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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE
ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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INDICE
CARATULA......................................................................................... 1 INTRODUCCION................................................................................. 2 OBJETIVO………………………………....................... ....................... 3 DENOMINACION DEL PROYECTO DE INNOVACION......................4 ANTECEDENTES................................................................................ 5 OBJETIVOS DE MEJORA............................. ..................................... 6 DESCRIPCION DE LA INNOVACION................................................. 7 PLANOS Y ESQUEMAS DE TALLER............................................... 79 TIPOS Y COSTOS DE MATERIALES................................. ............. 82 TIEMPO EMPLEADO O ESTIMADO................................ ................ 83 CONCLUSIONES FINALES...................................................... ........ 84 BIBLIOGRAFIA.................................................................................. 85 INTRODUCCION:
FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE
ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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La tecnologia avanza a grandes pasos y el tener el conocimiento para dominarla, marcan la diferencia a la hora de desenvolvernos en nuestros trabajos y en las funciones diarias que desempeñamos. Considero que mi capacidad de trabajo y responsabilidad asi como mi interes por ampliar mi carrera profesional pueden resultar de utilidad para la empresa en que ejerza mi carrera por ese motivo como prueba de mi trabajo e tomado decisión de realizar como proyecto final un PROBADOR DE REGULADORES percatandome que en la empresa en la que ejerzo mis practicas no cuenta con dicho instrumento y de mano con la innovacion e decidido realizar este proyecto con financiamiento de el taller para la mejora de aquel OBETIVOS DEL PROYETO
Este proyecto se ha realizado con la finalidad de hacer un buen diagnostico del funcionamiento de los reguladores de voltaje para descartar fallas que provienen de fabrica o desgaste del regulador de voltaje que impidira el buen funcionamiento del alternador dañando las partes internas del alternador o bateria por sobre carga o descargas del alternador y ahorrandonos perdidas de tiempo y dinero al intentar descartar fallas sin el instrumento adecuado. Con fines de equipar al taller con un sistema actualizado, de esta manera brindar un servicio de calidad, con ventajas competitivas que garanticen los ingresosy desminuyen los costos para la mejora del taller o con esta nueva innovacion que nos brindara un gran servicio en la carrera y en el trabajo que ejercemos darnos a reconocer de las demas empresas que no cuenten con esta herramienta y asi poder tambien brindar nuestros servicios a las empresas que lo soliciten.
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ALUMNO:
REYES PAREDES CARLOS
DENOMINACION DEL PROYECTO DE INNOVACION:
FABRICACION DE UN “PROBADOR DE REGULADORES DE VOLTAJE”
ESPECIALIDAD:
ELECTRICIDAD AUTOMOTRIZ
ANTECEDENTES
El taller de servicios eléctricos “LA RINCONADA” ubicado en
la AV. Prolongación Vallejo Mz 27- Lt 07 LA RINCONADA
Que se dedica a la reparación del Sistema eléctrico de todo
tipo de vehículos en la línea automotriz, que este no cuenta
con un equipo de “probador de reguladores de voltaje”, para
lo cual recurre dentro del contorno para diagnosticar la
prueba del regulador; cuyo funcionamiento es la de regular
la tensión generada por el alternador para cargar la batería,
así como también el control de la lámpara testigo de carga.
Para dicha prueba los reguladores son llevados a otros
talleres o tiendas de repuestos o son probados de una
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manera no confiable y/o poco eficaz con un foco prueba o
foco piloto, causando en su mayoría pérdida de tiempo,
molestia e inseguridad por el cliente.
Demanda de tiempo, demora en el trabajo e incomodidad de
los clientes.
Implementando dicho equipo lograremos un trabajo eficaz,de
garantía y mejor calidad, generar mayores ingresos en
menor tiempo.
OBJETIVOS DE MEJORA.
GENERALES
Implementar con “un probador de reguladores de voltaje”
con un circuito estándar para probar todo tipo de
reguladores de voltaje tanto de 12V como de 24V.
ESPECIFICOS
Comprobar reguladores de voltaje para determinar el
estado en que se encuentra dichos reguladores.
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Promover mejor calidad de trabajo y menos pérdida de
tiempo y así tener más ingresos a nuestro taller
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO “PROBADOR DE REGULADORES DE
VOLTAJE” de 12 y 24 voltios.
El probador consta de un transformador reductor de
corriente de 220 voltios de entrada a 24 voltios de corriente
alterna y 5 amperios de salida.
Este voltaje convertido en corriente alterna de 24v ingresara
por medio de un puente rectificador conformado por 4 diodos
los cuales convertirán la corriente alterna 24v (AC) en
corriente directa 24v (DC).
En el cual encontraremos un voltaje de salida de 24 voltios y
de 5 amperios, pasando luego dicha corriente por un circuito
electrónico, en el cual podremos regular la corriente de salida
que se desee en un rango de 0 a 24 voltios. Dichas
mediciones se verán reflejadas en un voltímetro digital
La comprobación del regulador de voltaje consta de la
siguiente manera: El Terminal positivo del probador será
conectada hacia el Terminal positivo del regulador uniendo
con el Terminal IG (ignición) del regulador, el Terminal
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negativo del probador se conectara al Terminal negativo del
regulador, y el terminal DF se conectara al terminal F del
regulador siempre teniendo cuidado de seleccionar el rango
correcto con el interruptor ya sea DF+ o DF-, esto según el
tipo de regulador, una vez conectado el regulador se deberá
observar que la lámpara testigo encienda o de lo contrario el
regulador estará en mal estado, luego se procederá a
controlar el voltaje de entrada hacia el regulador y a medida
que se aumente el voltaje en un rango especifico la lámpara
testigo deberá apagarse al no apagarse la lámpara, esto nos
indicara que el regulador se encuentra en mal estado.
La descripción de este proyecto consta de una resistencia
variable que remplazara el alternador y una lámpara testigo
de color VERDE que deberá apagar cuando el voltaje este
entre 14 y 15 voltios, de tal forma se estará realizando las
pruebas de control de lámpara y la prueba de control de
carga.
También hemos incorporado una lámpara testigo de color
ROJO, la cual prendera en caso el regulador de voltaje este
en corto circuito o la conexión que se debe hacer para la
prueba, este mal.
Este equipo de prueba se divide en 3 secciones:
Transformador reductor
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Circuito electrónico (Fuente variable)
Instrumentos de comprobación
Este probador de reguladores electrónicos de alternadores,
de 12 y 24 voltios nos permite determinar el estado de un
regulador de voltaje, el momento en que es cortada la tensión
teniendo como aviso la lámpara testigo de color VERDE y
también observando la pantalla del voltímetro digital para ver
en qué rango se produce el corte de corriente, y así saber si
es demasiado bajo o demasiado alto.
DESCRIPCION DE LA INNOVACION Y/O MEJORA EN LA EMPRESA
DISEÑO DEL PROBADOR DE REGULADOR DE VOLTAJE
La construcción de este proyecto “probador de reguladores de
voltaje” se ha diseñado de la siguiente manera y con dichas
medidas:
Largo : 30cm
Ancho : 20cm
Alto : 20cm
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LISTA DE MATERIALES:
Madera
Tapiz
Wincha de medir
Hoja de cierra
Lija
Martillo
Clavos ,etc.
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FABRICACIÓN DE LA CAJA PARA EL PROVADOR DE REGULADORES DE
VOLTAGE:
Cortar la madera luego doblarlo en una medida de 30 x 20
cm de la madera para el alto y ancho de la caja.
Cortar 30 x 20 cm la madera para el largo y ancho de la
caja.
Cortar la madera y ubicarlo en una medida de 30 x 20 cm
de la madera para el largo y alto de la caja para la base.
ARMADO:
Para proceder con este paso uniremos las piezas cortadas de
la siguiente manera:
una vez cortadas las planchas de la madera las
ubicaremos y marcaremos los huecos para agujerear
donde irán ubicados los tornillos.
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en la parte de la base también tendremos que agujerear,
para fijar el circuito electrónico y componentes.
En la parte posterior de la caja va fijada una plancha de
aluminio que servirá como disipador de calor.
INSTALACIÓN DE LOS COMPONENTES
CONSTRUCCIÓN DE UN
TRANSFORMADOR CASERO
<<
¿QUÉ ES UN TRANSFORMADOR?
Es un componente eléctrico diseñado para cambiar el nivel del voltaje y de la corriente, de
acuerdo a las necesidades específicas del caso. Formado por dos bobinas enrolladas alrededor de
un núcleo o centro común. El núcleo está formado por una cantidad predeterminada de chapas o
láminas hechas de una aleación de Hierro y Silicio. Esta aleación reduce las pérdidas por
histéresis magnética (capacidad de mantener una señal magnética después de ser retirado un
campo magnético) y aumenta la resistividad del Hierro.
USO Y APLICACIÓN DE LOS TRANSFORMADORES
La corriente eléctrica generada en las plantas de energía, debe ser transportada hasta los
hogares y empresas. Para ello es necesario utilizar voltajes muy altos que superan los 25.000
voltios. Por tal razón se usan transformadores cada tanto, para convertir los altos voltajes, en
115 voltios o 220 voltios, dependiendo del país. Los aparatos electrónicos de hogares e
industrias utilizan para su funcionamiento niveles de voltaje diferentes al que entrega la red
pública. Para que estos aparatos funcionen requieren un transformador.
Este manual pretende de modo sencillo, enseñar a construir transformadores de manera casera.
Pues el mercado en algunos países hace costosa o difícil su adquisición. Este tutorial incluye las
tablas y fórmulas para la construcción de todo tipo de transformadores que correspondan a las
necesidades suyas y de su mercado.
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NOTA: El transformador que vamos a enseñar en este caso, es de 44V x 44V AC, ideal para
amplificadores de 250W por canal. Si queremos convertir el Amplificador de 400W (200W por
canal), que está en nuestro sitio Web, en un amplificador de 500W (250W por canal), es
indispensable hacerle unas reformas, ya que los transistores y condensadores que usa
actualmente, son para alimentarlo con un transformador de 36V x 36V AC como máximo. Este
amplificador repotenciado a 500W es ideal para videorockolas en establecimientos amplios y
concurridos.
Materiales
Alambre magneto de doble capa
El alambre de cobre multiusos está
recubierto con una base en resina poliéster
Imida y sobrecapa poliamidemida conocida
popularmente como Barniz Dieléctrico.
Existen dos tipos de recubrimiento HS (Capa
sencilla) y HD (Capa doble). Los alambres
magneto pueden ser redondos, cuadrados o
rectangulares.
Características básicas: 200 grados
centígrados de resistencia térmica, resistencia
a las sobrecargas, maleabilidad ideal para
embobinar, resistencia a la abrasión, rigidez
dieléctrica en presencia de humedad, resiste
el choque térmico, el flujo termoplástico y los solventes.
Este alambre es usado en la fabricación de generadores, alternadores, bobinas, motores
eléctricos, balastos, lámparas de mercurio, transformadores de potencia, etc.
Para conseguir fácilmente el alambre, se puede recurrir a los depósitos de chatarra o segundas,
donde se consigue reciclado. El alambre no debe estar ni pelado, ni quemado, ni partido, o a
punto de partirse.
Chapas de hierro silicio
Las chapas o láminas de hierro silicio o hierro
dulce, vienen con formas de letras (I) y (E)
que intercaladas, forman el núcleo del
transformador. Estas vienen en grano
orientado (de más gauss) o grano no
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orientado (chapa común). Este material es ideal para evitar las pérdidas por Histéresis
magnética y tienen la capacidad de imanarse y desimanarse rápida y fácilmente.
Conseguir estas chapas nuevas es costoso, pues sus fabricantes venden al por mayor. Por esta
razón invitamos a todos los interesados a visitar los depósitos o cacharrerías, para que reciclen
las chapas de transformadores usados, si el reciclador no lo hace, usted deberá interesarlo en el
tema, ofreciéndole comprar las chapas y el alambre a un mejor precio que si el reciclador las
vendiera por peso o chatarra.
Las chapas y las formaletas tienen una relación directa, existe cada chapa, para cada formaleta.
A continuación presentamos una tabla con las especificaciones de las chapas más comunes del
mercado.
Dibujo de las chapas para el núcleo del transformador
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Medidas en milímetros de las chapas para el núcleo del transformador
A B C D E Peso por Cm-g
48 32 16 8 - 120
60 40 20 10 - 190
66 44 22 11 - 225
75 50 25 12.5 6.0 300
84 56 28 14 7.0 365
96 64 32 16 8.0 480
114 76 38 19 8.0 675
132 88 44 22 8.0 900
150 100 50 25 9.5 1170
180 120 60 30 9.5 1680
210 140 70 35 11.0 2300
240 160 80 40 11.0 3000
300 200 100 50 11.0 4700
Papel parafinado
Cuando construimos un transformador, la
energía se transmite del devanado primario al
secundario, a pesar de que estos, no se
tocan, pues si se llegaran a tocar, habría corto
circuito.
El papel parafinado de calibre grueso, se usa
para aislar los devanados o rollos de alambre
entre sí. Este papel, como su nombre lo dice,
tiene un baño de parafina, que lo hace flexible
y dúctil. Además lo aísla de la humedad y le
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da una resistencia al calor, evitando que se cristalice.
En caso de no conseguir el papel parafinado, se puede usar papel pergamino o mantequilla
grueso, aunque su durabilidad no es la misma.
Formaletas
La Formaleta es un carrete cuadrado que se
usa como soporte para enrollar el alambre y
evitar que se disperse, ayudando al buen
encajamiento del alambre.
Al momento de fabricar un transformador se
debe tener en cuenta que la formaleta y las
chapas están directamente ligadas, ya que el
ancho del centro de las chapas, determina el
ancho de la formaleta, y la cantidad de
chapas, determinan el largo de la formaleta.
Por esta razón es importante, al momento de calcular el área del núcleo del transformador,
buscar o construir una formaleta que nos aproxime a esta área y coincida con las chapas que
tengamos a la mano. Las Formaletas se consiguen en plástico, cartón y fibra de vidrio (para los
transformadores de gran tamaño).
Las formaletas se consiguen en los almacenes
de materiales para bobinados, aunque a veces
son difíciles de conseguir. Por esta razón le
hemos pedido a Jaime Ríos, Geómetra
profesional, que desarrollara unas formaletas
en cartón paja, con sus respectivos planos,
que puede descargar aquí gratis.
A continuación presentamos una tabla con las formaletas más comunes en el mercado, con su
área, potencia máxima según el núcleo y el número de espiras por voltio, para facilitar la
construcción de los transformadores más usados en sonido.
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Tabla de núcleo de formaletas
Medida del área del núcleo en centímetros
NÚCLEO POTENCIA MÁXIMA VUELTAS POR VOLTIO
1.6 x 1.9 9W 14
2.2 x 2.8 37W 7
2.5 x 1.8 20W 9.3
2.5 x 2.8 49W 6
2.8 x 1.5 17W 10
2.8 x 2.5 49W 6
2.8 x 3.5 96W 4.3
2.8 x 5 196W 3
3.2 x 3.5 125W 3.75
3.2 x 4 163W 3.3
3.2 x 5 256W 2.625
3.8 x 4 231W 2.76
3.8 x 5 361W 2.21
3.8 x 6 519W 1.85
Construcción de la formaleta para el transformador
Planos de formaletas
Después de escoger la formaleta que más se
aproxima a sus necesidades, imprima el PDF
con los planos. Cálquelas sobre una hoja de
cartón paja o cartón piedra de 1 milímetro de
espesor, y luego recórtelas con un bisturí,
teniendo cuidado de hacerlo con la mayor
precisión posible, ya que la formaleta deberá
recibir en su interior las chapas de hierro-
Silicio, que deberán entrar exactas, pero no
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apretadas.
En el PDF de las formaletas, hallará 7 planos que corresponden a los transformadores más
usados en nuestros proyectos de audio, si usted necesita una formaleta diferente podrá hacerla
a escala a partir de las nuestras.
Para ver el detalle de la foto, haga clic sobre ella.
Ensamble de la formaleta
Aquí podemos apreciar la manera metodológica para armar la formaleta.
Lo primero es hacer un tubo cuadrado con el rectángulo más pequeño, para formar el espacio
que contendrá las chapas. Al pegar la segunda capa sobre la primera, hágalo en sentido
contrario, haciendo que queden en esquinas opuestas el punto de unión de cada capa, donde la
primera, es abrazada por la segunda capa, para dar fuerza y agarre a las dos piezas. Use
pegante para madera y aplique abundantemente.
A continuación pegue las piezas dobles que irán arriba y abajo, dando la forma de carrete. Luego
pegue las otras piezas de refuerzo como se aprecia en las fotos.
Refuerzo con cinta de enmascarar
Es necesario reforzar la formaleta con cinta de
enmascarar, ya que la presión que va a recibir
al momento de enrollar el alambre, es
bastante fuerte. Trate de darle gran firmeza a
la formaleta.
A continuación pinte la formaleta con Barniz
Dieléctrico.
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CONSTRUCCIÓN DE UN TRANSFORMADOR
CASERO (parte 2)
Recubrimiento con barniz dieléctrico de la formaleta
Para darle una mejor consistencia, dureza y resistencia al calor y la humedad, es importante
aplicar Barniz Dieléctrico a la formaleta de cartón. Se puede aplicar con un pincel y si usted tiene
grandes cantidades de barniz, puede sumergir la formaleta y logrará un muy buen resultado.
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Observe la formaleta terminada con su baño
de barniz. Si no consigue el barniz dieléctrico,
use barniz para madera, resina o pintura de
poliuretano. Se trata de darle consistencia,
fuerza y dureza a la formaleta, use la pintura
que tenga a su alcance.
Preparando el alambre magneto
Los transformadores traen cables normales
recubiertos de caucho a la entrada y salida de
corriente, y no se ve el alambre de cobre
desde el exterior, ya que en su interior hay
uniones entre el alambre y los cables de
salida.
Recordemos que el alambre magneto trae un
recubrimiento de barniz dieléctrico que lo aísla
de la electricidad y de la humedad. Por esta
razón es necesario pelar unos cinco
milímetros de la punta entes de comenzar a enbobinar el devanado primario y de esta manera
soldarle un trozo de cable, que servirá como conexión con el exterior.
Utilice lija o una cuchilla para retirar el barniz y descubrir el cobre.
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Soldando el cable con el alambre de cobre
Estañe el alambre magneto y el cable
encauchetado y luego suéldelos con el cautín.
Cerciórese de que la soldadura sea fuerte,
halándolos con fuerza. Si esto queda mal,
puede soltarse al terminar el transformador y
tendrá que desarmarlo para volver a unir los
cables. El cable encauchetado al ser más
dúctil que el magneto, nos permite manipular
el transformador sin riesgo de que se parta o
se fisure. Si usted saca las conexiones
directamente en el alambre magneto, corre el
riesgo de que se quiebre a la salida del
transformador y tendría que desarmar, soldar y volver a cerrar el transformador.
Aislamiento con Termoencogible
Es muy importante aislar la soldadura del
cable con el alambre, ya que de no ser así,
puede presentar daños por corto circuito mas
adelante. Utilice Espagueti Termoencogible
o tubo Termorretráctil de 3 milímetros, que
no es más que un aislante de forma tubular,
que se encoje con el calor, aislando y
tomando la forma de lo que cubre.
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Asegurando el alambre de cobre
Ahora; antes de comenzar a enrollar el
alambre, debemos asegurarlo, tendiendo en
cuenta de dejar dentro de la formaleta, al
menos un centímetro del cable que va al
exterior del transformador, para que al
enrollar el cable, éste, nos ayude a
asegurarlo. Observe como el cable sale por
una de las ranuras de la formaleta. Utilice
cinta de enmascarar para esta operación. Es
muy importante que el alambre magneto no
salga, no asome a la parte externa, el cable
encauchetado debe ingresar a la formaleta,
debe ser bien soldado y bien aislado, para garantizar un buen inicio en su bobinado.
Nota: La diferencia entre cable y alambre, es que el cable es un alambre o varios filamentos de
alambre de cobre, cubiertos con plástico o plástico encauchetado, que es más dúctil. El alambre
en este caso alambre magneto, viene solo cubierto de Barniz Dieléctrico.
Enrollando el alambre
Enrolle el alambre para el devanado primario,
de abajo hacia arriba, de izquierda a derecha,
apretando muy bien y teniendo cuidado de no
montar una vuelta sobre otra y de no dejar
espacios entre las vueltas de alambre. Esto se
hace de manera ordenada y pulcra, para que
quepan todas las vueltas necesarias. Cuando
se hace un enrollamiento desordenado, el
alambre ocupa más espacio y al momento de
colocar las chapas no entran, por tanto se
verá obligado a golpear el alambre con un martillo, interponiendo un tronco plano de madera,
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para no correr el riesgo de pelarlo, estropeando el barniz aislante del alambre, causando cortos
circuitos.
Observe la uniformidad del bobinado, que a
pesar de ser hecho a mano, se ve como hecho
a máquina. Al bobinar las siguientes capas,
tenga cuidado de mantener la buena técnica
de enrollado. Puesto que son muchas vueltas
y se puede perder la cuenta, le
recomendamos que cada 50 o 100 vueltas,
pegue un trozo de cinta con el número de
vueltas dadas y así, llegado el caso, de perder
la cuenta de las vueltas, sólo deberá
devolverse hasta la última cinta con al número de vueltas anotado.
Devanado primario terminado
Hemos terminado el devanado primario. Para
este caso, que es un transformador para una
entrada de 115 voltios en la red pública, se
dieron 318 vueltas de alambre calibre 23. Si
en su país, la red pública es de 220 voltios
deberá enrollar 607 vueltas de alambre
calibre 26 en el devanado primario.
Nota: Estas vueltas de alambre sólo sirven
para este caso; en el que estamos usando
una formaleta para núcleo de 3.8 centímetros
por 4 centímetros. Para otros
transformadores, remítase a nuestro artículo
de Cálculo de Transformadores para calcular las vueltas y el calibre del alambre que se
requieran.
FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE
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Para terminar, retire de la punta del alambre el barniz dieléctrico y suelde un cable,
recubriéndolo con tubo termoencogible y engánchelo en la otra ranura de salida de la formaleta.
Aislando el devanado primario con papel parafinado
El devanado primario y el secundario están
aislados entre sí, por papel parafinado o
cartón. El campo magnético que se genera
entre los dos devanados, transfiere la
corriente del primario, al secundario, debido
al efecto producido por el acoplamiento
inductivo del flujo, es decir, debido a la
inductancia mutua. Si por alguna razón no
están aislados los dos devanados, el
transformador entrará en corto y no
funcionará. En la foto se aprecia la colocación del papel parafinado, el cual se ajusta con cinta de
enmascarar y luego se recubre con más cinta. Cerciórese de que no existan espacios por los que
se puedan tocar el devanado primario con el secundario.
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CONSTRUCCIÓN DE UN TRANSFORMADOR
CASERO (parte 3)
Devanado primario terminado y aislado
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Observe como fue cubierto el papel
parafinado con abundante cinta de
enmascarar, dejando una pestaña tanto arriba
como abajo para evitar que el alambre del
devanado secundario entre en contacto con el
devanado primario. De estos detalles depende
la calidad de su transformador para que no
tenga pérdidas, ni corrientes de foucault.
Asegurando el devanado secundario
Para enbobinar el devanado secundario, el
procedimiento es similar al del primario, sólo que se
comienza por el otro lado de la formaleta para que
no queden todos los cables del mismo lado y así no
confundirlos a la hora de conectarlo. En esta caso
usaremos un alambre calibre 17, ya que
necesitamos que el transformador nos entregue
buena corriente (amperios).
Lo primero es añadir un pedazo de cable
encauchetado; preferiblemente de un color diferente
al usado en al devanado primario, soldándolo al
alambre. Recuerde pelar bien la punta del alambre
de cobre para retirar el barniz dieléctrico antes de
soldar. Aísle la unión con espagueti termoencogible.
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Sacando al TAP central o punto centro del transformador
Ya que el transformador que hemos
construido, entrega un voltaje de 88 voltios
con TAP central, repartidos en 44 voltios y 44
voltios, en el devanado secundario, es
necesario, al momento de enbobinar,
detenerse a la mitad de las vueltas para
soldar un cable de salida que hará las veces
de punto centro o TAP central.
Recordemos que para el núcleo que estamos
usando de 3.8 centímetros por 4 centímetros, el número de vueltas por voltio es de 2.7. Esto
quiere decir que 88 x 2.7 = 237.6 vueltas que redondeamos en 238 vueltas, divididas por dos,
nos define 119 vueltas, para conectar al punto centro. Al momento de soldar el TAP central o
punto centro, recuerde lijar sólo un fragmento del alambre, para que haya adherencia de la
soldadura. Aísle bien la soldadura con cinta de enmascarar y continúe con las otras 119 vueltas.
Nota: El método anteriormente enunciado para construir un transformador con TAP central, es
casero. Si usted quiere hacer un transformador con TAP central, de manera industrial, deberá
calcular las vueltas de alambre del devanado secundario, tomando la mitad (44V), del voltaje
total que hay de extremo a extremo (88V) y enrollar, no un devanado de alambre, si no dos del
mismo calibre y a la par. La punta de adentro de un devanado secundario, deberá unirse con la
punta de afuera del otro devanado secundario, formando el TAP central. Próximamente
ampliaremos este tema.
Terminado el devanado secundario
Después de dar las 119 vueltas restantes,
proceda a soldar un cable en la punta final, de
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la misma manera que las veces anteriores, pelando el alambre, soldando y aislando con
Termoencogible. En este momento tenemos el devanado secundario con TAP central.
Volvemos a cubrir con Papel Parafinado y cinta de enmascarar, ya que haremos otro devanado
secundario, esta vez, de 12 voltios, a unos 300 miliamperios, que utilizaremos para alimentar un
preamplificador, que complementará el amplificador y así ahorraremos colocar otro
transformador.
Cubra bien el devanado secundario, cerciorándose de que no queden puntos descubiertos.
Alistando el devanado adicional
Como en los devanados anteriores, es
necesario añadir un cable de otro color para la
salida al exterior, soldado al alambre de cobre
y ajustar con cinta de enmascarar para poder
enrollar el devanado adicional. En este caso
usaremos alambre calibre 23, ya que no
necesitamos un calibre grueso para este
bobinado.
Bobinando el devanado adicional
Enrolle el alambre de abajo hacia arriba para
ajustar la punta del comienzo con las vueltas
de alambre y terminar arriba para comodidad
a la hora de sacar el otro cable encauchetado.
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Para este transformador sólo son necesarias 33 vueltas, que son el resultado de multiplicar 12
voltios por 2.7 vueltas por voltio.
No olvide que para hallar el número de vueltas de alambre, basta con dividir la constante (42),
entre el área del núcleo.
Devanado adicional terminado
Al terminar de enrollar las vueltas de alambre
para el devanado adicional, remate soldando
un cable encauchetado al alambre. Vale la
pena enfatizar en lo importante de lijar la
punta del alambre, para poder soldar el cable
y aislarlo con termoencogible.
Cubriendo el alambre con cartulina
Para proteger el alambre y dar un buen
acabado, se cubre el bobinado con una tira de
cartulina recubierta con papel adhesivo, que
puede ser papel Contact.
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CONSTRUCCIÓN DE UN TRANSFORMADOR
CASERO (parte 4)
>
Colocando las chapas de hierro-Silicio
Ahora viene el proceso de colocar las chapas o
láminas de hierro-silicio. Tomamos las
chapas con forma de (E) y las vamos
introduciendo dentro de la formaleta,
intercalándolas una por un lado y la otra por
el otro, como se aprecia en la fotografía.
Tenga cuidado de no trabarlas, no meter dos
pegadas. Nuestras chapas son recicladas, por
tal motivo debemos tener cuidado y mirar
detenidamente que las chapas no estén
pegadas, oxidadas, torcidas o que sean de
otros tamaños. En caso de estar oxidadas las
chapas, debe lijarlas con lija número 380, hasta retirar totalmente el óxido, para después
aplicarles barniz dieléctrico. De no retirar el óxido, las chapas afectadas se convertirán por
contacto en una sola chapa, generando una corriente de foucault, causando una pérdida de
potencia en el transformador.
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Máximo de chapas
Los electrones del devanado primario, excitan
los electrones del devanado secundario,
produciendo una vibración, que es transmitida
a las chapas. Si el transformador no cuenta
con la cantidad de chapas necesarias para
ajustarlo, éstas, al estar sueltas vibrarán
alcanzando altas temperaturas por la fricción
generada entre ellas.
La cantidad total de chapas o láminas que
requiere un transformador, se define por
saturación, pues se introducirán tantas, hasta
que no haya espacio para introducir una más.
Para garantizar el ajuste total entre chapa y chapa, es usual que se haga golpeándolas a
martillo.
Las últimas chapas al entrar forzadas en la formaleta pueden causar daños; como atravesar la
formaleta haciendo contacto con el alambre de cobre, generando un corto. Por esto es
importante que las últimas chapas estén en óptimas condiciones.
Completar montaje de chapas
Ahora colocaremos el complemento de las
chapas (E), que son las chapas con forma de
(I), estas van intercaladas en los vacíos entre
los lomos de las (E). Esta face es
relativamente sencilla, pues los vacíos están
allí y sólo deben ser llenados. El estado de las
chapas en forma de (I) debe ser óptimo. No
tener dobleces, no estar oxidadas, no colocar
más de una en cada espacio y no olvide que
todas deben ser del mismo tamaño.
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Ajuste final de las chapas
Después de haber instalado todas las chapas,
procederemos a ajustarlas perfectamente entre
sí. Para ello, usamos un martillo y una base dura
plana, colocamos el transformador sobre la base
dura plana y con el martillo vamos rectificando la
ubicación de las chapas hasta que todas las caras
se vean perfectamente planas.
Atornillado de las chapas
Todas estas normas técnicas de ajuste de las
chapas, sólo pretenden evitar que su
transformador se recaliente hasta que se
derrita el barniz dieléctrico y el alambre entre
en corto. Para evitar esto cogemos la
totalidad de las chapas y en sus 4 esquinas
atravesaremos 4 tornillos pasantes de buena
calidad, con tuerca, que apretaremos muy
fuerte, hasta conseguir una sólida pieza.
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Circuito Serie para prueba del transformador
Este sistema eléctrico permite probar circuitos
o aparatos, sin el riesgo de quemarlos. Si el
aparato está en corto circuito, el bombillo
prende. Si el circuito no está en corto o está
abierto, el bombillo no prende.
En el caso del transformador, deberá colocar
los dos caimanes del Circuito Serie en las
dos puntas de entrada de corriente del
devanado primario. Si el transformador tiene
las chapas y el alambre suficientes, el Circuito Serie no deberá prender, pues el consumo de
corriente es mínimo y no es suficiente para prender el bombillo. Si el bombillo prende
levemente, indica que pueden faltar chapas o alambre en el devanado primario. Si el bombillo
prende plenamente, indica que el transformador está en corto circuito. En este caso el bombillo
consume la corriente, evitando que el transformador se queme.
Para comprobar que los devanados no están abiertos o interrumpidos, junte con un rose las
puntas del devanado secundario y el bombillo deberá prender. Haga lo mismo con las otras
puntas del devanado secundario y entre las dos puntas del devanado adicional. Si los devanados
están correctos, el bombillo en todos los casos deberá prender.
Mediciones
Ya que sabemos que el transformador no está
en corto, podemos conectarlo directamente al
toma corriente de la pared, así mediremos los
voltajes de salida de la siguiente manera:
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Con el multímetro en la escala de voltaje AC, coloque una punta del multímetro en el TAP
central y la otra en el extremo izquierdo del devanado secundario. Deberá marcar el voltaje
deseado, en este caso, 44 voltios AC.
Con el multímetro en la escala de voltaje AC,
coloque una punta del multímetro en el TAP
central y la otra en el extremo derecho del
devanado secundario. Deberá marcar el
voltaje deseado, en este caso, 44 voltios AC.
Colocando las puntas del multímetro entre los
dos extremos del devanado secundario,
deberá marcar el doble del voltaje medido
entre el TAP y cada extremo, en este caso, 88 voltios AC.
Con el multímetro en la escala de voltaje AC,
coloque cada punta del multímetro entre los
cables de salida del devanado adicional,
deberá marcar el voltaje deseado. En este
caso entre 12 y 13 voltios AC.
Si el resultado de las mediciones hechas no se
ajustan, a las medidas deseadas, indica que
hubo un error al contar las vueltas en alguno
de los devanados.
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Acabados
Teniendo nuestro transformador listo
revisamos el ajuste de los tornillos, no olvide
colocar los 4 piedeamigos o escuadras
metálicas, que serán muy útiles al momento
de instalarlo. Por estética recomendamos
pintar las chapas con una pintura a base de
aceite. Así obtendremos un transformador
óptimo y de buena apariencia.
Evite esto
Es mejor hacer, que comprar hecho. Los
mercados locales ofrecen un sin número de
transformadores, algunos a bajo costo. Tenga
cuidado, generalmente los productores locales
quieren bajar costos, aún en detrimento del
producto, ellos no usan el alambre del calibre
requerido, disminuyen las vueltas de alambre,
no usan la cantidad de chapas requeridas
para el núcleo, no ajustan perfectamente las
partes del transformador. Todo ello, para ahorrar costos y tiempo.
Para evitar esto, lo mejor es que usted haga su propio transformador, asegurando la calidad del
producto, a la vez que hace un gran ahorro.
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En la foto se aprecia un prototipo de mala calidad que no cumplía con las especificaciones
técnicas requeridas, dando como resultado la destrucción del mismo. Que no le suceda.
DIODOS RECTIFICADORES
Un diodo rectificador, idealmente hablando, es un interruptor cerrado cuando se polariza en
directa y una interruptor abierto cuando se polariza en inversa. Por ello, es muy útil para
convertir corriente alterna en continua. En este tema analizaremos los tres circuitos
rectificadores básicos.
Una vez estudiado el tema, debería ser capaz de:
Saber cual es la función del transformador de entrada en las fuentes de
alimentación.
Ser capaz de dibujar el esquema de un circuito rectificador de media onda y explicar
su funcionamiento.
Ser capaz de dibujar el esquema de un circuito rectificador de onda completa y
explicar su funcionamiento.
Ser capaz de dibujar el esquema de un puente rectificador y explicar su
funcionamiento.
Saber como funciona y para que sirve un condensador de entrada como filtro dentro
de la fuente de corriente.
Ser capaz de encontrar las tres características principales de un diodo rectificador en
una hoja de especificaciones de un catálogo
¿ Que ocurre cuando se quiere alimentar un aparato cualquiera ?
VL tiene que ser continua en la mayoría de los casos, por eso se alimenta en
continua, un circuito típico sería algo así:
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En medio del circuito tenemos transistores para amplificar, etc...Pero al final se
tiene que alimentar en continua.
Lo más fácil sería alimentar con pilas, pero esto es caro por esa razón hay que
construir algo que nos de energía más barata, esto es, una Fuente de Alimentación
que coge 220 V del enchufe y transforma la alterna en continua a la salida.
Tenemos que diseñar la Fuente de Alimentación. Partimos de una senoidal del
enchufe.
El periodo T, si tenemos 220 V y 50 Hz:
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1º tenemos que reducir de 311 V a 12 V en continua, esto es, primero necesitamos un
transformador
DIODO RECTIFICADOR EN MEDIA HONDA
Este es el circuito más simple que puede convertir corriente alterna en corriente continua.
Este rectificador lo podemos ver representado en la siguiente figura:
Las gráficas que más nos interesan son:
Durante el semiciclo positivo de la tensión
del primario, el bobinado secundario tiene
una media onda positiva de tensión entre sus
extremos. Este aspecto supone que el diodo
se encuentra en polarización directa. Sin
embargo durante el semiciclo negativo de la
tensión en el primario, el arrollamiento
secundario presenta una onda sinusoidal
negativa. Por tanto, el diodo se encuentra
polarizado en inversa.
La onda que más interesa es VL, que es la
que alimenta a RL. Pero es una tensión que
no tiene partes negativas, es una "Tensión
Continua Pulsante", y nosotros necesitamos
una "Tensión Continua Constante".
Analizaremos las diferencias de lo que
tenemos con lo que queremos conseguir.
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Lo que tenemos ahora es una onda periódica, y toda onda periódica se puede descomponer
en "Series de Fourier".
Lo ideal sería que solo tuviésemos la componente continua, esto es, solo la primera
componente de la onda que tenemos.
El valor medio de esa onda lo calcularíamos colocando un voltímetro en la RL, si lo
calculamos matemáticamente sería:
Y este sería el valor medio que marcaría el voltímetro. Como hemos visto tenemos que
eliminar las componentes alternas de las componentes de Fourier. En estos caso hemos
usaremos la 1ª aproximación o la 2ª aproximación.
Por último diremos que este circuito es un rectificador porque "Rectifica" o corta la onda
que teníamos antes, la recorta en este caso dejándonos solo con la parte positiva de la onda
de entrada.
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Simulación
Es un simulador de un rectificador de media onda con un diodo.
En el apartado Datos podemos introducir los valores de la tensión de entrada, la relación de
espiras, la frecuencia y la resistencia de carga. En los apartados "Aproximación y Tipo"
elegimos el tipo de diodos que queremos para la simulación.
Cada vez que metamos nuevos datos, tenemos que pulsar la tecla "Calcular" para ver los
nuevos resultados.
También se puede variar la escala del eje X y del eje Y, al igual que se haría en un
osciloscopio.
Para ver el tipo de señal que hay en cada punto del circuito, elegimos en el área "Ver
Gráficas".
Rectificador de onda completa con 2 diodos
La siguiente figura muestra un rectificador de onda completa con 2 diodos:
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Debido a la conexión en el centro del devanado secundario, el circuito es equivalente a dos
rectificadores de media onda.
El rectificador superior funciona con el
semiciclo positivo de la tensión en el
secundario, mientras que el rectificador
inferior funciona con el semiciclo negativo
de tensión en el secundario.
Es decir, D1 conduce durante el semiciclo
positivo y D2 conduce durante el semiciclo
negativo.
Así pues la corriente en la carga
rectificada circula durante los dos
semiciclos.
En este circuito la tensión de carga VL,
como en el caso anterior, se medirá en la
resistencia RL.
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Aplicamos Fourier como antes.
Ahora la frecuencia es el doble que la de antes y el pico la mitad del anterior caso. Así la
frecuencia de la onda de salida es 2 veces la frecuencia de entrada.
Y el valor medio sale:
Simulación
Es un simulador de un rectificador de onda completa con dos diodos. En el apartado Datos
podemos introducir los valores de la tensión de entrada, la relación de espiras, la frecuencia
y la resistencia de carga.
En los apartados "Aproximación y Tipo" elegimos el tipo de diodos que queremos para la
simulación.
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Cada vez que metamos nuevos datos, tenemos que pulsar la tecla "Calcular" para ver los
nuevos resultados.
También se puede variar la escala del eje X y del eje Y, al igual que se haría en un
osciloscopio.
Para ver el tipo de señal que hay en cada punto, elegimos en el área "Ver Gráficas".
Rectificador de onda completa en puente
En la figura siguiente podemos ver un rectificador de onda completa en puente:
Mediante el uso de 4 diodos en vez de 2, este diseño elimina la necesidad de la conexión
intermedia del secundario del transformador. La ventaja de no usar dicha conexión es que
la tensión en la carga rectificada es el doble que la que se obtendría con el rectificador de
onda completa con 2 diodos.
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Las gráficas tienen esta forma:
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Durante el semiciclo positivo de la tensión
de la red, los diodos D1 y D3 conducen, esto
da lugar a un semiciclo positivo en la
resistencia de carga.
Los diodos D2 y D4 conducen durante el
semiciclo negativo, lo que produce otro
semiciclo positivo en la resistencia de carga.
El resultado es una señal de onda completa
en la resistencia de carga.
Hemos obtenido la misma onda de salida VL
que en el caso anterior.
La diferencia más importante es que la
tensión inversa que tienen que soportar los
diodos es la mitad de la que tienen que
soportar los diodos en un rectificador de
onda completa con 2 diodos, con lo que se
reduce el coste del circuito.
Simulación
Es un simulador de un rectificador de onda completa con un puente de diodos. En el
apartado Datos podemos introducir los valores de la tensión de entrada, la relación de
espiras, la frecuencia y la resistencia de carga.
En los apartados "Aproximación y Tipo" elegimos el tipo de diodos que queremos para la
simulación.
Cada vez que metamos nuevos datos, tememos que pulsar la tecla "Calcular" para ver los
nuevos resultados.
También se puede variar la escala del eje x y del eje y, al igual que se haría en un
osciloscopio.
Para ver el tipo de señal que hay en cada punto, elegimos en el área "Ver Gráficas".
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Tipos de diodos rectificadores
1N4004 Rectificador 400V 1A
1N4007 Rectificador 1000V 1A
MR501 Rectificador 100V 3A
1N5402 Rectificador 200V 3A
1N5404 Rectificador 400V 3A
1N5406 Rectificador 600V 3A
1N5408 Rectificador 1000V 3A
6A2 Rectificador 200V 6A
6A4 Rectificador 400V 6A
TS605 Rectificador 500V 6A
6A6 Rectificador 600V 6A
6A8 Rectificador 800V 6A
6A10 Rectificador 1000V 6A
1N1200A Rectificador 100V 12A C/C - Positivo MOTOROLA
A1502 Rectificador 200V 15A A/C - Negativo
B1502 Rectificador 200V 15A C/C - Positivo
A1506 Rectificador 600V 15A A/C - Negativo
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B1506 Rectificador 600V 15A C/C - Positivo
A1512 Rectificador 1200V 15A A/C - Negativo
B1512 Rectificador 1200V 15A C/C - Positivo
D4020L Rectificador 400V 20A - TO-220 Aislado (Rep. BC142)
A2202 Rectificador 200V 22A A/C - Negativo
B2202 Rectificador 200V 22A C/C - Positivo
A2206 Rectificador 600V 22A A/C - Negativo
B2206 Rectificador 600V 22A C/C - Positivo
A2212 Rectificador 1200V 22A A/C - Negativo
B2212 Rectificador 1200V 22A C/C - Positivo
USC2504 Rectificador 400V 25A - Positivo al tornillo
SKN26/12 Rectificador 1200V 26A - Negativo
SKR26/12 Rectificador 1200V 26A - Positivo
SKR50/02 Rectificador 200V 50A C/C - Positivo
A5002 Rectificador 200V 50A A/C - Negativo
B5002 Rectificador 200V 50A C/C - Positivo
A5006 Rectificador 600V 50A A/C - Negativo
B5006 Rectificador 600V 50A C/C - Positivo
A5012 Rectificador 1200V 50A A/C - Negativo
B5012 Rectificador 1200V 50A C/C - Positivo
A8002 Rectificador 200V 80A A/C - Negativo
B8002 Rectificador 200V 80A C/C - Positivo
A8006 Rectificador 600V 80A A/C - Negativo
B8006 Rectificador 600V 80A C/C - Positivo
A8012 Rectificador 1200V 80A A/C - Negativo
B8012 Rectificador 1200V 80A C/C - Positivo
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1N3289 Rectificador 200V 100A C/C - Positivo
A10006 Rectificador 600V 100A A/C - Negativo
B10006 Rectificador 600V 100A C/C - Positivo
A10012 Rectificador 1200V 100A A/C - Negativo
B10012 Rectificador 1200V 100A C/C - Positivo
A2A140/045 Rectificador 400V 140A A/C - Negativo
A14006 Rectificador 600V 140A A/C - Negativo
B14006 Rectificador 600V 140A C/C - Positivo
A14012 Rectificador 1200V 140A A/C - Negativo
B14012 Rectificador 1200V 140A C/C - Positivo
150L40A Rectificador 400V 150A
SKN170/06 Rectificador 600V 170A A/C - Negativo
SKR240/12 Rectificador 1200V 240A C/C - Positivo
A26006 Rectificador 600V 260A A/C - Negativo
B26006 Rectificador 600V 260A C/C - Positivo
A26012 Rectificador 1200V 260A A/C - Negativo
B26012 Rectificador 1200V 260A C/C - Positivo
SKR320/12 Rectificador 1200V 320A C/C - Positivo
A35006 Rectificador 600V 350A A/C - Negativo
B35006 Rectificador 600V 350A C/C - Positivo
70HF120A Rectificador 1200V 70A C/C - Positivo
70HFR120A Rectificador 1200V 70A A/C - Negativo
R5100210 Rectificador 200V 100A
RESISTENCIAS
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Como su nombre bien lo dice, resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.
- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia.
- Electrones fluyendo por un mal conductor. Eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y como consecuencia, generan calor.
Una resistencia ideal es un elemento pasivo que disipa energía en forma de calor según la ley de Joule. También establece una relación de proporcionalidad entre la intensidad de corriente que la atraviesa y la tensión medible entre sus extremos, relación conocida como ley de Ohm:
Figura 1: Símbolos
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Figura 2: Diferentes resistencias todas ellas de
empaquetado tipo axial.
Figura 3: Resistencia de montaje superficial o SMD.
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Se denomina resistor o resistencia al componente
electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica
determinada entre dos puntos de un circuito. En otros casos,
como en las planchas, calentadores, etc., las resistencias se
emplean para producir calor aprovechando el efecto Joule.
Entre los técnicos es frecuente utilizar el término resistor por
ser más preciso que resistencia.
Es un material formado por carbón y otros elementos
resistivos para disminuir la corriente que pasa, se opone al
paso de la corriente, la corriente máxima en un resistor viene
condicionado por la máxima potencia que puede disipar su
cuerpo.
Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del
diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores
más corrientes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.
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Existen resistencias de valor variable, que reciben el nombre
de potenciómetros.
Sistemas de Codificación
Código de colores
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Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores:
resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión o
tolerancia. Estos valores se indican normalmente en el
encapsulado dependiendo del tipo de éste; para el tipo de
encapsulado axial, el que se observa en las fotografías,
dichos valores van rotulados con un código de franjas de
colores.
Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores
sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas;
dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o
dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La
última raya indica la tolerancia (precisión). De las restantes, la
última es el multiplicador y las otras las cifras.
El valor de la resistencia eléctrica se obtiene leyendo las
cifras como un número de una, dos o tres cifras; se multiplica
por el multiplicador y se obtiene el resultado en Ohmios (Ω).
El coeficiente de temperatura únicamente se aplica en
resistencias de alta precisión (tolerancia menor del 1%).
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A continuación mostraremos un cuadro donde podremos
observar los colores con sus respectivas valencias o valores
para poder descifrarlas
Color de
la banda
Valor de la
1°cifra
significativa
Valor de la
2°cifra
significativa
Multiplicador Tolerancia
Coeficiente
de
temperatura
Negro 0 0 1 - -
Marrón 1 1 10 ±1% 100ppm/ºC
Rojo 2 2 100 ±2% 50ppm/ºC
Naranja 3 3 1 000 - 15ppm/ºC
Amarillo 4 4 10 000 4% 25ppm/ºC
Verde 5 5 100 000 ±0,5% -
Azul 6 6 1 000 000 ±0,25% 10ppm/ºC
Violeta 7 7 - ±0,1% 5ppm/ºC
Gris 8 8 - - -
Blanco 9 9 - - 1ppm/ºC
Dorado - - 0,1 ±5% -
Plateado - - 0,01 ±10% -
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Ninguno - - - ±20% -
Como leer el valor de una resistencia
En una resistencia tenemos generalmente 4 líneas de
colores, aunque podemos encontrar algunas que
contenga 5 líneas (4 de colores y 1 que indica tolerancia)
vamos a tomar la más general las de 4 líneas, las primeras 3
y dejamos aparte la tolerancia que es plateada o dorada
La primera línea representa el dígito de las decenas.
La segunda línea representa el dígito de las unidades.
El número así formado se multiplica por la potencia de
10 expresada por la tercera línea (multiplicador).
Por ejemplo:
Tenemos una resistencia con los colores verde, amarillo, rojo
y dorado.
Registramos el valor de la primera línea (verde): 5
Registramos el valor de la segunda línea (amarillo): 4
Registramos el valor de la tercera línea (rojo): X 100
Unimos los valores de las primeras dos líneas y
multiplicamos por el valor de la tercera
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54 X 100 = 5400Ω o 5,4 kΩ y este es el valor de la resistencia
expresada en Ohmios
Ejemplos
Figura 4: Resistencia de valor 2.700.000 Ω y tolerancia de
±10%
La caracterización de una resistencia de 2.700.000 Ω
(2,7M Ω), con una tolerancia de ±10%, sería la
representada en la Figura 4:
1°cifra: rojo (2)
2°cifra: morado (7)
Multiplicador: verde (100000)
Tolerancia: Plata (±10%)
Figura 5: Resistencia de valor 65 Ω y tolerancia de ±2%
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El valor de la resistencia de la Figura 5 es de 65 Ω y
tolerancia de ±2% dado que:
1ª cifra: azul (6)
2ª cifra: verde (5)
3ª cifra: negra (0)
Multiplicador: dorada (10-1
)
Tolerancia: Rojo (±2%)
Codificación de los Resistores en SMT
Esta imagen muestra cuatro resistores de montaje de
superficie (el componente en la parte superior izquierda es un
condensador) incluyendo dos resistores de cero ohmios. Los
enlaces de cero ohmios son usados a menudo en vez de
enlaces de alambre
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A los resistores cuando se encuentran en circuitos con
tecnología de montaje de superficie se les imprimen valores
numéricos en un código similar al usado en los resistores
axiales.
Los resistores de tolerancia estándar en estos tipos de
montajes (Standard-tolerance Surface Mount Technology
(SMT)) son marcados con un código de tres dígitos, en el cual
los primeros dos dígitos representan los primeros dos dígitos
significativos y el tercer dígito representa una potencia de
diez (el número de ceros).
Por ejemplo:
"334" 33 × 10,000 ohmios = 330 kilo ohmios
"222" 22 × 100 ohmios = 2.2 kilo ohmios
"473" 47 × 1,000 ohmios = 47 kilo ohmios
"105" 10 × 100,000 ohmios = 1 mega ohmios
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Los resistores de menos de 100 ohmios se escriben: 100,
220, 470. El número cero final representa diez a la potencia
de cero, lo cual es 1.
Por ejemplo:
"100" = 10 × 1 ohmios = 10 ohmios
"220" = 22 × 1 ohmios = 22 ohmios
Algunas veces estos valores se marcan como "10" o "22"
para prevenir errores.
Los resistores menores de 10 ohmios tienen una 'R' para
indicar la posición del punto decimal.
Por ejemplo:
"4R7" = 4.7 ohmios
"0R22" = 0.22 ohmios
"0R01" = 0.01 ohmios
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Los resistores de precisión son marcados con códigos de
cuatro dígitos, en los cuales los primeros tres dígitos son los
números significativos y el cuarto es la potencia de diez.
Por ejemplo:
"1001" = 100 × 10 ohmios = 1 kilo ohmio
"4992" = 499 × 100 ohmios = 49.9 kilo ohmios
"1000" = 100 × 1 ohmios = 100 ohmios
Los valores "000" y "0000" aparecen en algunas ocasiones en
los enlaces de montajes de superficie, debido a que tienen
(una resistencia aproximada a cero).
Resistencias de precisión
Son aquellas cuyo valor se ajusta con errores de 100 partes
por millón o menos y tienen además una variación muy
pequeña con la temperatura, del orden de 10 partes por
millón entre 25 y 125 grados Celsius. Este componente tiene
una utilización muy especial en circuitos analógicos, con
ajustes muy estrechos de las especificaciones, para más
datos recurrir a manuales de Vishay, entre otros. Este tipo de
componente logra su precisión tanto en su valor, como en su
especificación de temperatura debido a que la misma debe
ser considerada un sistema, donde los materiales que la
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comportan interactúan para lograr su estabilidad. Un film
metálico muy fino se pega a un aislador como el vidrio, al
aumentar la temperatura, la expansión térmica del metal es
mayor que la del vidrio y esto produce en el metal una fuerza
que lo comprime reduciendo su resistencia eléctrica, el
coeficiente de variación de resistencia del metal con la
temperatura es positivo, la suma casi lineal de estos factores
hace que la resistencia no varíe o que lo haga mínimamente.
CONDEN
SADOR
ELÉCTRI
CO
Los Condensadores
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Básicamente un condensador es un disBásicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio)
separadas por un material dieléctrico. Va a tener una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y polaridad, que deberemos aprender a distinguir Aquí a la izquierda vemos esquematizado un condensador, con las dos láminas = placas = armaduras, y el dieléctrico entre ellas. En la versión más sencilla del condensador, no se pone nada entre las armaduras y se las
deja con una cierta separación, en cuyo caso se dice que el dieléctrico es el aire.
Capacidad: Se mide en Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan grande que se suelen utilizar varios de los submúltiplos, tales como microfaradios (µF=10-6 F ), nanofaradios (nF=10-9 F) y picofaradios (pF=10-12 F).
Tensión de trabajo: Es la máxima tensión que puede aguantar un condensador, que depende del tipo y grososr del dieléctrico con que esté fabricado. Si se supera dicha tensión, el condensador puede perforarse (quedar cortocircuitado) y/o explotar. En este sentido hay que tener cuidado al elegir un condensador, de forma que nunca trabaje a una tensión superior a la máxima.
Tolerancia: Igual que en las resistencias, se refiere al error máximo que puede existir entre la capacidad real del condensador y la capacidad indicada sobre su cuerpo.
Polaridad: Los condensadores electrolíticos y en general los de capacidad superior a 1 µF tienen polaridad, eso es, que se les debe aplicar la tensión prestando atención a sus terminales positivo y negativo. Al contrario que los inferiores a 1µF, a los que se puede aplicar tensión en cualquier sentido, los que tienen polaridad pueden explotar en caso de ser ésta la incorrecta.
Tipos de condensadores
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Vamos a mostrar a continuación una serie de condensadores de los más típicos que se pueden encontrar. Todos ellos están comparados en tamaño a una moneda española de 25 ptas (0.15 €).
1. Electrolíticos. Tienen el dieléctrico formado por papel impregnado en electrólito. Siempre tienen polaridad, y una capacidad superior a 1 µF. Arriba observamos claramente que el condensador nº 1 es de 2200 µF, con una tensión máxima de trabajo de 25v. (Inscripción: 2200 µ / 25 V). Abajo a la izquierda vemos un esquema de este tipo de condensadores y a la derecha vemos unos ejemplos de condensadores electrolíticos de cierto tamaño, de los que se suelen emplear en aplicaciones eléctricas (fuentes de alimentación, etc...).
1.
2. Electrolíticos de tántalo o de gota. Emplean como dieléctrico una finísima película de óxido de tantalio amorfo , que con un menor espesor tiene un poder aislante mucho mayor. Tienen polaridad y una capacidad superior a 1 µF. Su forma de gota les da muchas veces ese nombre.
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3. De poliester metalizado MKT. Suelen tener capacidades inferiores a 1 µF y tensiones de trabajo a partir de 63v. Más abajo vemos su estructura: dos láminas de policarbonato recubierto por un depósito metálico que se bobinan juntas. Aquí al lado vemos un detalle de un condensador plano de este tipo, donde se observa que es de 0.033 µF y 250v. (Inscripción: 0.033 K/ 250 MKT).
4. De poliéster. Son similares a los anteriores, aunque con un proceso de fabricación algo diferente. En ocasiones este tipo de condensadores se presentan en forma plana y llevan sus datos impresos en forma de bandas de color, recibiendo comúnmente el nombre de condensadores "de bandera". Su capacidad suele ser como máximo de 470 nF.
5. De poliéster tubular. Similares a los anteriores, pero enrollados de forma normal, sin aplastar.
6. Cerámico "de lenteja" o "de disco". Son los cerámicos más corrientes. Sus valores de capacidad están comprendidos entre 0.5 pF y 47 nF. En
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ocasiones llevan sus datos impresos en forma de bandas de color. Aquí abajo vemos unos ejemplos de condensadores de este tipo.
7. Cerámico "de tubo". Sus valores de capacidad son del orden de los picofaradios y generalmente ya no se usan, debido a la gran deriva térmica que tienen (variación de la capacidad con las variaciones de temperatura).
2.4 - Identificación del valor de los condesadores
Codificación por bandas de color
Hemos visto que algunos tipos de condensadores llevan sus datos impresos codificados con unas bandas de color. Esta forma de codificación es muy similar a la empleada en las resistencias, en este caso sabiendo que el valor queda expresado en picofaradios (pF). Las bandas de color son como se observa en esta figura:
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En el condensador de la izquierda vemos los siguientes datos: verde-azul-naranja = 56000 pF = 56 nF (recordemos que el "56000" está expresado en pF). El color negro indica una tolerancia del 20%, tal como veremos en la tabla de abajo y el color rojo indica una tensión máxima de trabajo de 250v.
En el de la derecha vemos: amarillo-violeta-rojo = 4700 pF = 4.7 nF. En los de este tipo no suele aparecer información acerca de la tensión ni la tolerancia.
Código de colores en los condesadores
COLORES Banda 1 Banda 2 Multiplicador Tensión
Negro -- 0 x 1
Marrón 1 1 x 10 100 V.
Rojo 2 2 x 100 250 V.
Naranja 3 3 x 1000
Amarillo 4 4 x 104 400 V.
Verde 5 5 x 105
Azul 6 6 x 106 630 V.
Violeta 7 7
Gris 8 8
Blanco 9 9
COLORES Tolerancia (C > 10 pF) Tolerancia (C < 10 pF)
Negro +/- 20% +/- 1 pF
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Blanco +/- 10% +/- 1 pF
Verde +/- 5% +/- 0.5 pF
Rojo +/- 2% +/- 0.25 pF
Marrón +/- 1% +/- 0.1 pF
Codificación mediante letras
Este es otro sistema de inscripción del valor de los condensadores sobre su cuerpo. En lugar de pintar unas bandas de color se recurre también a la escritura de diferentes códigos mediante letras impresas.
A veces aparece impresa en los condensadores la letra "K" a continuación de las letras; en este caso no se traduce por "kilo", o sea, 1000 sino que significa cerámico si se halla en un condensador de tubo o disco.
Si el componente es un condensador de dieléctrico plástico (en forma de paralelepípedo), "K" significa tolerancia del 10% sobre el valor de la capacidad, en tanto que "M" corresponde a tolerancia del 20% y "J", tolerancia del 5%.
LETRA Tolerancia
"M" +/- 20%
"K" +/- 10%
"J" +/- 5%
Detrás de estas letras figura la tensión de trabajo y delante de las mismas el valor de la capacidad indicado con cifras. Para expresar este valor se puede recurrir a la colocaión de un punto entre las cifras (con valor cero), refiriéndose en este caso a la unidad microfaradio (µF) o bien al empleo del prefijo "n" (nanofaradio = 1000
pF).
Ejemplo: un condensador marcado con 0,047 J 630 tiene un valor de 47000 pF = 47 nF, tolerancia del 5% sobre dicho valor y tensión máxima de trabajo de 630 v. También se podría haber marcado de las siguientes maneras: 4,7n J 630, o 4n7 J 630.
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Código "101" de los condensadores
Por último, vamos a mencionar el código 101 utilizado en los condensadores cerámicos como alternativa al código de colores. De acuerdo con este sistema se imprimen 3 cifras, dos de ellas son las significativas y la última de ellas indica el número de ceros que se deben añadir a las precedentes. El resultado debe expresarse siempre en picofaradios pF. Así, 561 significa 560 pF, 564 significa 560000 pF = 560 nF, y en el ejemplo de la figura de la derecha, 403 significa 40000 pF = 40 nF.
TRANSISTORES
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El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que
cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o
rectificador.
El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer
resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se los
encuentra prácticamente en todos los artefactos domésticos
de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores
de audio y video, hornos de microondas, lavadoras,
automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de
cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas
fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos,
reproductores mp3, celulares, etc.
Fue el sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos o
tríodo, el transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios
Bell de EE. UU. en diciembre de 1947 por John Bardeen,
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70
Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes
fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1956.
Al principio se usaron transistores bipolares y luego se
inventaron los denominados transistores de efecto de campo
(FET). En los últimos, la corriente entre la fuente y la pérdida
(colector) se controla usando un campo eléctrico (salida y
pérdida (colector) menores). Por último, apareció el
semiconductor metal-óxido FET (MOSFET). Los MOSFET
permitieron un diseño extremadamente compacto, necesario
para los circuitos altamente integrados (IC).
Hoy la mayoría de los circuitos se construyen con la
denominada tecnología CMOS (semiconductor metal-óxido
complementario). La tecnología CMOS es un diseño con dos
diferentes MOSFET (MOSFET de canal N y P), que se
complementan mutuamente y consumen muy poca corriente
en un funcionamiento sin carga.
El transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres
partes dopadas artificialmente (contaminadas con materiales
específicos en cantidades específicas) que forman dos
uniones bipolares, el emisor que emite portadores, el
colector que los recibe o recolecta y la tercera, que está
intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos
portadores (base).
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71
A diferencia de las válvulas, el transistor es un dispositivo
controlado por corriente y del que se obtiene corriente
amplificada.
En el diseño de circuitos a los transistores se les considera un
elemento activo, a diferencia de los resistores, capacitores e
inductores que son elementos pasivos. Su funcionamiento
sólo puede explicarse mediante mecánica cuántica.
De manera simplificada, la corriente que circula por el
"colector" es función amplificada de la que se inyecta en el
"emisor", pero el transistor sólo gradúa la corriente que circula
a través de sí mismo, si desde una fuente de corriente
continua se alimenta la "base" para que circule la carga por el
"colector", según el tipo de circuito que se utilice.
El factor de amplificación logrado entre corriente de base y
corriente de colector, se denomina Beta del transistor.
Otros parámetros a tener en cuenta y que son particulares de
cada tipo de transistor son: Tensiones de ruptura de Colector
Emisor, de Base Emisor, de Colector Base, Potencia Máxima,
disipación de calor, frecuencia de trabajo, y varias tablas
donde se grafican los distintos parámetros tales como
corriente de base, tensión Colector Emisor, tensión Base
Emisor, corriente de Emisor, etc.
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Los tres tipos de esquemas básicos para utilización analógica
de los transistores son emisor común, colector común y base
común.
Modelos posteriores al transistor descrito, el transistor bipolar
(transistores FET, MOSFET, JFET, CMOS, VMOS, etc.) no
utilizan la corriente que se inyecta en el terminal de "base"
para modular la corriente de emisor o colector, sino la tensión
presente en el terminal de puerta o reja de control y gradúa la
conductancia del canal entre los terminales de Fuente y
Drenado.
De este modo, la corriente de salida en la carga conectada al
Drenador (D) será función amplificada de la Tensión presente
entre la Puerta (Gate) y Fuente (Source). Su funcionamiento
es análogo al del tríodo, con la salvedad que en el tríodo los
equivalentes a Puerta, Drenador y Fuente son Reja, Placa y
Cátodo.
Los transistores de efecto de campo, son los que han
permitido la integración a gran escala que disfrutamos hoy en
día, para tener una idea aproximada pueden fabricarse varios
miles de transistores interconectados por centímetro
cuadrado y en varias capas superpuestas.
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TIPOS DE TRANSISTOR
Transistor de punta de contacto
Fue el primer transistor que obtuvo ganancia, inventado en
1947 por J. Bardeen y W. Brattain. Consta de una base de
germanio sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas
metálicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente
de emisor es capaz de modular la resistencia que se "ve" en
el colector, de ahí el nombre de "transfer resistor". Se basa en
efectos de superficie, poco conocidos en su día. Es difícil de
fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe
podía desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió
con el transistor de unión (W. Shockley, 1948) debido a su
mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.
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Transistor de unión bipolar
El transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés,
se fabrica básicamente sobre un mono cristal de Germanio,
Silicio o Arseniuro de Galio, que tienen cualidades de
semiconductores, estado intermedio entre conductores como
los metales y los aislantes como el diamante. Sobre el
sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada
tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o
PNP, quedando formadas dos uniones NP.
La zona N con elementos donantes de electrones (cargas
negativas) y la zona P de aceptadores o "huecos" (cargas
positivas). Normalmente se utilizan como elementos
aceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) o Galio (Ga) y
donantes N al Arsénico (As) o Fósforo (P).
La configuración de uniones PN, dan como resultado
transistores PNP o NPN, donde la letra intermedia siempre
corresponde a la característica de la base, y las otras dos al
emisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo
contrario a la base, tienen diferente contaminación entre ellas
(por lo general, el emisor esta mucho más contaminado que
el colector).
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Transistor de efecto de campo
El transistor de efecto de campo, o FET por sus siglas en
inglés, que controla la corriente en función de una tensión;
tienen alta impedancia de entrada.
Transistor de efecto de campo de unión, JFET,
construido mediante una unión PN.
Transistor de efecto de campo de compuerta aislada,
IGFET, en el que la compuerta se aísla del canal
mediante un dieléctrico.
Transistor de efecto de campo MOS, MOSFET, donde
MOS significa Metal-Óxido-Semiconductor, en este caso
la compuerta es metálica y está separada del canal
semiconductor por una capa de óxido.
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Fototransistor
Los fototransistores son sensibles a la radiación
electromagnética, en frecuencias cercanas a la de la luz.
CIRCUITO INTEGRADO
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Un circuito integrado es un circuito formado por elementos
tales como diodos, transistores, resistencias y
condensadores, los cuales están interconectados y ubicados
en una pastilla de silicio.
Es de unas dimensiones muy reducidas y sus elementos no
se pueden separar. Es decir, el sistema electrónico está
formado por circuitos completos y cada uno de ellos contiene
centenas de elementos, todos ellos situados en el cristal de
silicio.
Los circuitos integrados surgieron en 1959, con el fin de
ahorrar dinero en el empaquetamiento individual de cada
componente, en mano de obra y espacio. Las conexiones
entre los distintos elementos suelen hacerse evaporando
películas metálicas sobre el cristal; es una pastilla pequeña
de silicio, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la
que se fabrican circuitos eléctricos con base a dispositivos
constituidos por semiconductores y que está protegida dentro
de un encapsulado de plástico o cerámica.
El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para
hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.
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TIPOS
Existen tres tipos de circuitos integrados:
Circuitos monolíticos
Están fabricados en un solo mono cristal, habitualmente de
silicio, pero también existen en germanio, arseniuro de galio,
silicio-germanio, etc.
Circuitos híbridos de capa fina:
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Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero,
además, contienen componentes difíciles de fabricar con
tecnología monolítica. Muchos conversores A/D y
conversores D/A se fabricaron en tecnología híbrida hasta
que los progresos en la tecnología permitieron fabricar
resistencias precisas.
Circuitos híbridos de capa gruesa:
Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho
suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula,
transistores, diodos, etc., sobre un sustrato dieléctrico,
interconectados con pistas conductoras. Las resistencias
se depositan por serigrafía y se ajustan haciéndoles cortes
con láser. Todo ello se encapsula, tanto en cápsulas
plásticas como metálicas, dependiendo de la disipación de
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potencia que necesiten. En muchos casos, la cápsula no
está "moldeada", sino que simplemente consiste en una
resina epoxi que protege el circuito. En el mercado se
encuentran circuitos híbridos para módulos de RF, fuentes
de alimentación, circuitos de encendido para automóvil,
etc.
Clasificación
Atendiendo al nivel de integración - número de componentes
- los circuitos integrados se clasifican en:
SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a 100
transistores
MSI (Médium Scale Integration) medio: 100 a 1.000
transistores
LSI (Large Scale Integration) grande: 1.000 a 10.000
transistores
VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande: 10.000 a
100.000 transistores
ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande: 100.000 a
1.000.000 transistores
GLSI (Giga Large Scale Integration) giga grande: más de un
millón de transistores
En cuanto a las funciones integradas, los circuitos se clasifican en
dos grandes grupos:
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Circuitos integrados analógicos.
Pueden constar desde simples transistores encapsulados
juntos, sin unión entre ellos, hasta dispositivos completos
como amplificadores, osciladores o incluso receptores de
radio completos.
Circuitos integrados digitales.
Pueden ser desde básicas puertas lógicas (Y, O, NO)
hasta los más complicados microprocesadores o micro
controladores.
Éstos son diseñados y fabricados para cumplir una función
específica dentro de un sistema. En general, la fabricación de
los CI es compleja ya que tienen una alta integración de
componentes en un espacio muy reducido de forma que
llegan a ser microscópicos. Sin embargo, permiten grandes
simplificaciones con respecto los antiguos circuitos, además
de un montaje más rápido.
Limitaciones de los circuitos integrados
Existen ciertos límites físicos y económicos al desarrollo de
los circuitos integrados. Básicamente, son barreras que se
van alejando al mejorar la tecnología, pero no desaparecen.
Disipación de potencia-Evacuación del calor
Los circuitos eléctricos disipan potencia. Cuando el número
de componentes integrados en un volumen dado crece, las
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exigencias en cuanto a disipación de esta potencia, también
crecen, calentando el sustrato y degradando el
comportamiento del dispositivo. Además, en muchos casos
es un sistema de realimentación positiva, de modo que
cuanto mayor sea la temperatura, más calor produce,
fenómeno que se suele llamar "embalamiento térmico" y,
que si no se evita, llega a destruir el dispositivo. Los
amplificadores de audio y los reguladores de tensión son
proclives a este fenómeno, por lo que suelen incorporar
"protecciones térmicas".
Los circuitos de potencia, evidentemente, son los que más
energía deben disipar. Para ello su cápsula contiene partes
metálicas, en contacto con la parte inferior del chip, que
sirven de conducto térmico para transferir el calor del chip al
disipador o al ambiente. La reducción de resistividad térmica
de este conducto, así como de las nuevas cápsulas de
compuestos de silicona, permiten mayores disipaciones con
cápsulas más pequeñas.
Los circuitos digitales resuelven el problema reduciendo la
tensión de alimentación y utilizando tecnologías de bajo
consumo, como CMOS.
Aun así en los circuitos con más densidad de integración y
elevadas velocidades, la disipación es uno de los mayores
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problemas, llegándose a utilizar experimentalmente ciertos
tipos de criostatos. Precisamente la alta resistividad térmica
del arseniuro de galio es su talón de Aquiles para realizar
circuitos digitales con él
Capacidades y autoinducciones parásitas
Este efecto se refiere principalmente a las conexiones
eléctricas entre el chip, la cápsula y el circuito donde va
montada, limitando su frecuencia de funcionamiento. Con
pastillas más pequeñas se reduce la capacidad y la
autoinducción de ellas. En los circuitos digitales excitadores
de buses, generadores de reloj, etc. es importante mantener
la impedancia de las líneas y, todavía más, en los circuitos de
radio y de microondas.
Límites en los componentes
Los componentes disponibles para integrar tienen ciertas
limitaciones, que difieren de las de sus contrapartidas
discretas.
Resistencias. Son indeseables por necesitar una gran
cantidad de superficie. Por ello sólo se usan valores
reducidos y en tecnologías MOS se eliminan casi
totalmente.
Condensadores. Sólo son posibles valores muy reducidos
y a costa de mucha superficie. Como ejemplo, en el
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amplificador operacional uA741, el condensador de
estabilización viene a ocupar un cuarto del chip.
Bobinas. Se usan comúnmente en circuitos de
radiofrecuencia, siendo híbridos muchas veces. En general
no se integran.
Densidad de integración
Durante el proceso de fabricación de los circuitos integrados
se van acumulando los defectos, de modo que cierto número
de componentes del circuito final no funcionan correctamente.
Cuando el chip integra un número mayor de componentes,
estos componentes defectuosos disminuyen la proporción de
chips funcionales. Es por ello que en circuitos de memorias,
por ejemplo, donde existen millones de transistores, se
fabrican más de los necesarios, de manera que se puede
variar la interconexión final para obtener la organización
especificada.
POTENCIÓMETRO
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
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al circuito y se comporta como un divisor de voltaje. Ver la
figura.
Como regla general:
Los potenciómetros se utilizan para variar niveles de
voltaje y los reóstatos para variar niveles de corriente
VOLTÍMETRO DIGITAL
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EL MULTÍMETRO DIGITAL
Los objetivos de esta práctica son:
I
II
III
IV
Relacionarse con las funciones del multímetro digital
Operar el multímetro para medir resistencia
Operar el multímetro para medir corriente eléctrica
Operar el multímetro para medir tensión eléctrica
Para trabajar con esta práctica es necesario
que dispongas de los siguientes elementos:
* Voltímetro Digital
* Resistencias
* Baterías
* Alambres conductores de corriente
* Llave conmutadora de corriente
INTRODUCCIÓN
CARACTERÍSTICAS DE LOS MULTÍMETROS
El Multímetro se utiliza para medir diferentes acciones de los electrones en los componentes eléctricos y electrónicos. Con este instrumento podrás medir "resistencia", "corriente", y "tensión eléctrica".
1: Se presentan en una caja protectora, de tamaño no mayor de 25 pulgadas cúbicas.
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2: Proveen dos terminales cuya polaridad se identifica mediante colores: Negro (-) y Rojo (+).
3: En las medidas de corriente directa (CD), la polaridad de los terminales debe ser observada para conectar apropiadamente el instrumento. Esta precaución no es necesaria para las medidas de corriente alterna (CA).
4:
Poseen una llave selectora para elegir el tipo de medida a realizar. Están diseñados para hacer medidas de "resistencia", "corriente", y "tensión eléctrica" .
5: La medida de precaución mas importante es que en las medidas de tensión y corriente se debe observar las escalas. Es conveniente utilizar siempre la escala mayor en la primera medida, luego la corregimos si es necesario.
DESCRIPCIÓN DEL MULTÍMETRO DIGITAL (DMM)
Objetivo I: Identifiquemos las partes funcionales de un MMD
Lee la siguiente descripción del MMD e identifica las partes en el instrumento de la figura 1.
1.- Pantalla de lectura: Aquí se leen las medidas.
a. Se compone de un diodo de emisión de luz (LED) ó Pantalla de cristal liquido
(LCD).
b. En la pantalla aparece un indicador para la escala correcta.
2.- Llave de encendido ( ON -OFF).
a. Posee un circuito electrónico que es activado mediante una batería.
3.- Llave selectora: Sirve para elegir del modo de medida.
a. Tensión eléctrica, la unidad de medida es el Voltio (V).
b. Resistencia, la unidad de medida es el Ohm (W).
c.
Corriente eléctrica, la unidad de medida es el Amperio, esta cantidad es muy
grande, es por ello que siempre la escala que se utiliza esta en mili Amperios, (
mA) la milésima parte de un amperio.
d. Esta llave también señala cuando se mide capacitancia, resistencia de un diodo, y
temperatura.
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4.- Terminales: Posee dos terminales.
a. El rojo es la polaridad positiva, el negro es la negativa.
b. La pantalla indica la polaridad de la medida, el signo menos (-) delante del valor
medido indica que la polaridad está invertida.
Manipula el instrumento, hasta que estés seguro de que conoces todas las funciones del MMD.
Figura 1: Multímetro Digital.
Medidas de resistencia Eléctrica.
Objetivo II: En esta actividad utilizarás el multímetro para medir resistencia eléctrica
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Figura2: Resistencia separada de un circuito.
A continuación ejecuta los siguientes pasos:
1 Enciende el MMD Ubica la llave selectora en el signo "W" . Con esta elección el Multímetro se convierte en un Ohmiómetro.
2 Coge una resistencia y conecta los terminales del MMD a los extremos de esta, según
muestra la figura 3.
3 Repite el paso anterior varias veces con diferentes resistencias.
4 El numero que lees en la pantalla del MMD es el valor de la resistencia en unidades de Ohm (W).
Figura 3:
Modo de conectar el multímetro
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para medir resistencia.
Inspección del paso de un circuito
El Ohmiómetro también puede utilizare para inspeccionar si hay o no paso de corriente en una parte del circuito.
Con los elementos que dispones, arma un circuito sencillo. Luego coge el voltímetro en el modo de medir resistencia, y conecta los terminales a un lado y otro del conmutador. Observa la conexión en la figura 4.
Figura 4:
a) Conexión en un circuito abierto.
b) conexión en un circuito cerrado.
Observa que resistencia se lee para la configuración de la Figura 4; a, y b. Comprobarás que los valores de resistencia son extremos: infinito en un caso y cero en el otro.
Arma un circuito defectuoso y pregúntale a tu compañero que detecte donde esta la falla.
Medidas de Corriente Eléctrica.
Objetivo III: En esta actividad utilizarás el multímetro para medir corriente eléctrica.
· El multímetro en el modo de medir corriente se denomina: Amperímetro.
· La medida se hace en unidades de Amperios (A). La escala suele leerse en miliamperios (mA).
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· Dado que estamos experimentando con circuitos de corriente directa (DC), la corriente de electrones circula en un solo sentido, el valor que lees en la pantalla del multímetro puede ser negativo o positivo, ello depende de que la polaridad este o no invertida.
· Para hacer una medida de corriente es necesario que los electrones fluyan a través del instrumento.
· Para conectar el instrumento a un circuito con la polaridad correcta, debes tenerse en cuenta que el terminal negativo (negro) debe concertarse al punto más negativo del circuito, y el terminal positivo (rojo) al terminal más positivo del circuito.
· Como medida de seguridad, debe encender el instrumento después que se conecta al circuito.
Ejecuta los siguientes pasos:
1 En el MMD Gira la llave selectora a la posición "mA". Con la llave selectora en esta posición, el MMD funciona como Amperímetro.
2 Conecta el MMD en la línea del circuito, según muestra la figura 5.
3 Enciende el MMD. Ahora circula corriente por el instrumento, si la escala es correcta verás en
la pantalla de lectura la medida. De lo contrario ajusta la escala, cambiando la llave selectora a otro valor de mA.
4 Coge diferentes resistencias, modifica el circuito, y mide la corriente que circula en cada caso.
5 Diseña una tabla de valores donde, en dos columnas, escribes el valor de la resistencia y la corriente respectivamente.
6 Dibuja una gráfica con los valores de la tabla, "Resistencia contra Corriente". Interpreta el comportamiento entre la resistencia y la corriente eléctrica, ¿cuál es la relación matemática entre ambas?
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Figura 5:
El MMD utilizado como amperímetro
para medir corriente eléctrica.
Objetivo IV: En esta actividad utilizaras el multímetro para medir Tensión eléctrica.
EL Voltímetro se utiliza para medir Tensión Eléctrica o diferencia de Tensión Eléctrica en
diferentes partes de un circuito. La Unidad que se utiliza es el Voltio (V). Según la polaridad el valor es negativo o positivo.
Ejecuta los siguientes pasos:
1 En el MMD Gira la llave selectora a la posición "V". Con la llave selectora en esta posición, el MMD funciona como Voltímetro.
2 Conecta el MMD en los extremos de la batería y verifica la carga y la polaridad.
3 Arma un circuito como el de la figura 6.
4
Utiliza el MMD como voltímetro y mide la diferencia de tensión eléctrica en los extremos de cada resistencia.
5 Compara la suma de las tensiones medidas en los extremos de cada resistencia con el medido
en la batería.
5 Diseña una tabla de valores donde, en dos columnas, escribes el valor de la resistencia y la tensión eléctrica respectivamente.
6 Dibuja una gráfica con los valores de la tabla, "Resistencia contra Tensión Eléctrica ". Interpreta el comportamiento entre ambas magnitudes. ¿ Descubre cuál es la relación
matemática entre ellas?
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Figura 6: Un voltímetro se conecta
en paralelo en un circuito.
Existe una diferencia de potencial, o tensión ecléctica, entre dos puntos de un circuito. Esta cantidad no fluye a través del circuito como lo hace la corriente. La polaridad del circuito debe ser tomada en cuenta para conectar los terminales.
Para medir la diferencia de tensión entre los extremos de un dispositivo, por ejemplo una resistencia, el voltímetro se conecta en paralelo con la resistencia.
Seguridad: Una buena práctica es desconectar el circuito de la fuente, conectar el voltímetro, y entonces conectar el circuito nuevamente a la fuente de energía. Por razones de seguridad conviene poner la escala del voltímetro en el nivel más alto. Una vez que se aplica tensión eléctrica al circuito, se debe ajustar el voltímetro bajando la escala de medida.
Preguntas:
¿Que se utiliza para medir corriente?
¿Que se utiliza para medir tensión eléctrica?
¿Que se utiliza para medir una resistencia?
¿Que precauciones se deben tomar para medir corriente en un circuito con un multímetro digital?
Describir como se mide la corriente en un circuito?
Describir como se mide la tensión eléctrica con un voltímetro
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Describir como se mide la resistencia con un Ohmetro.
ESQUEMA O CIRCUITO UTILIZADO PARA LA FABRICACION DEL PROVADOR DE REGULADORES DE Voltaje
REALIZACIÓN DEL PROYECTO
1.- Pasos
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Cuircuito electronico
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ARMAR LA CAJA
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TIPOS Y COSTOS DE MATERIALES
MATERIALES unidades costo
Transformador TR de 220 a 24v 5A 2 S/. 50.00 c/u
Voltímetro Digital 1 20.00
Focos indicadores 4 10.00
bakelita 1 6.00
Diodos rectificadores de 4A 11 16.00
Integrados 1 12.00
Transistores 4 15.00
Potenciómetro de 5 k ohmios 1 6.00
fusibles 2 7.00
plush 5 6.00
Interruptores selectores N/A 3 6.00
Resistencias 10 1.00
Cable 4m 4.00
ventilador 1 15.00
Caja 1 30.00
Enchufes 6.00
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enfriador 1 5.00
Estaño 6m 3.00
Acido férrico 4.00
TOTAL DE GASTOS S/.
276.00
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
ACTIVIDAD
septiembre octubre noviembre
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SEMANA SEMANA SEMANA SEMANA SEMANA SEMANA
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
INFORMACIÓN X X X X
DISEÑO DEL PROTOTIPO
X X
EVALUACIÓN DEL PROTOTIPO
X X
FAB. DEL PROTOTIPO
X X
SUST. DEL PROTOTIPO FINAL
X X
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CONCLUSIONES: Este proyecto nos ayudara a conocer un poco más del amplio mundo de la tecnología en la parte electrónica que cada día más avanza rápidamente. A su vez demandara más trabajo para nuestra empresa y/o Taller ya que aquellas que no cuentan con este probador de reguladores de voltaje ,acudirán a nosotros para realizarles el trabajo de poder probar los reguladores de voltaje a la vez que llegaran más clientes y generalmente mas entrada de capital y ahorraremos más tiempo en poder aprovechar con otros trabajos que se presente en el taller. Dimos una iniciativa de mejoramiento de nuestra empresa que se dedica a brindar servicios eléctricos Automotrices.
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CONCLUSIONES FINALES ,CON INDICACION DE LOS
BENEFICIOS MEDIBLES QUE SE OBTENDRAN CON LA
INNOVACION Y/O MEJORA
. Gestión y mantenimientos de procesos productivos-
.Facilitar el trabajo en lo que concierne a sistemas de carga.
.Cumplir con las expectativas presentadas por los clientes.
.Brindarles un trabajo de muy buena calidad.
. Ahorrarles tiempo y dinero.
.Mejora de la empresa con esta nueva innovación.
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