sistema electronico del automovil

¿Qué es la electricidad?

Es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica.

Mientras la electricidad era todavía considerada poco más que un espectáculo de salón, las primeras aproximaciones científicas al fenómeno fueron hechas en los siglos XVII y XVIII por investigadores sistemáticos como Gilbert,^[] von Guericke,^[] Henry Cavendish,  Du Fay, van Musschenbroek y Watson. Estas observaciones empiezan a dar sus frutos con Galvani, Volta, Coulomb y Franklin, y, ya a comienzos del siglo XIX, con Ampère, Faraday y Ohm.

La carga eléctrica es una propiedad de la materia que produce una fuerza cuando tiene cerca otra materia cargada eléctricamente. La carga se origina en el átomo, el cual tiene portadores muy comunes que son el electrón y el protón.

¿Cómo se produce la energía eléctrica?

Por medio de elementos del mar, fuerza del agua, carbón mineral, petróleo, gas, el sol, el viento, procesos químicos y energía nuclear entre otros.

Los más comunes y conocidos son.

Energía eólica, hidráulica, térmica, solar.

Para transmitir electricidad se debe.

Generar, transmitir y distribuir.

Corriente eléctrica (I) amperes

Es un desplazamiento de cargas eléctricas atreves de un conducto sólido, liquido o gaseoso.

Al conectar un generador a un circuito eléctrica la diferencia de potencial entre los electrodos libera electrones libera electrones que se mueven desde el punto de menor potencial hasta el de mayor potencial  generando corriente eléctrica.

La corriente continua (CC) o directa (CD)

Es aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz

Fuentes suministradoras de corriente directa o continua.

Baterías.

Corriente alterna (CA)

Si la corriente eléctrica se desplaza alternativamente en uno y otro sentido del circuito eléctrico recibe el nombre de corriente alterna formando una forma de oscilación.

Fuentes suministradoras de corriente alterna (CA)

Alternador de un automóvil.

Corriente pulsatoria.

Es una corriente continua que sufre cambios regulares de magnitud a partir de un valor constante. Los cambios pueden ser en intensidad o en tensión. Estos cambios o pulsos son siempre en el mismo sentido de la corriente.

Voltaje (V) voltios

Es una medida de la energía potencial de una carga eléctrica. Esa atadura entre el electrón y el átomo tiene un determinado voltaje. En cada átomo la fuerza eléctrica une electrones cargados negativamente a un núcleo positivo.

Conductor

Cuerpo que permite el paso de calor y electricidad.

Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de carga eléctrica.

Cualquier material o substancia que permite con facilidad el paso de corriente.

Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.

Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es la plata, pero debido a su elevado precio, los materiales empleados habitualmente son el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos), o el aluminio; metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre, es sin embargo un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.¹ A diferencia de lo que mucha gente cree, el oro es levemente peor conductor que el cobre, sin embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la corrosión.

Aislante

Un aislante eléctrico es un material con escasa capacidad de conducción de la electricidad, utilizado para separar conductores eléctricos evitando un cortocircuito y para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión pueden producir una descarga. Los más frecuentemente utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas. Las piezas empleadas en torres de alta tensión empleadas para sostener o sujetar los cables eléctricos sin que éstos entren en contacto con la estructura metálica de las torres se denominan aisladores.

El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material.

Material altamente resistente al paso de corriente eléctrica o al movimiento de electrones a su través.

Cable

Conjunto de conductores retorcidos, por lo general cubiertos por un material aislante, que se emplean para establecer las conexiones entre dispositivos eléctricos.

Se llama cable a un conductor (generalmente cobre) o conjunto de ellos generalmente recubierto de un material aislante o protector, si bien también se usa el nombre de cable para transmisores de luz (cable de fibra óptica) o esfuerzo mecánico (cable mecánico).

Los cables cuyo propósito es conducir electricidad^[] se fabrican generalmente de cobre, debido a la excelente conductividad de este material, o de aluminio que aunque posee menor conductividad es más económico.

Generalmente cuenta con aislamiento en el orden de 500 µm hasta los 5 cm; dicho aislamiento es plástico, su tipo y grosor dependerá del nivel de tensión de trabajo, la corriente nominal, de la temperatura ambiente y de la temperatura de servicio del conductor.

Alambre

Se denomina alambre a todo tipo de hilo delgado que se obtiene por estiramiento de los diferentes metales de acuerdo con la propiedad de ductilidad que poseen los mismos. Los principales metales para la producción de alambre son: hierro, cobre, latón, plata, aluminio, entre otros. Sin embargo, antiguamente se llamaba alambre al cobre y sus aleaciones de bronce y latón.

El alambre se emplea desde muchos siglos antes de nuestra era. El procedimiento de fabricación más antiguo consistía en batir láminas de metal hasta darles el espesor requerido, y cortalas luego en tiras estrechas que se redondeaban a golpes de martillo para convertirlas en alambre. Dicho procedimiento se aplicó hasta mediados del siglo XIV. Sin embargo, en excavaciones arqueológicas se han encontrado alambres de latón de hace más de 2000 años que al ser examinados presentaron indicios de que su fabricación podría atribuirse al procedimiento de la hilera. Hilera es una plancha de metal, que posee varios agujeros de distintos diametros. Al metal que se quiere convertir en alambre se le da primero la forma de una barra, y después se adelgaza y se saca punta a uno de los extremos de la barra para pasarla sucesivamente por los distintos agujeros de la hilera, de mayor a menor, hasta que la barra de metal quede convertida en alambre del grosor deseado. En Inglaterra se empezaron a producir alambres con la ayuda de maquinarias a mediados del siglo XIX. En esta clase de máquinas, muy perfeccionadas posteriormente, basadas en el principio de la hilera, todas las operaciones son mecánicas y sustituyen con admirable rapidez y rendimiento el antiguo trabajo manual.

El alambre de cobre se utiliza básicamente para fabricar cables eléctricos, así que el alambre más usado industrialmente es el que se hace de acero y de acero inoxidable.

El alambre normal de acero suele tener un tratamiento superficial de galvanizado para protegerla de la oxidación y corrosión y también hay alambre endurecido con proceso de temple.

Trabajo

Producto de fuerza ejercida sobre un cuerpo por su desplazamiento.

Trabajo (W)

Potencia

Régimen según el cual se realiza el trabajo. La unidad de medida de potencia es el caballo de potencia (HP) que equivale a 33.000 libras-pie de trabajo por minuto. En el sistema métrico se emplea el caballo de vapor (CV) que equivale a 75kgm. 1HP = 1,014 CV.

La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).

Cuando una corriente eléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico 

P = I x v es la fórmula de la potencia.

Superconductor

Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía en determinadas condiciones.

La resistividad eléctrica de un conductor metálico disminuye gradualmente a medida que la temperatura se reduce. Sin embargo, en los conductores ordinarios, como el cobre y la plata, las impurezas y otros defectos producen un valor límite. Incluso cerca de cero absoluto una muestra de cobre muestra una resistencia no nula. La resistencia de un superconductor, en cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material se enfría por debajo de su temperatura crítica. Una corriente eléctrica que fluye en una espiral de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin fuente de alimentación. Al igual que el ferromagnetismo y las líneas espectrales atómicas, la superconductividad es un fenómeno de la mecánica cuántica.

La superconductividad ocurre en una gran variedad de materiales, incluyendo elementos simples como el estaño y el aluminio, diversas aleaciones metálicas y algunos semiconductores fuertemente dopados. La superconductividad, normalmente, no ocurre en metales nobles como el cobre y la plata, ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos.

Sistema de enfriamiento del automóvil

Anticongelante

Los anticongelantes son compuestos que se añaden a los líquidos para reducir su punto de solidificación, logrando de esta forma que la mezcla resultante se congele a una temperatura más baja. Una aplicación típica es añadirlos a la gasolina y el diésel para evitar su solidificación en invierno, así como al agua del circuito de refrigeración de los motores para que funcionen expuestos a temperaturas extremas. Otra aplicación es inhibir la corrosión de los sistemas de refrigeración que a menudo contienen una gama de metales electroquímicamente incompatibles (aluminio, hierro fundido, cobre, soldaduras de plomo, etcétera). En ocasiones se prefiere el término «agente coligativo» para aludir tanto a los anticongelantes como a los «antiebullición» que también se emplean en climas cálidos para aumentar el punto de ebullición.

Termostato

Se encuentra alojado regularmente en el cuello, o estructura del motor, donde conecta la manguera superior que viene del radiador.

Su función es evitar que el agua fluya dentro del motor, hasta que este, no haya llegado a su temperatura de funcionamiento.

Otro ejemplo lo podemos encontrar en los motores de combustión interna, donde controlan el flujo del líquido refrigerante que regresa al radiador dependiendo de la temperatura del motor.

Pero en cuanto alcance su temperatura de funcionamiento 86^oC el material de que esta hecho el termostato, dilata su resistencia, permitiendo el paso del anticongelante o agua.

Mientras el motor esta frio el termostato se encuentra cerrado y cuando se calienta el motor el termostato se abre dando pasó al líquido.

Hay 2 tipos de termostatos el de tipo fuelle y el de resorte bimetal. Ambos trabajan basándose en el principio científico de los materiales y los gases se expanden cuando son calentados no es necesario paro trabajo lento o clima frío

Según se va calentando el motor, el mecanismo de acción de la válvula se expande y se abre. De esta manera el agua caliente proviene del motor fluye hasta el radiador, donde es enfriada, y regresa a los conductores de agua.

Ventilador

La velocidad del ventilador eleva el flujo de aire que pasa a través del radiador para la eficiencia de enfriamiento del mismo. El ventilador es montado justo en la parte posterior del radiador. Algunos ventiladores son conducidos por una correa en V que viene desde el cigüeñal y otros son conducidos por un motor eléctrico.

Pero el ventilador lo puede sustituir la velocidad del auto ya que se aspira mucho aire a altas velocidades.

Cuando el motor está trabajando, el ventilador sopla aire a través de un núcleo, enfriando el agua del radiador.

El ventilador generalmente está colocado en el extremo del eje de la bomba de agua y es accionado por la banda del ventilador.

La acción enfriadora del ventilador es particularmente importante cuando el motor trabaja lentamente u opera a lentas velocidades en ciudades.

Radiador

Un radiador es un tipo de emisor de calor.

Su función es intercambiar calor del sistema de calefacción para cederlo al ambiente, y es un dispositivo sin partes móviles ni producción de calor. Forma parte de las instalaciones centralizadas de calefacción.

El radiador enfría al refrigerante cuando este alcanza una temperatura elevada. Es hecho de muchos conductos con aletas sobre ellos, a través de los cuales el refrigerante fluye antes de que retorne al motor. El radiador es enfriado por el aire que es aspirado por el ventilador o por el viento que golpea a este en el frente mientras que el vehículo se está moviendo.

Un radiador necesita un mantenimiento consistente en un purgado periódico, por el cual se elimina el aire que haya entrado en las cañerías impidiendo la entrada de agua caliente a los elementos que conforman el radiador. Aparte del purgador, un radiador tiene que tener una entrada de agua caliente con una llave de paso, y una salida para agua enfriada con otra llave que sirve para el equilibrado hidráulico y para desmontar el radiador, que se llama detentor.

El radiador está formado por  tres unidades ensambladas juntas: el tanque superior, el tanque de fondo o inferior y el central o secciones llamadas núcleo. El núcleo más usado es de tipo tubular consiste en muchos tubos colocados en hileras que van  del tanque superior al inferior. Son sometidos en posición por una serie de pequeñas hojas de metal colocadas horizontalmente; estas hojas se llaman aletas y están espaciadas una de otra más o menos un octavo de pulgada. Las aletas ayudan a transferir el calor del agua hacia el aire. Cuando el agua caliente deja el tanque superior y entra hacia los tubitos, se divide en varios pequeños chorros y el calor es transferido a los tubos. El calores rápidamente conducido a las aletas y acarreado por el aire que pasa entre el núcleo del radiador.

 Bomba de agua.

Para hacer circular agua a través del sistema de enfriamiento, es necesaria una bomba. La bomba generalmente va colocada en el extremo delantero del motor, entre este y el radiador, y es accionada por una banda conectada a una polea de mando, fija en el extremo delantero del cigüeñal.

Las bombas de agua que son de tipo impulsión consisten con una cubierta con entrada y salida de agua y un impulsor que está formado por una serie de láminas u hojas curvas, fijas a un extremo del eje de la bomba sellado.

Cuando el impulsor gira, las láminas someten el agua a una fuerza centrifugan y sale por el orificio de salida de la bomba hacia el bloque de cilindros.

El agua fría que se encuentra en el fondo del radiador es llevada hasta la bomba por una manguera conectada al orificio de entrada de la bomba. La flecha de impulsor esta soportada por uno o más cojinetes. Para que el agua no pueda escapar atraves de los cojinetes se usa un sello.    

Bulbo de temperatura

Este bulbo está conectado a la parte superior de la válvula por medio de un tubo capilar.

Se encuentra lleno de un fluido  potencia denominado carga termostática, el cual al evaporarse ejerce una fuerza sobre el diagrama de la válvula controlando el flujo de refrigerante al interior del evaporador.

Es el elemento que mide el grado de sobrecalentamiento del vapor de refrigerante a la salida del evaporador.

En lo general se usa un bulbo instalado en el interior de la tubería debido a que existen otros que también pueden ir dentro de ella este debe ir firmemente fijado con abrazaderas metálicas y cercano de la salida del evaporador, en posición horizontal. Su ángulo de fijación está recomendado a 45^o por debajo del plano horizontal; si la tubería es demasiado estrecha o de igual sección circular que la del bulbo, se recomienda montar el bulbo sobre esta.

Sensor de temperatura

Están construidos por un termistor NTC, que como su nombre lo indica, es una resistencia de coeficiente negativo de temperatura. Esto quiere decir que la resistencia del sensor irá disminuyendo con el incremento de la temperatura medida, o lo que es lo mismo, que su conductibilidad irá aumentando con el incremento de temperatura, ya que cuando está frío el sensor, su conductibilidad es mala y aumenta con el incremento de temperatura. El sensor está encapsulado en un cuerpo de bronce, para que pueda resistir los agentes químicos del refrigerante y tenga además una buena conductibilidad térmica.

También pueden encontrar de un termistor PTC de coeficiente positivo de temperatura.

Está localizado generalmente cerca del termostato del motor, lugar que adquiere el valor máximo de temperatura de trabajo y entrega rápidamente los cambios que se producen en el refrigerante.

Tiene 2 terminales una es de señal de temperatura a la ECM y la otra es masa o tierra.

 ventilador cuando llega a la temperatura de función.

  

Termistor

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura.

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo

NTC: Coeficiente de Temperatura Negativo (NTC) termistores son resistencias semiconductores térmicamente sensibles que presentan una disminución de la resistencia a medida que aumenta la temperatura absoluta. Cambio en la resistencia del termistor NTC puede llevarse a cabo ya sea por un cambio en la temperatura ambiente o internamente por auto calentamiento resultante de la corriente que fluye a través del dispositivo.

PTC: Un termistor PTC es un resistor que depende de la temperatura, son fabricación de titanato de bario y deben elegirse cuando se requiere un cambio drástico en la resistencia a una temperatura específica o nivel de corriente. Los termistores PTCs pueden operar en los siguientes modos:

Sensores de temperatura, en temperaturas que oscilan entre 60° C a 180° C, por ejemplo, para protección de los bobinados de motores eléctricos y transformadores.

Fusible de estado sólido de protección contra el exceso de corriente, que van desde mA a varios A (25° C ambiente) a niveles de tensión continua superior a 600V, por ejemplo, fuentes de alimentación para una amplia gama de equipos eléctricos.

Sensor de nivel de líquidos.

Cuando la temperatura aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la disminuyen.

Conversión de valores de temperaturas

La escala Celsius y la escala Kelvin tienen una transformación muy sencilla:

Grados K=273.15 + grados C

En la transformación de grados centígrados a grados Fahrenheit debes tener en cuenta que cada grado centígrado vale 1,8 ºF (0 - 100 en la escala centígrada equivale a 32 - 210 en la escala Fahrenheit). Por lo tanto debes multiplicar los grados centígrados por 1,8 que equivale a 9/5. Como el cero Celsisus corresponde al 32 Fahrenheit debes sumar 32:

GradosF= (9/5)*gradosC+32

Para la transformación inversa se despeja y queda:

GradosC= (5/9)*(grados F-32)

Electrónica

La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.

Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la gran construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería de materiales.

Se considera que la electrónica comenzó con el diodo de vacío inventado por John Ambrose Fleming en 1904.

Resistencia eléctrica (Ω) ohmios

La resistencia que opone al conductor al flujo de corriente es lo que se llama resistencia eléctrica. Es la de limitar o controlar la corriente en los circuitos.

Ley de Ohm

Su descubridor Georg Simon Ohm físico alemán de principios de siglo xix (1787-1854) la ley de ohm establece que la cantidad de corriente que pasa por un circuito es directa mente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito la ley de Ohm permite calcular la resistencia y el voltaje adecuado.

INTENSIDAD                                       RESITENCIA                                  VOLTAJE       

 I= V/R                                                          R=V/I                                           V=IxR

Los circuitos eléctricos son representaciones gráficas de elementos conectados entre sí para formar una trayectoria por la cual circula una corriente eléctrica, en la que la fuente de energía y el dispositivo consumidor de energía están conectados por medio de cables conductores, a través de los cuales circula la carga.

Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores), y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes eléctricos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.

Circuito en Serie

La corriente eléctrica en un circuito eléctrico en serie es la misma en todos sus elementos, el voltaje total de circuito, el que proporciona la fuente de poder, será igual a la sumatoria de todos los voltajes individuales de los elementos que componen el circuito. De manera similar, la resistencia equivalente en un circuito eléctrico en serie es la sumatoria de los valores de cada una de las resistencias que la integran.

Circuito en Paralelo

El voltaje en un circuito eléctrico el paralelo es el mismo en todos sus elementos, la corriente eléctrica total del circuito será igual a la sumatoria de todas las corrientes individuales de los elementos que lo componen. La resistencia equivalente en un circuito eléctrico en paralelo, es igual al inverso de la suma algebraica de los inversos de las resistencia que lo integran, y su valor siempre será menor que cualquiera de las resistencia existentes en el circuito.

 Circuito mixto

Los circuitos mixtos son una combinación de los circuitos en serie y paralelo, es decir, un circuito mixto, es aquel que tiene circuitos en serie y paralelo dentro del mismo circuito.

Capacitores

Simbología

Un capacitor, está formado por dos placas metálicas separadas por un material aislante llamado "dieléctrico".
Su función principal es almacenar energía eléctrica en forma temporal.

oPara aplicaciones de descarga rápida, como un Flash, en donde el condensador se tiene que descargar a gran velocidad para generar la luz necesaria (algo que hace muy fácilmente cuando se le conecta en paralelo un medio de baja resistencia)

oComo Filtro, Un condensador de gran valor (1,000 µF - 12,000 µF) se utiliza para eliminar el "rizado" que se genera en el proceso de conversión de corriente alterna a corriente continua.

Para aislar etapas o áreas de un circuito: Un condensador se comporta (idealmente) como un corto circuito para la señal alterna y como un circuito abierto para señales de corriente continua, etc. 

El capacitor electrolítico es un elemento polarizado, por lo que sus terminales no pueden ser invertidas. Generalmente el signo de polaridad viene indicado en el cuerpo del capacitor.

El inconveniente que tienen estos capacitores es que el voltaje permitido entre sus terminales no es muy alto. Si fuera necesario cambiar este capacitor, se debe buscar uno de la misma capacidad y con un voltaje igual o mayor al del capacitor dañado, pero...

No se recomienda utilizar un capacitor de voltaje (dato de fabrica) muy superior al dañado pues, un capacitor que recibe un voltaje mucho menor que para la que fue diseñado, siente que no estuvo polarizado en corriente continua y la capa de óxido de aluminio disminuye hasta que el elemento falla.

Nota: Este tipo de capacitores deben de utilizarse lo antes posible después de su fabricación.

Si el período de almacenamiento antes de usarlo es muy largo, al no recibir voltaje, se empieza a dañar (se reduce la capa de óxido de aluminio). Es conveniente tomar en cuenta siempre la fecha de fabricación. 

Cable UTP

Son unas siglas que pueden referirse a:

 Unshielded Twisted Pair: un tipo de cableado utilizado principalmente para comunicaciones.

Es un cable de pares trenzados y sin recubrimiento metálico externo, de modo que es sensible a las interferencias; sin embargo, al estar trenzado compensa las inducciones electromagnéticas producidas por las líneas del mismo cable. Es importante guardar la numeración de los pares, ya que de lo contrario el efecto del trenzado no será eficaz, disminuyendo sensiblemente, o incluso impidiendo, la capacidad de transmisión. Es un cable barato, flexible y sencillo de instalar. La impedancia de un cable UTP es de 100 ohmios.

Como el nombre lo indica, "unshielded twisted pair" (UTP), es un cable que no tiene revestimiento o blindaje entre la cubierta exterior y los cables. El UTP se utiliza comúnmente para aplicaciones de REDES Ethernet, el término UTP generalmente se refiere a los cables categoría 3, 4 y 5 especificados por el estándar TIA/EIA 568-A standard.

Este cable es de gran utilidad en el protoboard ya que con ese cable se puede hacer puentes en un circuito eléctrico.

Y por lo tanto conduce electricidad.

Potoboard

Es en la actualidad una de las placas de prueba más usadas. Está compuesta por bloques de plástico perforados y numerosas láminas delgadas, de una aleación de cobre, estaño y fósforo, que unen dichas perforaciones, creando una serie de líneas de conducción paralelas. Las líneas se cortan en la parte central del bloque para garantizar que dispositivos en circuitos integrados de tipo dual in-line package (DIP) puedan ser insertados perpendicularmente y sin ser tocados por el provedor a las líneas de conductores. En la cara opuesta se coloca un forro con pegamento, que sirve para sellar y mantener en su lugar las tiras metálicas.

Debido a las características de capacitancia (de 2 a 30 pF por punto de contacto) y resistencia que suelen tener los protoboard están confinados a trabajar a relativamente baja frecuencia (inferior a 10 ó 20 MHz, dependiendo del tipo y calidad de los componentes electrónicos utilizados).

Los demás componentes electrónicos pueden ser montados sobre perforaciones adyacentes que no compartan la tira o línea conductora e interconectados a otros dispositivos usando cables, usualmente unifilares. Uniendo dos o más protoboard es posible ensamblar complejos prototipos electrónicos que cuenten con decenas o cientos de componentes.

El nombre inglés «protoboard» es una contracción de los vocablos ingleses prototype board y es el término que se ha difundido en los países de habla hispana, aunque se suele emplear también la traducción al castellano placa de pruebas.

Transformador

Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores.

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente.

Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, circulará por éste una corriente alterna que creará a su vez un campo magnético variable no rotativo. La relación de transformación indica el aumento o decremento que sufre el valor de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, la relación entre la tensión de salida y la de entrada.

Los científicos e investigadores basaron sus esfuerzos en evolucionar las bobinas de inducción para obtener mayores tensiones en las baterías. En lugar de corriente alterna (CA), su acción se basó en un "do&break" mecanismo vibrador que regularmente interrumpía el flujo de la corriente directa (DC) de las baterías.

 A una bobina, llamada primario, se le aplicaba una corriente continua proveniente de una batería, conmutada por medio de un ruptor movido por el magnetismo generado en un núcleo de hierro central por la propia energía de la batería. El campo magnético así creado variaba al compás de las interrupciones, y en el otro bobinado, llamado secundario y con muchas más espiras, se inducía una corriente de escaso valor pero con una fuerza eléctrica capaz de saltar entre las puntas de un chispómetro conectado a sus extremos.

La mayoría de los dispositivos electrónicos en hogares hacen uso de transformadores reductores conectados a un circuito rectificador de onda completa para producir el nivel de tensión de corriente directa que necesitan. Este es el caso de las fuentes de poder de equipos de audio, video y computación.

Bobina

La bobina o inductor es un elemento que reacciona contra cambios en la corriente a través de él, generado un voltaje que se opone al voltaje aplicado y es proporcional al cambio de corriente.

Son componentes pasivos de dos terminales que generan un flujo magnético cuando se hacen circular por ellas una corriente eléctrica.
Se fabrican arrollando un hilo conductor sobre un núcleo de material ferromagnético o al aire.
Su unidad de medida es el Henrio (H) en el Sistema Internacional pero se suelen emplear los submúltiplos mH y mH.

Debido a que el campo magnético alrededor de un conductor es muy débil, para aprovechar la energía de dicho campo magnético se arrolla al alambre conductor y de esta forma se obtiene lo que se conoce como inductancia o bobina. Al tener el alambre arrollado, se denomina excitación magnética a la causa que origina el campo magnético.

Si por una bobina circula una corriente eléctrica se produce un campo magnético el cual es el resultado de la suma de los campos magnéticos de cada espira y a este efecto se lo denomina concatenación.

Existen bobinas de diversos tipos según su núcleo y según tipo de arrollamiento.
Su aplicación principal es como filtro en un circuito electrónico, denominándose comúnmente, choques.

Relevador

Símbolo del relé en dos circuitos:  

El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.

El electroimán hace bascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si  es N.A o N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magnético, provoca que los contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden sr considerados como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito.

Conocidos también como relevadores o relay, estos dispositivos forman parte del sistema eléctrico del automóvil y es posible encontrar docenas de ellos en los modelos recientes.

Es un dispositivo que consta de dos circuitos diferentes: un circuito electromagnético (electroimán) y un circuito de contactos, al cual aplicaremos el circuito que queremos controlar.

Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético. Cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce (ferrita). Este atrae al inducido que fuerza a los contactos a tocarse. Cuando la corriente se desconecta vuelven a separarse. 

Para evitar que los interruptores se dañan utilizamos los relés que lo que hacen es hacer un relevo de un cable donde circula alta intensidad de corriente hacia el componente, el relé es activado por el interruptor y consume mucho menos corriente que el componente entre sí.

Señal eléctrica

Una señal eléctrica es un tipo de señal generada por algún fenómeno electromagnético. Estas señales pueden ser analógicas, si varían de forma continua en el tiempo, o digitales si varían de forma discreta (con valores dados como 0 y 1).

Características de las señales eléctricas

1. Señal eléctrica

Entenderemos por señal eléctrica a una  magnitud eléctrica cuyo valoro intensidad depende del tiempo. Así, v (t) es una tensión  cuya amplitud depende del tiempo e i(t) es una  corriente cuya intensidad depende del tiempo.

Por lo general se designa la palabra señal para referirse a magnitudes que varían de alguna forma en el tiempo. Interpretaremos a las magnitudes constantes como casos particulares de señales eléctricas.

2. Características comunes

Señales constantes y variantes

Como su nombre lo indica, las señales constantes son aquellas que no varían en el tiempo. Tal es el caso del voltaje en bornes de una batería. Su representación gráfica es por lo tanto una línea recta horizontal.

Las señales variantes son aquellas que cambian su valor de alguna manera son el tiempo.

Tipos de Señales

-0. 5,0, 0,5, 1, 1, 5,2, 2,5 0 5 10 15 20 Tiempo [seg]

Señal constante Señal variante

Diodo

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos.

Terminales como ánodo, y un cátodo.

Un dispositivo electrónico de estado sólido que permite el paso de corriente eléctrica en un solo sentido. Se utiliza en los transformadores para transformar la corriente alterna a corriente continua para cargar la batería.

Un diodo es una sustancia cuya conductividad es menor a la de un conductor y mayor que la de un aislante.

Aunque el diodo semiconductor de estado sólido se popularizó antes del diodo termoiónico, ambos se desarrollaron al mismo tiempo.

Un diodo semiconductor moderno está hecho de cristal semiconductor como el silicio con impurezas en él para crear una región que contiene portadores de carga negativos (electrones), llamado semiconductor de tipo n, y una región en el otro lado que contiene portadores de carga positiva (huecos), llamado semiconductor tipo p. Las terminales del diodo se unen a cada región. El límite dentro del cristal de estas dos regiones, llamado una unión PN, es donde la importancia del diodo toma su lugar. El cristal conduce una corriente de electrones del lado n (llamado cátodo), pero no en la dirección opuesta; es decir, cuando una corriente convencional fluye del ánodo al cátodo (opuesto al flujo de los electrones).

 

Rectificador de media onda

En electrónica, un rectificador es el elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua.¹Esto se realiza utilizando diodos rectificadores, ya sean semiconductores de estado sólido, válvulas al vacío o válvulas gaseosas como las de vapor de mercurio.

Dependiendo de las características de la alimentación en corriente alterna que emplean, se les clasifica en monofásicos, cuando están alimentados por una fase de la red eléctrica, o trifásicos cuando se alimentan por tres fases.

El tipo más básico de rectificador es el rectificador monofásico de media onda, constituido por un único diodo entre la fuente de alimentación alterna y la carga.

El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una señal de alternada lleno conducen cuando se polarizan inversamente. Además su voltaje es positivo

RECTIFICADOR MONOFÁSICO DE MEDIA ONDA
La función de este circuito es eliminar uno de los dos semiperiodos de una señal alterna senoidal, proveniente del secundario del transformador. El componente electrónico que se usa para este fin es el diodo, que tiene la propiedad de conducir en un solo sentido.

Aplicamos una onda senoidal a la entrada (transformador reductor). En el semiciclo positivo el diodo queda polarizado directamente y se comporta prácticamente como un interruptor cerrado (excepto los 0.6V de la barrera de potencial). Esto hace que por el circuito circule una corriente cuya forma de onda está representada en la fig. 3. Esta corriente provoca una caída de tensión senoidal.

Rectificador de onda completa

Un Rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua.

Existen dos alternativas, bien empleando dos diodos o empleando cuatro (puente de Graetz).

Dos diodos

Ambos diodos no pueden encontrarse simultáneamente en directa o en inversa, ya que las diferencias de potencial a las que están sometidos son de signo contrario; por tanto uno se encontrará polarizado inversamente y el otro directamente. La tensión de entrada (Vi) es, en este caso, la mitad de la tensión del secundario del transformador.

Tensión de entrada positiva: El diodo 1 se encuentra en polarizado directamente (conduce), mientras que el 2 se encuentra en configuración inversa (no conduce). La tensión de salida es igual a la de entrada.

Tensión de entrada negativa: El diodo 2 se encuentra en polarización directa (conduce), mientras que el diodo 1 se encuentra en polarización inversa (no conduce). La tensión de salida es igual a la de entrada pero de signo contrario. El diodo 1 ha de soportar en inversa la tensión máxima del secundario.

Cuatro diodos

En este caso se emplean cuatro diodos con la disposición de la figura. Al igual que antes, sólo son posibles dos estados de conducción, o bien los diodos 1 y 3 están en directa y conducen (tensión positiva) o por el contrario son los diodos 2 y 4 los que se encuentran en inversa y conducen (tensión negativa).

A diferencia del caso anterior, ahora la tensión máxima de salida es la del secundario del transformador (el doble de la del caso anterior), la misma que han de soportar los diodos en inversa, al igual que en el rectificador con dos diodos. Esta es la configuración usualmente empleada para la obtención de onda continua.

Multímetro

Un multímetro Digital es un instrumento, normalmente portátil, de medición de parámetros eléctricos mediante procedimientos electrónicos, sin usar piezas móviles, con alta precisión y estabilidad y amplio rango de medición de valores y tipos de parámetros.

La forma de presentación de la información medida es mediante una presentación digital (Display). Los parámetros que pueden ser leídos por un solo instrumento contempla Voltaje y Corriente DC y CA, Valores RMS y/ó pico, Resistencia y Conductancia, Ganancia en dB, Capacitancia, probadores de semiconductores, temperatura y frecuencia.

Esta amplia posibilidad  de leer distintos parámetros es debido al uso de conversores de esos parámetros en voltajes DC los cuales son convertidos mediante un dispositivo de alta velocidad, de valores analógicos en digitales y luego presentados en el Display. El dispositivo al se hace referencia es un conversor Análogo/Digital que usa distintas técnicas de conversión de acuerdo a la resolución, velocidad de respuesta y precisión buscada.

El circuito interno de los multímetros digitales puede básicamente dividirse en dos secciones: una Analógica y otra Digital. La sección Digital esta compuesta por el conversor Analógico al Digital (en algunos instrumentos esta conversión es hecha por medio de un circuito microprocesador) y una pantalla de dígitos, que puede ser de Led o de Cristal Líquido.

Este instrumento funciona depende las escalas que quieras tener como ejemplo voltaje (V.A o V.C), corriente (C.A o C.D), resistencia (Ω) y continuidad.

Cualquiera de esos depende tu caso lo seleccionas con el selector del multímetro.

Este multímetro tal vez en ocasiones pueda sustituir al:

 Amperímetro: instrumento eléctrico para medir el número de amperios, o intensidad de corriente, en un circuito eléctrico. También da indicación del sentido en que circula.

Ohmímetro: instrumento para medir la resistencia eléctrica, en ohmios, de un conductor o de un circuito.

Voltímetro: instrumento eléctrico para la medida de tensión o voltaje de un dispositivo eléctrico, como una batería o un alternador. También sirve para medir la tensión entre dos puntos de un circuito eléctrico.

Como te darás cuenta el  multímetro cuenta con 2 cables uno de color rojo y otro de color negro.

Si te das cuenta el rojo siempre va con la terminal positiva y el negro con la terminal negativa. Pero si los cambias el resultado en el display da negativo y así te darás cuenta de que las puntas no van a ahí. Pero esto no cuenta con la C.A ya que no tiene polos con terminal positiva o negativa determinada.

Potenciómetro

Potenciómetro: es un resistor cuyo valor de resistencia es variable.

 La resistencia variable es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante. Este contacto móvil se llama cursor o flecha y divide la resistencia en dos resistencias cuyos valores son menores y cuya suma tendrá siempre el valor de la resistencia total.

De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente las resistencias variables se dividen en dos categorías:                                                                                                                                             los potenciómetros y los reóstatos se diferencias entre sí, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, éstos se conectan en paralelo al circuito y se comporta  como un divisor de voltaje.

Transitor

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Transistor: es un semiconductor sólido de silicio constituido por cuatro capas alternativas tipo PNPN. Dispone de tres terminales accesibles denominados ánodo, cátodo y puerta, siendo este último el electrodo de control. Este semiconductor funciona básicamente como un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensión en la puerta del tiristor no se inicia la conducción y en el instante en que se aplique dicha tensión, el tiristor comienza a conducir. Una vez arrancado, podemos anular la tensión de puerta y el tiristor continuará conduciendo hasta que la corriente   de carga pase por cero. Trabajando en c.a. el tiristor se des excita en cada alternancia o ciclo.

El transistor es un componente de estado sólido que tiene tres terminales o conexiones. Su descubrimiento e industrialización marcaron el inicio de una verdadera revolución electrónica.
Existen dos tipos de transistores:
BIPOLARES
Se clasifican en transistores NPN y PNP según el tipo de material empleado en su fabricación.

Tiene dos funciones principales como amplificador de señales, o como suiche electrónico

Rectificador de silicio controlado

Simbología

Rectificador de silicio controlado: El SCR (sillicon controlled rectifier) es un semiconductor que forma parte de la familia de los tiristores, los cuales son dispositivos de 4 capas n y p.                   Donde la A corresponde al cátodo, la K al ánodo y la G a la compuerta o Gate. A grandes rasgos el principio básico de funcionamiento es el siguiente; el dispositivo tiene dos estados, encendido y apagado, durante el primero no permite la conducción de corriente en ninguna dirección (en realidad existe una pequeña corriente de fuga), para encenderlo se necesitan dos condiciones, primero voltaje del ánodo positivo respecto al cátodo (si este valor se aumenta a valores superiores al de ruptura se encenderá sin embargo este método es poco práctico y dañino) y segundo una corriente positiva en la base, cumplido esto se genera una realimentación positiva en la estructura interna del componente que logra encenderlo completamente. Una vez en estado encendido solo se logra apagarle interrumpiendo el flujo de corriente de ánodo a cátodo.

Rectificador controlado de silicio, estos elementos semiconductores son muy utilizados para controlar la cantidad de potencia que se entrega a una carga

Normalmente el SCR se comporta como un circuito abierto hasta que activa su compuerta (GATE) con una pequeña corriente (se cierra el interruptor S) y así este conduce y se comporta como un diodo en polarización directa.

Si no existe corriente en la compuerta el tristor no conduce.

Lo que sucede después de ser activado el SCR, se queda conduciendo y se mantiene así. Si se desea que el tristor deje de conducir, el voltaje +V debe ser reducido a 0 Voltios.

Se usa principalmente para controlar la potencia que se entrega a una carga. El circuito R C produce un corrimiento de la fase entre la tensión de entrada  y la tensión en el condensador que es la que suministra la corriente a la compuerta del SCR.

Fotorresistencia

Foto  resistencia: Una fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuyas siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Su cuerpo está formado por una célula o celda y dos patilla. El valor de resistencia eléctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en él (puede descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando está a oscuras (varios mega ohmios). Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico. Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia como el sulfuro de cadmio, CdS. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por las elasticidades del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción. El electrón libre que resulta, y su hueco asociado, conducen la electricidad, de tal modo que disminuye la resistencia. Los valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante. Las células de sulfuro del cadmio se basan en la capacidad del cadmio de variar su resistencia según la cantidad de luz que incide en la célula. Cuanta más luz incide, más baja es la resistencia. Las células son también capaces de reaccionar a una amplia gama de frecuencias, incluyendo infrarrojo (IR), luz visible, y ultravioleta (UV).La variación del valor de la resistencia tiene cierto retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro.

Sensores

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una Tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.

Áreas de aplicación de los sensores: Industria automotriz, robótica, industria aeroespacial, medicina, industria de manufactura, etc.

Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener ventajas como son el acceso a una base de datos, la toma de valores desde el sensor, etc

La resolución de un sensor es el menor cambio en la magnitud de entrada que se aprecia en la magnitud de salida. Sin embargo, la precisión es el máximo error esperado en la medida.

La resolución puede ser de menor valor que la precisión. Por ejemplo, si al medir una distancia la resolución es de 0,01 mm, pero la precisión es de 1 mm, entonces pueden apreciarse variaciones en la distancia medida de 0,01 mm, pero no puede asegurarse que haya un error de medición menor a 1 mm. En la mayoría de los casos este exceso de resolución conlleva a un exceso innecesario en el coste del sistema. No obstante, en estos sistemas, si el error en la medida sigue una distribución normal o similar, lo cual es frecuente en errores accidentales, es decir, no sistemáticos, la repetitividad podría ser de un valor inferior a la precisión.

Sin embargo, la precisión no puede ser de un valor inferior a la resolución, pues no puede asegurarse que el error en la medida sea menor a la mínima variación en la magnitud de entrada que puede observarse en la magnitud de salida.