electricidad electronica.pdf

8/17/2019 electricidad electronica.pdf

1/198

Fundamentos De Electricidad

y Electrónica Caterpillar

Exposi tor : Ju an Carlos Cuba

Departam ent o Mecáni ca

Electrons

Protons

Neutron

++

+


2/198

ENERGÍA

ACCIÓN

Mecánica Frotamiento

Química

Reacción química

Luminosa Por luz

Calorífica

Calor

Magnética

Por magnetismo

Mecánica Por presión

Hidráulica

Por agua

Eólica

Por aire

Solar Panel solar

• La electricidad se puede definir como una forma de energía originadapor el movimiento ordenado de electrones. Otros tipos de energía son la

mecánica, calorífica, solar, etc.

• Dependiendo de la energía que se quiera transformar en electricidad,será necesario aplicar una determinada acción. Se podrá disponer deelectricidad por los siguientes procedimientos:


3/198


4/198

Fundamentos Electricos

4

Electron Nucleo

Orbita

Electrons

Protons

Neutron

++

+Electron

Detalle de la Estructura del Atomo

Estructura del Atomo

Estructura del Atomo


5/198

Estructura Atómica

+ ++ +

-

-

-

-

+ ++ +

-

-

-+ ++ +

-

-

-

• Como los electrones que giran en la órbita más apartada del núcleo son los menosligados al átomo, ocurre a veces, que algunos de ellos escapan, acaso por el choque deun electrón libre que se acerca a ellos a gran velocidad. Entonces prepondera la carga

positiva existente en el núcleo; el átomo se ha convertido en un ión positivo.

• A la inversa, la envoltura de electrones puede captar adicionalmente electrones libres.Entonces prepondera la carga negativa de la envoltura de electrones; el átomo se haconvertido en un ión negativo.

nº e- = nº p+ nº e- nº p+ nº e- > nº p+

CUERPO ELECTRICAMENTENEUTRO

CUERPO CON CARGAPOSITIVA

CUERPO CON CARGANEGATIVA


6/198


7/198

undamentos Electricos

• Conductor y Aislante – Material Conductor:

• Material con una gran cantidad de electroneslibres

• Flujo de electrones facil

• Ejemplos: Cobre, Plata, Oro, Agua de Mar

7

-- -

-

--

-

--

-

--

-

--

-

--

-

-

Conductor

Electron: Flujo de electrones libres

Potencial Negativo Potencial Positivo+-


8/198

8

Fundamentos Electricos

Conductor y Aislante

Material Aislante: Material con un poca o ninguna cantidad de electrones libres

Flujo de electrones dificil

Ejemplos: plastico, cristal, goma

- +-- -

-

--

-

--

-

--

-

--

-

--

Aislante

Electron: no hay flujo de electrones, ya que no hay electrones libres

Potencial Negativo Potencial Positivo


9/198

Voltaje


10/198

Voltaje


11/198


12/198

Componentes del CircuitoSimbolos de un Circuito Electrico

12

Bateria Fusible Interruptor Lampara

Tierra Resistencia Resistencia Variable Rele

Motor Diodo Transistor NPN Transistor PNP


13/198

13

Voltaje / Corriente / Resistencia


14/198


15/198

Circuitos eléctrica


16/198


17/198

17


Meta:

Diferenciar entre voltaje, corriente yresistencia

ObjectivosDefinir voltaje y caida de voltajeDefinir AmperageDefinir Resistencia

TENSION VOLTAJE O DIFERENCIA DE


18/198

P

0

• Es la fuerza eléctrica con que son empujados los electrones a través de un conductor.

La tensión aparece en los circuitoseléctrico bajo dos formas distintas:

Fuerza electromotriz inducida (f.e.m.): Es la tensión que genera una fuente deenergía eléctrica, tal como puede ser unabatería, un generador, etc...

Caída de tensión: Es la tensión que sepierde en los receptores.

• Comparando el término con un circuito hidráulico,

la tensión correspondería a la presión que se aplicaa un fluido para que éste se desplace por unconducto.

V

TENSION, VOLTAJE O DIFERENCIA DEPOTENCIAL


19/198

19

Voltaje: Presion que Empuja los Electrones a

traves del conductor.

-

--

-

-

-

-- -

-

--

-

-

--

-

-

Electron

Voltaje

Conductor


20/198

Voltaje

20

Diferencia en

Nivel de agua

(Diferencia

Potencial)Nivel de Agua“12”(Potencial)Nivel Agua“0” (Tierra)

Tanque Agua A

(Terminal Positivo)Tanque Agua B(Terminal Negativo)

Corriente Agua(Corriente Electrica)

Potencial Electrico

Cuando hay potencial electrico entre A y B, fluye la corriente.- Tanque Agua A (Potencial Positivo) : 12- Tanque Agua B (Potential Negativo) : 0


21/198

Voltaje / Corriente / Resistencia (Ejercicio)

21

E

F

+(Positivo)

12 VoltBATTERY

A B

C D

-(Negativo)

Interruptor

Lampara

Posicion de medida devoltaje Interruptor cerrado(Lampara ON) Interruptor abierto(Lampara OFF)A ~ B

B ~ C

C ~ D

D ~ E

E ~ F

F ~ A

C ~ E

C ~ F

D ~ F


22/198


22

E

F

+(Positivo)

12 VoltBATTERY

A B

C D

-(Negativo)

Interruptor

Lampara

Posicion de medida devoltaje Interruptor cerrado(Lampara ON) Interruptor abierto(Lampara OFF)A ~ B

B ~ C

C ~ D

D ~ E

E ~ F

F ~ A

C ~ E

C ~ F

D ~ F

12 12

0 0

12 0

0 0

0 12

0 0

12 0

12 12

0 12

V lt j


23/198

Voltaje

23

Tanque Agua A(Terminal Positivo)

Tanque Agua B(Terminal Negativo)

Flujo de

Corriente

Diferencia

Nivel de Agua

(Diferencia

Potencial)

Turbina de Aguarota

LamparaON

El Flujo de Corriente es la transferencia de electrones libres .

• Cuando hay un potencial electrico.

La corriente fluye .

• Energia Electrica: Cantidad de

transferencia de electrones libres

• Si el paso de electrones libres

aumenta, la energia electrica

aumenta.

• Si la cantidad de corriente es alta la

accion del actuador aumenta.


24/198


24

Tanque A Tanque B

Mismo nivel

agua

No diferenciapotencial

No flujo

corrienteTurbina de

Agua noRota

LamparaOFF

Si no hay flujo de correinte, no hay transferencia de electrones libres .

• Cuando no hay potencial electrico

la corriente no fluye.

• Energia Electrica: Debido a que no

hay trasnferencia de electrones

libres, no se genera energia electrica.

• Como no hay flujo de corriente, el

actuador no funciona.


25/198


26/198

• Su unidad de medida es el Amperio.

• El amperio (A) tiene como submúltiplos el miliamperio (mA) y elmicroamperio ( µA).

1 A = 1.000 mA 1 mA = 0,001 A

1 A = 1.000.000 µA 1 µA = 0,000001 V

• El aparato capaz de medir la intensidad de una corriente eléctricase llama amperímetro y se conecta en el circuito en serie, esdecir, de manera que la corriente eléctrica pase en su totalidad porél. El circuito debe estar funcionando.

C i t


27/198

Corriente

27

Efectos de la Corriente

Generacion de Calor

• Encendedor de cigarrillos, estufa electrica, etc

Generacion de Magnetismo

• Solenoide

Reaccion Quimica• Bateria


28/198

RESISTENCIA ELECTRICA

• Se llama resistencia a la oposición que presenta un cuerpo al paso de la corrienteeléctrica, es decir, la dificultad que encuentran los electrones para desplazarse.

• Su unidad de medida es el Ohmio ( ).

• El aparato utilizado para medir resistenciases el Ohmímetro.

• Conexión: en paralelo cuando se vaya aefectuar la medida de una resistencia, sedeberá aislar y dejar sin corriente elcircuito.

• Como múltiplo del Ohmio se emplea el kilohmio (K) y el megaohmio (M), comosubmúltiplo se emplea el miliohmio (m) y el microhmio (µ).

1 M = 1.000.000 Ohmios 1 =1.000 m

1 K

= 1.000 Ohmios 1 =

R i t i


29/198

Resistencia

29

Resistencia: Opo sic ion al f lujo de electrones .

La Resistencia Electrica de un Material depende de lo siguiente:

- Tipo de material - Area seccional del cable - Largo del cable -

Temperatura

R: ResistenciaV: Voltaje

C: Corriente

• Como múltiplo del Ohmio se emplea el kilohmio (K) y el megaohmio (M), como

submúltiplo se emplea el miliohmio (m) y el microhmio (µ).

1 M = 1.000.000 Ohmios 1 =1.000 m

1 K

= 1.000 Ohmios 1 =

0,000001 µ


30/198


31/198

Circuitos Electricos

ASOCIACION DE RESISTENCIAS (I)


32/198

ASOCIACION DE RESISTENCIAS (I)

• ASOCIACION EN SERIE

R1 R2 R3

• Un circuito serie es el formado por diferentes componentes montados en cascada, esdecir la salida de un componente conectada a la entrada de otro, así para todos loscomponentes.

• La intensidad de corriente que circula por un componente, es del mismo valor que lade los otros, ya que no hay ninguna derivación hacia otra parte del circuito.

• La resistencia total de un circuito en serie, es igual a la suma de las resistencias

parciales de sus componentes.

Rt = R1 + R2 + R3

ASOCIACION DE RESISTENCIAS (II)


33/198

ASOCIACION DE RESISTENCIAS (II)

• ASOCIACION EN PARALELO

• Un circuito en paralelo es cuando se conectan dos o más componentes, haciendo dospuntos comunes, es decir, en uno irá un terminal y en el otro irá el otro terminal de cadacomponente.

• El voltaje de este tipo de montaje tiene el mismo valor en todas las ramas. Lacorriente suministrada por el generador, se repartirá en cada una de las ramas delmontaje.

• La resistencia total que dicho montaje ofrezca siempre será menor que la resistenciamás e ueña ue esté en el circuito.

1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

R1

R2

R3

Rt =R1 x R2R1 + R2


34/198

Conexión en Serie / Paralelo / Combinada


35/198


36/198

Diagrama Eléctrico


37/198


38/198


39/198

Ley de Ohm

E

I R

VOLTAJE (V ) CORRIENTE (A ) RESISTENCIA ( )

Superior Superior Igual

Igual Superior Inferior

Igual Inferior Superior

I

R1 R2

I1 I2

E1 E2

Fig. 4-3: 1a Ley devoltaje de Kirchoff

I1 =Entrada

I5 = Salida I2 = Salida

I3 = SalidaI4=Entrada

Fig. 4-1: 1a Ley decorriente de Kirchoff

Ley de Kirchhoff


40/198

40

Componentes del Circuito y Arreglos



41/198

41


Meta: Utilizando los fundamentos, armar un circuito y describir la fuente

de voltaje, paso de corriente y carga del circuito. Diferenciar entre los tipos de arreglos en los circuitos

Objectivos Definir cada componente del circuito y su funcion Definir un circuito en serie y sus caracteristicas Definir un circuito en paralelo y sus caracteristicas



42/198

42

Componentes basicos de un circuito electrico

Fuente: Provee el potencial (voltaje), ejemplo bateria

Fuente12 V +

Paso: conexion entre el potencial positivo y el potencial negativo, ejemplo cables,fusibles, interruptores.

Paso / Cable Paso / Cable

Paso / Interruptor

Paso / Fusible

Carga: componente el cual transforma la enegia electrica en otra forma deenegia (calor, mecanica, etc.), ejemplo luces, motor de arranque.

Carga

Tierra: Potencial mas bajo, necesario para poder tener el flujo de electrones,ejemplo chassis del auto.

Tierra (-)


Componentes del Circuito y Arreglos (Ejercicio # 2)


43/198

43




44/198

44

FUSE F85A

C224

BATTERYCOMPARTMENTFUSE BOX# 1

0.5R/L

0.5R/L

0.5R/L

0.5 B

ROOMLAMPSWITCH

C40-1

C40-2

CR02

R25

R26

ROOM LAMP

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery -




45/198

45


Conectando cargas en Serie


46/198



47/198

47

12 V

R 1

R 2

2 Ω

3 Ω

¿ Cuanto es la resistencia total en este circuito?

R1 = 2 Ω

R2 = 3 Ω

R1 = 2 Ω

+R2 = 3 Ω Resistencia Total 5 Ω




48/198

48

12 V

R 1

R 2

2 Ω

3 Ω

3 Ω R 3

R1 = 2 Ω

R2 = 3 Ω

R3 = 3 Ω


R1 = 2 Ω +

R2 = 3 Ω +

R2 = 3 Ω

Resistencia Total 8 Ω




49/198

49

p y g ( j )

Conectando cargas en Paralelo


50/198

50

Componentes del Circuito y

Arreglos

Caracteristicas de una conexion en paralelo en un circuito.

⊙ La resistencia total del circuito disminuirá al añadir más en paralelo.

⊙ La corriente será diferente en cada rama, dependiendo de la resistencia

⊙ El voltaje en cada rama, sera el igual al de la fuente.

⊙

Si una rama es interrumpida, la corriente seguira fluyendo a otras ramas. ⊙ La corriente total del circuito sera la suma de las corrientes de cada ram

R2R1 I 1E1I 2E2

Circuito en Paralelo

12 Volt



51/198

51


R 1 R 22 Ω 3 Ω 3 Ω R 3

R1 = 2 Ω

R2 = 3 Ω

R3 = 3 Ω

1 ______1 + 1 + 1__R1 R2 R3

1 + 1 + 1__ =2 Ω 3 Ω 3 Ω

.5 + .333 + .333 = 1.166 _1_ = .86 Ω



52/198

52

Medida de Voltaje / Corriente / Resistencia

Medida de Voltaje/Resistencia/Corriente


53/198

53

j

Meta: Medir voltaje, amperage y resistencia utilizando un Multimetro

digital

Objectivos Describir el uso y operacion de un Multimetro digital. Definir la diferencia entre voltaje y caida de voltaje Describir como conectar el Multimetro digital para la medida de

amperaje. Describir el requisito para la medida de resistencia.


54/198

54

Medida de

Voltaje/Resistencia/CorrienteIndicador deRango Manual

Indicador dePolaridad

Selector de

ModoBoton de RangoManual/Automatico

Terminal de fusible

de 10 Amp

Terminal de fusiblede 300 mAmp

Pantalla Digital

Indicador de Modo

Rangos y

Funciones

Terminal deVoltaje/Ohms

Terminal Comun(TIERRA)


55/198



56/198

56

Para medir Voltaje en un circuito utilizando el Multimetro, primero debe de conectarlos cables de prueba en lo lugares correctos.

El cable de Prueba Rojo ira conectado al conector de V Ω

El cable de Prueba egro

ira conectado al conector de Tierra COM

Debe de seleccionar la escala de Voltaje DC



57/198

57

Esta medida es conocida como Voltaje Disponible

Para medir voltaje en un circuito utilizando el Miltimetro Digital, debe de conectarlode forma paralela al circuito

•Hay dos formas de conectarlo de forma paralela

Conectando a una tierra común Conectando a través del carga

Esta medida es conocida como Caída de Voltaje



58/198

58

FUSE F85A

C2240.5R/L

0.5R/L

0.5R/L

0.5 B

ROOMLAMPSWITCH

C40-1

C40-2

CR02

R25

R26

ROOM LAMP

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery

-

0.012.0

Midiendo Voltaje Disponible con el Multimetro



59/198

59

FUSE F85A

C2240.5R/L

0.5R/L

0.5R/L

0.5 B

ROOMLAMPSWITCH

C40-1

C40-2

CR02

R25

R26

ROOM LAMP

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery

-

Midiendo Caída de Voltaje con el Multimetro


60/198



61/198

61

FUSE F85A

C2240.5R/L

0.5R/L

0.5R/L

0.5 B

ROOMLAMPSWITCH

C40-1

C40-2

CR02

R25

R26

ROOM LAMP

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery

-

Encontrando un circuito abierto porVoltaje Disponible con el Multimetro enun Circuito en Serie



62/198

62

FUSE F85A

C224


0.5R/L

0.5R/L

TAILLIGTHSWITCH

C40-1

C40-2

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery -

Encontrando un circuto abierto porVoltaje Disponible con el Multimetro enun Circuito en Paralelo



63/198

63

FUSE F85A

C224


0.5R/L

0.5R/L

HEADLIGTHSWITCH

C40-1

C40-2

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery -

6 . 0

1 2 . 0

Encontrando una alta resistencia porCaida de Voltaje con el Multimetro en unCircuito en Paralelo



64/198

64

FUSE F85A

C224


0.5R/L

0.5R/L

0.5R/L

0.5 B

ROOMLAMPSWITCH

C40-1

C40-2

CR02

R25

R26

ROOM LAMP

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery -

Verificando condicion de Tierra en uncircuto en Serie por Caida de Voltaje conel Multimetro.



65/198

65

FUSE F85A

C224


0.5R/L

0.5R/L

0.5R/L

0.5 B

ROOMLAMPSWITCH

C40-1

C40-2

CR02

R25

R26

ROOM LAMP

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery -

Verificando condicion de Tierra en uncircuto en Serie por Caida de Voltaje conel Multimetro



66/198

66

Para medir Corriente (Amperes) en un circuito utilizando el Multimetro, primerodebe de conectar los cables de prueba en lo lugares correctos.

El cable de Prueba Rojo ira conectado al conector de A (Amps)

El cable de Prueba egro ira conectado al conector de Tierra COM

Debe de seleccionar la escala de Amperes DC



67/198

67

Para medir Corriente en un circuito utilizando el Miltimetro Digital, debe deconectarlo de forma en Serie al circuito.

Debe seguir los siguientes pasos:

• No debe de medir un circuito quetenga mas de 10 Amperes. Si el cicuito tienemas de 10 Amperes debe de usar un Clamp de Corriente

• Retire el fusible del circuito o desconecteel componente del conector

• Toda la corriente del circuito fluira a traves delMultimetro.

Motor deVentilador



68/198

68

FUSE F85A

C2240.5R/L

0.5R/L

0.5R/L

0.5 B

ROOMLAMPSWITCH

C40-1

C40-2

CR02

R25

R26

ROOM LAMP

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery -

1.8570.0

Midiendo Corriente con el Multimetro (Amperes)



69/198

69

Para medir Resistencia (Ohmios Ω) en un circuito utilizando el Multimetro, primerodebe de conectar los cables de prueba en lo lugares correctos.

El cable de Prueba egro ira conectado al conector de Tierra COM

Debe de seleccionar la escala de Ohmios Ω

El cable de Prueba Rojo ira conectado al conector de V Ω



70/198

70

FUSE F85A

C224


0.5R/L

0.5R/L

0.5R/L

0.5 B

ROOMLAMPSWITCH

C40-1

C40-2

CR02

R25

R26

ROOM LAMP

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery -

Midiendo Resistencia de un componentecon el Multimetro



71/198

71

FUSE F85A

C224


0.5R/L

0.5R/L

0.5R/L

0.5 B

ROOMLAMPSWITCH

C40-1

C40-2

CR02

R25

R26

ROOM LAMP

G09

12 VoltBattery

Battery earth

Battery +Battery -

0 .1

Ω

0 .L

Midiendo Resistencia de un componentecon el Multimetro


72/198


73/198


74/198

74

Magnetismo

Magnetismo y fuerza magnética


75/198

Un imán puede tenermuchos polos, pero elmínimo son dos: unnorte y un sur

Interacción entre imanes


76/198

Interacción entre imanes


77/198

¿Cómo lograr que un imán pierda sus propiedades magnéticas?


78/198

Imán


79/198

Modelo magnético de la materia


80/198

Material que presentapropiedades magnéticas:un imán.

Material que No presentapropiedades magnéticas.

¿Se enfriará un material en presencia de un imán?

Líneas de campo magnético


81/198

Líneas de campo magnético


82/198

Efectos magnéticos de la corriente eléctrica


83/198



84/198



85/198

Fuerza magnética sobre cargas eléctricas en movimiento


86/198

¿Qué pasa si ingresamos una espira donde existe campomagnético?


87/198


88/198

MAGNETISMO


89/198

• Se llama magnetismo a la propiedad que tienen algunos cuerpos de atraer al hierro ysus derivados.

• Un imán es un trozo de acero que debido a un tratamiento especial, ha adquirido laspropiedades de: atraer al hierro, ser orientado por la tierra y atraer o rechazar a otrosimanes; se le asignan dos polos, uno NORTE y otro SUR que se sitúan cerca de losextremos del imán.

• Se supone la existencia de una líneas de fuerza denominadas líneas d e inducc ión , queestablecen un circuito, partiendo desde el polo sur del imán, le recorren por su interior y

salen al exterior por el polo norte, de donde regresan otra vez al polo sur.


90/198

MAGNETISMO


91/198

• No todos los cuerpos se comportan de la mismaforma al introducirlos dentro de un campo magnético.

Algunos de ellos, como el hierro, producen unadeformación del campo magnético concentrando laslíneas de fuerza que pasan a su través. A estoscuerpos se les llama permeables .

• La mayoría de los cuerpos que existen en lanaturaleza, como la madera, el plástico, el cobre,aluminio, etc., son indiferentes al magnetismo yaunque se introduzcan en un campo magnético, noproducen en él alteración alguna. A estos cuerpos seles llama paramagnéti cos .

• Otros cuerpos como el bismuto, tienen lapropiedad de rechazar las líneas de fuerza, es decir,que éstas encuentran mayor facilidad de paso por elaire que a través del cuerpo, produciendo unadeformación del campo. A estos cuerpos se lesllama d iamagnéti cos .

Magnetismo


92/198

92

Definicion: Material o substancia que tiene la capacidad de atraer el acero,

metal u otros materiales megneticos.

S N S N

Material no-magnetizado

Material Magnetizado

N SN S

N S

N SN S

N S

N SN S

N S

N SN S

N S


93/198


94/198

Magnetismo


95/198

95

Induccion La bobina A produce un campo magnetico que sube ycolapsa el cual corta atraves de los conductores en la bobina B. La

bobina B tiene un voltaje inducido por la accion electrica de la bobina A. Este es el principio detras de todos los transformadores, esteprincipio se conoce como induccion mutua.

Si la frecuencia de la fuente de voltaje AC es igual a 60 Hz,

entonces el campo magnetico sube y colapsa 120 veces en unsegundo.

PrimaryCoil A

SecondaryCoil B

g

Magnetismo


96/198

96

• Transformadores que son utilizados para aumentar o disminuir un voltajese conocen como transformadores de un paso arriba o un paso abajo.

• Transformadores de un paso arriba tienen mas vueltas en el secundarioque en el primario. Por lo que le voltaje aumenta, este sube.

• Transformadores de un paso abajo tienen menos vueltas en elsecundario que en el primario. El voltaje es disminuido, baja un paso..

g

ELECTROMAGNETISMO


97/198

• Cuando un conductor rectilíneo por el que circulauna corriente eléctrica se sitúa cerca de una brújula,ésta se desvía de su posición, “buscando” laperpendicularidad al conductor. Si se aumenta laintensidad de la corriente, la brújula toma cada vezposiciones más perpendiculares.

• Este efecto es debido a que la corriente eléctricacrea a su alrededor un campo magnético análogo

al que forman los imanes y cuya intensidad, esproporcional a la intensidad de la corriente quecircula por el circuito eléctrico.

FUERZA ELECTROMOTRIZ INDUCIDA


98/198

• Faraday demostró que, cuando un conductor corta a las líneas de fuerza producidas por un campomagnético, se genera en él una fuerza electromotriz inducida (f.e.m.i.), que es directamente proporcional al flujo cortado, e inversamente proporcional al tiempo empleado en hacerlo.

Es decir:

• Los mismos efectos se observan si en lugar de aproximar o alejar el imán a la bobina, es esta la quese mueve acercándose o alejándose del imán.

• Cambiando la polaridad del imán, el sentido de la corriente en la bobina es contrario al obtenidoanteriormente.

(Diferencia de flujo)

(Diferencia de tiempo)



99/198


Es decir:







100/198


Es decir:







101/198

• Supongamos un circuito formado por dos solenoides, el primero, al que denominamos bobinaprimaria, alimentado por una batería y el segundo, al que denominamos bobina secundaria y cuyocircuito está cerrado por un amperímetro, tal como se indica en la figura.

• Al cerrarse el interruptor, la corriente circula por la bobina primaria y el flujo en expansión corta eldevanado secundario e induce en él una f.e.m. provocando una corriente eléctrica. Una vez que elflujo está completamente expandido, es decir, en su valor máximo, no hay variación de flujo en elsecundario, por lo tanto la corriente inducida en este es cero.



102/198

• Al abrirse el interruptor el campo magnético desaparece, dando lugar a la aparición de una nuevaf.e.m., y provocando una corriente eléctrica de sentido contrario a la anterior. Una vez que el flujoha desaparecido por completo, no hay variación de flujo en el secundario, por lo tanto la corriente es

cero.

Siempre que haya una variación de flujo que corta las espirasde una bobina, se induce en esta una f.e.m. inducida, dando lugar auna corriente eléctrica siempre y cuando el circuito se encuentrecerrado.

FUERZA ELECTROMOTRIZ AUTOINDUCIDA


103/198

• La autoinducción es producida en cualquier bobina que tenga uncorte brusco en la circulación de su corriente. Este efecto es enocasiones producto de interferencias y alteraciones en circuitoselectrónicos.

Magnetismo


104/198

104

Meta: Definir que es magnetismo y como se genera Demostrar el uso del campo electromagnetico.

Objectivos Definir como se genera el magnetismo Definir campo electromagnetico Demostrar la funcion de un rele y como se aplica el magnetismo

Demostrar como al colapsar un campo electromagnetico genera unpico de voltaje.


105/198

Diagnostico Electrico Basico

C t Ci it


106/198

106

Corto Circuito: Corto a tierra – Redireccion del flujo de electrones debido a que el

paso es llevado a tierra antes o despues de la

carga o el control.

V

0V

V

0VV

12V

Corto a tierra

Corto a tierra


C t Ci it


107/198

107

Corto Circuito: Corto de Carga – Es un contacto no deseado en la carga el cual

acorta el paso para el flujo de corriente a

traves de la carga.

Corto de carga

Voltaje

12V V

Interruptor cerrado

V12V V0V


C t Ci it


108/198

108

Corto Circuito: Alta Resistencia – Una alta resistencia en el circuito creara una

disminucion de corriente.

Interruptor sucio

R1 = 3Ω R1 = 2Ω

E = 12 voltios

It =2.4 A

R1 = 3Ω R1 = 2Ω

E = 12 voltios

Rint = 1.5Ω

It =1.8 A

C bl d P t F ibl


109/198

109

Cable de Puente con Fusible

• Los cables de puente se utilizan para

hacerun “by-pass” en una sección del circuito.

• Un cable de puente se compone de pedazosdel cable con un fusible en línea que estánconectados a plomos de prueba(clips de cocodrilo).

• Nunca se debe de utilizar un cable de puentesin un fusible.

• Nunca se debe de usar un fusible de capacidadsuperior a la especificada para el circuito enprueba. El circuito puede sufrir un daño grave.


110/198

110

Componente de 12 Voltios

12 V.

Cuando utilizar el cable de puente:

• Usted puede conectar a veces energía directade la batería a un componente, pero ustedsiempre debe de cerciorarse de que el

componentefuncione normalmente con energía de batería.

• Si el componente funciona con cualquier cosa con

la excepción de la energía de batería, la energíade batería directa, dañara el componente.


111/198

111

Componente de 5 Voltios

12 V.

5 V.

•

Con un fusible que tenga un grado másalto oun cable de menos diametro que el del

circuito

Cuando NO debe de utilizar el cable de puente:

• Para hacer un “by-pass” las cargas, creando uncortocircuito a la tierra.

Éste sería igual que conectando un alambre depuente delposte de la batería positiva a la tierra. Algo que

ustednunca debe de hacer.

POTENCIA Y TRABAJOELÉCTRICO


112/198

ELÉCTRICO Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un

líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene.La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”.

Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia enun segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.

La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la

letra “W”.

CORRIENTE CONTÍNUA


113/198

Potencia es la velocidad a la cual se entrega o se consume la energíaeléctrica en un aparato o circuito eléctrico. La unidad de potencia

eléctrica es el Vatio - Watt ( W ). La potencia consumida por un circuito o artefacto eléctrico es igual al

voltaje multiplicado por la corriente. La fórmula de potencia puede transformarse para hallar la corriente, si seconoce la potencia y el voltaje, o el voltaje, si se conoce la potencia y lacorriente.

P = I x V

P potencia en watts [ W ] V voltaje en voltios [ V ] I corriente en amperios [ A ]

P V I

El diagrama ¨ PIV ¨ es útil para recordar las fórmulasrelacionadas con potencia.Al tapar el valor desconocido, los dos valores res-

tantes estarán en la posición correcta para la fórmula

CORRIENTE CONTÍNUA


114/198

It

Va = 10 v

+

FLUJO DEELECTRONES

A

10

APLICACIONES DE LA FÓRMULA DE POTENCIA :

En la figura para hallar la potencia consumida por el resistor, primero

hubo que hallar la corriente total.

It = Va / R = 10 v / 10 = 1 amp

La potencia consumida por el resistor luego puede hallarse así :

P = I x V = 1 amp x 10 v = 10 watt

CORRIENTE CONTÍNUA


115/198


En la figura la resistencia permanece igual en 10 ohm, mientras que

el voltaje aplicado se duplica a 20 volt. La potencia consumida por el

resistor es :

I = V / R P = I x V

I = 20 / 10 P = 2 x 20I = 2 amp P = 40 watt

Va = 20 v

I = 2 A

+

FLUJO DEELECTRONES

A

10

CORRIENTE CONTÍNUA


116/198

2 2


En la figura al doblar el voltaje aplicado, la potencia del resistor aumentócuatro veces. Esto es debido a que al doblar el voltaje, también se doblala corriente en el circuito.Reemplazando en la ley de Ohm la fórmula de potencia, se pueden obte-ner otras fórmulas :

P = I x R P = V / R

Va = 20 v

I = 2 A

+

FLUJO DEELECTRONES

A

10

P = 40 watt

CORRIENTE CONTÍNUA


117/198

APLICACIONES DE LA FÓRMULA DE POTENCIA ( En la figura ) :

La potencia se puede hallar usando corriente y la resistencia del

circuito.

Va = 20 v

I = 2 A

+

FLUJO DEELECTRONES

A

10

La potencia se puede hallar usando el voltaje y la resistencia delcircuito

V= 20 v P = V / R = 20 / 10 = 40 watt2 2

P = I x R = 2 x 10 = 40 watts 2 2

CORRIENTE CONTÍNUA


118/198

KILOVATIOS :

La unidad de potencia en sistemas mecánicos es el Caballo Fuerza ( HP )

Un caballo de fuerza es igual a 0.746 kW. Para convertir caballos de fuerzaa kilowatt, multiplique los caballos de fuerza por 0.746 kW.

Por ejemplo, un motor eléctrico de 50 HP consumirá 37.3 kW de potencia

WATTÍMETROS :

La potencia se mide con un aparato llamado wattímetro ( Vatímetro).

Este instrumento tiene dos terminales para el voltaje y dos para lacorriente.En la mayoría de los wattímetros los terminales de corriente son deaspecto más fuerte que los de voltaje.El wattímetro reemplaza al voltímetro y al amperímetro en el

circuito.

P = HP x 0.746 = 50 HP x 0.746 kW = 37.3 kW

COMPONENTES ELÉCTRICOS


119/198

Para comprender cómo se usa la

electricidad, es necesario conocer los

componentes eléctricos. Un circuito

puede tener resistores, capacitores,

inductores o combinaciones de los

tres.

Todo circuito es afectado por la

resistencia. Los circuitos de CA se

ven más afectados por los inducto-

res y capacitores que por las

resistencias.

CA = Corriente Alterna

¿Cuánta energía gastamos en la casa?


120/198

Relé Electromagnético


121/198

Una gran cantidad de las instalaciones eléctricas existentes en un automóvil sonmandadas por componentes electromagnéticos llamados relés o telerruptores. Elrelé permite mandar, por medio de un circuito de baja corriente (circuito deexcitación) otro circuito que funciona con corrientes más elevadas (circuito depotencia).

La bobina electromagnética estáinsertada en el circuito de excitación, conun consumo muy débil del orden demiliamperios: al pasar la corriente por ella

crea un campo magnético tal queproduce el desplazamiento de la armaduradesde la posición de reposo a la posiciónde trabajo.

La armadura de mando actúa sobre laapertura y cierre de los contactos,permitiendo el paso de corriente hacia losconsumidores correspondientes.

Un muelle de retorno devuelve a laarmadura a la posición de reposo cuandola corriente de excitación desaparece.

Consumidor30

Bobina deexcitación

Necesidad de los Relés


122/198

Si en una instalación con granconsumo la gobernamos con la únicaayuda de un simple interruptor, debido aque sus contacto internos no suelen estardimensionados para soportar unaintensidad de corriente elevada, estosse deteriorarían rápidamente conconsecuencia graves por elcalentamiento al que estarían sometidos

y dando lugar a notables caídas detensión en la instalación.

Para evitar esto se utilizan los relés, de

forma que la corriente se dirige por la víamás corta desde la batería a través delrelé hasta los faros. Desde el interruptor enel tablero hasta el relé es suficiente unconductor de mando de sólo 0,75 mm2, yaque el consumo es de unos 150 mA.

Faros

Batería

Interruptor

Faros

ReléBatería

Interruptor


123/198

En este tipo de relé la salida de corriente se produce por dos terminales a la

Relé doble de trabajo


124/198

En este tipo de relé la salida de corriente se produce por dos terminales a lavez al ser excitado el relé.

85 ó 2

87 ó 5

86 ó 1

30 ó 3

30 ó 3 87 ó 5

86 ó 1

85 ó 2

Tipo B:

Tipo A:

85 ó 2

87 ó 5

86 ó 1

30 ó 330 ó 3: Entrada de potencia.

87 ó 5: Salida de potencia.

87b ó 5: Salida de potencia.

85 ó 2: Negativo excitación.

86 ó 1: Positivo excitación.

87b ó 5

87b ó 5

87b ó 5

Actúa alternativamente sobre dos circuitos de mando o potencia. Uno es

Relé de conmutación


125/198

pcontrolado cuando los elementos de contacto se encuentran en la posición detrabajo, mientras que el otro lo es cuando los elementos de contacto se encuentranen la posición de reposo.

85 ó 2

87 ó 5

86 ó 1

30 ó 3

30 ó 3 87 ó 5

86 ó 1

85 ó 2

Tipo B:

Tipo A:

85 ó 2

87 ó 5

86 ó 1

30 ó 330 ó 3: Entrada de potencia.

87a ó 4: Salida de potencia en reposo.

87 ó 5: Salida de potencia activado.

85 ó 2: Negativo excitación.

86 ó 1: Positivo excitación.

87a ó 4

87a ó 4

87a ó 4

Existen una serie de relés especiales, para usos muy concretos, o con

Relés especiales


126/198

p p ydisposición de los terminales específica. En este pequeño estudio presentamos losrelés con resistencia o diodo de extinción y diodo de bloqueo.

Relé con resistencia Relé con diodo de

extinción y de bloqueo

Relé con diodo

de extinciónEl objeto de la resistencia y del diodo es proteger al elemento de mando del relé

de posibles corrientes autoinducidas, generadas en la propia bobina de excitación,que podrían dar lugar al deterioro de este.


127/198


128/198


129/198

Códigos de ColoresAl observar una resistencia comercial en la mayoría de los casos se observa que


130/198

Al observar una resistencia comercial, en la mayoría de los casos se observa queel valor óhmico de la resistencia, como la tolerancia de fabricación vienenindicadas mediante un código de colores , que se lee de izquierda a derecha.

• El primer paso para determinar el valor de resistencia es leer su tolerancia, que es

indicada por la última franja.• Posteriormente, se observa el color de la primera franja de la izquierda que nos

indica el valor de la primera cifra significativa; la segunda franja, la segunda cifrasignificativa y la tercera, el número de ceros que van detrás de las dos primerascifras.

1ª Franja

2ª Franja 3ª Franja

4ª Franja


131/198

Resistencias FijasSe fabrican con un valor óhmico fijo determinado y estándar que viene


132/198

Se fabrican con un valor óhmico fijo, determinado y estándar , que vieneindicado, como ya se ha visto anteriormente, en el propio cuerpo de la resistencia.

Según su fabricación, se pueden diferencias resistencias aglomeradas,resistencias de película de carbón, resistencias de película metálica o resistenciasbobinadas. Todas ellas presentan unas particularidades en su funcionamiento que lashacen ser utilizadas en determinados circuitos

Soporte cerámicoCapa de pintura

Resina de carbónTerminal

Resistencia de aglomerado

Resistencia de bobinados

Resistencia de resina de carbón

Ejemplo de Aplicación en el AutomóvilExisten variables aplicaciones de resistencia en el automóvil, no solo en están

presentes internamente en las diversas unidades de mando sino que también forman


133/198

presentes internamente en las diversas unidades de mando, sino que también formanparte de determinados circuito eléctricos.

MOT

Mando selector

Conjunto resistencia y motor

Alimentación batería

Circuito selector de velocidad del ventiladorhabitáculo.

La selección del los distintosacoplamientos de resistencias, haceque la tensión de alimentación del

motor varíe, consiguiendo variar lavelocidad de giro del mismo.

Resistencias VariablesEstos tipos de resistencias se denominan potenciómetros, siendo posible

modificar el valor óhmico mediante un dispositivo móvil llamado cursor Estos valores


134/198

modificar el valor óhmico mediante un dispositivo móvil llamado cursor. Estos valoresvarían entre cero y un máximo, en función de las características propias del materialresistivo utilizado y de las características constructivas.

Representación esquematizada

Valor variable Valor variable

Valor Fijo

Se suele utilizar como reostato, produciendo caídas de tensiones variables ocomo divisor de tensión, siendo la tensión de salida del cursor proporcional a laresistencia que representa su posición.


135/198

Resistencias EspecialesModifican sus características resistivas con la variación de determinadas


136/198

Modifican sus características resistivas con la variación de determinadasmagnitudes físicas, como la temperatura, la luz , la tensión, etc.

Resistencias sensibles a la luz:Comúnmente son conocidas como LDR

(light dependent resistor), resistenciadependiente de la luz. Están construidas conmateriales que se transforman enconductores, al incidir energía luminosa sobre

ellos (sulfuro de cadmio). Así pues, cuantomayor es la energía luminosa, menor es elvalor óhmico de la resistencia.

Las resistencias LDR

tienen un valor de variosmegaohmios (10 MΩ) . Alexponerlos a la luz, suresistencia baja a unos pocosohmios (75-300 Ω ).

Existen dos tipos de resistencias sensibles a la temperatura: las de coeficiente detemperatura negativo (NTC) y las de coeficiente de temperatura positivo (PTC)

Resistencias sensibles a la temperatura


137/198

temperatura negativo (NTC) y las de coeficiente de temperatura positivo (PTC).

NTCPTC

Varios tipos determistencias

Las resistencias PTC se caracterizan por variar su valor óhmico en razón directa ala temperatura. Así, a menor temperatura presentan mayor resistencia.

Las resistencias NTC se caracterizan por variar su valor óhmico en razón inversa a la temperatura. Así, a mayor temperatura presentan menor resistencia.

Automóvil

La principal aplicación de las resistencia sensibles a la temperatura es como


138/198

Sensor Temperaturamotor.

Sensor temperaturaaire

Sensor posiciónacelerador

La principal aplicación de las resistencia sensibles a la temperatura, es comosensores de temperatura de agua, combustible, aire, etc. Se utilizan en cualquier tipode circuito tanto de climatización, de inyección, suspensión, etc.

También se utilizan PTC como resistencia de caldeo de sondas lambda, caja demariposas, colector de admisión, etc.

PTC de caldeo

La abreviatura de las resistencias sensibles a latensión es VDR (voltage dependent resistor) Están

Resistencias sensibles a la tensión


139/198

tensión es VDR (voltage dependent resistor). Estánconstruidos normalmente con gramos de carburo desilicio, moldeados en pequeños cilindros o discos.

Estos elementos son resistencias no lineales cuyovalor óhmico disminuye cuando aumenta la tensiónaplicada en bornes.

Se utilizan habitualmente como elementosestabilizadores de tensión y especialmente para proteger

contactos móviles, como los de los interruptores, relés,etc.

Varios tipos de varistores o VDR

Se trata de una resistencia magneto-resistivo cuya característica es que varía suvalor óhmico en función de las líneas del campo magnético (flujo magnético) que

Resistencias magnetorresistivas


140/198

p g ( j g ) qla atraviesa.

En el automóvil este tipo de resistenciano actúa por si sola, sino que estáintegrada en un sensor, que a su vezengloba una electrónica de sensor .

Un ejemplo de esto es el sensor

magnetorresistivo utilizado como sensorde régimen de ruedas en el sistema defrenado ABS. Se implanta una ruedageneratriz de impulsos, dotada de unapista de exploración.

Ω

o

Ω

o

Diodo SemiconductorEl diodo es un componente electrónico realizado con material semiconductor

( i ili i ) i l id d l d j l i lé i


141/198

(germanio o silicio), y cuya particularidad es que solo deja pasar la corriente eléctricaen un único sentido.

Su símbolo es el indicado, y consta de un terminal positivo denomina ánodo yotro negativo denominado cátodo. Exteriormente tienen una franja para indicar elsentido de paso.

Ánodo Cátodo

Si

No

Ánodo Cátodo

Si

No

Dentro de un símil hidráulico, el diodo se comporta como una válvulaantirretorno.

Si conectamos el borne positivo de una pila al ánodo y el negativo al cátodo de undiodo, se dice que el diodo se ha polarizado directamente. Si se aumenta la


142/198

diodo, se dice que el diodo se ha polarizado directamente. Si se aumenta lapolarización directa, aumenta la corriente de paso por el diodo, pero si dichapolarización llega a ser excesiva, se rompe la estructura cristalina quedando

inutilizado el diodo.

Si conectamos el borne positivo de la pila al cátodo y el negativo al ánodo deldiodo, se dice que el diodo se ha polarizado inversamente. Si se aumenta lapolarización inversa este se puede perforar y destruir.

Para establece el paso de corrientees necesario establecer unatensión mínima, de unos 0,6 a 0,75V, denominada tensión umbral ode barrera.

Si a un diodo se le somete a una

tensión inversa, deja circular unapequeña intensidad de corriente,que se la denomina corriente defuga que es despreciable


143/198

Diodo ZénerAl igual que un diodo normal deja pasar la corriente cuando está directamente


144/198

Al igual que un diodo normal, deja pasar la corriente cuando está directamentepolarizado. Pero cuando se le polariza inversamente, el diodo conduce, dejandopasar toda la corriente inversa al llegar a una cierta tensión, denominada tensión de

zéner y manteniendo constante dicha tensión.

Ante una polarización directa, el diodo zéner funciona como un diodo normal.

Ánodo Cátodo

SiSolo a partir de VZ

Tensión zéner

Ánodo Cátodo

Si

6,8 V

Solo a partir de VZ

Al conectar el diodo zéner polarizado inversamente, el diodo se comporta como undiodo normal, siempre y cuando la tensión aplicada sea inferior a la tensión zéner .


145/198

, p y p

Vz: 6,8 VV: 4 V

Si mantenemos la polarización inversa del zéner y aumentamos la tensión

aplicada hasta superar el valor de la tensión zéner , observamos como el diodopermite el paso de corriente, intentando que entre sus extremos exista una diferenciade tensión igual al valor de la tensión zéner.

Vz: 6,8 VV: 8 V

Los diodos zéner se utilizan en distintos circuitos electrónicos como limitadores yestabilizadores de tensión.

Diodo Luminoso LedSon diodos que emiten luz al paso de la corriente los hay


146/198

Son diodos que emiten luz al paso de la corriente, los hayde distinto tamaño y color, tenemos que tener la precaución derespetar la polaridad ya que si lo colocamos al revés no lucirá

como diodo que es, para distinguir la polaridad una de laspatillas es mas larga que la otra para indicarnos que es elpositivo.

Ánodo Cátodo

Si + ilumina

No

El diodo LED (DiodeEmisted Light) para su buen

funcionamiento debe estarconectado entre 1,7 a 2,5 V, y letiene que recorrer una corrientede unos 10 mA.

Si está sometido a mastensión termina por fundirse y si

se coloca a una tensión menorla luz que emite es pobre.

Para conectarlo a una fuentede 12 V se coloca unaresistencia en serie deaproximadamente 1 K .

+

-

1 KΩ

12 V

Muescaidentificación

del cátodo

Existen modelos de diodos de dos colores, diferenciando diodos led bicolores dedos patillas y diodos led bicolores de tres patillas


147/198

dos patillas y diodos led bicolores de tres patillas.

En los diodos bicolores de dos patillas, dependiendo de la polaridad que exista en

sus patillas se encenderá el rojo o verde.

En los diodos led de tres patilla elcolor depende del diodo por el cualcircula la corriente eléctrica, si circula

corriente por los dos al mismo tiempoaparece el naranja como mezcla deambos. En realidad tenemos trescolores.

K

RojoVerde

K

RojoVerde

FotodiodoEl fotodiodo es un semiconductor diseñado de manera que la luz que incide sobre


148/198

El fotodiodo es un semiconductor diseñado de manera que la luz que incide sobreél permite una corriente eléctrica en el circuito externo. El fotodiodo es un detectoroptoelectrónico, o fotodetector, que permite conmutar y regular la corriente eléctrica en

un circuito externo en respuesta a una intensidad luminosa variable.El fotodiodo desarrolla una función opuesta a un diodo LED, ya que el fotodiodo

convierte energía óptica en energía eléctrica.

Ante una polarización directa, el

fotodiodo actúa como si se tratase deun diodo semiconductor normal.

Ánodo Cátodo

Si

Depende de la intensidad lumínica

Ante una polarización inversa, el fotodiodo permite un paso de corrienteproporcional a la intensidad lumínica que recibe. Si la intensidad lumínica es

ñ l i t d á i l t i l i t id d l í i


149/198

pequeña, la corriente de paso será menor; si por el contrario la intensidad lumínica esgrande, la corriente de paso será mayor .

El fotodiodo se utiliza en el automóvilcomo sensor de luminosidad para launidad de mando de la climatización.

El sensor informa del grado deincidencia de los rayos del sol en elvehículo, potenciando la climatizaciónsegún la incidencia de estos sobre elvehículo.

TransistorPuede decirse que en general los transistores son dispositivos electrónicos con


150/198

Puede decirse que en general los transistores son dispositivos electrónicos condos uniones y tres terminales, cuya función principal es la de amplificación, es decir,la de poder controlar una corriente elevada mediante la variación de una corrientemucho más débil.

Según la sucesión de los cristales que forman los transistores, nos podemosencontrar dos tipos de transistores diferentes: de tipo NPN y PNP. Tanto un tipo comoel otro constan de tres terminales llamados base, colector y emisor .

Emisor

P P N Colector

Base

Emisor Colector

Base

Transistor tipo

PNP


151/198

En el símil hidráulico el flujo de aguapor el conducto E-C (emisor-colector)

Principio de funcionamiento


152/198

p ( )depende del posicionamiento de latrampilla, que a su vez es accionada por el

flujo E-B (emisor-base), luego el flujo entreel conducto E-C (IC )es proporcional alque existe entre el conducto E-B (IB).

Para que circule corriente por laBase la presión en el Emisor tieneque tener más potencial (mas presión)que en la Base. Cuanto mayor sea elpotencial (presión) en E mayor será lacorriente de la base y mayor será lacorriente que pasa por E-C .

CE

B

IC

IB

CE

B

+

+

Principio de funcionamiento


153/198

Si el potencial (presión) de la Base

fuera mayor que en el Emisor la trampillase cerraría impidiendo el paso por E-C.

Observamos que ha un pequeño aumento de corriente por la base produceun gran aumento de la corriente que pasapor E-C.

CE

B

+

+

El Emisor es donde está la flecha y por él circula toda la corriente IE= I C + I B .

Tipo

Funcionamiento transistor


154/198

P N P Emisor

Colector

Base

N P N

Emisor

Colector

Base

Emisor Colector

Base

IE IC

IB

Emisor Colector

Base

IE IC

IB

TipoPNP:

TipoNPN:

Cuando el transistor funciona en saturación, su funcionamiento se asemejamucho a un relé. Al accionar el pulsador, se crea una corriente de base, limitada por

Funcionamiento transistor


155/198

p pla resistencia, que hace que el transistor conduzca y encienda la lámpara.


156/198

Tipo PNP


157/198


158/198

Tipo NPN


159/198

Cuando el transistor funciona en conducción activa se dice que está trabajandoen amplificación, es decir, se determina la corriente entre emisor y colector ,


160/198

regulando la corriente de base:

TipoPNP:

IC = b * IB IC : Corriente colector

IB : Corriente de base.

B : Ganancia del transistor.

Tipo NPN


161/198

El transistor “Darlington”, en su aspecto externo, no difiere mucho de untransistor normal ya que posee los tres electrodos: emisor, colector y base.Interiormente presenta dos transistores montados en cascada es decir que la

Transistor Darlington


162/198

Interiormente, presenta dos transistores montados en cascada, es decir, que lasalida del primer transistor es la entrada del segundo transistor, con sus respectivas

resistencias de polarización.

La ventaja de este transistor es debida a su gran ganancia, ya que la corrientede base necesaria para hacer conducir el circuito emisor-colector, es mucho máspequeña que en el caso del montaje de un solo transistor. De esta forma, se aplicaprácticamente toda la corriente del emisor a la carga a través del colector.

El interruptor establece lacorriente por la base de T21,creando una corriente decolector que polariza la baseT22 y provocando el paso de lacorriente principal entrecolector y emisor del darlington.

Ejemplo Aplicación de Transistores

ReguladorElectrónico

L i t d it ió t l


163/198

La corriente de excitación se controlamediante el transistor (T3) que cierra o abre el

circuito dejando pasar o anulando dichacorriente.

El control de tensión regulada se efectúamediante el transistor (T1), el diodo zéner(Dz) y un divisor de tensión formado por laresistencias (R1) y (Rz).

Estando el alternador parado, al cerrar elinterruptor (I), la tensión en los bornes delalternador será la del acumulador, y la tensiónen el punto “B” con respecto al punto “A” seráinferior a la del zener (Dz), no existiendoconducción en él, y en consecuencia tampoco

en el transistor (T1), esta situación da lugar aque se establezca una corriente de signo (+)en la base del transistor (T2), permitiendo elpaso de la corriente a través del mismo. Laintensidad que circula por el transistor (T2) esla corriente de base del transistor (T3), por loque éste también conduce.

Ejemplo Aplicación de Transistores

15

Cortacorrientes tactil


164/198

30 87b

87a

8586e c

b

e c

b

15

31

ec

b


165/198


166/198

EL OSCILOSCOPIO


167/198

• El osciloscopio es un instrumento de

medida que presenta en una pantallauna imagen grafica de una señalelectrica. Esta imagen muestra comocambia la señal a medida que transcurreel tiempo

• La imagen es trazada sobre unapantalla en la que se reproduce un ejede coordenadas (Tensión/tiempo).

• Esto permite determinar los valoresde tiempo y tensión de una señal, asicomo la frecuencia, tipos de impulso,ciclos de trabajo (DWELL, RCO odusty cicle), etc.

TIPOS DE OSCILOSCOPIO


168/198

OSCILOSCOPIO ANALOGICO:

Funciona mediante la aplicacióndirecta de la tensión que se mide aun haz de electrones que recorre lapantalla

OSCILOSCOPIO DIGITAL:

Toma muestras de la señal a intervalosdiscretos de tiempo, almacenandolas en sumemoria como puntos de la forma de onda.Mediante esta información el osciloscopioreconstruye la forma de onda en la pantalla.

Osciloscopio delaboratorio

Osciloscopio

Digital

LOS CONTROLES • Una serie de controles situados en el panel frontal permiten


169/198

• Una serie de controles situados en el panel frontal permitenajustar el tamaño de la imagen, controlar su desplazamiento y

medir su valor

Base de Tiempos. Actúan sobre lavelocidad de barrido delpunto luminoso sobre la

pantalla.

CONTROLHORIZONTAL Ajustan la escala detensión, es decir, lasensibilidad deentrada.

Atenuar o amplificar la señal y modificar el tamaño de la imagenpara que pueda adaptarse a la pantalla y sea perfectamente visible.

CONTROL

VERTICAL


170/198

LAS SONDAS• Una sonda es una punta de pruebas de alta calidad, diseñada


171/198

p p ,para transmitir una señal sin captar ruido ni interferencias.

• Suelen ser cables blindados con malla metalica y estancompensados internamente con una baja capacidad, ya que delo contrario distorsionarian las medidas de señales de alta

frecuencia.• Existen sondas atenuadoras que reducen la tensión deentrada por un factor 10, 100 ó 1000 veces, de modo que elosciloscopio pueda registrar tensiones muy superiores a lasque directamente puede medir.

CONEXIONES DE ENTRADA•Los osciloscopios, normalmente,proporcionan dos entradas (canales) de


172/198

proporcionan dos entradas (canales) deseguridad para clavija apantallada de 4 mm

(entrada A roja y entrada B gris) y unaentrada de seguridad para clavija banana de4 mm común (COM).

Panel de conexionado de lassondas

Entrada A: Siempre se puede utilizar laentrada A roja para todas mediciones deentradas únicas que son posibles con elinstrumento de medida.

Entrada B: Para realizar mediciones endos señales diferentes se puede utilizar laentrada B gris junto con la entrada A roja.

COM: Se puede utilizar el terminal negroCOM como masa única para medicionesde baja frecuencia y para mediciones decontinuidad, capacidad y diodos.

Te he dicho unay otra vez ¡Queme trates conmucho cuidado!

¡UUH! Es cierto,lo he vuelto a

olvidar

LAS SONDAS


173/198

Para evitar descargas eléctricas o

incendios, utilizar únicamente unaconexión COM (común), o asegurarsede que todas las conexiones al COMestán al mismo potencial (referencia ala misma masa)

CONCEPTOS DE SEÑAL

TensiónONDA


174/198

Tensión

Tiempo

Señal que se repite a lo largo

del tiempo

FORMA DE ONDA

Representación gráfica deuna señal que muestra el

tiempo sobre el ejehorizontal y la tensiónsobre el eje vertical

CICLO DE ONDA

Porción de onda que se repite

FORMAS MAS COMUNES DE ONDAS

ONDA SENOIDAL:


175/198

Es la tensión de la red electrica de uso domestico, la creada por unalternador antes de ser rectificada o por una sonda Lambda.

Onda Senoidal Onda Senoidal Amortiguada

FORMAS MAS COMUNES DE ONDASONDA CUADRADA:

E l f d ñ l d d H ll


176/198

Es la forma de señal que puede generar un captador Hall,

sensor de fase, cuentakilometros, etc.

V

t

Onda generada por uncaptador Hall de encendido

FORMAS MAS COMUNES DE ONDASONDA COMPLEJA:


177/198

Son las que pueden ser una combinación de varias, como

las dadas en el primario y secundario de un encendido.

V

t

Onda generada por elsecundario de encendido

Conceptos: PERIODO• El Periodo de una señal, es el tiempo que tarda una onda


178/198

El Periodo de una señal, es el tiempo que tarda una ondaen realizar un ciclo completo.

• PERIODO

10 mseg x 4 divisiones = 40mseg


179/198

Conceptos: FRECUENCIA• La Frecuencia es el numero de ciclos de onda que tienen


180/198

qlugar en un tiempo dado, generalmente en 1 segundo.

PERIODO10 mseg x 4 divisiones =

40 mseg

Frecuencia = 1/Periodo

• Primero calculamos el“Periodo”

• Sustituimos el Periodo en laformula de Frecuencia:

f=1/p f=1/0.040 seg

Frecuencia = 50 Hz

es decir:

UNIDADES DE FRECUENCIA


181/198

• La unidad de Frecuencia es el Hertzio (Hz).

• Un Hertzio equivale a un ciclo por segundo (1ciclo/seg).

• El Hertzio tiene a su vez múltiplos y submúltiplos, siendolos multiplos de mayor utilización el Kilohertzio (KHz) y el

Megahertzio (MHz).

1 KHz = 1.000 Hz

1 MHz = 1.000.000 Hz

1 Hz = 0.001 KHz

1 Hz = 0.000001 MHz

EJERCICIO 2 • Calcular la frecuencia de las siguientes formas de onda


182/198

3divisiones

5divisiones

Periodo =2 ms x 3 div = 6ms

Periodo = 5 ms x 5 div = 25ms

Frecuencia = 1/0.006seg = 166.6Hz

Frecuencia = 1/0.025seg = 40Hz

UNIDADES DE FRECUENCIA


183/198

¿Has observadoqué......?

• Del Periodo en segundos, resulta lafrecuencia en Hertzios

• Del Periodo en milisegundos, resultala frecuencia en Kilohertzios

• Del Periodo en microsegundos, resultala frecuencia en Megahertzios

EJERCICIO 3

• Dibuja la forma de onda de la pantalla de la izquierda, enla de la derecha teniendo en cuenta la base de tiempos


184/198

la de la derecha, teniendo en cuenta la base de tiempos

Conceptos: AMPLITUD (I)


185/198

• La Amplitud de una señal es la altura o distancia que

tenga la forma de onda con respecto a la linea de cero dereferencia.

• Amplitud:

2 voltios x 6 divisiones = 12Voltios


186/198


187/198

EJERCICIO 5 • Indicar en la siguiente forma de onda sus distintos parametros.


188/198

Tensión Pico a Pico

Tensión Pico máximo

Tensión Pico mínimo

Tensión Eficaz

Frecuencia

2 voltios x 6 div. = 12 voltios



6 voltios x 0.707 = 4.2

voltios

f = 1/p = 1/0,004seg = 250 Hz

EJERCICIO 6

CONEXIONADO DEL OSCILOSCOPIO


189/198

El circuito representado en la figura, tiene una cadencia de funcionamiento de

1mseg, es decir, el interruptor cambia de posicion en ese intervalo de tiempo.

Dibuja la señal que detectaria el osciloscopio, en la conexión que indica eldibujo. Determina la escala de tension y tiempo, para poder observar la señal conexactitud.

EJERCICIO 7

CONEXIONADO DEL OSCILOSCOPIOEl i i d l fi i d i d f i i d


190/198



Dibuja la señal que detectaria el osciloscopio, en la conexión que indica eldibujo. Determina la escala de tension y tiempo, para poder observar la señalcon exactitud

EJERCICIO 8

CONEXIONADO DEL OSCILOSCOPIOEl i it t d l fi ti d i d f i i t


191/198

El circuito representado en la figura, tiene una cadencia de funcionamiento

de 1mseg, es decir, el interruptor cambia de posicion en ese intervalo detiempo.


EJERCICIO 9

CONEXIONADO DEL OSCILOSCOPIOEl i it t d l fi ti d i d f i i t d


192/198




Conceptos: PULSO• Se produce cuando se detecta la activación momentanea de


193/198

un elemento, por ejemplo, el destello de una lampara

• Muchos actuadores en el automovil reciben un tren deimpulsos a frecuencia fija, para modular su funcionamiento.

• La modulación se obtiene variando el ciclo de trabajo (DWELL)de una señal a frecuencia fija, es decir, modificando el tiempo deactivación y desactivación dentro del periodo.

12V

0V

V

t/ms

60%

40%

10 ms 20 msPeriodo =100%

f = 1/p

f = 1/0,01 seg

f = 100 Hz

OSCILOSCOPIOS PARA AUTOMOCION

En los osciloscopios utilizados enautomoción normalmente en la


194/198

automoción, normalmente, en la

pantalla aparecennuméricamente distintasmagnitudes seleccionadas por

medio de un menú.

EJERCICIO 10• En la siguiente forma de onda indica que Ciclo de Trabajo,Dwell, o RCA tienen.


195/198

% D

% D

25

75

% D

% D

40

60


196/198

SEÑAL LAMBDA ()

Para analizar esta señal


197/198

Para analizar esta señal

seleccionaramos una base detensión pequeña y una base detiempos grande.

La sonda Lambda genera unatensión de 100 a 900 milivoltios, y

su periodo es de aproximadamente

de 1 seg a un régimen de giro deunas 2000 r.p.m.

SEÑAL DE MANDO ACTUADOR DE RALENTI DE DOS BOBINAS

Para analizar esta señal,utilizaremos un osciloscopio de


198/198

utilizaremos un osciloscopio de

dos canales.Observaremos los tiempos deactivación (Dwell) de cada una de

las bobinas; estos deben seropuestos.

electricidad electronica.pdf

Documents