•l >3 - B r,,-✓ ~ ...l!M.f.JfMl4.L<&r-'-'IBI&..
fi'Ef. 1Pkl~ . _,4'o . SA/1 /! .369 ;,o~
BIBLIOGRAFIA
Método AFHA de Electricidad TeóricaPráctica. 1 a. ed. Barcelona: Ediciones AFHA, 1965
SCHILLO A., Tablas para la electrotecnia Barcelona: Editorial Reverté S.A., 1968
HOBART BROTHERS COMPANY, Hobart
Owner' s manual 1981
TPC TRAINING SISTEMS. Dibujos esquemáticos y símbolos. Technícol publishing Company.
DAGA G. Pedro, Transformadores convertidores. 3a. ed. Barcelona: Ediciones CEAC, 1979 925 p. il (Enciclopedia CEAC de electricidad).
" Este material esta sujeto a actualización técnica, según normas nacionales INCONTEC ya establecidas en el año de edición
de la unidad. "
39
CARTILLAS DE DIBUJO PARA LA FAMILIA OCUPACIONALMETALMECANICA
Básico:-METALMECANICO
Básicos:-MAQUINAS HERRAMIENTASY TROQUELERIA
-SOLDADURA Y LAMINA
Básico:-MAQUINAS HERRAMIENTASY TROQUELERIA
Básico: SOlDADURA Y LAMINA-TORNO
SOLDADURA OXIACETILENICA
AJUSTE Y MONTEJE DEMAQUINARIA
FRESA
SOLDADURA POR ARCOAJUSTE Y MON. MAQUINARIASOLDADURA POR ARCO
1. Introducción al dibujo
2. Nociones de geometría plana
3. Formatos y manejo de instrumentos4. Construcciones geométricas
5. Dibujo Isométrico
6. Proyecciones diédricas ortogonales
7. Interpretación de formas
8. Acotado9. Introducciones a cortes y secciones10. Lectura de planos
11. Escalas
12. Tangentes y enlaces
13. Dibujo a mano alzada
14. Técnicas y aplicación de proyecciones
15. Acotado y marcas de acabado
16. Cortes
17. Introducción a las roscas
18. Roscas
19. Ajustes y tolerancias
21. Dibujo de taller y trabajo
22. Simbología de uniones soldadas
23. Chavetas y pasadores
24. Engranajes cilindricos rectos
25. Engranajes cilindricos helicoidales
26. Otros engranajes
27. Dibujo y tubería
27. Esquemas Eléctricos Básicos