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Hemos comentado que todos los equi-pos electrónicos precisan de una alimenta-ción.

Como también pueden funcionar conpilas es necesario tocar el tema de las dis-tintas fuentes que pueden alimentarlos, yaque cada vez resulta más habitual utilizaraparatos independientes de la red eléctrica.

Vamos a conocer la mayor parte de losmodelos existentes para que no nos aban-donen en el momento más crítico.

Por ello, antes que nada, es necesarioprecisar la diferencia existente entre pila,acumulador y batería.

• Pila es el nombre que se da a los ele-mentos simples que proporcionan ener-gía a una linterna o a un receptor deradio, por ejemplo, aunque se coloquenagrupados.

También se le denomina elemento pri-mario o pila primaria.

• Acumulador es un elemento secun-dario capaz de descargarse y volverse arecuperar mediante un cargador externoconectado a la red de corriente alterna.

Existen varios tipos de acumuladores,que luego veremos.

• Finalmente, el término batería hacereferencia a la asociación o conexión devarias pilas, bien primarias o secunda-rias, formando un conjunto capaz decrear una tensión superior, igual a la ten-sión que suministra un elemento multipli-cado por el número de ellos, conocidocomo asociación en serie o un conjuntocapaz de proporciona una intensidadmayor, igual a la capacidad de un ele-mento multiplicada por el total (asocia-ción en paralelo) (luego veremos que seentiende como capacidad la intensidadque pueden proporcionar a lo largo deltiempo y se expresa en Ah).

A esos elementos se les denomina tam-bién celdas.

A este conjunto, si de elementos acu-muladores estamos hablando, se leconoce en inglés como Pack (paquete,en español).

Después volveremos a insistir en la dife-renciación de éstos términos.

Pila eléctrica

Dispositivo que convierte la energía quí-mica en eléctrica.

Todas las pilas contienen un electrolito(que puede ser líquido, sólido o en pasta),un electrodo positivo y un electrodo negati-vo. El electrolito es un conductor iónico.Uno de los electrodos produce electrones yel otro los recibe.

Al conectar los electrodos al aparato quehay que alimentar, llamado carga, se gene-ra una corriente eléctrica.

PILAS, ACUMULADORES Y BATERÍAS

Existe cierto confusionis-mo al designar cada unode los elementos que pro-porcionan el suministroeléctrico a los circuitos.

El mundo del automatismo electrónico 217

Pilas, acumuladores y baterías

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218 El mundo del automatismo electrónico

Las pilas en las que el producto químicono puede volver a su forma original, una vezque la energía ha sido convertida (es decir,se han descargado), se llaman pilas prima-rias o voltaicas.

A Alejandro Volta se le atribuye el descu-brimiento de la pila.

Ya dimos esta noticia en EL MUNDO DELA ILUMINACIÓN pero creemos conve-niente repetirla, con más datos.

Alejandro Volta muestra su pila eléc-trica ante Napoleón Bonaparte en 1800.

Fresco de Nicola Cianfanelli (1793-1848) pintado en 1841. Florencia, Museo de Física

y Ciencias Naturales.

En 1796, el profesor de FísicaExperimental de la ciudad italiana dePavía, Alejandro Volta, poseía todos losconocimientos necesarios para cons-truir la pila eléctrica a la que, con eltiempo, uniría su nombre, y que es elfundamento de todas las que son utili-zadas actualmente.

Sin embargo, su descubrimiento no fueconocido hasta que Volta escribió sobreel mismo a Joseph Banks, secretario dela Royal Society de Londres, de la que elcientífico italiano era miembro desde1791, al tiempo que viajaba a París, encompañía de un colega docente, el des-tacado químico Brugnatelli.

En aquel tiempo, París era la capital dela República francesa que, después dediez intensos años revolucionarios,parecía apaciguarse, aburguesándose,tratando de convertirse en un centrodifusor del Arte, las Letras y lasCiencias, siguiendo los ambiciosos pla-nes culturales y educativos del PrimerCónsul de Francia, el invicto generalNapoleón Bonaparte.

Volta era portador de una misión oficialde las autoridades académicas, que que-rían agradecer a Bonaparte que hubierapermitido abrir nuevamente las aulas dela Universidad de Pavía, situada política-mente (a capricho del militar corso) enterritorio de la nueva RepúblicaCisalpina, estado satélite de Francia.

Pero la pila cambió completamente elinterés del viaje.

Así, Napoleón (a quien observamos eneste fresco) junto a ciertos miembrosde la Academia de Ciencias asistió a lasdemostraciones que Volta realizó de supila, en una sesión pública.

Una comisión académica aconsejó quese le otorgara, por sus descubrimien-tos, una medalla de oro.

La electricidad galvánica y la electrici-dad producida por las máquinas elec-trostáticas fueron reconocidas comoidénticas ante la comunidad científicafrancesa.

El físico italiano demostró nuevamentesus conocimientos en el domicilio delquímico Fourcroy, que llegaría a serconsejero de Estado, y ante los desta-cados físicos Charles y Lamétherie,director del Journal de Physique.

Fiel a su política de seducción de cien-tíficos e intelectuales, que había adop-tado, a sugerencia de Lazaro Carnot,desde la campaña de conquista deItalia en 1796, Napoleón otorgó el títulode conde a Volta y le procuró una pen-sión que fue regularmente abonada.


Volvemos a insistir:

Las pilas en las que el pro-ducto químico puede serreconstituido pasando unacorriente eléctrica a travésde él en dirección opuestaa la operación normal de lapila, se llaman pilas secun-darias o acumuladores.


En 1803, fue nombrado miembroextranjero del Instituto de Francia.

La demostración de la pila eléctrica fuetodo un símbolo para la época, de ahíque fuera inmortalizada por los artistasfranceses en diversos cuadros, estam-pas y frescos durante el siglo XIX.Representaba la reconciliación de laciencia italiana y la francesa, separadasdesde hacía tiempo.

La italiana más académica, expuesta ala manera escolástica y positivista. Lafrancesa deslumbrada por el auge delas Matemáticas durante el siglo XVIII,sobre la que centraba sus mayoresesfuerzos.

De suerte que este encuentro, sin subordinación de unos científicossobre otros, fue magnificado, definiéndose como principio de unanueva ciencia continental.... en laNueva Europa dominada por Francia,que soñaba Napoleón.

Las primeras pilas utilizadas a títuloexperimental, se derivaban directamente dela pila de Volta.

La imagen, que data de 1870, muestrauna batería de pilas elementales compues-tas de electrodos de cobre y zinc introduci-dos en una solución de agua acidulada.

La pila primaria más común fue la pilaLeclanché o pila seca, inventada por el quí-mico francés Georges Leclanché en losaños sesenta del siglo XIX.

La pila seca que se utiliza hoy es muysimilar al invento original. El electrolito esuna pasta consistente en una mezcla decloruro de amonio y cloruro de cinc.

El electrodo negativo es de cinc, igualque la parte exterior de la pila, y el electro-do positivo es una varilla de carbono rode-ada por una mezcla de carbono y dióxidode manganeso, como despolarizante.

Esta pila produce una fuerza electromo-triz de unos 1,5 V.



Sin embargo en Internethemos localizado pilasmuy antiguas:

Las primeras pilas de lahistoria:

Démonos cuenta que eldescubrimiento de la pilamarca el inicio de unanueva era.

Y gracias al mismo…

La pila facilitó que varioscientíficos ingleses logra-ran aislar nuevos cuerposcomo el potasio y elsodio.

Fue la base de los nuevosconocimientos electrodi-námicos desarrolladospor Oersted, Ohm yAmpére en los años veintedel siglo XIX y, en últimainstancia, de los cambiosque el mundo observaríacon la invención del motoreléctrico.




En 1938 el doctor Wilhelm, un arqueólogo austriaco, al revisar material almace-nado en el Museo de Bagdad halló un objeto que podría alterar drásticamentelos conceptos aceptados sobre el conocimiento antiguo.

Era un recipiente de unos quince centímetros de alto de cerámica amarilla,fechado en unos dos milenios atrás, que contenía, entre otras cosas, un cilindrohecho de una hoja de cobre, de doce por casi cuatro centímetros.

¿Podría tratarse de una pila eléctrica?

Y lo más importante... ¿como llegó a esta conclusión el doctor Wihelm?

Ya hemos comentado que esta vasija estaba compuesta por un cilindro decobre, pero además la costura del cilindro estaba soldada por una mezcla deestaño 60/40 similar a la que se usa hoy en día para soldar.

En el fondo del cilindro había un disco de cobre con los bordes doblados enforma de tapa y sellado con un material bituminoso como el asfalto.

Otra capa de asfalto sellaba la parte superior, sosteniendo una varilla de hierrosuspendida en el centro del cilindro de cobre.

La varilla mostraba evidencias de haber sido corroída por un agente ácido.

El doctor Konig tenía conocimientos técnicos que le permitieron darse cuentade inmediato de que se hallaba ante una antigua pila eléctrica.

La pila hallada en el Museo de Bagdad, Irak, al igual que otras que fueron des-enterradas en ese país, está fechada en la época de la ocupación partiana, entre248 antes de Cristo y 226 después de Cristo.

En el Museo de Bagdad el doctor Konig encontró, además, vasos de cobrecubiertos con una fina capa de plata que fueron extraídos de excavaciones enasentamientos sumerios en el sur de Irak, fechados en por lo menos 2500 antesde Cristo.

Haciendo una leve incisión en estos vasos se descubrió una delgada pátina azulque es característica de los trabajos plateados por electrólisis sobre una super-ficie de cobre.

Parecía ser que los partianos podían haber heredado sus pilas de una de lasmás antiguas civilizaciones que se conoce.

Hace unos años se propuso que podrían haber utilizado uvas aplastadas comoelectrolito o quizá vinagre.

Se probó una réplica de la pila de Bagdad con resultado positivo, obteniendo0,87 V.

Varias celdas en serie habrían dado suficiente potencial como para hacer el pla-teado electrolítico de pequeños objetos.

Hace unos años, Motorola anunció un chip de microprocesador que tenía unconsumo muy bajo mostrándolo en funcionamiento, alimentado por dos cableshundidos en un limón (en ciertos comercios de Argentina se exponían muestrasde este sistema y realmente funcionaba).

Dos metales diferentes y un electrolito ácido son suficientes.

En Internet se pueden encontrar instrucciones para hacer pilas eléctricas contiras de metal sumergidas en una solución de sal en agua.

De otros estudios, aparece que el uso de pilas similares podría haber sido nor-mal en el antiguo Egipto, donde se han encontrado en diversos sitios variosobjetos con signos de haber sido plateados eléctricamente.

Hay hallazgos, realizados en otras regiones, que sugieren que el uso de electri-cidad podría haber sido de gran provecho.


Pilas primarias

Fundamentalmente existen tres tipos:

• Zinc–carbono o Leclanche: Son laspilas más baratas y comunes, pero de muybaja capacidad.

Además se comportan mal a bajas tem-peraturas, no siendo capaces de suminis-trar corrientes elevadas.

• Cloruro de Zinc-carbono: Su precioes intermedio, se comportan bien a bajatemperatura y suministran intensidades ele-vadas, aunque siguen teniendo una capaci-dad baja.

• Alcalinas: Son las pilas más caras detodas pero a cambio tienen mayor capaci-dad que las anteriores, con un buen com-portamiento a bajas temperaturas e intensi-dades altas de descarga.

Pilas de alta densidad de energía.

Como características principales tene-mos su alta capacidad, curvas de descargamuy planas (poca variación de tensión a lolargo del tiempo de la descarga) y la dispo-nibilidad de encapsulados muy variados(pilas botón).

Otras curvas de descarga.

Podemos encontrar tres tipos tambiénen este caso:

Litio: En general se venden de 3V/celda,su vida es muy larga (de 10 a 20 años) y secomportan muy bien en temperaturasextremas. Su corriente de descarga es bajay su precio muy elevado.

Mercurio: En desuso por problemasambientales. Sustituidas por:

Óxido de Plata: Son las típicas pilas debotón actuales de 1,5 V.



Uno de ellos es un cinturón, hallado en latumba del general chino Chu (265-316después de Cristo), que está hecho conuna aleación de ochenta y cinco por cien-to de aluminio, diez por ciento de cobre ycinco por ciento de manganeso.

El único método viable de producción dealuminio a partir de la bauxita es un proce-so electrolítico realizado después de que laalúmina (mineral compuesto que se extraedel suelo) se ha disuelto en criolita fundida.

Este método se patentó en el siglo XIX.

Para este proceso las pilas del tipo deBagdad no serían suficientes, ya que senecesita una corriente bastante importante.

¿Curioso, no?

Curvas de descarga de distintos tipos de pilas.

Disco de cobre

Litio

alcalina

Horas

Volta

je

carbón zinc

electrolito ácido

Litio

plata

mercurio

LeClanche

Cloruro de zinc

Ni-Cd

alcalina

Vaso

Barra de hierroCierre

de asfalto

Electrolito

Cilindro de cobre

Aislamiento de asfalto



Guía de reconocimiento de los elemen-tos primarios o pilas.

A todas las llamamos genéricamentepilas, pero sus nombres son variados yderivan de la composición interna.

Ya sabemos que pueden ser alcalinas,carbón-zinc, níquel-cadmio, botón, segúntengan mercurio, litio y óxido de plata, zinc-aire.

Para saber cómo hay que tratar y apro-vechar una pila es necesario identificarla, yaque los fabricantes todavía no las marcancon un símbolo que nos permita distinguir-las inmediatamente.

El primer problema que se plantea es ladiversidad de tipos y modelos existentes enel mercado, que básicamente son lassiguientes:

Pilas Salinas

Son las primeras que aparecieron y yalas usaban nuestros abuelos.

Tienen menos duración y potencia perosu contenido tóxico es muy bajo.

Podemos echarlas a la basura sin remor-dimiento. El problema puede ser reconocer-las como salinas.

Pilas Botón

Otra pila primaria muy utilizada es lapila de cinc-óxido de mercurio, conocidanormalmente como pila de mercurio.Puede tener forma de disco pequeño y seutiliza en audífonos, y relojes de pulseraeléctricos.

El electrodo negativo es de cinc, el elec-trodo positivo de óxido de mercurio y elelectrolito es una disolución de hidróxido depotasio.

Produce unos 1,5 V.

Son las que contienen más mercurio porunidad.

Para que nos hagamos una idea, dicenque uno sólo de esos pequeños botonespodría contaminar 600.000 litros de agua,una cantidad mayor que la que bebe unafamilia de 4 miembros ¡durante toda suvida!

Las pilas botón de litio (luego hablamosdel litio), en cambio, no contienen ni mercu-rio ni cadmio, o sea que son una alternativainteresante para evitar el consumo de losbotones de mercurio.

Las pilas botón pueden reciclarse yrecuperar así productos (mercurio entreotros) que serán útiles otra vez.

Pilas alcalinas

Este tipo de pila ofrece duración ypotencia, pero a costa de utilizar mercurio.

Aunque el contenido tóxico por unidades menor que en las pilas botón, es sufi-ciente, dicen, para contaminar 175.000litros de agua, más de la que bebe una per-sona durante toda su vida.

Además, el volumen de ventas de laspilas alcalinas supera con mucho el de laspilas botón y sigue creciendo.

Aunque no está muy extendida la técni-ca de reciclado de estas pilas, está claroque no pueden echarse a la basura y que


A lo largo de este capítulofiguran tablas con todos, ocasi todos, los modelos,tamaños y las normas querigen su denominación.

Barrera

Salida de gasesEnvoltura

exterior deacero

Materialabsorbente

de seguridad

Caja de acerointerior

Parte superiorde acero

Parte internade estañoplateadoElectrolito de

hidróxido de potasio contenido

en material absorbente

Cemento aislador

Cátodo despolarizado de óxido de mercurio

Ánodo de amalgama

de zinc


deben ir a vertederos especiales dondepueda realizarse su eliminación controlada.

De todos modos, la solución es laincorporación de cantidades más peque-ñas de mercurio y la sustitución de éstepor productos no peligrosos, como ya seviene haciendo en varios países europeos.

Mientras tanto, podemos utilizar otrasmenos problemáticas, como las salinas o laspilas verdes, alcalinas con cero mercurio.

Acumuladores Níquel-Cadmio

Este tipo de pilas, de las que luegohablaremos en profundidad, tiene la carac-terística de que pueden recargarse despuésde gastada, así que, bien utilizada, puededurar años.

Sin embargo, también son peligrosas,aunque no contienen mercurio.

En este caso, es el cadmio el metal tóxi-co que emplean.

Así que, ¡nada de echarlas a la basura!Además, ¡dicen que ya se reciclan!

Pilas Verdes

Los fabricantes están comenzando a sacaral mercado un nuevo tipo de pilas, conocidascomo verdes, ecológicas o biopilas.

La ventaja de esta novedad es que ape-nas contienen mercurio, así que no dan pro-blemas de contaminación y podemosecharlas al cubo de la basura.

Resumen

Tipo de pila Características Toxicidad

Secas También llamadas Muy baja"salinas" o de "zinc-carbón", contienen muy poco mercurio (0,01%)

Alcalinas Tienen un contenido Tóxicasde mercurio del 0,5%

Recargables Contienen cadmio. TóxicasNo tienen mercurio.

Botón Algunas contienen Muy altahasta un 30% de mercurio

"Verdes" Carecen de cadmio Desconociday mercurio, aunque se desconoce parte de sus componentes.

Tamaños y denominación de las pilasalcalinas más utilizadas.

Se corresponden con la imagen de sussiluetas y son las que más se utilizan.



Una anécdota: averiguar enqué nivel energético nosmovemos con una pila alcalinaAA.

Las pilas alcalinas tamaño AAproporcionan unos 2,4 amperios× hora.

Tienen un voltaje de 1,5 voltios, loque quiere decir que podrían llegara proporcionar unos 3,6 vatios porhora (siendo optimistas).

Una hora tiene 3.600 segundos,de modo que eso equivaldría aunos 12.960 julios.

Un ser humano consume unas2.000 calorías por día.

Esas (kilocalorías) que miden lasdietas equivalen a 1.000 caloríasde las que se utilizan en químicae ingeniería.

Una caloría son 4,2 julios.

Por tanto equivalen a 2.000 × 1.000× 4,2 = 8,4 × 106 julios por día.

Dividiendo un valor por el otro seobtiene 648.

Eso quiere decir que necesitaría-mos unas 648 pilas alcalinasAA para hacer funcionar a unser humano durante todo día.


Se denominan de dos formas preferen-temente, según el orden en el que están enel dibujo:

D o LR 20; C o LR 14; AA o LR 06; AAAo LR03; PP6 ó 6F 22



USA IEC ANSI Otros Forma Voltaje

AAA LR03 24A R03, MN2400, AM4, Cilindro L: 44,5 mm, 1,5 VUM4, HP16, Micro D: 10,5 mm

AA LR06 15A R06, MN1500, AM3, Cilindro L: 50 mm, 1,5 VUM3, HP7, Mignon D: 14,2 mm

C LR14 14A R14, UM2, MN1400, Cilindro L: 46 mm, 1,5 VHP11, Baby D: 26 mm

D LR20 13A R20, MN1300, UM1, HP2, Cilindro L: 58 mm, 1,5 VMono D: 33 mm

PP6 6F22 1602 6F50-2, Energizer 246 Prisma: 69,9mm 9 V × 34,5mm × 34,5mm

Destacamos un valor queno suele darse actual-mente en las pilas alcali-nas y es la capacidad dela que ya hemos hablado yluego insistiremos.

AA • Alcalinas 1,5 V• Capacidad: 2.870 mAh

AAA • Alcalinas 1,5 V• Capacidad: 1.150 mAh

6F22 • Alcalinas 9 V• Capacidad: 570 mAh

C • Alcalinas 1,5 V• Capacidad: 8.400 mAh

D• Alcalinas 1,5 V• Capacidad: 19.500 mAh

Sin embargo, hemosconseguido estas imáge-nes representativas delos distintos tamañoscon el valor de su capa-cidad.


La capacidad de una pila, que no tienenada que ver con la de los condensadores,nos da una idea de cuanto puede durar.

Por ejemplo:

Una linterna de diodos leds:

Independientemente del número de pilasque lleve, pues sólo nos interesa su tama-ño, si medimos el consumo estando encen-dida (cosa fácil, intercalando un polímetro),obtendremos un valor que, posiblemente,se sitúe entre 200 ó 300 mA.

Finalmente dividiendo el valor de lacapacidad por el valor de la medida (la lec-tura del polímetro) obtendremos un númerobastante elevado de horas de autonomíaque es una característica a tener en cuentacon este tipo de linternas.

Cómo construir una pila casera

Toda pila consta de dos electrodos (gene-ralmente dos metales) y un electrolito (unasustancia que conduce la corriente eléctri-ca). En este caso vamos a utilizar como elec-trodos los metales cobre y magnesio.

En concreto, vamos a utilizar una tuberíade cobre y un sacapuntas, cuyo cuerpometálico contiene magnesio. Como electro-lito vamos a utilizar vinagre.

Construir la pila es sencillo, sólo hay queintroducir los electrodos en el interior delvinagre contenido en un vaso y unir uncable a cada uno de ellos (tal como mues-tra la figura).

Debe procurarse que la tubería de cobrese encuentre bien limpia. Para limpiarla lomejor es frotarla con un papel de lija.

Para hacerla funcionar sólo hay que unirlos dos cables que salen de los electrodosa un aparato que funcione con pilas.

El problema es que esta pila proporcionauna intensidad de corriente muy baja, debi-do a que tiene una alta resistencia interna,por ello no siempre se va a conseguir quefuncione.

Hay que elegir el dispositivo adecuado:un aparato que requiera una potencia muypequeña.

Por ejemplo:

Un dispositivo de los que tocan una can-ción en los juguetes para bebés o de losque llevan incorporado algunas tarjetas defelicitación (musicales), un reloj a pilas (sirveun despertador).

Sólo se debe unir los cables de la pila alos dos polos del portapilas del aparato.

Pero no olvidemos que hay que hacerlocon la polaridad correcta, en caso contrarioel aparato no funcionará.

Nota: Mientras no se utilice, hay quetener el sacapuntas fuera del vinagre paraevitar que reaccione y se deshaga.

Se observará que cuando entran encontacto, el magnesio del sacapuntasreacciona con el ácido del vinagre y sedesprenden numerosas burbujas. Se tratade gas hidrógeno.

Pilas secundarias. Acumuladores.

Tres son los parámetros más importan-tes que definen un acumulador:

• La capacidad

Es la cantidad de energía que es capazde acumular y por consiguiente, de restituir.

Se expresa en Amperios-horas y su sím-bolo es Ah.

Para entenderlo mejor sirva el siguienteejemplo:



cables

sacapuntas

vinagre

tubería decobre



Un acumulador de 2Ah es capaz de pro-porcionar 2A durante 1 hora o 1A durante 2horas ó 0,5 durante 4 horas, etc.

Un submúltiplo que se utiliza es elmiliamperio-hora, símbolo mAh.

Suele confundirse con la autonomía.

La capacidad varía en función de la tec-nología con que se fabrique el acumulador,desde algunas decenas de mAh para losacumuladores de botón de Ni-Cd a más de4000 Ah para los de plomo.

Es preciso saber que la capacidad resti-tuida por un acumulador no es constante,para una misma carga, pues depende delas condiciones de la descarga, es decir, sila temperatura es baja la capacidad dismi-nuye. Lo mismo si la demanda de corrientees elevada.

Para una misma tecnología la capacidadde un elemento es proporcional a su volumen.

En contrapartida en dos tecnologíasdiferentes y para una misma capacidad, losvolúmenes no son siempre los mismos.

La relación capacidad/volumen peso esla densidad de energía y se expresa enWh/Kg y se conoce como factor de mérito.

Hablaremos en el texto de capacidadnominal de un elemento y la denominarosC que es la marcada en la envolvente por elfabricante, basándose en la norma corres-pondiente.

• La tensión

Varía en función de la tecnología, y seconoce como tensión nominal y es la ten-sión media del acumulador en fase de des-carga y en funcionamiento.

Éste valor varía, disminuyendo a lo largodel tiempo de utilización, dependiendo decada tecnología.

Tensiones nominales de un elementopara las tecnologías principales:

Plomo 2VNíquel cadmio 1,2VLitio 3VAlcalinas 1,5V

Las variaciones de esta tensión sondebidas en parte a la resistencia interna.

• La resistencia interna

Es una característica que penaliza alacumulador. Por ella se provoca la caída detensión en el acumulador cuando aumentala corriente consumida.

Es debida, en parte, a las conexionesinternas, a la inercia de la reacción químicay a los elementos de protección que se sitú-an en el interior del acumulador.

Su valor puede variar de algunas dece-nas a varias centenas de mΩ, en función delas tecnologías de fabricación.

El acumulador o pila secundaria, quepuede recargarse revirtiendo la reacciónquímica, fue inventado en 1859 por el físicofrancés Gaston Planté.

La pila de Planté era una batería deplomo y ácido, y es la que más se utiliza enla actualidad.

Esta batería que contiene de tres a seispilas conectadas en serie, se usa en automó-viles, camiones, aviones y otros vehículos.

Su ventaja principal es que puede pro-ducir una corriente eléctrica suficiente paraarrancar un motor; sin embargo, se agotarápidamente.

El electrolito es una disolución diluida deácido sulfúrico, el electrodo negativo es deplomo y el electrodo positivo de dióxido deplomo o plomo esponjoso.

En funcionamiento, el electrodo negativode plomo se disocia en electrones libres eiones positivos de plomo.

Los electrones se mueven por el circuitoeléctrico externo y los iones positivos deplomo reaccionan con los iones sulfato delelectrolito para formar sulfato de plomo.



Cuando los electrones vuelven a entraren la pila por el electrodo positivo de dió-xido de plomo, se produce otra reacciónquímica. El dióxido de plomo reaccionacon los iones hidrógeno del electrolito ycon los electrones formando agua e ionesplomo; estos últimos se liberarán en elelectrolito produciendo nuevamente sulfa-to de plomo.

Un acumulador de plomo y ácido seagota porque el ácido sulfúrico se transfor-ma gradualmente en agua y en sulfato deplomo.

En la carga, las reacciones químicasdescritas anteriormente se invierten hastaque los productos químicos vuelven a sucondición original.

Una batería de plomo y ácido, para auto-móviles, tiene una vida útil de unos cuatroaños.

Produce unos 2 V por elemento.

Recientemente, se han desarrolladobaterías de plomo para aplicaciones espe-ciales con una vida útil de 50 a 70 años.

Otra pila secundaria muy utilizada es labatería de níquel y hierro, ideada por elinventor estadounidense Thomas Edison entorno a 1900.

El principio de funcionamiento es elmismo que en la pila secundaria de ácido yplomo, pero aquí el electrodo negativo esde hierro, el electrodo positivo de óxido deníquel y el electrolito es una disolución dehidróxido de potasio.

La pila de níquel y hierro tiene la desven-taja de desprender gas hidrógeno durantela carga.

Se usa principalmente en la industriapesada.

La batería de Edison tiene una vida útilde unos diez años y produce aproximada-mente unos 1,2 V.

Otro acumulador alcalino similar al deEdison es el de níquel y cadmio, en el queel electrodo de hierro se sustituye por unode cadmio.

Produce también 1,2 V y su vida útil esde unos 25 años.

Las pilas “secundarias” o recargablessatisfacen necesidades muy distintas.

Actualmente existen tres tipos de pilasrecargables que dominan el mercado: lasde plomo, las de níquel-cadmio y las deníquel-hidruro.

Vamos a analizar primero las de plomo yníquel-cadmio.

Pilas de plomo y níquel-cadmio

Por eso hablamos de batería al referir-nos a la de nuestro coche.

Las baterías de plomo reinan en nues-tros automóviles pero sólo destinadas acubrir las necesidades de arranque, ilumi-nación e ignición (no tienen suficiente ener-gía para mover el coche).



Volvemos a aclarar que seconfunde el término pilacon el de batería.

Una pila primaria es unelemento del compuestoque sea.

Proporciona 1,5 V, normal-mente, y hasta 3 V si setrata de una de Litio.

Un elemento deNíquel–Cadmio es una pilasecundaria o recargable.

Cuando varios elementosvan asociados, en serie oparalelo conseguimos unabatería.

Acumulador de plomo.

Borne positivo

Tapas de salida

Conector de las placas

Electrodo positivo (dióxido

de plomo)

Electrodo negativo (plomo)

Borne negativo

Disolución electrolítica (ácidosulfúrico diluido)

Revestimiento protector

Separador deplacas



Las pilas de níquel-cadmio, alojadas engrupos de 4 o de 5 elementos, a falta demejores baterías, se emplean en artículosde electrónica de consumo como videocá-maras y ordenadores o teléfonos móviles.

Además de la necesidad de mejoras téc-nicas en las baterías actuales, los usuariosdeben saber que los elementos que lascomponen son altamente contaminantes,especialmente el plomo y el cadmio, y queen el caso de este último, los procesos dereciclado no están bien establecidos.

Sin embargo, la demanda del mercadode baterías recargables es previsible quesiga creciendo tanto a corto como a medioplazo.

¿Que tecnología es la ideal para el des-arrollo de nuevas baterías recargables?

En general, cada tecnología tiene carac-terísticas que se ajustan mejor a ciertasaplicaciones, y existen asimismo numero-sos y variados tipos de baterías que se pue-den considerar hoy en día en estado dedesarrollo.

Una breve lista podría incluir bateríassodio/azufre, zinc/aire, hidruro metáli-co/óxido de níquel y baterías de litio.

Las baterías de plomo no sólo se utilizanen el coche.

Cuando queremos alimentar una alarmade tal forma que tenga autonomía cuandose va la luz, podemos utilizar una bateríahermética de plomo gel de 12 V o de 6V,como la que se representan a continuación:

Se trata de una batería de plomo-gel 12V7Ah, hermética, sin mantenimiento.

No sólo se presentan en ese formato,existe otros menos conocidos a escaladoméstica pero más utilizados en usosindustriales:

Son elementos individuales de 2 V uni-dos por soldadura para conseguir los 12Vhabituales.

Entonces, ¿baterías de plomo o Ni-Cd?

Coste/Prestaciones

Las baterías de plomo-gel son aproxi-madamente de 2 a 4 veces menos carasque las baterías de Ni-Cd.

Sin embargo, las Ni-Cd, si se cuidanapropiadamente (¡ésta es la clave delasunto!) pueden recargarse de 3 a 5 vecesmás que las baterías de plomo-gel.

El coste de un cargador para un tipo debaterías u otro es el mismo, más o menos,pero es importante resaltar que las bateríasde plomo necesitan un tipo diferente decargador que las baterías Ni-Cd.

En resumen, las baterías Ni-Cd son, almenos, tanto o más baratas que las deplomo si se usan frecuentemente a lo largode su vida útil.

Sin embargo, si se emplean de formaocasional, las de Ni-Cd son más caras,puesto que su vida útil acabará en el estan-te de un armario, antes de utilizar todas lascargas disponibles.

Las baterías Ni-Cd son, en general, un30% más ligeras que las de plomo para unacantidad de energía dada.

Es una diferencia significativa.

Características de almacenamiento

Las baterías de plomo-gel mantienen sucarga completa durante dos meses o máscuando están almacenadas, sin cargadoralguno.

Las baterías Ni-Cd pierden aproximada-mente un 1% de su carga cada día que



pasa, debido a un fenómeno conocidocomo "auto-descarga".

Características de la descarga

Las baterías Ni-Cd tienen una curva dedescarga voltaje - tiempo más plana que lasbaterías de plomo.

Esto significa que un foco alimentadocon una de ellas dará una cantidad de luzconstante durante toda su utilización, mien-tras que con una batería de plomo, la luz irábajando de intensidad a medida que labatería se descargue.

No debe permitirse la descarga total deninguna batería, por abandono.

Ambos tipos de baterías, ya sean Ni-Cdo de plomo-gel pueden dañarse gravemen-te si se descargan, en uso, por debajo del75% de su voltaje original.

Para cargar rápidamente baterías deplomo o Ni-Cd (carga completa en 2 o 4horas), se necesita un "cargador inteligente".

Estos cargadores comprueban el estadode la batería durante el proceso de carga,suministran toda la corriente que sea nece-saria y cuando la batería está cargada,reducen el flujo de corriente (o suministranpulsos de corriente a intervalos) para man-tener la batería sin dañarla.

Este tipo de cargador inteligente estámuy bien para las baterías de plomo, perono es realmente necesario, ya que un sim-ple cargador de voltaje regulado funcionaráperfectamente.

El cargador deberá suministrar de 6,90 a6,95 voltios para una batería de plomo de 6voltios, y de 13,8 a 13,9 voltios para unabatería, también de plomo, de 12 voltios.

Las baterías de Ni-Cd realmente sí sebenefician de un cargador inteligente.

Carga de acumuladores de níquel cad-mio

Carga

Para recargar una batería, es necesariohacer pasar una cantidad de energía a tra-vés de ella (Flujo de corriente).

Esta cantidad de flujo de energía es loque llamamos intensidad de carga, que semide en miliamperios (mA) y de la quedepende el tiempo necesario para lograr lacarga completa de la batería.

La intensidad de carga es de vital impor-tancia durante la carga de la batería, puesun exceso de ella pueda dañar, deteriorar odisminuir la vida útil de la batería.

Básicamente existen cuatro métodos decarga para acumuladores de Ni-Cd.

Carga larga o normal

Carga rápida

Carga acelerada

Carga de goteo

• Carga larga o normal:

En ingles conocida como (Overnight) coneste método una batería recargada alcanzasu 100% de carga entre 14 a 16 horas. Elvalor de la carga está determinada por la for-mula C/10, donde C corresponde a la capa-cidad de la batería en miliamperios hora.

Ejemplo: Para cargar una batería de 600mAh, el valor de carga para carga normalserá de 60 mA, Para una batería de 700mAh, será de 70 etc.



Cargador

Batería



Este método de carga es el más usado yademás el más seguro, pues los acumula-dores de Ni-Cd pueden permanecer bajoesta carga durante largos periodos, días eincluso semanas, sin sufrir daños.

• Carga rápida: En ingles “QUICK”. Unabatería de Ni-Cd descargada, puedealcanzar su carga máxima en 4 o 6horas, el valor de carga esta determina-da por C/3, es decir, la capacidad espe-cificada de la batería dividida por 3.

No es recomendable dejar los acumu-ladores a esta carga más de 6 horas,pues esto puede generar una sobre-carga de la batería.

Muchos acumuladores de Ni-Cd puedenaceptar este tipo de carga, pero este noes muy recomendable, porque disminu-ye el tiempo de vida útil de la batería.

• Carga Acelerada: En ingles "FAST”. Conuna carga acelerada se logra el 100 %de la carga de la batería en 15 minutos omenos. El valor de carga lo determina laformula 3C o tres veces la capacidadespecificada de la batería. Muchos acu-muladores de Ni-Cd hoy en día aceptaneste tipo de carga, sin embargo, estasólo debe realizarse utilizando cargado-res especializados porque el tiempo decarga es muy crítico para prevenir lasobrecarga y deterioro de la batería.

• Carga de goteo: En ingles “TRICKE” o“FLOAT” Este tipo de carga proporcionaa la batería la energía perdida durante eltiempo en que este sin uso. El valor de lacarga se define como C/50 (capacidadespecificada dividida por 50). Los acu-muladores de Ni-Cd pueden permane-cer bajo esta carga durante un tiempoindefinido, sin que sufran daños y man-

teniendo siempre el 100% de la carga. Eluso de este valor de carga es sólo paramantenerla en esta situación, pero nopara cargarla.

Antes de usar este método, se debe car-gar por completo la batería, preferiblemen-te con carga normal (16 horas).

Nota: Las celdas de batería de níquelcadmio deben cargarse siempre en serie ynunca en paralelo.

Medida de la intensidad de carga

La intensidad de carga de una batería,es en realidad la cantidad de corriente quecirculará a través de ella mientras dure eseproceso.

Para medir ese valor es necesario abrirel circuito entre el cargador y la batería eintercalar el aparato de medida, para hacerque esta corriente circule por el instrumen-to de medida (miliamperímetro) como seilustra en el siguiente dibujo.

Si el instrumento a utilizar es análogo (deaguja), la polaridad de conexión es impor-tante, por ello debemos asegurarnos deque se correcta.

Atención: Si el instrumento (miliamperí-metro), a pesar de estar bien conectado,marca corriente negativa (desvío de la aguja


Cargador

Batería

Cargador

Miliamperímetro

Batería


en sentido contrario), la corriente está cir-culando de la batería hacia el cargador ypor tanto no se está cargando sino que alcontrario, se esta perdiendo carga.Debemos revisar el cargador.

Un sencillo cargador

El circuito que se muestra a continua-ción consiste en un sencillo sistema para lacarga de acumuladores de níquel cadmioque suministra una corriente constante alpaquete y que es de fácil construcción.

Consideraciones para la realización:

• Resistencia Rs: De esta resistenciadepende el valor de carga del sistema.

Para calcularla se utiliza la formula 1,25 /corriente deseada en amperios, porejemplo, para un valor de carga de 60mA 1,25 / 0,060 = 20,83 ohmios (1Amperio = 1000 mA).

Con la corriente deseada y el valor de laresistencia Rs calculado podremosconocer la caída de voltaje en la resis-tencia Rs, así:

• VRs = Corriente deseada x Rs

En nuestro ejemplo:

VRs = 0,060 x 20,83 = 1,25 Voltios

Esto significa que para obtener lacorriente deseada del sistema, debemostener un mínimo voltaje de fuente de ali-mentación de:

Vmin.fte = Voltaje de batería + VRS

Para nuestro ejemplo suponiendo que labatería que queremos cargar es de 4,8 V

Vmin.fte = 1,25 + 4,8 = 6,05 Voltios

Calculemos ahora la potencia de laresistencia que usaremos:

PRs = VRs x I (Corriente deseada)

PRs = 1,25 x 0,060 = 0,075 vatios

Por tanto una resistencia de ¼ de vatio(0,25 vatios) será más que segura paranuestro sistema.

Si la potencia disipada por la resistenciaes superior a la potencia nominal de laresistencia, esta sufrirá calentamiento yprobablemente se quemará.

• Selección del transformador:

EL transformador deberá tener un volta-je secundario superior al voltaje mínimode fuente (Vmin.fte) que acabamos de cal-cular. Unos 3 voltios por encima de estevalor estará bien.

El voltaje primario dependerá de el quese disponga en la zona donde se use elcargador normalmente (230 voltios).

• Rectificador o puente de diodos:

Debe tenerse en cuenta que la corrienteque éste soporte sea superior a la corrien-te de carga. Ejemplo para un cargador deunos 500 mA servirían diodos de 1 ampe-rio como mínimo, por seguridad.

• Dibujo de ayuda para su montaje:

Problemas de las baterías (paquetes) deacumuladores:

No siempre cuando un paquete de acu-muladores deja de funcionar correctamentehay que reemplazarlo por completo, por logeneral, el problema lo ocasiona una oalgunas de sus celdas.

Con la ayuda de un voltímetro hay quechequear el voltaje en cada una de las cel-



230 V

Transformador

Diodos

Resistencia


das, si alguna de ellas tiene un voltaje infe-rior al voltaje predeterminado (1,1 voltios),debemos reemplazarla teniendo en la cuen-ta usar el mismo tipo de celda y preferible-mente la misma marca.

He aquí algunos consejos para conser-var los acumuladores:

• No exponer sus acumuladores a tempe-raturas extremas. El exceso de calor ode frío puede ser fatal.

• Cuando no estén en uso, deben guar-darse completamente cargados, lo queevitará la formación de corto circuitos enlas celdas.

• Tener cuidado de no sobrecargarlos, loque puede ocurrir por un exceso detiempo de carga o un valor elevado deésta.

Deben inspeccionarse periódicamenteen busca de sulfatos, malas soldaduras odeterioro de cables.

Las pilas recargables (o acumuladores)de Ni-Cd, que utilizaremos como elementossueltos en sustitución de las alcalinas tie-nen el mismo formato que aquellas.

Es decir, que la tabla que vimos para lasalcalinas es válida, salvo alguna modifica-ción, como podemos observar:

Los tamaños de las pilas están bastan-te normalizados, de modo que sabiendo dequé modelo se trata utilizaremos el carga-dor adecuado para conseguir el mejor ren-dimiento posible.

Un sólo acumulador de Ni-Cd proporcio-na 1,2 Voltios y cuando conectamos sieteelementos en serie, obtenemos 8,4 Voltios(1,2 V x 7 pilas = 8,4 V).

Cargadores lentos y cargadores rápidos.

Los cargadores de elementos recarga-bles sirven para regenerar la corriente y elvoltaje (el contenido y el chorrillo del botijo)de las pilas de Ni-Cd.



USA IEC ANSI Capacidad en m/Ah Forma Voltaje

AAA LR03 24A De 750-800 Cilindro L: 44,5 mm, 1,2 VD: 10,5 mm

AA LR06 15A De 1.700-2.500 Cilindro L: 50 mm, 1,2 VD: 14,2 mm

C LR14 14A De 2.500-3.000 Cilindro L: 46 mm, 1,2VD: 26 mm

D LR20 13A De 4.000-4.500 Cilindro L: 58 mm, 1,2 VD: 33 mm

PP6 6F22 1602 De 180-250 Prisma: 69,9 mm 8,4 V× 34,5mm × 34,5mm

El voltaje del acumulador(medido en Voltios) y sucapacidad (medida enmiliamperios por hora) escomo el agua en un botijo.

El voltaje indica la fuerzadel chorro, mientras que lacapacidad del botijo nosindica cuanta agua puedecontener.


Casi todos los cargadores que secomercializan son cargadores lentos, nece-sitando 14 o 16 horas o más para recargarun elemento completamente agotado.

También tenemos cargadores rápidosdiseñados para proporcionar más corrientey voltaje, completando la recarga de la pilaen 15 minutos.

El tipo de cargador marca el tiemponecesario para las recargas.

Hay que explicar también que la recargasólo debe hacerse cuando la batería estacompletamente descargada (vamos, lo quese dice "vacía") para no dañarla.

Esto lo conseguimos por medios artifi-ciales, mediante un descargador de baterí-as (una simple resistencia disponible en lastiendas de componentes electrónicos).

Pero existen cargadores que lo primeroque hacen es descargar los elementos ydespués cargarlos.

Los cargadores rápidos son interesantescuando utilizamos muchas baterías, pero sitenemos alguna de repuesto, es mejor usarun cargador lento.

Los cargadores diseñados para este tipode carga, son los más complejos y costo-sos, pues posen, además de una fuente decorriente constante, circuitos especialmen-te diseñados para detectar el V (incre-mento de Voltaje) y el tiempo de carga reco-mendado por los fabricantes.

Para realizar cargas en tiempos entre 1 ó2 horas, se aplica a la batería una corrienteentre 0,5C a 1C (C/2 a C) hasta que esdetectado un descenso en el voltaje ( Vnegativo ver grafico del comportamientodel voltaje durante la carga).

Después de detectar el descenso en vol-taje de las celdas, automáticamente sereduce la corriente a un valor mínimo nece-sario para el sostenimiento de la carga (0,05a 0,033 C).

Carga de acumuladores de Plomo-Ácido

Los acumuladores de plomo-ácido requie-ren para su carga un tratamiento diferente alos acumuladores de Ni-Cd y Ni-Mh, ya quese utiliza una carga a tensión constante.

- Voltaje Constante

La carga de acumuladores de Plomo-Ácido se logra aplicando a la batería un vol-taje constante de 2,45 voltios por celda (Ej.Para una batería de 12 voltios, que tiene 6celdas serán 14,7 V), con una temperaturaambiente de 20 a 25 ºC. La carga estarácompleta cuando la corriente se mantieneestable durante 3 horas.

- Voltaje constante y corriente constante

En este método se carga la batería con-trolando la corriente a 0,4C y el voltaje a2,45 voltios por celda (Ej. Para una bateríade 6 voltios, que tiene 3 celdas serán7,35V), con una temperatura ambiente de20 a 25 ºC durante 6 a 12 horas depen-diendo de estado de descarga de la batería.

- Carga Rápida

Se necesita una corriente elevada en uncorto periodo de tiempo para restablecer laenergía que ha sido descargada.

Es necesario el control de la corriente decarga, para prevenir la sobrecarga cuandola carga se ha completado.

Los requerimientos básicos de un carga-dor rápido para acumuladores de plomoson:

• Suficiente capacidad de corriente

• La corriente de carga debe ser automática-mente controlada para prevenir la sobre-carga incluso en cargas prolongadas.

• La temperatura ambiente no debe sesuperior a 40 ºC ni inferior a 0 ºC.

• Debe garantizarse un ciclo de utilización(Carga/descarga) seguro, de acuerdo alas recomendaciones del fabricante.



Entrada de carga (% de Capacidad)

Comportamiento del voltaje durante la carga

Ni-Cd

Ni-Mh

Volta

je /

Cel

da

(V)



Comparación de parámetros de los acumuladores durante la carga

Al conectar un acumulador descargadoal equipo cargador, el voltaje por cada celdase incrementará progresivamente hastaalcanzar el 100% de la capacidad de carga.

Cuando se alcanza el 100% de la capa-cidad, se nota un leve descenso en el volta-je por celda, es decir, el V (Delta de V) sehace negativo.

Nótese que en el acumulador de Ni-Mh(Níquel Metal Hidruro) el V es muchomenor, es decir, la pendiente del descensoes mas leve.

La temperatura también presenta unascenso durante la carga, sin embargo, lapendiente en la temperatura de los acumu-ladores de Ni-Mh (Níquel Metal Hidruro) esmás alta.

En casos extremos, aparece lo que seconoce como "efecto memoria" por haber-se cargado y descargado muchas veces

hasta los mismos niveles, no admitiendomás carga ni dando mas potencia de la queha memorizado.

Lo podemos observar en aquellos queno dan el rendimiento de los nuevos o queno parecen tan eficaces como las demás.

El remedio es dolorosamente caro: hayque comprar un elemento nuevo.

Existe un sistema para resucitar elemen-tos con efecto memoria, bastante agresivoy peligroso si no se hace correctamente,pero el elemento "resucitado" no vuelve aser el mismo, como los zombis, así que nomerece la pena mencionarlo.

Cuando tengamos un elemento nuevo,nos aseguraremos de descargarlo comple-tamente después de usarlo y cargarlocorrectamente para la próxima ocasión.

Evitaremos guardarlos cargados durantemucho tiempo, pues la carga se disipa len-tamente y podemos encontrarlo completa-mente descargado.

Los cargadores lentos suministran unacorriente y voltaje muy bajos durantemucho tiempo consiguiendo de esa mane-ra una recarga correcta.

El tiempo necesario varía según cadamodelo, pero la mayoría necesitan 14 ó 16horas para que una batería completamentedescargada se recupere y empiece a estarcaliente al tacto.

Este ligero aumento de la temperaturaindica que el ciclo de carga esta completo yse esta convirtiendo en calor el exceso deenergía eléctrica que se aplica.

No cargar un elemento acumulador ocontinuar cargándolo si esta caliente altacto.

Si el calor es intenso seguramente esta-remos dañando el elemento lo que nostraerá problemas más adelante.

Los cargadores rápidos completan larecarga de una batería de 2.200 mAh en 15minutos aproximadamente.

Con este tipo de cargador hay que tenermucho cuidado con el calentamiento de labatería y desconectarlo en cuanto la note-mos caliente al tocarla.


Comportamiento de la Temperatura durante la carga

Entrada de carga (% de Capacidad)

Ni-Cd

Ni-Mh

Tem

per

atur

a (o

C)

CargaSobrecarga

Voltaje (V)

Temperatura (T)

Corriente (I)

Tiempo de carga

Vol

taje

de

la c

elda Corte

Tem

pera

tura

de

la c

elda

V


Aunque son eficaces y rápidos, losresultados de la carga lenta son mejores alargo plazo, consiguiendo más voltaje yduración que con las cargas rápidas.

Una buena solución es hacer una cargarápida de 15 minutos y luego dejarlas encarga lenta durante 2 ó 3 horas.

Así obtendremos un buen rendimiento ylas mantendremos en mejores condicionespara mantener el máximo de carga.

Después de la carga, debemos notar lapila templada.

Usando sólo cargadores lentos pode-mos garantizar la máxima capacidad y vol-taje de las pilas, aunque podemos usar losrápidos, cuando necesitemos disponer conurgencia de ellas.

Es una buena precaución hacer 2 ó 3cargas lentas por cada carga rápida, paramantener el máximo de capacidad en elfuturo.

Realizar cargas rápidas por sistema ter-mina por reducir las prestaciones y si sólotenemos cargadores rápidos terminaremoscomprando más pilas que si las acondicio-namos con unas recargas adecuadas.

Vamos a ver un cargador curioso quecarga tamaños AAA, AA, C, D y 6F22.Observamos cómo se convierten los ele-mentos más pequeños en mayores.

Las pilas recargables de Ni-Cd ó Ni-NHpueden alojarse en portapilas para formaruna batería.

Existen portapilas para distintos forma-tos capaces de alojar varias unidades.

Si disponemos de una fuente de ali-mentación y de un portapilas del tamañode las pilas que deseamos cargar, podemoshacerlo de la siguiente forma:

Leemos en las instrucciones de carga,que figuran en el blister, dos valores impor-tantes, el valor de la intensidad de carga yel tiempo, ajustamos ese valor de intensi-dad en la escala de la fuente y respetandoel tiempo tendremos las pilas perfectamen-te cargadas.

Los elementos de níquel cadmio, enusos industriales llevan soldados unas len-güetas que permiten montar packs (paque-tes), del estilo de la foto.

Así se presentan para ser alojadas enteléfonos inalámbricos, por ejemplo.

En el MUNDO DE LA ILUMINACIÓNhablamos de los Kits de emergencia.

En la imagen anterior podemos ver, denuevo, cómo está constituido.

La batería tipo bastón está formada por 5elementos, atención no del tipo C, son máspequeños, con una longitud de 42,2 mm, y un diámetro de 22,2 mm y 1, 5 A/h y cono-cidos con Cs (C sub s).






Acumuladores recargables Ni-Mh(Níquel-Metal-Hidruro)

Muchas de las características de funcio-namiento de los acumuladores de Ni-Mhson similares a las de los acumuladores deNi-Cd (Níquel Cadmio).

Sin embargo, los acumuladores de Ni-Mh (Níquel Metal Hidruro) tienen comoventaja la alta densidad de energía (ocapacidad) que implica un mayor tiempode vida.

Además, el Ni-Mh (Níquel Metal Hidruro)es ambientalmente más ecológico que elNi-Cd y otros sistemas por no contener adi-ciones de Cadmio ni plomo.

RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS:

• Mayor Capacidad:

Entre un 30-50 por ciento más de capa-cidad y tiempo de servicio que un ele-mento estándar de Ni-Cd de tamañoequivalente.

• Altos niveles de descarga:

Como la resistencia interna de los acu-muladores de Ni-Mh (Níquel-Metal-Hidruro) es baja, se permiten valoresmás elevados de descarga de 2 y hasta3 veces su capacidad.

• Carga Rápida:

Pueden cargarse con rapidez (aproxi-madamente 1 hora) usando para ello un sistema cargador especialmentediseñado.

• Aptitud en altas temperaturas:

Son capaces de operar en descarga contemperaturas desde 20 ºC hasta 50 ºC yen carga desde 0 ºC hasta 45 ºC.

• Carga de acumuladores de Ni-Mh(Níquel-Metal-Hidruro)

La recarga es el proceso por el cual sereestablece la energía que ha sido descargada del elemento.

La vida útil de un elemento depende delos ciclos de carga y descarga a la quesea sometido.

Los principales criterios para una cargaefectiva son:

- Seleccionar el valor apropiada de la misma.

- Limitar la temperatura.

- Seleccionar una técnica apropiadapara la terminación de la carga.

Las características de recarga de las acu-muladores de Ni-Mh (Níquel-Metal-Hidruro) son generalmente similares a lasde Ni-Cd (Níquel Cadmio). Sin embargo,existen algunas diferencias particular-mente en los requerimientos para el con-trol de carga, dado que los acumuladoresde Ni-Mh (Níquel Metal Hidruro) son massensibles a las sobrecargas (Se deterio-ran significativamente con sobrecargas).

No utilizar cargadores para acumulado-res de Ni-Cd (Níquel Cadmio) para car-gar acumuladores de Ni-Mh (NíquelMetal Hidruro).

El método de carga más común para Ni-Mh (Níquel Metal Hidruro) es el uso deuna corriente constante, con unacorriente limitada para impedir incre-mentos altos en la temperatura.

Son mas sensibles a las sobrecargas, asu vez la carga genera en ellos aumentosmás rápidos en la temperatura lo cualtambién la deteriora.

Pueden cargarse rápidamente en periodosde 1 hora con valores de carga de 1C, sinembargo para evitar el deterioro de losacumuladores, debe utilizarse para elloequipos cargadores especialmente diseña-

Comparación voltaje y capacidad de acumuladoresde mismo tamaño en NiCd y NMh

Porcentaje Amperios Hora (Ah%)

NiMhC/5

NiCdC/d

Volta

je (V

)




dos que protejan la batería de las sobre-cargas y los excesos de temperatura.

• Carga Lenta

Para ello cargar los acumuladores conuna corriente constante a un valor deC/10 con una terminación de carga deli-mitada por tiempo (12 Horas), es unmétodo conveniente para cargar com-pletamente las acumuladores de Ni-Mh(Níquel Metal Hidruro).

La carga deberá detenerse después 12horas para un elemento completamentedescargado. Sí la batería no esta comple-tamente descargada, la aplicación de 12horas de carga, sobrecargará el elemento.

• Carga Rápida (4 Horas)

Una batería Ni-Mh (Níquel-Metal-Hidruro)puede ser cargada con eficiencia y segu-ridad utilizando corrientes superiores alas descritas anteriormente. Es necesariosin embargo un control de carga para ter-minarla antes de que la batería alcancelos límites de temperatura recomendadospor el fabricante.

Una batería completamente descargadapuede cargarse a un valor de C/3 con untemporizador que corte la carga en 3,6horas. La temperatura de las acumulado-res no puede exceder los 55 ºC por celda.

• Carga Súper Rápida (1 Hora)

Para cargar completamente acumulado-res Ni-Mh en 1 hora sin sobrecargarlos y sin que éstos sufran deterioro por latemperatura, es necesario que el carga-dor esté equipado con sistemas de terminación de carga combinados(Temperatura dT/dt, Voltaje V, Tiempo).

Los fabricantes recomiendan hacer lacarga en tres pasos:

- Cargar a un valor de 1C hasta detectarun incremento en la temperatura porcelda de 1 ºC por minuto.

- Aplicar una carga de C/10 terminada por temporizador en ½ hora.

- Después aplicar una corriente de sos-tenimiento de C/300.

La alternativa al plomo y al cadmio: el litio

Todas las baterías descritas tienen ven-tajas, e inconvenientes que se intentan evi-tar con diseños adecuados, pero las baterí-as de litio, junto quizá a las de hidrurometálico son las que van encontrando unmayor consenso en cuanto a su potencial yun mayor esfuerzo en su investigación ydesarrollo a nivel mundial.

Son muchas las razones que han origi-nado esta aprobación.

En primer lugar el litio es el metal másligero, ver la tabla periódica de los elemen-tos, y esto da lugar a una alta capacidadespecífica, lo que permite obtener lamisma energía con un peso muy inferior.Ver figuras.

Carga específica para distintos ánodos

Masa necesaria para producir 1 Amperio durante 1 hora

Car

ga E

spec

ífica

(Ah

/ K

g)



Cuando un ánodo de litio metálico secombina con cátodos de ciertos óxidos demetales de transición, las celdas electroquí-micas reversibles que resultan presentanvalores de voltaje superiores al de otros sis-temas lo que se traduce en una alta densi-dad de energía.

Además de sus características técnicas,la tecnología de litio es de las más versáti-les y puede llegar a encontrar aplicacionesmúltiples, desde las que requieren peque-ñas y delgadas microbaterías hasta bate ríasde alta capacidad y reducido peso paraautomóviles.

Finalmente, y a diferencia del plomo o elcadmio, los materiales que componen lasbaterías de litio más prometedoras norepresentan un problema de posible conta-minación ambiental.

En los primeros prototipos de bateríasde litio el electrodo positivo (cátodo) eranormalmente un óxido o sulfuro metálicocon la facultad de incorporar y separariones litio en los procesos de descarga ycarga de la batería de un modo reversible.

El electrodo negativo (ánodo), en estosprimeros sistemas, estaba constituido porlitio metálico que debía sufrir procesosigualmente reversibles de disolución duran-te la descarga y deposición durante larecarga.

Historia de las baterías de litio

El trabajo con baterías de litio empezóen 1912 pero fue a principios de la décadadel 70 cuando las primeras baterías norecargables de litio fueron comercializadas.

Los intentos por desarrollar baterías delitio recargables continuaron durante losaños ochenta, pero fallaron debido a pro-blemas de seguridad.

El litio es el más liviano de todos losmetales, posee el mayor potencial electro-químico y es el mayor generador de ener-gía.

Usando litio metálico como electrodonegativo las baterías recargables son capa-ces de proveer alto voltaje y excelente

capacidad, obteniendo así una gran densi-dad de energía.

Tras largas investigaciones sobre lasbaterías de litio durante la década delochenta, se descubrió que el ciclo de cargaaltera el electrodo de litio reduciendo deeste modo su estabilidad, provocando unaenorme fuga térmica.

Si esto se produce, la temperatura de lacelda rápidamente se aproxima al punto defusión del litio, lo que desencadena una vio-lenta reacción.

A causa de la inestabilidad inherente alMetal - Litio, especialmente durante su carga,las investigaciones se orientaron hacia labúsqueda de una batería de Litio no metáli-co usando iones de litio como dióxido delitio-cobalto (LiCoO2).

En las baterías de Ion-Litio el ánodo noestá formado por litio metálico sino por otromaterial mucho más seguro, como porejemplo el grafito, capaz de almacenariones de litio en una forma menos reactivaque la del litio metálico, sin un notable detri-mento de su densidad energética.

La siguiente figura indica esquemática-mente el funcionamiento a nivel atómico deeste tipo de baterías.

Durante la descarga de una batería de Ion-Litio

Los iones litio (amarillos) cambianespontáneamente del electrodo negativo(negro) al electrolito (azul) y de éste al elec-trodo positivo (rojo).

El electrolito permite el paso de ionespero no de electrones.

Al mismo tiempo, los electrones fluyenespontáneamente del electrodo negativo alpositivo a través del único camino que les



dejamos libre: a través de nuestro circuitoeléctrico.

A medida que avanza la descarga, elpotencial (E) de cada electrodo cambia deforma que su diferencia disminuye y caepor tanto el voltaje de la celda (E) a medi-da que sacamos carga eléctrica (Q) de labatería.

Durante la carga de una batería de Ion-Litio

Bombeamos electrones en el electrodonegativo y los extraemos del positivo.

Hacemos por tanto el electrodo negativomás negativo y el positivo más positivo yaumentamos así la diferencia de potencialentre ellos, o, lo que es lo mismo, el voltajede la celda.

Este proceso fuerza también a los ioneslitio a salir del electrodo positivo y a interca-larse en el negativo.

La Naturaleza es así, pero uno de losobjetivos es minimizar esta diferencia.

Este gran avance no sólo representó laintroducción de una tecnología mucho mássegura, sino que introdujo ventajas adicio-nales como el excelente comportamientode reversibilidad durante los procesos decarga y descarga que es característicoactualmente de las baterías de Ion-Litio.

Aunque con menos densidad de energíaque el metal Litio, el Ion-Li es más seguro,si actuamos con ciertas precauciones en lacarga y en la descarga.

En 1991, se comercializó la primer bate-ría de Ion-Litio.

Otros fabricantes siguieron el ejemplosiendo hoy la investigación y el desarrollo

de baterías de Ion-Litio una de las actua-ciones de más rápido crecimiento en elmundo.

Han surgido varios tipos de baterías deIon-Litio.

La versión original usaba carbón comoelectrodo negativo.

Desde 1997, la mayoría de los fabrican-tes de baterías de Ion-Litio se han volcadoal uso del grafito.

Este electrodo presenta una curva dedescarga de voltaje más plana que el car-bón y ofrece un ángulo agudo de curva,seguido por una rápida caída de voltaje.

Como consecuencia la energía útil delsistema de grafito puede ser recuperadadescargándolo sólo hasta 3V, mientras quela versión de carbón debe ser descargadahasta los 2,5V para obtener igual respuesta.

Otros elementos químicos diferentes seestán utilizando para el electrodo positivo.

Son el cobalto y el manganeso.

Aunque el cobalto ha sido muy usado, elmanganeso es inherentemente más seguro.

Los circuitos de protección pueden sersimplificados o aún eliminados.

Como desventaja, el manganeso ofreceuna densidad de energía levemente menor,sufre pérdida de capacidad a temperaturassuperiores a los 40°C y envejece más rápi-do que el cobalto.

A pesar de que las celdas de Ion-Litiotienen algún impacto ambiental, causanmenos daño que las baterías basadas encadmio o plomo.

Entre la familia de baterías de Ion-Litio,la de manganeso es la más noble.

Se pueden recargar hasta 2500 veces ygracias a su bajo precio constituyen lamejor alternativa en el mercado de la elec-trónica de consumo.

Además de la alta densidad de energía yel bajo peso, la autodescarga es menor a lamitad de la que sufren las baterías de Ni-Cdy Ni-MH

Como aspectos negativos, las bateríasde Ion-Li requieren un circuito de protec-



Siempre empleamos másenergía en cargar la bateríade la que ésta nos dadurante la descarga.




ción para mantenerse actuando de formasegura.

La carga debe realizarse bajo estrictosestándares.

Asimismo, están sujetas al deterioro pro-vocado por el paso del tiempo, aún cuandono hayan sido usadas, porque…

El envejecimiento comienza al salir de la línea de producción del fabricante.

Los fabricantes están constantementemejorando las baterías de Litio, lo que abreun futuro prometedor ante este problemade la degradación química.

Para mejorar la duración de estas baterí-as debería tenerse en cuenta una serie derecomendaciones en su almacenamientoy uso:

• Almacenar a una temperatura de 15 gra-dos.

• Almacenar con una carga de aproxima-damente el 40%.

• No exceder las capacidades de descar-ga (Amperios).

• No sobrepasar limites de voltaje máxi-mo y mínimo por célula.

• Evitar descargas completas de la batería.Es mejor realizar descargas parciales.

• Evitar la compra de baterías fabricadasun año atrás. Huir de las “gangas”

Ventajas:

• Alta densidad de energía.

• Poco peso.

• No necesitan de mantenimiento.

• No presentan efecto memoria.

• Baja descarga durante su almacena-miento.

Inconvenientes:

• Requiere un circuito de seguridad paramantener los límites de voltaje máximo ymínimo.

• Se degradan con el tiempo. Almacenaren lugar frío al 40% de su carga.

• Capacidad de descarga moderada(puede solucionarse con Packs enParalelo).

• Limitaciones en su transporte (compañí-as aéreas).

• Precio superior a otras baterías.

• Tecnología en desarrollo.

Baterías de Polímero de Litio (Li-Po)

La batería de polímero de litio se diferen-cia del resto de las baterías por el electroli-to usado.

El diseño original data de los años 70usando un polímero sólido como electrolito.

Este electrolito se ensamblaba en unrecipiente plástico como una bolsa que noconducía la electricidad, y que impedía elpaso de electrones.

El polímero sólido ofrece ventajas defabricación, permitiendo alcanzar groso-res de 1 milímetro, lo que permite crearbaterías con el espesor de una tarjeta decrédito.

Desafortunadamente el polímero sólidosufre de baja conductividad debido a la altaresistencia interna, por lo que no puedeofrecer la suficiente capacidad de descar-ga, además de aumentar su temperaturahasta cerca de 60 grados, lo que la haceinviable para ciertas aplicaciones.

Para solucionar este problema se añadióun gel al electrolito.

¿Cual es la diferencia entre una bateríade Ion-Litio y una de Polímero de Litio?

Aunque las características y prestacio-nes son similares, la batería de polímero esúnica en cuanto a que un electrolito sólidoreemplaza a un separador poroso, el gel esañadido para mejorar únicamente la con-ductividad.

Normalmente la capacidad de una bate-ría Li-Po es menor que una de Ion-Litio. Elnombre real de una batería Li-Po es bateríade Polímero de Ion-Litio.




Ventajas:

• El espesor puede reducirse hasta gro-sores de 1 milímetro.

• Pueden empaquetarse con cualquierforma.

• Alta densidad de energía.

• Poco peso.

• Más seguras que las de Ion-Litio.

• No necesitan mantenimiento.

• No presentan efecto memoria.

• Baja descarga durante su almacena-miento.

• En pequeñas cantidades son inocuaspara el medio ambiente.

Inconvenientes:

• Requiere un circuito de seguridad paramantener los límites de voltaje máximo ymínimo.

• Se degradan con el tiempo.

• Deben almacenarse en lugar frío al 40%de su carga

• Capacidad de descarga moderada com-parada con Ni-Cd (puede solucionarsecon Packs en Paralelo)

• Precio superior a las baterías de Ion-Litio.

• Tecnología en desarrollo.

• Pueden explotar si se perforan.

NUNCA debe perforarse una batería deLitio, ya que se produce una reacción quí-mica que puede provocar una explosión.

Baterías de Ion-Litio: Mitos y Leyendas

¿Es verdad que antes de usar por prime-ra vez mi dispositivo debo cargarlodurante 10 a 12 horas?

NO.

Las baterías de Ion-Litio son mucho máseficientes que las basadas en Níquel, por lo que no requieren una carga inicial prolon-gada.

De hecho, ninguna batería Ion-Litioactual requiere cargas superiores a 8 horas,independientemente de las circunstancias.

¿Es verdad que la batería debe pasarvarios ciclos de carga/descarga antes dealcanzar su máximo rendimiento?

NO.

Las baterías de Ion-Litio no requieren unperiodo de “rodaje” debido a que su capa-cidad máxima está disponible desde el pri-mer uso.

A una batería de Ion-Litio le es indiferen-te que una carga sea la número 1, 5 ó 50.

¿Es verdad que debo agotar por comple-to la batería antes de volver a cargarlapara mejorar su desempeño?

Rotundamente, NO.

Esta es una de las confusiones máscomunes legadas por el “efecto memoria”que sufrían las baterías de Níquel-Cadmioy, en menor medida, las Níquel-Metal-Hidruro.

La composición de las baterías de Ion-Litio hace preferibles las descargas par-ciales a una completa.

Peor aún, si son sometidas con frecuen-cia a pérdidas totales de energía, sus cir-

Transcribimos una serie deconsultas leídas sobrebaterías de Ion-Litio, decontenido muy interesante.



cuitos pueden interpretarlo como un falloque disparará un mecanismo de bloqueo.

Un 80% a 90% de baterías considera-das ‘defectuosas’ llegan a servicios técni-cos por este motivo.

Pero hay una excepción: Las baterías dedispositivos grandes, como los ordenado-res portátiles, dotadas de válvulas de medi-ción, pueden descalibrarse con el uso y darlecturas equivocadas.

Por ello es recomendable agotarlascompletamente una vez cada 30 ciclos, afin de que sus niveles vuelvan a cero.

¿Es perjudicial mantener la bateríaconectada al cargador si ya ha completa-do la carga?

NO.

Contrariamente a las baterías de Ni-Cdcuya permanencia prolongada en el carga-dor puede dañarlas e incluso provocar unincendio, las baterías de Ion-Litio poseenun circuito que corta el paso de energía unavez que la carga se ha completado.Usualmente, esto se indica por una luz en eldispositivo.

Eso sí, siempre está la posibilidad de unfallo o sobrecarga en el transformador, porlo que tampoco se lo debe dejar conectadoa la red eléctrica en forma permanente.

En el caso de mi PDA o mi teléfono móvil,¿da igual cargarlos usando el cargadorque el cable USB?

Según se informa en las instrucciones,debe preferirse el uso del cargador puesprovee siempre el amperaje correcto.

El puerto USB de algunos ordenadores,en especial los portátiles, no siempre man-tendrán los 500mA requeridos, por lo quese tardará hasta tres veces más en com-pletar la carga.

No voy a usar mi dispositivo durantealgunos meses, ¿cómo debo almacenarla batería?

Según estudios conducidos porBatteryUniversity, toda batería de Ion-Litio

resiste mejor el paso del tiempo con un40% de su carga.

Por ejemplo, una batería guardada atemperatura ambiente con un 40% decarga mantendrá un 96% de su capacidadtotal después de un año; mientras que unaalmacenada con el 100% de su carga sóloretendrá el 80%, en igual periodo.

Es por este motivo, que la mayoría delos dispositivos traen de fábrica unapequeña carga inicial: justo un 40%.

Lo que sí está claro es que una bateríade Ion-Litio nunca debe almacenarse des-cargada. Esta circunstancia puede provo-carle un daño irrecuperable.

¿Cuánto dura una batería de Ion-Litio?

Si hablamos de su vida útil, cada vez seintroducen nuevas mejoras en la tecnologíapor lo que, bien cuidadas, pueden durarentre 500 a 1000 ciclos de carga-descarga,lo que se traduce en un promedio de dos atres años (a partir de ese tiempo se produ-ce desgaste químico).

Si hablamos de la duración de unacarga, entonces dependerá de las caracte-rísticas de cada batería y dispositivo, peroaquí tenemos siete medidas que nos ayu-darán a maximizarla:

• Alejarlas del calor: Las baterías de Ion-Litio son sumamente susceptibles a lasaltas temperaturas, por lo que utilizarlaen un ambiente fresco aumentará sufuncionalidad.

• Apagar las transmisiones inalámbri-cas: Los infrarrojos (IrDA), Bluetooth yWi-Fi son verdaderos vampiros de elec-tricidad, siendo equivalentes a mantenerun teléfono móvil en uso todo el tiempo.Debemos prescindir de estas funcionescuando no sean necesarias.

• Evitar usar la unidad de CD o DVD: Elgasto no sólo corre por cuenta del láser,sino también del motor que hace girar eldisco. Y mejor no hablar de los graba-dores…

• Reducir el brillo de la pantalla: Algunosequipos lo hacen en forma automática



pues cuanta menos luz generen menosenergía demandarán.

• Retirar las tarjetas de memoria o llavesUSB: No permitir que sus dimensionesreducidas nos engañen, pues energizar-las requiere un flujo adicional de electri-cidad. Esto es especialmente válido paradispositivos pequeños, como teléfonoso PDAs.

• Evitar usar aplicaciones de audio: Aúncon audífonos, la generación de sonidorequiere un gasto constante de energía.Peor aún si se alimentan altavocesexternos.

¿Qué es el efecto memoria?

El efecto memoria es una pérdida en lacapacidad de la batería debido a repetidascargas y descargas que se efectúen en labatería sin haberla descargado por comple-to previamente.

Este efecto era un problema con las pri-meras baterías recargables de NíquelCadmio (Ni-Cd) que hacía que perdieran suduración útil mientras más se usaban, sinembargo, ya no es un problema en las bate-rías de Níquel metal hidruro (NI-Mh).

¿Realmente cuál es la diferencia entrebaterías Ni-Cd y Ni-Mh?

Los dos tipos de batería son recarga-bles, sin embargo la tecnología Ni-Cd esuna tecnología antigua, que no soporta car-gas y descargas bruscas.

Por otro lado, la tecnología Ni-Mh brin-da una mayor capacidad de carga y dura-ción, no posee el indeseado efecto memo-ria y afecta en menor grado el medioambiente.

¿Cuántas veces se puede recargar unabatería de Ni-Mh?

Las baterías recargables están diseña-das para cargarse hasta 1000 veces encondiciones adecuadas.

Sin embargo, recordemos que el ciclo devida completo de una batería se altera debi-do las temperaturas de almacenamiento,rapidez de carga y descarga, método decontrol de carga, exposición a sobrecarga,y condiciones varias.

Con un uso normal, las baterías Ni-Mhdeberían durar años, antes que el ciclo devida comience a deteriorarse.

¿Qué es un cargador inteligente?

Un cargador inteligente es aquel que uti-liza un microprocesador para monitorear elestado de la carga de la batería.

Esta información es utilizada por el car-gador para determinar el momento másoportuno para terminar de cargar.

Con un buen control de carga, los carga-dores inteligentes pueden cargar la bateríamás rápido sin consecuencias negativas.

El problema de sobrecarga se minimiza ypor ende se alarga la vida de la batería.

Luego presentamos uno.

¿Puedo cargar pilas alcalinas en minuevo cargador?

No.

Las baterías alcalinas no pueden nideben ser cargadas en ningún cargador.

El compuesto químico que las conformano está diseñado para recibir ninguna cargade corriente, sus componentes se funden alinyectar corriente entre sus polos en senti-do inverso, por lo que la batería podríaexplotar dentro del cargador causandodaños severos al mismo y al entorno.

¿Puedo usar mis antiguas baterías NI-Cden mi nuevo cargador?

Las baterías NI-Cd más antiguas no fue-ron diseñadas para las altas capacidades



Transcribimos la serie deconsultas sobre las otrasbaterías de contenido tam-bién muy interesante.



de hoy en día, por lo que es probable que elcargador no las cargue a su máxima capa-cidad o las recaliente en demasía.

¿Por qué las baterías se calientan cuan-do las cargo?

Es normal que las baterías se calientendurante el ciclo de carga.

Esto es causado por la energía que elcargador inyecta en la batería.

En general mientras más rápido se car-gue la batería, más calor desprenderán.

Los cargadores inteligentes miden yregulan este calentamiento mediante unsensor que controla la temperatura.

Cargador universal inteligenteMW5798/N para pilas Ni-Cd y Ni-Mh

• Descripción

Cargador descargador universal inteli-gente controlado por microprocesador.

Para pilas Ni-Cd / Ni-Mh tamaños: AA,AAA, C, D y 9 V.

• Especificaciones

Cargador, descargador universal inteli-gente controlado por microprocesador.

El microprocesador controla el voltaje enlos extremos de la pila a cargar, acelerandoel proceso hasta la totalidad de la carga

Detecta y analiza el nivel de voltajedurante todo el proceso de carga.

Puede cargar pilas y Baterías Ni-Cd oNi-Mh de todas las capacidades disponi-bles (dentro de los tamaños AA, AAA, C, Dy baterías 9Volts).

Dispone de dos compartimentosseparados para una optimización de laenergía logrando una carga más eficientey ultrarrápida.

Modo de descarga presionando el botónamarillo. Cambia a modo de carga en formatotalmente automática una vez completa ladescarga.

Corta automáticamente una vez que lapila se cargue al máximo de su capacidad.

Para baterías 9V (8,4V Ni-Cd ó Ni-Mh) lacarga es estándar sin corte.

Modo de acondicionamiento profundopara rescatar baterías dañadas por el efec-to de la memoria.

Incluye transformador 230 V.

• Display con indicador de funciones:

• Especificaciones Técnicas

Modelo MW5798/N

Corriente de carga AA 800mA

Corriente de carga AAA 300mA

Corriente de carga 9V 20mA (carga estándar sin corte)

Corriente de carga 80mApor goteo AA

Corriente de carga 30mApor goteo AAA

Supervisión de carga

Dimensiones 203x148x75.5mm


Status Charge / Ready Discharge

Power On Off Off

Fast Charging Red Off

Trickle Charging Green Off

Discharge Off Yellow

LED Indication


Un problema, la baja capacidad

La cantidad de carga almacenada poruna batería decrece gradualmente con eluso, el desgaste, con algunas reaccionesquímicas, y por falta de mantenimiento.

Las baterías deben entregar el 100% desu capacidad cuando son nuevas, peroeventualmente necesitan ser reemplazadascuando la capacidad cae a un nivel del 70%o 60%.

Normalmente, el 80% se usa comoumbral de garantía.

El almacenamiento de energía de los acu-muladores puede ser dividido en tres seccio-nes imaginarias: la energía disponible, lazona vacía que puede ser rellenada, y la for-mación cristalina que no puede usarse.

La figura muestra estas tres seccionesen un elemento.

En los acumuladores de Ni-Cd, la forma-ción cristalina es también conocida como“efecto memoria".

La pérdida de aceptación de carga debaterías de litio-Ion se debe a la oxidaciónde celdas y a la corrosión que ocurre natu-ralmente durante el uso y como parte deldesgaste.

La disminución del rendimiento en lasbaterías de plomo es causada comúnmen-te por la sulfatación, es decir una pequeñacapa que se forma en las placas de las cel-das y que inhibe el flujo de corriente.

En las baterías de plomo reguladas porválvulas, el tema de la permeabilidad delagua y la pérdida de electrolito tambiénentran en juego.

Restaurando la capacidad de las baterías

La capacidad de las baterías de níquelcadmio puede ser restaurada con una rege-neración profunda.

Después de una descarga normal a unvoltio por celda (punto límite consideradofin de descarga), la batería se descarga len-tamente a una corriente mucho más reduci-da, hasta prácticamente cero voltios.

Conocido como "reacondicionamiento",este método disuelve la formación cristali-na, restablece la estructura química de lacelda y restaura efectivamente las bateríasde níquel.

Sin embargo, debe advertirse que algu-na de estas baterías puede demostrar altaauto-descarga porque la formación cristali-na ha dañado la estructura.

Este problema es común en las bateríasmás viejas.

Las baterías de litio-Ion no pueden rege-nerarse.

La pérdida de capacidad es permanenteporque los metales usados en las celdasestán elegidos para operar solamente duran-te un período de tiempo específico, y se con-sumen durante la vida útil especificada.

Esto es así, en parte, por razonesambientales, ya que algunos de los produc-tos químicos utilizados para maximizar lacapacidad son altamente tóxicos.

En el momento de la deposición, el nivelde toxicidad disminuye a un nivel razona-blemente bajo.

No hay información suficiente sobre elciclo de vida y proceso de desgaste de lanueva batería de polímero de litio.

Las baterías de plomo se sulfatan si sealmacenan en condiciones de descarga o sise dejan con baja tensión de flotación.

La recarga es difícil o casi imposible,especialmente si la batería ha estado enesa situación durante mucho tiempo.

A las baterías almacenadas se les debeaplicar una carga de nivelación cada seismeses o cuando la tensión de celda abiertacae a 2,10 voltios.



<- ZONA VACÍA

Puede rellenarse

<- ENERGÍA DISPONIBLE

<- ZONA NO UTILIZABLE



¿Cómo funciona el comprobador de pilas?

El comprobador de carga que incluyenalgunos fabricantes en los envases de suspilas se compone de una resistencia eléctri-ca y de un tubo capilar que contiene unatinta termocrómica de color negro. Paramedir la carga de la pila, unimos sus polospositivo y negativo, conectándolos entre sípor medio de la resistencia. Ésta, comotodo material conductor, tiene la propiedadde aumentar su temperatura en función dela cantidad de corriente que la atraviesa.Así, cuando por la resistencia circulacorriente eléctrica, incrementa su tem-peratura de forma que calienta la tintatermocrómica, variando ésta su color delnegro al amarillo. Dependiendo de la cargade la pila, la corriente que atraviesa la resis-tencia es de mayor o menor magnitud y portanto es mayor o menor su capacidad paracalentar la tinta, proporcionando sobre lacolumna de medición del comprobador unaindicación bastante aproximada del nivel decarga.

Comprobadores universales de la cargade las pilas

Sirven para verificar el grado de carga depilas o de acumuladores. Tienen una utili-dad evidente pues permiten aprovechar almáximo la energía disponible.



¿Qué es un osciloscopio?

El osciloscopio es básicamente un dis-positivo de visualización gráfica que mues-tra señales eléctricas variables en el tiempo.

Se trata del instrumento que ha produci-do mayor impacto, en la historia de lasmediciones eléctricas y electrónicas, debi-do a que sirve no solamente para mediralgunas variables de los fenómenos eléctri-cos (voltaje, corriente, frecuencia, período,

etc.), mediciones que son posible realizarcon otro tipo de instrumentos, sino quetambién permite observar el desarrollo en eltiempo de dichos fenómenos eléctricos,con lo cual se pueden conocer y estudiar enforma más detallada.

Debido a esto, el osciloscopio siguesiendo uno de los instrumentos de mayoraplicación en el trabajo diario.

Fundamento teórico

Las partes fundamentales de un oscilos-copio son:

• El tubo de rayos catódicos (TRC)

• El amplificador vertical

• La base de tiempo

• El circuito de disparo (Trigger)

• El amplificador horizontal

• El amplificador de control de intensidad(Gate amplifier)

• La línea de retardo

La figura presenta el Diagrama deBloques de un osciloscopio básico.

El osciloscopio


EL OSCILOSCOPIO

No podemos evitar admirarlo.

¿Qué se pretende al describirel funcionamiento de este equi-po auxiliar de medida?

Figura en todo taller y laborato-rio de electrónica que se precie.

No está de más hablar decómo funciona, aunque no ten-gamos nunca un equipo deeste porte en nuestras manos,pero lo que se describe a con-tinuación nos ayudará a fijarideas.

Sólo con leerlo, despacio, serásuficiente para entender cómoestá hecho y cómo funciona,no hará falta más si no vamos adedicarnos a manejarlo.

Aún así nos planteará un marde dudas que tal vez nos ani-men a seguir insistiendo en suconocimiento.

Si persiste ese interés, aconse-jamos leer detenidamente lasinstrucciones de cualquier apa-rato (alguien conocido que lotenga nos las puede dejar paraechar un vistazo).

No existe mejor texto que lasinstrucciones del fabricante, siestán bien traducidas, claro.

Diagrama en bloques del osciloscopio.


El osciloscopio

El eje vertical, a partir de ahora denomi-nado Y, representa el voltaje; mientras queel eje horizontal, denominado X, representael tiempo.

¿Qué podemos hacer con un oscilosco-pio?

Básicamente esto:

• Determinar directamente el periodo y elvoltaje de una señal.

• Determinar indirectamente la frecuenciade una señal.

• Determinar qué parte de la señal es DCy cual AC.

• Localizar averías en un circuito.

• Medir la fase entre dos señales.

• Determinar qué parte de la señal esruido y cómo varía éste en el tiempo.

Los osciloscopios son de los instrumen-tos más versátiles que existen y lo utilizandesde técnicos de reparación de televisoresa médicos.

Un osciloscopio puede medir un grannúmero de fenómenos, provisto del trans-ductor adecuado (elemento que convierteuna magnitud física en señal eléctrica) serácapaz de darnos el valor de una presión,ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel devibraciones en un coche, etc.

¿Qué tipos de osciloscopios existen?

Los equipos electrónicos se dividen endos tipos: Analógicos y Digitales.

Los primeros trabajan con variables con-tinuas mientras que los segundos lo hacencon variables discretas.

Por ejemplo un tocadiscos es un equipoanalógico y un Compact Disc es un equipodigital.

Los Osciloscopios también pueden seranalógicos ó digitales.

Los primeros trabajan directamente conla señal aplicada, ésta una vez amplificadadesvía un haz de electrones en sentido ver-tical proporcionalmente a su valor.

Contrariamente, los osciloscopios digi-tales utilizan previamente un conversoranalógico-digital (A/D) para almacenar digi-talmente la señal de entrada, reconstruyen-do posteriormente esta información en lapantalla.

Ambos tipos tienen sus ventajas einconvenientes.

Los analógicos son preferibles cuandoes prioritario visualizar variaciones rápidasde la señal de entrada en tiempo real.

Los osciloscopios digitales se utilizancuando se desea visualizar y estudiar even-tos no repetitivos (picos de tensión que seproducen aleatoriamente).

¿Qué controles posee un osciloscopiotípico?

A primera vista un osciloscopio se pare-ce a un pequeño televisor portátil, salvo unarejilla que ocupa la pantalla y el mayornúmero de controles que posee.

En la siguiente figura se representanestos controles distribuidos en cinco sec-ciones: Vertical. Horizontal. Disparo.Control de la visualización. Conectores.


Contactos Placas deDeflexión

Pantalla

Cañón Electrónico


¿Como funciona un osciloscopio?

Para entender el funcionamiento de loscontroles que posee un osciloscopio esnecesario analizar los procesos internos lle-vados a cabo por este aparato.

Empezaremos por el tipo analógico yaque es el más sencillo.

Osciloscopios analógicos

Cuando se conecta la sonda a un circui-to, la señal se dirige a la sección vertical.

Dependiendo de donde situemos elmando del amplificador vertical atenuare-mos la señal ó la amplificaremos.

En la salida de este bloque ya se dispo-ne de la suficiente señal para atacar las pla-cas de deflexión verticales (que natural-mente están en posición horizontal) y queson las encargadas de desviar el haz deelectrones, que surge del cátodo e impactaen la capa fluorescente del interior de lapantalla, en sentido vertical.

Hacia arriba si la tensión es positiva conrespecto al punto de referencia (GND) óhacia abajo si es negativa.

La señal también atraviesa la sección dedisparo para de esta forma iniciar el barridohorizontal (este es el encargado de mover elhaz de electrones desde la parte izquierdade la pantalla a la parte derecha en undeterminado tiempo).

El trazado (recorrido de izquierda a dere-cha) se consigue aplicando la parte ascen-

dente de un diente de sierra a las placas dedeflexión horizontal (las que están en posi-ción vertical), y puede ser regulable en tiem-po actuando sobre el mando TIME-BASE.

El retrazado (recorrido de derecha aizquierda) se realiza de forma mucho másrápida con la parte descendente del mismodiente de sierra.

De esta forma la acción combinada deltrazado horizontal y de la deflexión verticaltraza la gráfica de la señal en la pantalla.

La sección de disparo es necesaria paraestabilizar las señales repetitivas (se asegu-ra que el trazado comience en el mismopunto de la señal repetitiva).

En la siguiente figura puede observarsela misma señal en tres ajustes de disparodiferentes: en el primero disparada en flan-co ascendente, en el segundo sin disparoy en el tercero disparada en flanco des-cendente.

Para utilizar de forma correcta un osci-loscopio analógico necesitamos realizartres ajustes básicos:

El osciloscopio


Sección Vertical

Amplificador Vertical

Amplificador Horizontal

Atenuador

SecciónDisparo

Cátodo

CRT

Sección Horizontal

GeneradorRampa


El osciloscopio

• La atenuación ó amplificación que nece-sita la señal.

Utilizar el mando AMPL. para ajustar laamplitud de la señal antes de que seaaplicada a las placas de deflexión vertical.

Conviene que la señal ocupe una parteimportante de la pantalla sin llegar asobrepasar los límites.

• La base de tiempos.

Utilizar el mando TIMEBASE para ajustarlo que representa en tiempo una divisiónen horizontal de la pantalla.

Para señales repetitivas es convenienteque en la pantalla se puedan observaraproximadamente un par de ciclos.

• Disparo de la señal.

Utilizar los mandos TRIGGER LEVEL(nivel de disparo) y TRIGGER SELEC-TOR (tipo de disparo) para estabilizar lomejor posible señales repetitivas.

Por supuesto, también deben ajustarselos controles que afectan a la visualización:FOCUS (enfoque), INTENS. (Intensidad)nunca excesiva, Y-POS (posición vertical delhaz) y X-POS (posición horizontal del haz).

Osciloscopios digitales

Los osciloscopios digitales poseen ade-más de las secciones explicadas anterior-mente un sistema adicional de proceso de

datos que permite almacenar y visualizar laseñal.

Cuando se conecta la sonda de un osci-loscopio digital a un circuito, la sección ver-tical ajusta la amplitud de la señal de lamisma forma que lo hacia el osciloscopioanalógico.

El conversor analógico-digital del siste-ma de adquisición de datos muestrea laseñal a intervalos de tiempo determinados yconvierte la señal de voltaje continua enuna serie de valores digitales llamadosmuestras.

En la sección horizontal una señal dereloj determina cuando el conversor A/Dtoma una muestra.

La velocidad de este reloj se denominavelocidad de muestreo y se mide en mues-tras por segundo.

Los valores digitales muestreados sealmacenan en una memoria como puntosde señal. El número de los puntos de señalutilizados para reconstruir la señal en pan-talla se denomina registro.

La sección de disparo determina elcomienzo y el final de los puntos de señalen el registro.


Sección Vertical

Atenuador AmplificadorVertical

ConversorA/D

Proceso

MemoriaSección

Visualización

Sección Disparo

Sonda

Pantalla

Sección Horizontal

Sistemamuestreo

Base de Tiempos

Sección Adquisición Datos

Señal reconstruidacon puntos de

muestreo

Velocidad de muestreo


La sección de visualización recibe estospuntos del registro, una vez almacenadosen la memoria, para presentar en pantalla laseñal.

Dependiendo de las capacidades delosciloscopio se pueden tener procesos adi-cionales sobre los puntos muestreados,incluso se puede disponer de un predispa-ro, para observar procesos que tenganlugar antes del disparo.

Fundamentalmente, un osciloscopiodigital se maneja de una forma similar a unoanalógico, para poder tomar las medidas senecesita ajustar el mando AMPL., el mandoTIMEBASE así como los mandos que inter-vienen en el disparo.

Métodos de muestreo

Se trata de explicar como se las arreglanlos osciloscopios digitales para reunir lospuntos de muestreo.

Para señales de lenta variación, los osci-loscopios digitales pueden perfectamentereunir más puntos de los necesarios parareconstruir posteriormente la señal en lapantalla.

No obstante, para señales rápidas (larapidez dependerá de la máxima velocidadde muestreo de nuestro aparato) el oscilos-copio no puede recoger muestras suficien-tes y debe recurrir a una de estas dos téc-nicas:

• Interpolación, es decir, estimar un puntointermedio de la señal basándose en elpunto anterior y posterior.

• Muestreo en tiempo equivalente. Si laseñal es repetitiva es posible muestreardurante unos cuantos ciclos en diferen-tes partes de la señal para despuésreconstruir la señal completa.

Muestreo en tiempo real con interpola-ción.

El método Standard de muestreo en lososciloscopios digitales es el muestreo entiempo real: el osciloscopio reúne los sufi-cientes puntos como para reconstruir laseñal.

Para señales no repetitivas ó la partetransitoria de una señal es el único métodoválido de muestreo.

Los osciloscopios utilizan la interpola-ción para poder visualizar señales que sonmás rápidas que su velocidad de muestreo.

Existen básicamente dos tipos de inter-polación:

• Lineal: Simplemente conecta los puntosmuestreados con líneas.

• Senoidal: Conecta los puntos muestrea-dos con curvas según un proceso mate-mático, de esta forma los puntos interme-dios se calculan para rellenar los espaciosentre puntos reales de muestreo.

Usando este proceso es posible visualizarseñales con gran precisión disponiendo derelativamente pocos puntos de muestreo.

Muestreo en tiempo equivalente

Algunos osciloscopios digitales utilizaneste tipo de muestreo.

Se trata de reconstruir una señal repeti-tiva capturando una pequeña parte de laseñal en cada ciclo.

Existen dos tipos básicos:

• Muestreo secuencial: Los puntos apare-cen de izquierda a derecha en secuenciapara conformar la señal.

El osciloscopio


Señal reconstruida coninterpolación senoidal

Señal reconstruida conpuntos de muestreo

1ª Adquisición

2ª Adquisición

3ª Adquisición

....

Nº Adquisición

Señal reconstruida coninterpolación lineal


El osciloscopio


• Muestreo aleatorio: Los puntos apare-cen aleatoriamente para formar la señal.

Términos utilizados al medir

Existe un término general para describirun patrón que se repite en el tiempo: onda.Existen ondas de sonido, ondas oceánicas,ondas cerebrales y por supuesto, ondas detensión.

Un osciloscopio mide estas últimas.

Un ciclo es la mínima parte de la ondaque se repite en el tiempo.

Una forma de onda es la representacióngráfica de una onda.

Una forma de onda de tensión siemprese presentará con el tiempo en el eje hori-zontal (X) y la amplitud en el eje vertical (Y).

La forma de onda nos proporciona unavaliosa información sobre la señal.

En cualquier momento podemos visuali-zar la altura que alcanza y, por lo tanto,saber si el voltaje ha cambiado en el tiempo(si observamos, por ejemplo, una línea hori-zontal podremos concluir que en ese inter-valo de tiempo la señal es constante).

Con la pendiente de las líneas diagona-les, tanto en flanco de subida como en flan-co de bajada, podremos conocer la veloci-dad en el paso de un nivel a otro, puedenobservarse también cambios repentinos dela señal (ángulos muy agudos) generalmen-te debidos a procesos transitorios.

Tipos de ondas

Se pueden clasificar las ondas en loscuatro tipos siguientes:

• Ondas senoidales

• Ondas cuadradas y rectangulares

• Ondas triangulares y en diente de sierra.

• Pulsos y flancos ó escalones.

Ondas senoidales

Son las ondas fundamentales y eso porvarias razones:

Poseen unas propiedades matemáticasmuy interesantes (por ejemplo con combi-

naciones de señales senoidales de diferen-te amplitud y frecuencia se puede recons-truir cualquier forma de onda), la señal quese obtiene de las tomas de corriente decualquier casa tienen esta forma, las seña-les de test producidas por los circuitososciladores de un generador de señal sontambién senoidales, la mayoría de las fuen-tes de potencia en AC (corriente alterna)producen señales senoidales.

La señal senoidal amortiguada es uncaso especial de este tipo de ondas y seproducen en fenómenos de oscilación, peroque no se mantienen en el tiempo.

Ondas cuadradas y rectangulares

Las ondas cuadradas son básicamenteondas que pasan de un estado a otro detensión, a intervalos regulares, en un tiem-po muy reducido.

Son utilizadas usualmente para probaramplificadores (esto es debido a que estetipo de señales contienen en si mismastodas las frecuencias).

La televisión, la radio y los ordenadoresutilizan mucho este tipo de señales, funda-mentalmente como relojes y temporizadores.

Las ondas rectangulares se diferenciande las cuadradas en no tener iguales losintervalos en los que la tensión permanecea nivel alto y bajo.

Son particularmente importantes paraanalizar circuitos digitales.

Ondas triangulares y en diente de sierra

Se producen en circuitos diseñados paracontrolar voltajes linealmente, como puedenser, por ejemplo, el barrido horizontal de unosciloscopio analógico ó el barrido tantohorizontal como vertical de una televisión.

Onda senoidalOnda senoidal amortiguada

Onda cuadrada Onda rectangular


Las transiciones entre el nivel mínimo ymáximo de la señal cambian a un ritmoconstante.

Estas transiciones se denominan ram-pas.

La onda en diente de sierra es un casoespecial de señal triangular con una rampadescendente de mucha más pendiente quela rampa ascendente.

Pulsos y flancos ó escalones

Señales, como los flancos y los pulsos,que sólo se presentan una sola vez, sedenominan señales transitorias.

Un flanco ó escalón indica un cambiorepentino en el voltaje, por ejemplo cuandose conecta un interruptor de alimentación.

El pulso indicaría, en este mismo ejem-plo, que se ha conectado el interruptor y enun determinado tiempo se ha desconecta-do.

Generalmente el pulso representa un BITde información atravesando un circuito deun ordenador digital ó también un pequeñodefecto en un circuito (por ejemplo un falsocontacto momentáneo).

Es común encontrar señales de este tipoen ordenadores, equipos de rayos X y decomunicaciones.

Medidas en las formas de onda

Ahora describimos las medidas máscorrientes para describir una forma deonda.

• Periodo y Frecuencia

Si una señal se repite en el tiempo,posee una frecuencia (f).

La frecuencia se mide en hercios (Hz) yes igual al número de veces que la señal serepite en un segundo, es decir, 1Hz equiva-le a 1 ciclo por segundo.

Una señal repetitiva también posee otroparámetro:

El periodo, definiéndose como el tiempoque tarda la señal en completar un ciclo.

Periodo y frecuencia son recíprocos eluno del otro:

• Voltaje

Voltaje es la diferencia de potencial eléc-trico entre dos puntos de un circuito.Normalmente uno de esos puntos suele sermasa (GND, 0V), pero no siempre, por ejem-plo se puede medir el voltaje pico a pico deuna señal (Vpp) como la diferencia entre elvalor máximo y mínimo de esta.

La palabra amplitud significa general-mente la diferencia entre el valor máximo deuna señal y masa.

• Fase

La fase se puede explicar mucho mejorsi consideramos la forma de onda senoidal.

La onda senoidal se puede extraer de lacirculación de un punto sobre un círculo de360º.

Un ciclo de la señal senoidal abarca los360º.

Cuando se comparan dos señales senoi-dales de la misma frecuencia puede ocurrirque ambas no estén en fase, o sea, que no

El osciloscopio


Onda triangular

Flanco Pulso

Onda en dientes de sierra

Segundo

Frecuencia:f= 1/T = 3 Hz

T

1

Periodo:T= 1/3 sg

90º 90º

0º 360º

360º 0º

0º

-1

1

270º

270º

180º

180º


El osciloscopio

coincidan en el tiempo los pasos por pun-tos equivalentes de ambas señales.

En este caso se dice que ambas señalesestán desfasadas, pudiéndose medir eldesfase con una simple regla de tres:

Siendo t el tiempo de retraso entre unaseñal y otra.

¿Qué parámetros influyen en la calidadde un osciloscopio?

Los términos que se definan a continua-ción nos permitirán comparar diferentesmodelos de osciloscopio disponibles en elmercado.

Ancho de Banda

Especifica el rango de frecuencias en lasque el osciloscopio puede medir con preci-sión. Por convenio el ancho de banda secalcula desde 0Hz (continua) hasta la fre-cuencia a la cual una señal de tipo senoidalse visualiza a un 70,7% del valor aplicado ala entrada (lo que corresponde a una ate-nuación de 3dB).

Tiempo de subida

Es otro de los parámetros que nos dará,junto con el anterior, la máxima frecuenciade utilización del osciloscopio.

Es un parámetro muy importante si sedesea medir con fiabilidad pulsos y flancos(recordar que este tipo de señales poseen tran-siciones entre niveles de tensión muy rápidas).

Un osciloscopio no puede visualizar pul-sos con tiempos de subida más rápidosque el suyo propio.

Sensibilidad vertical

Indica la facilidad del osciloscopio paraamplificar señales débiles.

Se suele proporcionar en mV por divisiónvertical, normalmente es del orden de 5mV/div (llegando hasta 2 mV/div).

Velocidad

Para osciloscopios analógicos estaespecificación indica la velocidad máximadel barrido horizontal, lo que nos permitiráobservar sucesos más rápidos.

Suele ser del orden de nanosegundospor división horizontal.

Exactitud en la ganancia

Indica la precisión con la cual el sistemavertical del osciloscopio amplifica ó atenúala señal.

Se proporciona normalmente en porcen-taje máximo de error.

Exactitud de la base de tiempos

Indica la precisión en la base de tiemposdel sistema horizontal del osciloscopio paravisualizar el tiempo.

También se suele dar en porcentaje deerror máximo.

Velocidad de muestreo

En los osciloscopios digitales indicacuantas muestras por segundo es capaz detomar el sistema de adquisición de datos(específicamente el conversor A/D).

En los osciloscopios de calidad se llega avelocidades de muestreo de Mega -muestras/sg. Una velocidad de muestreogrande es importante para poder visualizarpequeños periodos de tiempo.

En el otro extremo de la escala, también senecesita velocidades de muestreo bajas parapoder observar señales de variación lenta.

Generalmente la velocidad de muestreocambia al actuar sobre el mando TIMEBA-SE para mantener constante el número depuntos que se almacenaran para represen-tar la forma de onda.

Resolución vertical

Se mide en bits y es un parámetro quenos da la resolución del conversor A/D delosciloscopio digital.


voltaje

intensidad

0

desfase = 90º

T/4


Nos indica con que precisión se convier-ten las señales de entrada en valores digita-les almacenados en la memoria.

Técnicas de cálculo pueden aumentar laresolución efectiva del osciloscopio.

Longitud del registro

Indica cuantos puntos se memorizan enun registro para la reconstrucción de laforma de onda.

Algunos osciloscopios permiten variar,dentro de ciertos límites, este parámetro.

La máxima longitud del registro dependedel tamaño de la memoria de que dispongael osciloscopio.

Una longitud del registro grande permiterealizar zooms sobre detalles en la forma deonda de forma muy rápida (los datos ya hansido almacenados), sin embargo esta ven-taja es a costa de consumir más tiempo enmuestrear la señal completa.

Puesta en funcionamiento

Este capítulo describe los primerospasos para el correcto manejo del oscilos-copio.

Poner a tierra

Una buena conexión a tierra es muyimportante para realizar medidas con unosciloscopio.

Colocar a tierra el Osciloscopio

Por seguridad es obligatorio colocar atierra el osciloscopio.

Si se produce un contacto entre un altovoltaje y la carcasa de un osciloscopio nopuesto a tierra, cualquier parte de la carca-sa, incluidos los mandos, puede producirun peligroso shock.

Mientras que un osciloscopio bien colo-cado a tierra, la corriente, que en el anteriorcaso nos atravesaría, se desvía a la cone-xión de tierra.

Para conectar a tierra un osciloscopio senecesita unir el chasis del osciloscopio conel punto de referencia neutro de tensión(comúnmente llamado tierra).

Esto se consigue empleando cables dealimentación con tres conductores (dospara la alimentación y uno para la toma detierra).

El osciloscopio necesita, por otra parte,compartir la misma masa con todos los cir-cuitos bajo prueba a los que se conecta.

Algunos osciloscopios pueden funcionara diferentes tensiones de red y es muyimportante asegurarse que esta ajustado ala misma de la que disponemos en lastomas de tensión.

Ponerse a tierra uno mismo

Si se trabaja en circuitos integrados (CI),especialmente del tipo CMOS, es necesariocolocarse a tierra uno mismo.

Esto es debido a que ciertas partes deestos circuitos integrados son susceptiblesde estropearse con la tensión estática quealmacena nuestro propio cuerpo.

Para resolver este problema se puedeemplear una correa conductora que seconectará debidamente a tierra, descargandola electricidad estática que posea su cuerpo.

Ajuste inicial de los controles

Después de conectar el osciloscopio a latoma de red y de alimentarlo pulsando en elinterruptor de encendido:

El osciloscopio


Conectar a tierra


El osciloscopio

Es necesario familiarizarse con el panelfrontal del osciloscopio.

Todos los osciloscopios disponen detres secciones básicas que llamaremos:Vertical, Horizontal, y Disparo.

Dependiendo del tipo de osciloscopioempleado en particular, podemos disponerde otras secciones.

Existen unos conectores BNC, donde secolocan las sondas de medida.

La mayoría de los osciloscopios actualesdisponen de dos canales etiquetados nor-malmente como I y II (ó A y B).

El disponer de dos canales nos permitecomparar señales de forma muy cómoda.

Algunos osciloscopios avanzados pose-en un interruptor etiquetado como AUTO-SET ó PRESET que ajustan los controles enun solo paso para acomodar perfectamen-te la señal a la pantalla.

Si un osciloscopio no posee esta carac-terística, es importante ajustar los diferen-tes controles del aparato a su posiciónestándar antes de proceder a medir.

Estos son los pasos más recomenda-bles:

• Ajustar el osciloscopio para visualizar elcanal I. (al mismo tiempo se colocarácomo canal de disparo el I).

• Ajustar a una posición intermedia laescala voltios/división del canal I (porejemplo 1v/cm).

• Colocar en posición calibrada el mandovariable de voltios/división (potencióme-tro central).

• Desactivar cualquier tipo de multiplica-dores verticales.

• Colocar el conmutador de entrada parael canal I en acoplamiento DC.

• Colocar el modo de disparo en automá-tico.

• Desactivar el disparo retardado al míni-mo ó desactivado.

• Situar el control de intensidad al mínimoque permita apreciar el trazo en la pantalla,y el trazo de focus ajustado para una visua-lización lo más nítida posible (generalmen-te los mandos quedaran con la señaliza-ción cercana a la posición vertical).

Sondas de medida

Con los pasos detallados anteriormente,ya se está en condiciones de conectar lasonda de medida al conector de entradadel canal I.

Es muy importante utilizar las sondasdiseñadas para trabajar específicamentecon el osciloscopio.

Una sonda no es, ni mucho menos, uncable con una pinza, sino que es un conec-tor específicamente diseñado para evitarruidos que puedan perturbar la medida.



Además, las sondas se construyen paraque tengan un efecto mínimo sobre el cir-cuito de medida.

Esta facultad de la sondas recibe elnombre de efecto de carga, para minimizar-la se utiliza un atenuador pasivo, general-mente de x10.

Este tipo de sonda se proporciona gene-ralmente con el osciloscopio y es una exce-lente sonda de utilización general.

Para otros tipos de medidas se utilizansondas especiales, como pueden ser lassondas de corriente ó las activas.

Sondas pasivas

La mayoría de las sondas pasivas estánmarcadas con un factor de atenuación, nor-malmente 10X ó 100X.

Por convenio los factores de atenuaciónaparecen con el signo X detrás del factor dedivisión.

En contraste los factores de amplifica-ción aparecen con el signo X delante (X10 óX100).

La sonda más utilizada posiblementesea la 10X, reduciendo la amplitud de laseñal en un factor de 10.

Su utilización se extiende a partir de fre-cuencias superiores a 5 kHz y con nivelesde señal superiores a 10 mV.

La sonda 1X es similar a la anterior perointroduce más carga en el circuito de prue-ba, pero puede medir señales con menornivel.

Por comodidad de uso se han introduci-do sondas especiales con un conmutadorque permite una utilización 1X ó 10X.

Cuando se utilicen este tipo de sondashay que asegurarse de la posición de esteconmutador antes de realizar una medida.

Compensación de la sonda

Antes de utilizar una sonda atenuadora10X es necesario realizar un ajuste en fre-cuencia para el osciloscopio en particularsobre el que se vaya a trabajar.

Este ajuste se denomina compensaciónde la sonda y consta de los siguientespasos.

• Conectar la sonda a la entrada del canal I.

• Conectar la punta de la sonda al puntode señal de compensación (La mayoríade los osciloscopios disponen de unatoma para ajustar las sondas, en casocontrario será necesario utilizar un gene-rador de onda cuadrada).

• Conectar la pinza de cocodrilo de lasonda a masa.

• Observar la señal cuadrada de referenciaen la pantalla.

• Con el destornillador de ajuste, actuarsobre el condensador de ajuste hastaobservar una señal cuadrada perfecta.

El osciloscopio


Osciloscopio

conector de entrada

Sonda 10X

Señal calibración

Condensación variable de

compensación

Destornillador de ajuste

Punta intercambiable

Punta para ICs

Caperuzóncon pinzaretráctil

Conector BNC

Pinza de cocodrilo desmontable para la masa

Desajustada amplifica mal altas frecuencias

Ajustada Desajustada amplifica mal bajas frecuencias


El osciloscopio

Sondas activas

Proporcionan una amplificación antes deaplicar la señal a la entrada del oscilosco-pio. Pueden ser necesarias en circuitos conuna señal de salida muy baja.

Este tipo de sondas necesitan para ope-rar una fuente de alimentación.

Sondas de corriente

Posibilitan la medida directa de lascorrientes en un circuito.

Las hay para medida de corriente alternay continua.

Poseen una pinza que abraza el cable através del cual se desea medir la corriente.

Al no situarse en serie con el circuitocausan muy poca interferencia en él.

Sistemas de visualización

Potenciómetro de intensidad de brillo

Se trata de un potenciómetro que ajustael brillo de la señal en la pantalla.

Este mando actúa sobre la rejilla máscercana al cátodo del CRT (G1), controlan-do el número de electrones emitidos poréste.

En un osciloscopio analógico si seaumenta la velocidad de barrido es necesa-rio aumentar el nivel de intensidad.

Por otra parte, si se desconecta el barri-do horizontal es necesario reducir la inten-sidad del haz al mínimo (para evitar que elbombardeo concentrado de electronessobre la parte interior de la pantalla deterio-re la capa fluorescente que la recubre).

Potenciómetro de enfoque

Se trata de un potenciómetro que ajustala nitidez del haz sobre la pantalla.

Este mando actúa sobre las rejillas inter-medias del CRT (G2 y G4) controlando lafinura del haz de electrones.

Se retocará dicho mando para unavisualización lo más precisa posible.

Los osciloscopios digitales no necesitaneste control.

Resistencia de rotación del haz

Resistencia ajustable actuando sobreuna bobina y que nos permite alinear el hazcon el eje horizontal de la pantalla.

Campos magnéticos intensos cercanosal osciloscopio pueden afectar a la orienta-ción del haz.

La posición del osciloscopio con respec-to al campo magnético terrestre tambiénpuede afectar.

Los osciloscopios digitales no necesitaneste control.

Se ajustará dicha resistencia, con elmando de acoplamiento de la señal deentrada en posición GND, hasta conseguirque el haz esté perfectamente horizontal.



Potenciómetro de posición vertical de la forma de onda

Este control consta de un potenciómetroque permite mover verticalmente la forma deonda hasta el punto exacto que se desee.

Cuando se está trabajando con una solaseñal el punto normalmente elegido sueleser el centro de la pantalla.

Conmutador del factor de escala del sistema vertical

Se trata de un conmutador con un grannúmero de posiciones, cada una de lascuales, representa el factor de escalaempleado por el sistema vertical.

Por ejemplo si el mando esta en la posi-ción 2 voltios/div significa que cada una de lasdivisiones verticales de la pantalla (aproxima-damente de un 1 cm.) representan 2 voltios.

Las divisiones más pequeñas represen-taran una quinta parte de este valor, o sea,0.4 voltios.

La máxima tensión que se puede visuali-zar con el osciloscopio presentado y conuna sonda de 10X será entonces: 10 (factorde división de la sonda) x 20 voltios/div(máxima escala) x 8 divisiones verticales =1600 voltios.

En la pantalla se representa una señal de1Vpp tal como la veríamos en diferentesposiciones del conmutador.

Potenciómetro de mando variable

Se trata de un potenciómetro situado deforma concéntrica al conmutador del amplifi-cador vertical y podemos considerarlo comouna especie de lupa del sistema vertical.

Para realizar medidas es necesariocolocarlo en su posición calibrada.

Conmutador de acoplamiento de la señal exterior a la entrada

Se trata de un conmutador de tres posi-ciones que conecta eléctricamente a laentrada del osciloscopio la señal exterior.

El acoplamiento DC deja pasar la señaltal como viene del circuito exterior (es laseñal real).

El acoplamiento AC bloquea medianteun condensador la componente continuaque posea la señal exterior.

El acoplamiento GND desconecta laseñal de entrada del sistema vertical y loconecta a masa, permitiéndonos situar elpunto de referencia en cualquier parte de lapantalla (generalmente el centro de la pan-talla cuando se trabaja con una sola señal).

Conmutador de inversión de la señal de entrada

Es un conmutador de dos posiciones enforma de botón que permite en una de sus

El osciloscopio



El osciloscopio

posiciones invertir la señal de entrada en elcanal I (existen otros osciloscopios queinvierten el canal II).

Conmutador de modo de trazado alternado / chopeado

Es un conmutador de dos posiciones,en forma de botón, que permite, cuandonos encontramos en modo DUAL, selec-cionar el modo de trazado de las señalesen pantalla.

En el modo alternado se traza comple-tamente la señal del canal I y después la delcanal II y así sucesivamente.

Se utiliza para señales de media y altafrecuencia (generalmente cuando el mandoTIMEBASE está situado en una escala de0.5 msg. ó inferior).

En el modo chopeado el osciloscopiotraza una pequeña parte del canal I des-pués otra pequeña parte del canal II, hastacompletar un trazado completo y empezarde nuevo.

Se utiliza para señales de baja frecuen-cia (con el mando TIMEBASE en posiciónde 1 msg. ó superior).

Modos de funcionamiento: simple / dual / suma

Es un control formado por tres conmuta-dores de dos posiciones, en forma de botón,que permite seleccionar entres tres modosde funcionamiento: simple, dual y suma.

En el modo simple actuamos sólo sobreel conmutador etiquetado como CH I/II.

Si no está pulsado visualizaremos laseñal que entra por el canal I y si lo está laseñal del canal II.

El modo dual se selecciona con el con-mutador etiquetado DUAL.

Si no está pulsado visualizaremos unsolo canal (esto dependerá del estado delconmutador CH I/II) y si lo está visualizare-mos simultáneamente ambos canales.

El modo suma se selecciona pulsandoel conmutador etiquetado I +II (si también loestá el etiquetado como DUAL) y nos per-mite visualizar la suma de ambas señalesen pantalla.

Potenciómetro de posición horizontal

Este control consta de un potenciómetroque permite mover horizontalmente laforma de onda hasta el punto exacto que sedesee.

Cuando se está trabajando con una solaseñal el punto normalmente elegido sueleser el centro de la pantalla. (Para observar



mejor el punto de disparo se suele mover eltrazo un poco hacia la derecha).

Conmutador de factor de escala en barrido horizontal

Se trata de un conmutador con un grannúmero de posiciones, cada una de las cua-les, representa el factor de escala empleadopor el sistema de barrido horizontal.

Por ejemplo si el mando esta en la posi-ción 1 msg/div significa que cada una delas divisiones horizontales de la pantalla(aproximadamente de un 1 cm.) represen-tan 1 milisegundo.

Las divisiones más pequeñas represen-taran una quinta parte de este valor, o sea,200 µsg.

El osciloscopio presentado puedevisualizar un máximo de 2 sg en pantalla(200 msg x 10 divisiones) y un mínimo de100 nsg por división, si empleamos laAmplificación (0.5 µsg / 5).

Potenciómetro de mando variable del sistema horizontal (lupa)

Se trata de un potenciómetro situado deforma concéntrica al conmutador de labase de tiempos y podemos considerarlocomo una especie de lupa del sistema hori-zontal.

Para realizar medidas es necesario colo-carlo en su posición calibrada.

Conmutador amplificador del sistema horizontal

Este control consta de un pequeño con-mutador en forma de botón que permiteamplificar la señal en horizontal por un fac-tor constante (normalmente x5 ó x10).

Se utiliza para visualizar señales de muyalta frecuencia (cuando el conmutadorTIMEBASE no permite hacerlo).

Hay que tenerlo en cuenta a la hora derealizar medidas cuantitativas (habrá quedividir la medida realizada en pantalla por elfactor indicado).

Sistema horizontal: XY

Este control consta de un pequeño con-mutador en forma de botón que permitedesconectar el sistema de barrido internodel osciloscopio, haciendo estas funcionesuno de los canales verticales (generalmenteel canal II).

Como veremos en el capítulo dedicado alas medidas esto nos permite visualizar cur-vas de respuesta ó las famosas figuras deLissajous, útiles tanto para la medida defase como de frecuencia.

El osciloscopio



El osciloscopio

Conmutador para la inversión del sentido del disparo

Este control consta de un conmutadoren forma de botón que permite invertir elsentido del disparo.

Si está sin pulsar la señal se disparasubiendo (flanco positivo +) y si lo pulsamosse disparará bajando (flanco negativo -).

Es conveniente disparar la señal en elflanco de transición más rápida.

Potenciómetro de ajuste del nivel de señal en modo manual

Se trata de un potenciómetro que permi-te en el modo de disparo manual, ajustar elnivel de señal a partir del cual, el sistema debarrido empieza a actuar.

Este ajuste no es operativo en modo dedisparo automático.

Sistema de disparo: Acoplamiento

Debido a las muy diferentes señales quese pueden presentar en electrónica, el osci-loscopio presenta un conmutador con elque podemos conseguir el disparo establede la señal en diferentes situaciones.

La gama de frecuencias ó tipos de seña-les que abarca cada posición del conmuta-dor depende del tipo de osciloscopio (esposible incluso que el osciloscopio tengaotras posiciones, especialmente para tratarlas señales de televisión).

En la siguiente figura se especifica losdatos para un osciloscopio en particular.

Si se trata de otro modelo se deberáconsultar la información suministrada por elfabricante, para actualizar esta tabla.

Sistema de disparo exterior

La situación normal es que sea el osci-loscopio quien internamente dispare laseñal de entrada.

Esto permite sincronizar casi todas lasseñales periódicas siempre que la altura dela imagen supere un cierto valor (general-mente muy pequeño, del orden de mediadivisión).

Para algunas señales complicadas, esnecesario dispararlas con otra señal proce-dente del mismo circuito de prueba.

Esto puede hacerse introduciendo estaúltima señal por el conector etiquetadoTRIG. EXT. y pulsando también el botón quele acompaña.


30 Hz - 1 MHzTV - HOR

0 Hz 1 MHz

50 Hz

>1 MHz

< 1 kHzTV - VERT


Otros controles: Holdoff

Podía traducirse como mantener (hold)desconectado (off).

Este control no está incluido en los osci-loscopios de nivel bajo ó medio.

Se utiliza cuando deseamos sincronizaren la pantalla del osciloscopio señales for-madas por trenes de impulsos espaciadosen el tiempo.

Se pretende que el osciloscopio se dis-pare cuando el primer impulso del queconsta el tren alcance el nivel de tensiónfijado para el disparo, pero que exista unazona de sombra para el disparo que cubralos impulsos siguientes, el osciloscopio nodebe dispararse hasta que llegue el primerimpulso del siguiente tren.

Consta generalmente de un mando aso-ciado con un interruptor, este último poneen funcionamiento el sistema holdoff y elmando variable ajusta el tiempo de sombrapara el disparo.

En la siguiente figura se observará mejorel funcionamiento.

Otros mandos: Línea de retardo

Tampoco es habitual encontrar dichomando en los osciloscopios de gamamedia, baja. Sin embargo cuando desea-mos amplificar un detalle que no seencuentra cercano al momento del disparo,necesitamos de alguna manera retardareste último un determinado tiempo paracon el mando de la base de tiempospoderlo amplificar.

Esto es precisamente lo que realiza estemando.

Consta de un conmutador de variasposiciones que nos proporciona el tiempoque el osciloscopio retarda la presentacióndesde el momento que la señal se dispara,este tiempo puede variar, dependiendo delosciloscopio, desde algunas fracciones deµsg a algunos centenares de msg; poseetambién, y generalmente concéntrico con elanterior, un mando variable para ajustar deforma más precisa el tiempo anterior.

Y por último, un conmutador que en unaposición etiquetada como search indica alosciloscopio que busque el punto a partir

El osciloscopio


sin holdoff se produciría el disparo

Puntos del disparo

con holdoff

Holdoff (no se produce el disparo)

sin holdoff

Nivel del disparo


El osciloscopio

del cual deseamos que se presente la señaly otra posición etiquetada como delay quefija la anterior posición y permite el uso dela base de tiempos para amplificar el deta-lle deseado.

Técnicas de medida

Las dos medidas básicas que se pue-den realizar con un osciloscopio son el vol-taje y el tiempo, al ser medidas directas.

Algunos osciloscopios digitales poseenun software interno que permite realizar lasmedidas de forma automática.

Sin embargo, si aprendemos a realizarmedidas de forma manual, estaremos tam-bién capacitados para chequear las medi-das automáticas que realiza un oscilosco-pio digital.

La pantalla

Fijémonos en la siguiente figura querepresenta la pantalla de un osciloscopio.

Deberemos notar que existen unas mar-cas en la pantalla que la dividen tanto envertical como en horizontal, forman lo quese denomina retícula ó rejilla.

La separación entre dos líneas consecu-tivas de la rejilla constituye lo que se deno-mina una división.

Normalmente la rejilla posee 10 divisio-nes horizontales por 8 verticales del mismo

tamaño (cercano al cm), lo que forma unapantalla más ancha que alta.

En las líneas centrales, tanto en horizon-tal como en vertical, cada división ó cuadroposee unas marcas que la dividen en 5 par-tes iguales (utilizadas como veremos mástarde para afinar las medidas)

Algunos osciloscopios poseen marcashorizontales de 0%, 10%, 90% y 100%para facilitar la medida de tiempos de subi-da y bajada en los flancos (se mide entre el10% y el 90% de la amplitud de pico apico).

Otros osciloscopios también visualizanen su pantalla cuantos voltios representacada división vertical y cuantos segundosrepresenta cada división horizontal.

Medida de voltajes

Generalmente cuando hablamos de vol-taje queremos realmente expresar la dife-rencia de potencial eléctrico, expresado envoltios, entre dos puntos de un circuito.

Pero normalmente uno de los puntosesta conectado a masa (0 voltios) y enton-ces simplificamos hablando del voltaje en elpunto A (cuando en realidad es la diferenciade potencial entre el punto A y GND).

Los voltajes pueden también medirse depico a pico (entre el valor máximo y mínimode la señal).

Es muy importante que especifiquemosal realizar una medida que tipo de voltajeestamos midiendo.


TIMEBASE

En este ejemplo si deseáramos amplificar elpequeño impulso que aparece en el segundosemiciclo positivo deberíamos ajustar el tiem-po de retardo a: 2 x 5 = 1 msg

Marcas (medida flancos)

subdivisión división


El osciloscopio es un dispositivo paramedir el voltaje de forma directa.

Otras medidas se pueden realizar a par-tir de esta por simple cálculo (por ejemplo,la de la intensidad ó la potencia).

Los cálculos para señales CA puedenser complicados, pero siempre el primerpaso para medir otras magnitudes esempezar por el voltaje.

En la figura anterior se ha señalado elvalor de pico Vp, el valor de pico a pico Vpp,normalmente el doble de Vp y el valor eficazVef ó VRMS (Root-Mean-Square, es decir laraíz cuadrada de la media de los valoresinstantáneos elevados al cuadrado) utiliza-da para calcular la potencia de la señal CA.

Realizar la medida de voltajes con unosciloscopio es fácil, simplemente se tratade contar el número de divisiones verticalesque ocupa la señal en la pantalla.

Ajustando la señal con el mando de posi-cionamiento horizontal podemos utilizarlas subdivisiones de la rejilla para realizar unamedida más precisa. (recordar que una sub-división equivale generalmente a 1/5 de loque represente una división completa).

Es importante que la señal ocupe el máxi-mo espacio de la pantalla para realizar medi-das fiables, para ello actuaremos sobre elconmutador del amplificador vertical.

Algunos osciloscopios poseen en lapantalla un cursor que permite tomar lasmedidas de tensión sin contar el número dedivisiones que ocupa la señal.

Básicamente el cursor son dos líneashorizontales para la medida de voltajes ydos líneas verticales para la medida detiempos que podemos desplazar individual-mente por la pantalla.

La medida se visualiza de forma auto-mática en la pantalla del osciloscopio.

Medida de tiempo y frecuencia

Para realizar medidas de tiempo se utili-za la escala horizontal del osciloscopio.

Esto incluye la medida de periodos,anchura de impulsos y tiempo de subida ybajada de impulsos.

La frecuencia es una medida indirecta yse realiza calculando la inversa del periodo.

Al igual que ocurría con los voltajes, lamedida de tiempos será más precisa si eltiempo objeto de medida ocupa la mayorparte de la pantalla, para ello actuaremossobre el conmutador de la base de tiempos.

Si centramos la señal utilizando elmando de posicionamiento vertical pode-mos utilizar las subdivisiones para realizaruna medida más precisa.

Medida de tiempos de subida y bajada en los flancos

En muchas aplicaciones es importanteconocer los detalles de un pulso, en parti-cular los tiempos de subida ó bajada deéstos.

El osciloscopio


voltaje pico

0 voltios

voltaje pico a pico

voltaje eficaz

Utiliza la linea horizontal central para obtener precisión

Utiliza la linea vertical centralpara obtener precisión


El osciloscopio

Las medidas estándar en un pulso son suanchura y los tiempos de subida y bajada.

El tiempo de subida de un pulso es latransición del nivel bajo al nivel alto de vol-taje. Por convenio, se mide el tiempo entreel momento que el pulso alcanza el 10% dela tensión total hasta que llega al 90%.

Así se eliminan las irregularidades en lasbordes del impulso.

Esto explica las marcas que se observanen algunos osciloscopios (algunas vecessimplemente unas líneas punteadas).

La medida en los pulsos requiere un finoajuste en los mandos de disparo.

Para convertirse en un experto en lacaptura de pulsos es importante conocer eluso de los mandos de disparo que poseanuestro osciloscopio.

Una vez capturado el pulso, el procesode medida es el siguiente: se ajusta actuan-do sobre el conmutador del amplificadorvertical y el mando variable asociadohasta que la amplitud pico a pico del pulsocoincida con las líneas punteadas (ó lasseñaladas como 0% y 100%).

Se mide el intervalo de tiempo que exis-te entre que el impulso corta a la línea seña-lada como 10% y el 90%, ajustando el con-mutador de la base de tiempos para quedicho tiempo ocupe el máximo de la panta-lla del osciloscopio.

Medida del desfase entre señales

La sección horizontal del osciloscopioposee un control etiquetado como X-Y, quenos va a introducir en una de las técnicasde medida de desfase (la única que pode-mos utilizar cuando solo disponemos de uncanal vertical en nuestro osciloscopio).

El periodo de una señal se correspondecon una fase de 360º.

El desfase indica el ángulo de atraso óadelanto que posee una señal con respectoa otra (tomada como referencia) si poseenambas el mismo periodo.

Ya que el osciloscopio sólo puede medirdirectamente los tiempos, la medida deldesfase será indirecta.

Uno de los métodos para medir el desfa-se es utilizar el modo X-Y.

Esto implica introducir una señal por elcanal vertical (generalmente el I) y la otrapor el canal horizontal (el II). (Este métodosolo funciona de forma correcta si ambasseñales son senoidales).

La forma de onda resultante en pantallase denomina figura de Lissajous (debido alfísico francés denominado Jules AntoineLissajous).

Se puede deducir la fase entre las dosseñales, así como su relación de frecuen-cias observando la siguiente figura.


Marcas (medida flancos)Relación f X:Y

Desfase

Tiempo de subida


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