Manual Electricidad 1-2 Caterpillar

FUNDAMENTOS DE LOSSISTEMAS ELECTRICOS

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GENERALIDADES DEL CURSO

GENERALIDADES

Este curso presenta al estudiante los fundamentos de los sistemaselctricos y electrnicos bsicos necesarios para que un tcnicopueda diagnosticar y reparar en forma correcta los sistemas elctricoscomplejos instalados en las mquinas Caterpillar. Este curso noensea los sistemas especficos de la mquina, a menos que seindique de otro modo en la descripcin de la leccin.

Para el desarrollo del plan de estudios del curso se usarn el materialde referencia y las herramientas indicados en las pginas siguientes.Queda a criterio del instructor reemplazar algn material dereferencia o herramienta segn lo considere necesario.

En caso de usar material de referencia o herramientas diferentes delos indicados, puede ser necesario modificar los ejercicios y lasprcticas del curso.

2000 Caterpillar Inc.Revisin Mayo 2000 Propiedad de Caterpillar Inc.

CONTENIDO

UNIDAD 1: Introduccin a la Electricidad

Leccin 1: Cmo funciona la electricidad

Leccin 2: Magnetismo

UNIDAD 2: Circuitos ElctricosLeccin 1: Ley de Ohm

Leccin 2: Teora de los circuitos elctricos bsicos

Leccin 3: Multmetro digital

Leccin 4: Mediciones de los circuitos elctricos

Leccin 5: Fallas de los circuitos elctricos

UNIDAD 3: Componentes ElctricosLeccin 1: Componentes elctricos bsicos

Leccin 2 : Componentes elctricos de estado slido

Leccin 3: Smbolos de los componentes elctricos

UNIDAD 4: Sistemas Elctricos de la MquinaLeccin 1: Batera

Leccin 2: Sistema de carga

Leccin 3: Sistema de arranqueC

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Descripcin del Curso Des

crip

cin

del

Curs

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Descripcin

1. Curso de los sistemas elctricos bsicos

2. Nmero del curso ___________

3. Requisitos: Ninguno

4. Cuatro horas de lectura y seis horas de prcticas de taller porsemana

5. Crditos: Tres horas semestrales

Mtodos de presentacin

1. Lectura y discusin

2. Demostraciones

3. Soporte de los ejercicios y hojas de trabajo de las prcticas detaller

Evaluacin sugerida para calificar los logros del estudiante

1. Exmenes de las unidades:______%

2. Hojas de trabajo de las prcticas de taller:______%3. Examen final:______%

4. Participacin en clase y en las prcticas de taller:_______%


OBJETIVOS

Obje

tivos

Al terminar este curso, el estudiante obtendr conocimiento prcticode la teora elctrica bsica, de los componentes elctricos y de lossistemas elctricos bsicos. Usando los diagramas elctricosCaterpillar, el equipo de prueba y otras publicaciones de referencia,el estudiante estar en capacidad de probar la operacin de lossistemas de la mquina Caterpillar. El estudiante tambin estar encapacidad de ubicar y solucionar problemas, lo mismo quediagnosticar y reparar los componentes y sistemas elctricos.


Material de Referencia Mat

eria

l de

Ref

eren

cia

El material de referencia indicado a continuacin debe estar disponibleantes de iniciar el curso. Se puede usar otro material de referencia a criteriodel instructor.

Publicaciones de Servicio:

Instruccin Especial--Uso del juego de conectores Sure Seal 6V3000--SMHS7531Instruccin Especial--Uso de herramientas para los conectores CE/VE--SEHS9065Instruccin Especial--Servicio de los conectores Deutsch--SEHS9615Instruccin Especial--Procedimientos para el servicio de la batera--SEHS7633Instruccin Especial-- Tablas de rgimenes/duracin de carga de la batera--SEHS9014Instruccin Especial--Probador de carga de la batera 4C4911--SEHS9249Mdulo del Manual de Servicio--Operacin de sistemas de arranque ycarga, pruebas y ajustes (para mquinas equipadas con conectores dediagnstico). Descripcin de circuitos individualesManual de operacin de herramientas--Grupo soldador de campo 9U7560--NEHS0601

Videos:

Mantenimiento bsico de cables elctricos--SEVN3197Prueba de la batera CAT--SEVN1590Prueba del alternador del motor--SEVN1591Prueba del motor de arranque--SEVN1592Analizador de arranque/carga 6V2150--SEVN9165Uso del multmetro digital 9U7330--SEVN3198La inteligencia de las conexiones fuertes--AEVN2974

Varios:

Cuadernillo--Manual de servicio de la batera--SEBU0625Artculos de Informacin Tcnica: 3/27/89, 3/28/90, 5/4/87, 3/27/89,6/28/88Multmetro digital Fluke 87--Manual del usuario--P/N 834192


Herramientas

Her

ram

ient

as

Los ejercicios y las prcticas de taller de este curso requieren el uso de lassiguientes herramientas. Pueden reemplazarse herramientas a criterio delinstructor.

Brjula/limaduras de hierro/lmina de vidrioMultmetro digital 9U7330

Manual del usuario del multmetro digital Fluke P/N 834218

Grupo de sondas del multmetro 7X1710

Juego de reparacin de conectores Sure-Seal 6V3000

Tenaza rebordeadora 6V3001

Herramienta de insercin 6V3008

Juego de conectores Deutsch 4C3406

Juego de conectores Deutsch 9U7246

Tenaza rebordeadora para conectores Deutsch 1U5804

Grupo soldador de campo 9U7560 (opcional) Grupo de batera 4C9024 (opcional)Botella pequea de alcohol desnaturalizado

Grupos de componentes elctricos 8T9170 (si estn disponibles) Analizador de batera 1278087

Probador de carga de la batera 4C4911

Analizador de arranque/carga 6V2150

Ampermetro de insercin CA/CC 8T0900, o

Sonda de corriente CA/CC 9U5795

El equipo de capacitacin de circuitos elctricos empleado en estecurso ha sido desarrollado por la compaa ATech y puede pedirsedirectamente en:

ATechAutomotive Technology, Inc.

P.O. Box 29712290 Chandler Drive

Walton, KY 41094

Persona contacto: Lois Goldsberry, Sales and MarketingTelfono: 859-485-7229Fax: 859-485-7299E-mail: [email protected]

Nmero de pedido de ATech: 18002 CATPrecio aproximado: US$2.000,oo

Incluye lo siguiente:1 Tablero con suministro de potencia de 7 amperios1 Submontaje C - Bombilla indicadora1 Submontaje D - Resistor1 Submontaje E - 3 Resistores1 Submontaje G - 4 Resistores1 Submontaje H - 3 Resistores3 Submontaje I - Bombilla de doble filamento1 Submontaje L - Condensador electroltico1 Submontaje M -2 Diodos luminiscentes1 Submontaje O - Diodo luminiscente1 Submontaje P - Transistor1 Submontaje Q - Potencimetro10 Tableros adicionales de submontaje + Receptculos separados

(para montar las piezas)

Unidad 1 Fundamentos de los Sistemas Elctricos

Piezas extras usadas en los equipos de capacitacin de circuitoselctricos pero adquiridas a travs de otros proveedores (use lossubmontajes adicionales de ATech para las piezas de montaje).

Radio Shack--1 Diodo. Nmero de pieza 276-1143Portafusible en lnea--1 con fusible de 5 amperios

Piezas Caterpillar: Costo aproximado US$200,00 neto deldistribuidor

1 Alarma de marcha atrs 3E-63281 Rel 3E-93621 Emisor de temperatura 7N-85321 Luz intermitente 7T-48481 Conjunto de interruptor 106-65671 Conjunto de interruptor 106-65701 Conjunto de interruptor 109-23461 Sensor TPS 137-7579

NOTA: Monte las piezas adicionales en los submontajes extrasadquiridos de ATech.

Unidad 1 Fundamentos de los Sistemas Elctricos

UNIDAD 1Introduccin a la Electricidad

Uni

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1:In

trodu

cci

n a

la E

lectr

icida

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Objetivos:

Al terminar esta unidad, el estudiante estar en capacidad de:

1. Explicar cmo funcionan la electricidad y el magnetismo.

Referencias:

Cuaderno de apuntes del estudiante.

Herramientas:

Ninguna requerida.

Leccin 1: Cmo Funciona la Electricidad

Introduccin

Qu es la electricidad? Decimos que las linternas, los taladroselctricos, los motores, etc., son componentes "elctricos". Sinembargo, frecuentemente nos referimos a los computadores,televisores, etc., como componentes "electrnicos". Cul es ladiferencia?

Cualquier componente que funcione con electricidad es undispositivo elctrico, incluyendo las linternas y los taladroselctricos, pero no todos los componentes elctricos son electrnicos.El trmino electrnico se refiere a dispositivos que contienensemiconductores, y se conocen como "dispositivos electrnicos",debido a que dependen para su operacin de un flujo de electrones.

Fig. 1.1.1

Lecc

in

1:C

mo

Func

iona

la E

lectr

icida

d

ObjetivoAl completar esta leccin, el estudiante estar en capacidad de:

Demostrar que entiende la teora elctrica bsica eligiendo lasrespuestas correctas en un examen de seleccin mltiple.

Para entender mejor el funcionamiento de la electricidad, es necesariotener un conocimiento bsico de la estructura atmica fundamental dela materia. La materia tiene masa y ocupa espacio. La materia tomavarias formas o estados, tales como slido, lquido y gaseoso. Estecurso suministrar al tcnico Caterpillar la comprensin mnima delos principios tericos necesarios que sirvan de base para estudiar ytrabajar con circuitos y componentes elctricos.Materia y elementos

Definimos la materia como cualquier cosa que ocupa espacio, y que- por accin de la gravedad - tiene peso. La materia consta departculas extremadamente pequeas, agrupadas para formar tomos.Existen en forma natural cerca de cien tomos diferentes. Unelemento es la agrupacin de tomos de un mismo tipo y se definecomo una sustancia que por accin qumica no puede descomponersems. La mayora de los elementos se encuentran en la naturaleza,como por ejemplo: cobre, plomo, hierro, oro y plata. Otros elementos(aproximadamente catorce) han sido producidos en el laboratorio.Los elementos pueden transformarse en otros elementos slo poraccin de una reaccin atmica o nuclear. Sin embargo, lacombinacin de elementos produce la gran cantidad de compuestoscomunes a nosotros todos los das. El tomo es la partcula mspequea de un elemento, que conserva las caractersticas delelemento. La palabra tomo es de origen griego y significapartcula demasiado pequea para ser subdividida.

Atomos

Aunque nadie ha visto un tomo, es una estructura ideal que se ajustaa la evidencia experimental que se ha medido con exactitud. Se handeterminado el tamao y la carga elctrica de las partculas invisiblesde un tomo por el grado de desviacin que experimentan cuando seaplican al tomo fuerzas conocidas. Niels Bohr en 1913, propuso elmodelo atmico que se asemeja al modelo actual del sistemasolar, con el Sol como su centro y los planetas girando a sualrededor.

Unidad 1 1-1-2 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1


++

+++++

++

N UC LEO

ELECTRO NES

Fig. 1.1.2 Electrones

El centro de un tomo se conoce como ncleo y est compuestoprincipalmente por partculas llamadas protones y neutrones. Girandoalrededor del ncleo hay partculas pequeas llamadas electrones.Estos electrones tienen una masa mucho menor que un protn o unneutrn. Normalmente, un tomo tiene en el ncleo un nmero deprotones e igual nmero de electrones que giran a su alrededor. Elnmero de protones o de electrones presentes en un tomo se llama"nmero atmico". El "peso atmico" de un elemento es el nmerototal de partculas - protones y neutrones - en el ncleo.

1 P+

1

N UM E RO D EE LECT RO NE S EN OR BITA

ELE CTRO NES EN OR BITA

CA PA

N UCL EO(1 PROTON )

2 P2 N

+

2NU CLE O

(2 PROTON ES2 NE UTRO NES)

ATO MO DE H IDRO GEN O ATO MO D E HELIO(a) (b)

Fig. 1.1.3 Neutrn, protn y electrn

La figura 1.1.3 muestra la estructura de dos de los tomos mssimples. La figura 1.1.3(a) es un tomo de hidrgeno, y contiene en suncleo un protn en equilibrio con un electrn en su rbita o capa. Elnmero atmico de un tomo de hidrgeno es 1. La figura 1.1.3(b)muestra un tomo simple de helio, que tiene 2 protones en su ncleo yque estn en equilibrio con 2 electrones en rbita. El nmero atmicodel helio es 2 y su peso atmico es 4 (2 protones + 2 neutrones).Los cientficos han descubierto otras partculas en el tomo, pero parapropsito de este curso de electricidad bsica, estudiaremos solamentetres partculas: electrones, protones y neutrones. Para un mejorentendimiento de la electricidad bsica usaremos como ejemplo untomo de cobre.


La figura 1.1.4 muestra un tomo tpico de cobre. El ncleo deltomo no es ms grande que un electrn. El ncleo del tomo decobre tiene 29 protones (+) y 35 neutrones. Girando alrededor delncleo hay 29 electrones (-). El nmero atmico del tomo de cobrees 29 y su peso atmico es 64. Qu sucede cuando los extremos deun cable de cobre se conectan a una fuente positiva y negativa, porejemplo, a una batera?

29 P35 N

2

8

18

1

PR IM ERA C APA

SEG UNDA CA PA

TER CERA C APA

C UA RTA C APA

N UC LEO(29 PROTONES

35 NEUTRO NES)

NUM ERO ATO MICO =29PESO ATO MICO = 64

Fig. 1.1.4 Atomo de cobre

FLUJO DE ELEC TRO NES

BATER IA

CARG A SN EGATIVAS

CARG A SPOSITIVAS

Fig. 1.1.5 Batera

Un electrn (-) es sacado de la rbita del tomo y es atrado alterminal (+) de la batera. El tomo queda cargado (+) debido a queahora le hace falta un electrn (-). El tomo atraer un electrn deltomo vecino. El tomo vecino, a su vez, atrae un electrn del tomosiguiente, y as sucesivamente hasta que el ltimo tomo de cobrerecibe un electrn del terminal negativo de la batera.

El resultado de esta reaccin en cadena es un movimiento deelectrones del terminal negativo al terminal positivo de la batera. Elflujo de electrones contina todo el tiempo que las cargas positivas ynegativas de la batera se mantengan en cada extremo del cable.


CAR GA SO PU ESTASSE ATRAEN C ARG AS

IG UALES +SE REPELEN

CAR GA SIG UALES-

SE R EPELEN

Fig. 1.1.6 Fuerza entre cargas

As, existen dos clases de carga elctrica. Se determin que losprotones transportan la carga positiva (+) y los electrones la carganegativa (-). El neutrn, como su nombre lo indica, es una carganeutra. La direccin de la electricidad basada en el tipo de carga sellama "polaridad". Esto nos lleva a definir la ley bsica de laelectrosttica: cargas elctricas DIFERENTES se atraen, mientrascargas elctricas IGUALES se repelen.

Energa elctrica

Hay dos tipos de fuerzas que trabajan en cada tomo. Encircunstancias normales, esas dos fuerzas estn en equilibrio. Losprotones y los electrones ejercen fuerzas entre s, adems de lasfuerzas gravitacionales o centrfugas. Se ha determinado que ademsde la masa, los electrones y los protones transportan una cargaelctrica, a la que se atribuyen esas fuerzas adicionales. Sin embargo,las fuerzas actan de modo diferente. En la fuerza entre dos masas, lafuerza gravitacional siempre es una "atraccin", mientras que lasfuerzas elctricas se atraen y se repelen. Los protones y loselectrones se atraen entre s, mientras los protones ejercen fuerzas derepulsin en otros protones y los electrones ejercen fuerzas derepulsin en otros electrones.


O BJ ETON EG ATIVO

OB JE TOP OS ITIVO

L IN EA S DE FU ER ZAE LE CTRO STATIC A

Fig. 1.1.7 Campo electrosttico entre dos cuerpos cargados

Diferencia de potencial

Debido a la fuerza de su campo electrosttico, una carga elctricatiene la capacidad de realizar un trabajo al mover a otra cargaelctrica por atraccin o por repulsin.

A esta capacidad de atraer o repeler cargas elctricas se llamapotencial. Cuando las cargas no son iguales, habr una diferenciade potencial entre ellas.

Cargas y electrosttica

La atraccin o la repulsin de cuerpos cargados elctricamente sedebe a una fuerza invisible que se encuentra alrededor del cuerpocargado, llamada campo electrosttico. La figura 1.1.7 muestra lafuerza entre partculas cargadas elctricamente como lneaselectrostticas imaginarias que van de la carga positiva a la carganegativa. El mtodo convencional de representar las lneas de fuerzase hace mediante el uso de flechas. Las flechas se disponen saliendode la carga positiva y entrando a la carga negativa.

Cuando dos cargas iguales se sitan una cerca de otra, las lneas defuerza se repelen entre s como se muestra en la figura 1.1.8.

Fig. 1.1.8 Campo electrosttico entre dos partculas cargadas negativamente


La diferencia de la suma del potencial de todas las cargas del campoelectrosttico se conoce como fuerza electromotriz (EMF). La unidadbsica de la diferencia de potencial es el "voltio" (V) llamada as enhonor de Alessandro Volta, cientfico italiano inventor de la "pilavoltaica", la primera pila seca. El smbolo para potencial es la letraV e indica la capacidad para realizar el trabajo necesario queobligue a los electrones a moverse. Debido a que se usa la unidadvoltio, la diferencia de potencial se llama "voltaje".Hay varias formas de producir voltaje, incluyendo friccin, calor,reaccin qumica e induccin electromagntica. La atraccin depedazos pequeos de papel por un peine que ha sido frotado con unpao de lana es un ejemplo de voltaje producido por friccin. Unafotocelda de una calculadora sera un ejemplo de voltaje producidopor energa solar.

Culombio

Se hizo necesario desarrollar una unidad de medida para la cargaelctrica. Un cientfico llamado Charles Coulomb investig las leyesde la fuerza entre los cuerpos cargados y adopt una unidad demedida llamada "culombio". Escrita en notacin cientfica, unculombio es igual a 6,28 x 1018 electrones o protones. En trminosms simples, en un conductor de cobre, un amperio es una corrienteelctrica de 6,28 millones de millones de electrones que cruzan unpunto del conductor en un segundo.

Corriente

Las teoras electrostticas que acabamos de ver, fueron explicadasponiendo nfasis en las fuerzas entre las cargas. Otra teora quenecesita explicarse es la del "movimiento" en un conductor. Elmovimiento de cargas en un conductor se define como la corrienteelctrica. Un electrn se ver afectado por un campo electrosttico delmismo modo que un cuerpo con carga negativa. El electrn esrepelido por una carga negativa y atrado por una carga positiva. Eldesplazamiento de electrones o movimiento genera una corrienteelctrica.

La magnitud o intensidad de la corriente se mide en "amperios". Elsmbolo de la unidad de medida de la corriente es la letra "A". Elamperio es una medida de la velocidad a la cual se mueve una carga atravs de un conductor. Un amperio es un culombio de carga que pasapor un punto en un segundo.

Flujo electrnico contra flujo convencional


CO NDU CTOR

ELEC TRO N ES

CO RRIENTECO NV ENCIO NAL

DIFER ENCIA DE POT ENCIALEN VO LTIO S

A B

Fig. 1.1.9 Flujo de corriente

Fig. 1.1.10 Corriente electrnica y corriente convencional

Hay dos modos de describir un flujo de corriente elctrica en unconductor. Antes de plantearse "la teora atmica", para explicar lacomposicin de la materia, los cientficos definieron la corrientecomo un movimiento de cargas positivas que fluye en un conductordesde un punto de polaridad positiva hasta un punto de polaridadnegativa. Esta conclusin todava se usa ampliamente en algunoslibros y normas de ingeniera. Algunos ejemplos de cargas positivasen movimiento son las aplicaciones de corriente en lquidos, gases ysemiconductores. Esta teora de flujo de corriente ha sido llamada"flujo de corriente convencional".Con el planteamiento de la teora atmica para explicar lacomposicin de la materia, se determin que el flujo de corriente atravs de un conductor se basaba en un flujo de electrones (-), o carganegativa. Por tanto, la corriente de electrones est en sentido opuestoal sentido de la corriente convencional y se conoce con el nombre de"flujo de corriente electrnica".

TEO RIAELECTRO NICA

TEO RIAC ON VENCIO NAL


Aunque ambas teoras pueden usarse, este curso utilizar la teora"convencional", ms popular y que describe la corriente que fluye deuna carga positiva (+) a una carga negativa (-).Resistencia

Georg Simon Ohm descubri que teniendo un voltaje fijo, la cantidadde corriente que fluye a travs de un material depende del tipo dematerial y de las dimensiones fsicas del material. En otras palabras,todos los materiales se oponen en algn grado al flujo de electrones.Esta oposicin se llama "resistencia". Si la resistencia es pequea, elmaterial es un conductor. Si la resistencia es grande, el material es unaislador.

El ohmio es la unidad de resistencia elctrica y el smbolo pararepresentarlo es la letra griega omega (). Un material tiene unaresistencia de un ohmio si el potencial de un voltio produce unacorriente de un amperio.

Es importante recordar que la resistencia elctrica est presente entodos los circuitos elctricos, incluyendo los componentes, cables deinterconexin y los conectores. Los circuitos elctricos y las leyesrelacionadas se tratarn ms adelante en esta unidad.

A medida que la resistencia se opone al flujo de corriente, la energaelctrica se transforma en otras energas, tales como calor, luz omovimiento. La resistencia de un conductor est determinada porcuatro factores:

1. Estructura atmica (cantidad de electrones libres). Mientras mselectrones libres tenga un material, ser menor la resistenciaque ofrece al flujo de corriente.

++

+

++

ELECTRON ES LIBR ES

NEU TRO NES

PROTO NES

++

+ +

Fig. 1.1.11

2. Longitud. Mientras ms largo sea un conductor, ser mayor laresistencia. Si se duplica el valor de la longitud de un cable,como se muestra en la figura 1.1.12(A), el valor de laresistencia se duplica entre los dos extremos.

3. Ancho (rea seccional transversal). Mientras mayor sea el reaseccional transversal de un conductor, ser menor laresistencia (a mayor dimetro de una tubera, mayor flujo deagua). Si el rea de la seccin transversal se reduce a la mitad,como se muestra en la figura 1.1.12(B), la resistencia paracualquier longitud dada se duplica.

4. Temperatura. En casi todos los materiales, a mayortemperatura, mayor resistencia. La grfica de la figura1.1.12(C) muestra la resistencia a medida que la temperaturaaumenta. Tenga en cuenta que hay algunos materiales cuyoefecto es diminuir la resistencia cuando la temperaturaaumenta.


R O hm2 X R Ohm

R OhmR2 OhmB. 80oF

5 Ohm

6 Ohm

Re

sist

en

cia

Temperatura

C .

A.

121oF

Fig. 1.1.12 Resistencia

Circuitos elctricos y leyes

Un circuito elctrico es un paso, o un grupo de pasos interconectados,capaces de transportar corrientes elctricas. El circuito elctrico es unpaso cerrado que contiene una fuente o fuentes de voltaje. Hay dostipos bsicos de circuitos elctricos: en serie y en paralelo. Loscircuitos en serie y en paralelo bsicos pueden combinarse paraformar circuitos ms complejos, pero estos circuitos combinadospueden simplificarse y analizarse como circuitos bsicos en serie o enparalelo. Es importante entender las leyes necesarias para analizar ydiagnosticar los circuitos elctricos. Estas son la Ley de Kirchoff y laLey de Ohm.

Gustav Kirchoff desarroll dos leyes para analizar los circuitos. Estasleyes son:

1. La Ley de Corriente de Kirchoff (KCL) determina que lasuma algebraica de las corrientes de cualquier unin en uncircuito elctrico es igual a cero. Expresado en forma mssimple, la corriente que entra a una unin es igual a lacorriente que sale de la unin. Nada se pierde.

2. La Ley de Voltaje de Kirchoff (KVL) determina que la sumaalgebraica de las fuerzas electromotrices y las cadas devoltaje alrededor de cualquier bucle elctrico cerrado es iguala cero. Expresado de otro modo, si partimos de un puntoparticular de un circuito cerrado y damos la vuelta por elcircuito sumando las diferencias individuales de potencialhasta que todas sean consideradas, cuando lleguemos al puntode inicio, no debera haber voltaje extra.

Georg Simon Ohm descubri una de las ms importantes leyes de laelectricidad. Esta describe la relacin entre tres parmetros elctricos:voltaje, corriente y resistencia. La Ley de Ohm se define como sigue:La corriente de un circuito elctrico es directamente proporcional alvoltaje e inversamente proporcional a la resistencia. La relacin puedeexpresarse por la siguiente ecuacin matemtica:

Corriente = Fuerza electromotrizResistencia

o, definida en unidades elctricas como:

I = VoltiosOhmios



Cuando usamos ecuaciones matemticas para expresar las relacioneselctricas, las representamos con letras. La resistencia se representacon la letra R o el smbolo omega (). El voltaje o la diferencia depotencial se representa por la letra E o V (fuerza electromotriz). Lacorriente se representa por la letra I (intensidad de carga). Msadelante, veremos cmo usar estas leyes para calcular los valores delos circuitos elctricos.

Conductores elctricosEn aplicaciones elctricas, los electrones viajan a lo largo de uncamino llamado conductor o cable. Los electrones se muevenviajando de tomo en tomo. Algunos materiales hacen que loselectrones viajen ms fcilmente y se llaman "buenos conductores".Ejemplos de buenos conductores son la plata, el cobre, el oro, elcromo, el aluminio y el tungsteno. Se dice que un material es un buenconductor si tiene gran cantidad de electrones libres. La cantidad depresin elctrica o voltaje que se necesita para mover los electrones atravs de un material depende de la cantidad de electrones libres delmaterial.

La plata es el mejor conductor, pero su utilizacin se ve limitadadebido a su alto costo. El oro es un buen conductor, pero no es tanbueno como el cobre. El oro tiene la ventaja de no sufrir corrosincomo el cobre. El aluminio no es tan buen conductor como el cobre,pero es menos costoso y ms liviano.

La conductividad de un material determina qu tan buen conductores. La figura 1.1.13 indica algunos de los conductores ms comunes ysu conductividad con respecto al cobre.

TABLA DE CONDUCTIVIDADConductor Conductividad

(con respecto al cobre)

Plata 1,064Cobre 1,000Oro 0,707Aluminio 0,659Zinc 0,288Bronce 0,243Hierro 0,178Estao 0,018

Fig.1.1.13 Tabla de conductividad

Otros materiales dificultan el movimiento de los electrones y sellaman "aisladores". Un buen aislador mantiene los electronesfuertemente ligados en su rbita. Ejemplos de aisladores son elcaucho, la madera, los plsticos y las cermicas. Tambin esimportante saber que se puede crear un flujo de corriente elctrica atravs de cualquier material. Si el voltaje aplicado es losuficientemente alto, aun los mejores aisladores permitirn el flujo decorriente. La tabla de la figura 1.1.14 indica algunos de los aisladoresms comunes.

AISLADORES COMUNES

Caucho PlsticoMica VidrioCera o parafina Fibra de vidrioPorcelana Madera secaBaquelita Aire


Fig.1.1.14 Tabla de aisladores ms comunes

Existen otros elementos que deben considerarse cuando se habla deaisladores. La suciedad y la humedad pueden servir para conducir laelectricidad alrededor de un aislador. Si un aislador est sucio o hayhumedad presente, puede causar problemas. El aislador no permite elpaso de corriente, pero la suciedad o la humedad pueden proveer unpaso para que los electrones fluyan. Por esto es importante mantenerlimpios los aisladores y las conexiones.


Use un cable de calibre No. 14 (AWG) y un cable de calibre No. 18(AWG) para mostrar la diferencia entre los valores de resistencia.El cable de calibre No. 14 (AWG) tiene una resistencia deaproximadamente 2,5 ohmios por 1.000 pies, mientras que un cablede calibre No. 18 (AWG) tiene una resistencia de aproximadamente6,4 ohmios por 1.000 pies. El cable de calibre No. 18 (AWG) es36% ms pequeo en dimetro, pero tiene aproximadamente 3veces ms resistencia que el cable de calibre No. 14 (AWG).La resistencia de un cable puede tambin verse afectada por otrascondiciones, como la corrosin, y deben tenerse en cuenta cuando serealizan mediciones de resistencias.

Fig. 1.1.15 Clasificacin estndar AWG de cable

Cables elctricosEl cable de un circuito elctrico est hecho de un conductor y unaislador. Generalmente, el conductor es de cobre y el aislador(cubrimiento externo) es de plstico o de caucho. Los conductorespueden ser cables slidos o trenzados. En la mayora de lasaplicaciones de movimiento de tierra, los cables elctricos son decobre trenzado con un aislador plstico que cubre el conductor.

Hay diferentes clasificaciones de cables. Mientra ms pequeo sea elcable mayor ser su nmero de identificacin. El sistema numrico seconoce como Calibre de Cable Americano (AWG). La siguiente tablade la figura 1.1.15 muestra la clasificacin estndar de cable AWG.

(AWG) Dimetro (mm) Ohmios por 1.000 pies10 102,9 0,998912 80,8 1,58814 64,1 2,52516 50,8 4,01618 40,3 6,38520 32,0 10,1522 25,4 16,424 10,0 103,226 3,10 1.049,0

Nombre __________________________________

EXAMEN UNIDAD 1, LECCION 1: COMO FUNCIONA LA ELECTRICIDAD

Indicaciones: Relacione las siguientes columnas.

Indicaciones: Complete en forma correcta cada una de las siguientes oraciones.

6. La capacidad de una carga de realizar un trabajo se llama potencial. 7. Cuando una carga es diferente de otra, hay una diferencia de potencial.

8. El movimiento de cargas produce la corriente.

9. El flujo electrnico es opuesto en sentido al flujo convencional.

10 En un tomo los electrones se mueven alrededor del ncleo en caminos llamados rbitas.

11. El ncleo de un tomo consta de partculas llamadas protones y neutrones.

12. Cargas diferentes se atraen, mientras que cargas iguales se repelen.

13. Un tomo de cobre tiene un nmero atmico de 29.

14. Un objeto cargado est rodeado de un campo electrosttico.

15. Mientras ms pequeo sea el dimetro de un cable, su nmero AWG ser mayor.

Unidad 1.1.1 Examen - 1 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosCopia del Instructor

Cop

ia d

el In

stru

ctor

:Exa

men

1.1

.1

E 1. Electrn A. El mismo nmero de electrones y protones

C 2. Neutrn B. El nmero de protones del ncleo

A 3. Neutral C. Carga neutra

B 4. Nmero atmico D. Los electrones liberados

D 5. Electrones libres E. Carga negativa

Nombre __________________________________

EXAMEN UNIDAD 1, LECCION 1: COMO FUNCIONA LA ELECTRICIDAD

Indicaciones: Relacione las siguientes columnas.

Indicaciones: Complete en forma correcta cada una de las siguientes oraciones.

6. La capacidad de una carga de realizar un trabajo se llama 7. Cuando una carga es diferente de otra, hay una de

8. El movimiento de cargas produce la

9. El flujo electrnico es opuesto en sentido al flujo

10 En un tomo los electrones se mueven alrededor del ncleo en caminos llamados

11. El ncleo de un tomo consta de partculas llamadas y

12. Cargas diferentes se , mientras que cargas se repelen

13. Un tomo de cobre tiene un nmero atmico de

14. Un objeto cargado est rodeado de un campo

15. Mientras ms pequeo sea el dimetro de un cable, su nmero AWG ser

Unidad 1.1.1 Examen - 1 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosCopia del Estudiante

Cop

ia d

el E

stud

iant

e:Ex

amen

1.1

.1

1. Electrn A. El mismo nmero de electrones y protones

2. Neutrn B. El nmero de protones del ncleo

3. Neutral C. Carga neutra

4. Nmero atmico D. Los electrones liberados

5. Electrones libres E. Carga negativa

Leccin 2: Magnetismo

Mag

netis

mo

ObjetivosAl terminar esta leccin, el estudiante estar en capacidad de:

1. Demostrar sus conocimientos acerca del magnetismo,seleccionando la respuesta correcta a las preguntas sobremagnetismo en un examen de escogencia mltiple.

2. Dados una brjula y un equipo de capacitacin de sistemaselctricos, detectar el flujo de corriente en un circuitoelctrico.

Herramientas

Imn de barra/limaduras de hierro/lmina de vidrio o papelBrjulaEquipo de capacitacin de sistemas elctricos

IntroduccinEl magnetismo es otro tipo de fuerza que produce un flujo deelectrones o corriente. Para estudiar la electricidad es tambinnecesario un entendimiento bsico del magnetismo. El magnetismoprovee un puente entre la energa mecnica y la electricidad. Usandoel magnetismo, un alternador convierte algo de energa mecnicadesarrollada por un motor en fuerza electromotriz (EMF). En laprctica, el magnetismo permite a un motor de arranque convertir laenerga elctrica de una batera en energa mecnica para arrancar unmotor.

Naturaleza del magnetismoCasi todo el equipo elctrico depende directa o indirectamente delmagnetismo. Aunque hay algunos dispositivos elctricos que no usanmagnetismo, la mayora de nuestros sistemas, as como losconocemos hoy, no existiran sin el uso del magnetismo.

Hay tres tipos bsicos de imanes:

NaturalesManufacturadosElectroimanes

Imanes naturalesEn la China se descubrieron los imanes hacia el ao 2137 A.C. Losimanes se usaban en brjulas que fueron llamadas "imanes depiedra". Los imanes de piedra eran piezas de hierro natural conocidocomo magnetita. Ya que en su estado natural la magnetita tienepropiedades magnticas, los imanes de piedra son consideradosimanes naturales.

Imanes manufacturadosGeneralmente, los imanes manufacturados se producen en forma debarras de metal que se exponen a campos magnticos muy fuertes.Estos imanes reciben algunas veces el nombre de imanesartificiales.

ElectroimanesOersted, un cientfico nacido en Dinamarca, descubri una relacinentre el magnetismo y la corriente elctrica. Oersted encontr queuna corriente elctrica que fluye a travs de un conductor produca uncampo magntico alrededor del conductor.


Campos magnticosUn imn tiene dos extremos que atraen fcilmente pedazos de hierro.Estos extremos se conocen como "polos del imn": polo norte y polosur. Al igual que con las cargas elctricas, en donde las cargas igualesse repelen y las cargas opuestas se atraen, los polos magnticosiguales se repelen y los polos opuestos se atraen.

Un imn atrae un pedazo de hierro debido a que existe alguna fuerzaalrededor del imn. Esta fuerza se llama "campo magntico". Aunquees invisible, podemos ver esta fuerza si usamos limaduras de hierrosobre una lmina de vidrio o de papel, y colocando un imn en laparte inferior de la lmina de vidrio. La figura 1.2.2 muestra unalmina de vidrio sobre un imn en la que se han esparcido limadurasde hierro. Cuando se golpea ligeramente la lmina de vidrio laslimaduras se movern en un patrn definido que muestra la fuerza delcampo magntico alrededor del imn.


N S

Campos magnticosRealice un experimento con un imn de barra, una lmina devidrio o papel y limaduras de hierro.

Extienda las limaduras de hierro sobre un pedazo de papel o devidrio. Coloque un imn de barra debajo. Mueva el vidrio o elpapel sobre el imn y observe la alineacin de las limaduras dehierro, debido al campo magntico alrededor del imn.

El campo est formado por lneas de fuerza que parecen salir delimn en el polo norte, atraviesan el aire alrededor del imn, ycontinan hasta el polo sur formando un bucle cerrado de fuerza.Mientras ms potente sea el imn, ms fuertes sern las lneas defuerza y mayor el rea cubierta por el campo magntico.

Fig. 1.2.2 Campos magnticos

Lneas de fuerza

Para visualizar mejor el campo magntico sin las limaduras de hierro,el campo magntico se muestra como lneas de fuerza. En la figura1.2.3. el sentido de las lneas fuera del imn muestra que salen delpolo norte, son repelidas lejos del polo norte y atradas en el polo sur.Dentro del imn, que es el generador del campo magntico, las lneasde fuerza van del polo sur al polo norte.

Lneas de flujo magnticoEl grupo completo de las lneas del campo magntico, el cual puedeconsiderarse como un flujo que sale del polo norte del imn, se llamaflujo magntico. La densidad del flujo es el nmero de lneas decampo magntico por unidad de seccin perpendicular a la direccindel flujo. La unidad se define como lneas por pulgada cuadrada en elsistema ingls, o lneas por centmetro cuadrado en el sistemamtrico. Una lnea por centmetro cuadrado se define como un gauss.


N S

Fig. 1.2.3 Lneas de fuerza

Debido a que estas lneas de flujo son circulares, el campo magnticono tiene polo norte ni polo sur. Sin embargo, si el cable se enrolla enuna bobina, los campos circulares individuales se fusionan. Elresultado es un campo magntico unificado con polos norte y sur,como se muestra en la figura 1.2.5.


NS

Fig. 1.2.4 Lneas de fuerza magntica

Fig. 1.2.5 Campos circulares

Fuerza magnticaLas lneas de fuerza magntica atraviesan todos los materiales. No seconoce un aislador contra el magnetismo. Sin embargo, las lneas deflujo pasan ms fcilmente a travs de materiales que puedenmagnetizarse que a travs de aquellos materiales que no puedenhacerlo. Los materiales por los que no pasan fcilmente las lneas deflujo se conocen como materiales con "reluctancia magntica alta".El aire tiene una reluctancia alta; el hierro tiene una reluctancia baja.Una corriente elctrica que fluye a travs de un cable crea lneasmagnticas de fuerza alrededor del cable. La figura 1.2.4 muestralneas de crculos magnticos pequeos que se forman alrededor delcable.

A medida que la corriente fluye a travs del cable, ste se comportacomo un imn de barra. El campo electromagntico permanece todoel tiempo que la corriente fluya a travs del cable. Sin embargo, elcampo producido en un cable recto no tiene suficiente magnetismopara realizar un trabajo. Para dar mayor intensidad al campoelectromagntico, el cable puede enrollarse en forma de bobina. Lafuerza magntica de un electroimn es proporcional al nmero devueltas de cable de la bobina y de la corriente que fluye a travs delcable. Cada vez que la corriente elctrica fluye a travs de la bobinade cable, se crea un campo magntico, o lneas de fuerza, alrededorde la bobina. Si la bobina se enrolla en un ncleo metlico, como elhierro, la fuerza magntica aumenta considerablemente.

Los tipos de electroimanes tpicos usados en las mquinas Caterpillarson los rels y los solenoides. Ambos operan con el principioelectromagntico, pero funcionan de modo diferente. Los rels seusan como interruptores controlados elctricamente. Un rel constade una bobina electromagntica, una serie de contactos y un inducido.El inducido es un dispositivo mvil que permite que los contactos seabran y se cierren. La figura 1.2.6 muestra los componentes tpicos deun rel.


M OTOR DEA RR AN QU E

INTERRU PTOR

BATER IA

Fig. 1.2.6 Rel simple

RelCuando en el circuito de la bobina fluye una pequea cantidad decorriente elctrica, la fuerza electromagntica hace que los contactosdel rel se cierren y proveen un paso de corriente ms grande paraoperar otro componente, como un motor de arranque.

Un solenoide es otro dispositivo que usa electromagnetismo. Igualque el rel, el solenoide tambin tiene una bobina. La figura 1.2.7muestra un solenoide tpico. Cuando la corriente pasa a travs de labobina, el electromagnetismo empuja o saca el ncleo de la bobina,creando un movimiento lineal, o movimientos hacia atrs y haciaadelante. Los solenoides se usan para conectar los motores dearranque o para el control de las velocidades en una transmisinautomtica.


B AT ER IA

INT ER RU PT ORCO NTACTO

M OTO RDE A RR AN QUE

Fig. 1.2.7 Solenoide simple de motor de arranque

En este punto realice la prctica de taller 1.2.1.


M OVIM IEN TODEL CO NDU CTO R

EL VOLT IM ETR OL EE VO LTA JE

M OV IM IEN TOD EL CO NDU CTOR

Induccin electromagnticaAs como se puede crear un campo electromagntico con corriente,tambin se puede producir corriente con un campo magnticoinduciendo un voltaje en el conductor. Este proceso se conoce como"induccin electromagntica". Ocurre cuando las lneas de flujo deun campo magntico cortan transversalmente un cable (o cualquierconductor). No importa si el campo magntico o el cable se mueven.Cuando hay un movimiento relativo entre el cable y el campomagntico, en el conductor se induce un voltaje. El voltaje inducidohace que la corriente fluya. Cuando el movimiento se detiene, lacorriente deja de fluir.Si un cable se pasa a travs de un campo magntico, por ejemplo, uncable que se mueve a travs de los campos magnticos de un imn enforma de herradura, se induce el voltaje. Si el cable est enrollado enuna bobina, se refuerza el voltaje inducido. Este mtodo es elprincipio de funcionamiento usado en sensores de velocidad,generadores y alternadores. En algunos casos el cable es estacionarioy el imn se mueve. En otros casos el imn es estacionario y losdevanados de campo se mueven.

El movimiento en el sentido opuesto hace que la corriente fluya ensentido opuesto. Por tanto, un movimiento hacia atrs y haciaadelante produce un voltaje CA (corriente).En aplicaciones prcticas, los conductores mltiples estn enrolladosen la bobina. Esto concentra el efecto de la induccinelectromagntica y hace posible generar una potencia elctrica tilcon un dispositivo relativamente compacto. En un generador, labobina se mueve y el campo magntico es estacionario. En unalternador, el imn gira dentro de una bobina estacionaria.

Fig. 1.2.9 Induccin electromagntica

La fuerza del voltaje inducido depende de varios factores: La fuerza del campo magntico La velocidad del movimiento relativo entre el campo y la bobina El nmero de conductores de la bobina

Hay tres maneras de inducir un voltaje de manera electromagntica: Voltaje generado Autoinduccin Induccin mutua

Voltaje generadoUn generador simple CC (figura 1.2.10) muestra un conductor enmovimiento que pasa por un campo magntico estacionario paraproducir voltaje y corriente. Un bucle simple de cable gira entre lospolos norte y sur de un campo magntico.


Fig. 1.2.10 Generador CC

Autoinduccin

La autoinduccin ocurre en un cable que transporta corriente cuandocambia la corriente que fluye a travs del cable. Debido a que lacorriente fluye a travs del conductor, en cada cambio de corriente secrea y se colapsa un campo magntico alrededor del cable, lo queinduce as un voltaje en el conductor. La figura 1.2.11 muestra laautoinduccin en una bobina.


VO LTAJE IND UC IDO

CO R RIE NT ECA M BIA NDO

C A MPOMAGN ET ICOC AM BIA ND O

Induccin mutua

La induccin mutua ocurre cuando el cambio de corriente en unabobina induce un voltaje en una bobina adyacente. Un transformadores un ejemplo de induccin mutua. La figura 1.2.12 muestra dosinductores cerca uno del otro. Cuando una corriente CA fluye atravs de la bobina L1, un campo magntico atraviesa la bobina L2,lo que induce un voltaje y por tanto produce flujo de corriente en labobina L2.

CA MPO M AG NETICO DEL IN DUC TO R L1

EL VO LTIM ETROM IDE EL VOLTAJE

IND UCIDOV

L1 L2

Fig. 1.2.11 Autoinduccin

Fig. 1.2.12 Induccin mutua

PRACTICA DE TALLER 1.2.1: BRUJULA DETECTORA DE CORRIENTE

Objetivo de la prctica: Demostrar el flujo de corriente de un circuito elctrico usando el equipo decapacitacin de sistemas elctricos, componentes elctricos y una brjula.

Procedimiento: Asegrese de que la energa elctrica est DESCONECTADA antes de proceder conlas conexiones.

Paso 1: Localice los submontajes de fusible, el interruptor de dos posiciones y de la lmpara en el compartimento de componentes del equipo de capacitacin.

Paso 2: Monte los componentes en el equipo de capacitacin como se muestra en la figura.

Paso 3: Conecte los cables como se muestra en la figura.

Paso 4: CONECTE el equipo de capacitacin.

Complete las siguientes preguntas:

1. Se enciende la lmpara cuando se conecta el interruptor? _______________________

2. Fluye corriente en el circuito? ______________________

3. Mantenga la brjula lejos del circuito elctrico. Qu seala la aguja de la brjula? _______

4. Site la brjula cerca del circuito elctrico. Qu seala la aguja de la brjula? __________

5. DESCONECTE y luego CONECTE el circuito. Explique los resultados.___________________

______________________________________________________________________________

Unidad 1 - 1 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosPrctica de Taller 1.2.1: Copia del Instructor

Prc

tica

de T

alle

r 1.

2.1:

Cop

ia d

el In

stru

ctor

E

N

W

S

LA MPAR A

FUS IBL E(10A)

INTE RRUPT OR

1 2V1 2V

Subm ontaje Submontaje

Fig. 1.2.8 Brjula

PRACTICA DE TALLER 1.2.1: BRUJULA DETECTORA DE CORRIENTE

Objetivo de la prctica: Demostrar el flujo de corriente de un circuito elctrico usando el equipo decapacitacin de sistemas elctricos, componentes elctricos y una brjula.

Procedimiento: Asegrese de que la energa elctrica est DESCONECTADA antes de proceder conlas conexiones.

Paso 1: Localice los submontajes de fusible, el interruptor de dos posiciones y de la lmpara en el compartimento de componentes del equipo de capacitacin.

Paso 2: Monte los componentes en el equipo de capacitacin como se muestra en la figura.

Paso 3: Conecte los cables como se muestra en la figura.

Paso 4: CONECTE el equipo de capacitacin.

Complete las siguientes preguntas:

1. Se enciende la lmpara cuando se conecta el interruptor? _______________________

2. Fluye corriente en el circuito? ______________________

3. Mantenga la brjula lejos del circuito elctrico. Qu seala la aguja de la brjula? _______

4. Site la brjula cerca del circuito elctrico. Qu seala la aguja de la brjula? __________

5. DESCONECTE y luego CONECTE el circuito. Explique los resultados.___________________

______________________________________________________________________________

Unidad 1 - 1 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosPrctica de Taller 1.2.1: Copia del Estudiante

Prc

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r 1.

2.1:

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Subm ontaje Submontaje

Fig. 1.2.8 Brjula

Unidad 1.2.1 - 1 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosExamen 1.2.1: Copia del Instructor

Exam

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.2.1

:Cop

ia d

el In

stru

ctor

Nombre _______________________________

INTRODUCCION A LA ELECTRICIDAD - EXAMEN

1. El nombre general para algo que ocupa espacio y tiene peso cuando est sujeto a la accinde la gravedad es:

a. Elementob. Materiac. Atomod. Molcula

2. El hidrgeno, el oro, el carbn y el aluminio son ejemplos de elementos.

3. Las unidades bsicas del tomo son los protones, los neutrones y los electrones.

4. Los _______________ giran en rbita alrededor del ncleo del tomo.

a. protonesb. neutronesc. electronesd. elementos

5. Los protones tienen carga __________ y los electrones tienen carga negativa.

a. positivab. negativac. neutrad. densa

6. Las fuerzas opuestas siempre se _________

a. atraenb. magnetizanc. repelend. neutralizan

7. Cuando hay una acumulacin de electrones libres en un lugar, se dice que hay_______________________

a. potencial elctricob. magnetismoc. fuerza centrfugad. resistencia

8. El generador, los sensores de velocidad de la rueda y de velocidad del vehculo producen voltajepor medio de _________

a. reaccin qumicab. induccin electromagnticac. friccind. energa solar

9. La batera de un vehculo produce voltaje por medio de __________a. accin qumicab. induccin electromagnticac. friccind. energa solar

10. El _______usa electromagnetismo para funcionar.

a. relb. solenoidec. motor de arranqued. todas las anteriores

11. La bobina en un rel se usa para abrir y cerrar un interruptor o circuito

12. El proceso de convertir energa mecnica en energa elctrica se llama _______

a. induccin electromagnticab. electromagnetismoc. flujo magnticod. teora convencional

13. El ________ es un ejemplo de un dispositivo que usa induccin electromagntica.a. alternadorb. relc. solenoided. termistor

14. El movimiento de los electrones en un conductor se llama ________

a. voltaje CCb. corrientec. voltaje CAd. resistencia


15. Fuerza Electromotriz (FEM), potencial y _______ significan lo mismo.a. corrienteb. trabajoc. voltajed. vatiaje

16. Los materiales por los que fcilmente fluye la electricidad se llaman _______

a. conductoresb. aisladoresc. resistoresd. istopos

17. Los materiales por los que no fluye fcilmente la electricidad se llaman _______


18. La electricidad fluye a travs de un conductor cuando hay una diferencia de _______

a. potencialb. corrientec. a y bd. ninguna de las anteriores

19. Cuando una corriente fluye en una sola direccin, se llama _______

a. corriente continua (CC)b. corriente alterna (CA)c. corriente fluctuante (CF)d. corriente oscilante (CO)

20. El tipo de corriente usado en la mayora de los circuitos elctricos Caterpillar es _______


21. Los diagramas del Manual de Servicio usan________

a. la teora de flujo convencionalb. la teora de flujo electrnicoc. la Ley de Ohmd. la teora de la fuerza electromotriz


Nombre _______________________________

INTRODUCCION A LA ELECTRICIDAD - EXAMEN

1. El nombre general para algo que ocupa espacio y tiene peso cuando est sujeto a la accin de lagravedad es:

a. Elementob. Materiac. Atomod. Molcula

2. El hidrgeno, el oro, el carbn y el aluminio son ejemplos de ______________

3. Las unidades bsicas del ___________ son los protones, los neutrones y los electrones.

4. Los _______________ giran en rbita alrededor del ncleo del tomo.

a. protonesb. neutronesc. electronesd. elementos

5. Los protones tienen carga __________ y los electrones tienen carga negativa.

a. positivab. negativac. neutrad. densa

6. Las fuerzas opuestas siempre se _________

a. atraenb. magnetizanc. repelend. neutralizan

7. Cuando hay una acumulacin de electrones libres en un lugar, se dice que hay_______________________

a. potencial elctricob. magnetismoc. fuerza centrfugad. resistencia

Unidad 1.2.1 - 1 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosExamen 1.2.1: Copia del Estudiante

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e

8. El generador, los sensores de velocidad de la rueda y de velocidad del vehculo producen voltajepor medio de _________

a. reaccin qumicab. induccin electromagnticac. friccind. energa solar

9. La batera de un vehculo produce voltaje por medio de __________a. accin qumicab. induccin electromagnticac. friccind. energa solar

10. El _______usa electromagnetismo para funcionar.

a. relb. solenoidec. motor de arranqued. todas las anteriores

11. La bobina en un rel se usa para abrir y cerrar un __________________________

12. El proceso de convertir energa mecnica en energa elctrica se llama _______

a. induccin electromagnticab. electromagnetismoc. flujo magnticod. teora convencional

13. El ___________ es un ejemplo de un dispositivo que usa induccin electromagntica.a. alternadorb. relc. solenoided. termistor

14. El movimiento de los electrones en un conductor se llama ________

a. voltaje CCb. corrientec. voltaje CAd. resistencia

Unidad 1.2.1 - 2 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosExamen 1.2.1: Copia del Estudiante

15. Fuerza Electromotriz (FEM), potencial y _______ significan lo mismo.a. corrienteb. trabajoc. voltajed. vatiaje

16. Los materiales por los que fcilmente fluye la electricidad se llaman _______


17. Los materiales por los que no fluye fcilmente la electricidad se llaman _______


18. La electricidad fluye a travs de un conductor cuando hay una diferencia de ________

a. potencialb. corrientec. a y bd. ninguna de las anteriores

19. Cuando una corriente fluye en una sola direccin, se llama ______________________


20. El tipo de corriente usado en la mayora de los circuitos elctricos Caterpillar es _______


21. Los diagramas del Manual de Servicio usan________

a. la teora de flujo convencionalb. la teora de flujo electrnicoc. la Ley de Ohmd. la teora de la fuerza electromotriz

Unidad 1. 2.1 - 3 - Fundamentos de los Sistemas ElctricosExamen 1.2.1: Copia del Estudiante

UNIDAD 3Componentes y Smbolos Elctricos

Uni

dad

3:C

ompo

nent

es y

Sm

bolo

s Elc

trico

s

Objetivo:Al terminar esta unidad, el estudiante estar en capacidad de identificary explicar la funcin de los componentes y los smbolos elctricos.

Referencias:

Cuaderno de apuntes del estudianteInstruccin Especial--Uso del grupo de herramientas para los conectores VE SEHS8038Instruc. Esp.--Uso del juego de conectores Sure Seal 6V300SMHS7531Instruc. Esp.--Uso de las herramientas para conectores CE SEHS9065Instruccin Especial--Servicio de los conectores Deutsch SEHS9615Video--Mantenimiento bsico de cables elctricos SEVN3197Manual de Operacin de Herramientas-- Soldador de campo 9U7650 NEHS0601Estaciones de trabajo del soldador,soldadura y fundente Comprar localmenteHerramienta de desoldar Comprar localmenteAlcohol desnaturalizado Comprar localmente

Herramientas:

6V3000 Juego de reparacin de conectores Sure-Seal6V3001 Tenaza rebordeadora6V3008 Herramienta de insercin4C3406 Juego de conectores Deutsch9U7246 Juego de conectores Deutsch1U5804 Tenaza rebordeadora para conectores Deutsch9U7560 Soldador de campo (opcional)4C9024 Batera (opcional)4C4075 Tenaza rebordeadora de manoMultmetro digital y equipo de capacitacin de sistemas elctricos

Leccin 1: Componentes elctricos bsicos

IntroduccinHay diferentes tipos de componentes usados en los circuitoselctricos. En esta leccin se vern los componentes elctricosbsicos y el cableado usado en las mquinas Caterpillar.

ObjetivosAl terminar esta leccin, el estudiante estar en capacidad de:

Con un hierro de soldar, soldador y alambre de cobre, soldar uncontacto de cable a otro cable y probar la continuidad entre el cable yel contacto para asegurar una buena conexin.

Dadas las herramientas apropiadas, cables y conectores de cables,reparar fallas de cableado y reemplazar un conector en un mazo decables (varios cables agrupados) de una mquina.

Demostrar que conoce la funcin de los componentes elctricos,seleccionando las respuestas correctas a las preguntas dadas en unexamen de seleccin mltiple.

CO M PO NENTES Y SIMBO LOSELECTRIC OS

Diagramas Elctricos

Compon entes Elctricos Bsicos Com ponen tes Elctricos de E stado Slido

Lecc

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TRE NZADO

Fig. 3.1.1 Tipos de cableLos cables son los conductores de los circuitos elctricos. La mayora delos cables son trenzados (hechos de muchos cables delgados enrollados yrecubiertos con un material comn aislante).En las mquinas Caterpillar se encuentran muchos tipos de cablesincluyendo:

De cobre: Es el tipo ms comn y son generalmente trenzados.

Conexiones de fusibles: Dispositivos de proteccin de circuitos hechosde cables ms finos que los del resto del circuito que ellos protegen.

Cable enrollado/blindado: Un par de pequeos cables calibrados yaislados contra las seales de RFI/EMI, usados para seales decomunicacin de computador.


Muchos cables estn en grupo con uno o ms conectores comunes encada extremo. Estos grupos son llamados mazos de cables. Observe queun mazo puede contener cables de diferentes circuitos y sistemas. Unejemplo podra ser el mazo que enchufa en el conjunto del interruptor delas luces frontales, el cual contiene los cables de las luces deestacionamiento, las luces traseras y las luces frontales altas y bajas,entre otros.

Fig. 3.1.2 Grupo de cables de un mazo

Algunos cables de mazo se encuentran en tubos de plstico. Estostubos estn cortados longitudinalmente para permitir un acceso fcil alos cables del mazo. Otros cables del mazo se forran en cinta aislante.Los mazos se fijan a la mquina con pinzas de plstico y sujetadoresmetlicos.

Para encontrar fcilmente un mazo especfico en la mquina, losdiagramas elctricos Caterpillar proveen la localizacin de los mazosde cables. Las caractersticas de los diagramas elctricos Caterpillarse vern ms adelante en la leccin 3


AWG D IA ME TRO (m m) OH M IOS POR 1.000 P IE S101214161820223040

102,980,864,150,840,332,025,410,0

3,10

0,99891,5882 ,5254 ,0166,385

10,1516,14

103,201 .049 ,0

CLASIFICACION DE CABLES

Fig. 3.1.3 Clasificacin de cables elctricos. Tabla de conversin

Calibre del cable

Los circuitos elctricos y electrnicos se fabrican con conductoresde tamao y longitud especficos para proveer paso al flujo decorriente. El tamao de un cable determina la cantidad de corrienteque puede transportar. Un cable puede clasificarse de dos maneras:de acuerdo con la clasificacin de la "AmericanWire Gage" (AWG)(referido generalmente como el calibre del cable) y laclasificacin segn el sistema mtrico.

Cuando se reparan o se reemplazan cables de una mquina, esnecesario utilizar conductores de tamao y longitud correctos. Lafigura 3.1.3. indica las resistencias tpicas de varios tamaos deconductores.

Si utiliza la clasificacin AWG de cables, recuerde que los nmerosde calibre ms bajos indican cables de tamao grande, y nmerosaltos indican cables de tamao pequeo. Las medidas mtricas delcable, por otra parte, se refieren al dimetro del cable en milmetros,y, en este caso, dimetros grandes indican cables ms gruesos.

Unidad 3 3-1-4Leccin 1

Soldadura

Aunque pueda existir una conexin elctrica entre dos cables rebordeados,la conexin puede estar incompleta o defectuosa. La soldadura permite unaconexin elctrica slida y confiable.

En el proceso de soldadura, una soldadura derretida fluye entre todas lasimperfecciones de la superficie de los metales que se van a soldar. Al soldardos piezas de metal, una delgada capa de soldadura se adhiere entre laspiezas para permitir as la conexin elctrica.

La soldadura es una mezcla de estao y plomo y generalmente contiene unfundente. La funcin del fundente es evitar la oxidacin durante el proceso.El fundente tambin sirve para bajar la tensin de la soldadura fundida, ypermitir que sta fluya y se extienda ms fcilmente. La resina es elfundente ms comnmente usado en la reparacin de cables elctricos. Laresina es anticorrosiva, poco txica y se funde fcilmente. La soldadura conncleo de resina es la nica clase de soldadura usada en reparaciones decableado electrnico. Nunca use soldadura con ncleos cidos u otrassoldaduras que contengan fundente corrosivo, ya que la propiedad de laconexin de conducir la corriente se perder rpidamente.

Cuando est soldando siga estas indicaciones:

- Use el soldador para calentar el terminal o la pinza. Este transferir calorpor conductividad a los cables, que se calentarn lo suficiente para derretirla soldadura. No caliente la soldadura directamente.

- Asegrese de que haya lminas de soldadura entre el ncleo (conductor) yel terminal o pinza, pero no en el aislador.

- Si usa pinza, asegrese de que la soldadura cubra la superficie expuestadel conductor y toda la pinza.

- Si aplica soldadura alrededor de un terminal, asegrese de que lasoldadura cubra el conductor, pero no lo extienda ms all del conductor.Puede ser til inclinar ligeramente hacia arriba el extremo del cable que seest reparando para evitar que la soldadura fluya al terminal.

- No aplique mucha soldadura si el cable trenzado individual no es visible.

- No permita que el soldador queme el terminal o el aislador.

- No deje puntas agudas de soldadura, ya que pueden romper la cinta usadapara aislar la reparacin.


- No permita que por fuera de la reparacin queden hebras del cabletrenzado o sobre el aislador.

- No haga soldaduras de cables en un circuito vivo. Siempredesconecte la electricidad de los cables y luego realice la reparacin

N OM INA L

D ENTRO D E TOLER A NC IA/ESPECIFICAC ION ES

N O C ON FOR M IDA D

S old ad ur a e n tr en cle o y pinz a C ub rim ien to d e

100% con so lda du rade l n c le o y p inz a

M en os de 100 % dec u brim ie nto d e sold ad ur a

De be pasar re q uer im ien tode ti rar de sp u s de soldar

De b e h abe r sold ad u raen tre n cleo y pin za

F al ta so lda du ra e n laven tan a de la p in za

A lgo d e cab le exp uestod eb ido a la con trac cind el ais la dor

Ais la dor qu em ad o o exce sode soldau ra p egad a alais lad or (p ued e cu br irsecon cin ta ais lad ora)

Puntascon filoo crestas

Uno o ms cablesmuestran evidencia de noestar unidos a la pinza

Exceso de flujo deaceite (cinta resbalosa)

Un a o m s heb r assalid as (c ap ac es depicar y r om pe rla cin ta ai slador a)

Ais la dor exces ivam en tequ em ad o o sold adu ra e nexceso p egad a al ais lad or(n o p u ed e cu b rir se c oncin ta ais lad ora)

E xtre m os del n c leosob re e l ais lad or

Fig 3.1.4 Normas para realizar trabajos de soldadura en cables elctricos

Herramientas y preparacin para las operaciones de soldadura

Herramientas

Se recomienda usar las siguientes herramientas cuando se preparan yse sueldan cables o conexiones:

Alicates de ngulo, comnmente llamadas pinzas o diagonales,usados para cortar cables blandos y otros componentes de cables. Nose deben usar para cortar metales duros, como hierro o acero.

Alicates de nariz larga o nariz de aguja, usados para sujetar el cablehasta que el extremo rebordeado del cable pueda ser dobladoalrededor de un borne o insertado en el orificio de un terminal.

Los rebordeadores de cables se usan para quitar el aislador delextremo del cable. Hay diferentes pinzas rebordeadoras de cable quevan desde el tipo simple que se encuentra en un alicate de ngulo,hasta los automticos, que trabajan diferentes dimetros de cables.

Un soldador es una herramienta comn en la industria, que se usapara unir los cables. Hay diferentes tipos de aparatos para estepropsito, como soldadores de pistola, de lpiz, etc. Los soldadoresse clasifican dependiendo de la cantidad de energa que puedendisipar e, indirectamente, de la cantidad de calor que producen. Lostamaos ms populares de soldadores son las pistolas de 100 vatiosy 125 vatios. El tipo de trabajo determina el tamao del soldador quedebe usarse.

Para evitar el recalentamiento durante la soldadura o para desoldarpiezas electrnicas sensibles al calor se usa un disipador de calor. Eldisipador de calor es generalmente una pinza que se conecta al cableentre el cuerpo de la pieza y el punto terminal donde se aplica elcalor. El disipador de calor absorbe el calor y reduce la cantidad decalor al componente.

Una herramienta para desoldar simplifica el trabajo de limpiardesechos de soldadura de los orificios del tablero electrnico (pc),cuando los componentes estn siendo quitados de los orificios. Losorificios deben estar libres de soldadura antes de insertar losterminales de un nuevo componente.


Preparacin del cable que se va a soldar

Dos o ms cables que den paso a la electricidad deben estarconectados elctricamente. Esto significa que la superficie de uncable sin aislamiento debe conectarse mecnicamente a la superficiesin aislamiento del otro cable. Para asegurarnos de que los cables nose separen, o que la conexin no sufra corrosin, los cables debensoldarse en su unin.

Antes de conectar y soldar los cables, deben prepararseconvenientemente. Esto implica quitar el aislante del extremo de loscables, para tener los terminales de los cables que puedan conectarseentre s, o a un borne o al contacto de un conector.

Despus de quitar el aislador, examine si el cable tiene muescas,cortes o decoloracin. Si el cable est brillante y no tiene muescas odaos, no se necesita ninguna otra preparacin. Si el cable apareceoscuro o sin brillo, debe limpiarse antes de soldarse.

Como paso final, antes de soldar, es necesario realizar una laborllamada de "estaado". Si se usan cables trenzados, el cable debeentorcharse y colocarse en la punta del soldador para calentarlo losuficiente, de modo que el cable pueda derretir la soldadura.

Conexiones mecnicas

Algunos de los conectores ms comunes son los bornes, losterminales y los empalmes. La figura 3.1.5 muestra una conexin aun borne. El cable debe asegurarse al borne enrollndolo tres cuartosde vuelta o una vuelta completa. Enrollar el cable ms de una vueltaalrededor del borne es un desperdicio y causar problemas si laconexin necesita desoldarse.


Fig. 3.1.5 Borne

Si se empalman dos cables, el procedimiento recomendado es doblarel extremo de cada cable en forma de gancho. Combine los dosganchos y aplique la soldadura en la unin. No es necesario torcer loscables enganchados antes de soldar. La figura 3.1.7 muestra unaconexin de empalme de gancho.


Fig. 3.1.6 Regleta de terminales

Fig. 3.1.7 Empalme de gancho

DIS IP ADO R T ER MIC O

D IOD O D EGE RM AN IO

S OL DA D OR

Fig. 3.1.8 Disipador de calor

La figura 3.1.6 muestra una conexin tpica a una regleta determinales. Doble el extremo del cable en forma de gancho e inserteel gancho en la ranura de la regleta de terminales.

Cuando conecte cables a componentes sensibles al calor, a un borne oa una regleta terminal, se recomienda usar un disipador trmico. Lafigura 3.1.8 muestra un disipador trmico conectado a un cable entreun diodo de germanio y un borne. El disipador trmico acta comouna carga de calor y por esta razn reduce el calor que puedatransferirse al diodo.

Precauciones de seguridad

Los soldadores de pistola operan a altas temperaturas y puedencausar quemaduras severas. Observe las siguientes precaucionesde seguridad cuando proceda a soldar componentes elctricos:

1. No permita que la soldadura caliente salpique en el aire alsacudir una pistola de soldar o una unin recin soldada.2. Agarre siempre la pistola de soldar por el mango aislado. Notoque la parte de metal descubierta.3. No permita que la parte metlica de una pistola de soldar seponga en contacto con materiales combustibles. La pistola desoldar debe estar siempre en su soporte cuando no est en uso.

Sugerencias tiles

El hacer buenas soldaduras es parte de la habilidad del tcnico.Las soldaduras de las conexiones deben ser mecnicamentefuertes; por tanto, no deben vibrar ni estar flojas, lo que causaraintermitencias elctricas. Elctricamente, los contactos soldadosdeben tener baja resistencia para proveer la adecuada seal detransferencia. Algunas reglas bsicas para soldar son:

1. La punta del soldador debe estar estaada y limpia2. Los metales que se van a soldar deben estar limpios3. Sujete mecnicamente la unin, de ser posible4. Estaee las superficies grandes antes de soldarlas5. Aplique la soldadura en las uniones, no en la punta de la

pistola. La soldadura debe fluir libremente y tener unaapariencia suave y brillante

6. Use suficiente soldadura para permitir conexiones slidas7. Al utilizar un fundente adicional, aplquelo en la unin. Slo

debe usarse fundente de resina en las conexiones elctricas8. Haga la soldadura rpidamente y no permita que los

componentes o el aislador se quemen o se recalienten9. Use soldadura con ncleo de resina o su equivalente. No use

soldadura con ncleo de cido en ninguna conexin elctrica.



Fig. 3.1.9 Conectores de mazos de cables

Sin asperezas C on asperezasClavija en con tacto

con receptculo Contacto S in contacto

Condicin de asperezaC LAV IJAR EC EPTAC ULO

ASPEREZA EN LOSCO NTAC TO S DE C LAVIJA

Electron esconvergiendo

Contacto Sin contacto

CONECTORES

Fig. 3.1.10 Asperezas del conector

Las clavijas y los receptculos tienen resistencia y ofrecen algo deoposicin al flujo de corriente. Como las superficies de las clavijas yde los receptculos no son lisas (contienen picos y ondulaciones),existe una condicin conocida como aspereza (superficie rugosa).Cuando las dos mitades se conectan, aproximadamente uno por cientode sus superficies no hace contacto entre s.

El propsito de un conector es pasar la corriente de un cable a otro.Para hacer esto, el conector debe tener dos mitades que se acoplen(enchufe y receptculo). Una mitad contiene una clavija, la otra mitadcontiene un receptculo. Cuando las dos mitades se juntan, permitenel paso de corriente.

Con el uso frecuente de sistemas electrnicos en las mquinasCaterpillar, el servicio dado a los conectores se convierte en una tareafundamental, e implica un aumento en el mantenimiento del cableado,conectores, clavijas y receptculos. Otro factor importante queaumenta la reparaciones de los sistemas electrnicos es el medioambiente severo en el cual operan los conectores. Los conectoresdeben operar en condiciones extremas de calor, fro, polvo, suciedad,humedad, qumicos, etc.


Conectores

Los electrones son forzados a converger sobre los picos y crean, porconsiguiente, algo de resistencia en las mitades de contacto. Aunqueeste proceso parezca insignificante para la operacin de un controlelectrnico, esta resistencia a travs del conector puede crear unfuncionamiento defectuoso de los controles electrnicos.

Metalizado

A fin de lograr la mnima resistencia en las clavijas y los contactos,debe ponerse especial atencin al acabado, a la precisin y al tipo demetal usado en la fabricacin de las clavijas y los contactos. El estaoes lo suficientemente blando para permitir una "pelcula limpiadora",pero tiene alta resistividad. El cobre tiene baja resistividad pero esmuy duro. Entonces, para lograr una mnima resistencia y reducir almximo las asperezas, los contactos de cobre de baja resistencia son amenudo metalizados con estao (estaados).La pelcula limpiadora se presenta cuando las clavijas y loscontactos han sido metalizados con estao, de modo que al unirse,tienden a "limpiarse" mutuamente para suavizar los picos y lasondulaciones creados por las condiciones de aspereza. Otrosmetales como el oro y la plata son excelentes para metalizar elcobre, pero muy costosos.

Los contaminantes

Los contaminantes son otro factor que aumenta la resistencia en losconectores. Algunas condiciones difciles, como el empleo dequmicos etc., pueden causar un funcionamiento defectuoso debido alaumento de la resistencia.

Los tcnicos deben saber que los conectores son causa de muchosproblemas de diagnstico. Por ello es necesario medir la resistenciaentre las mitades conectoras cuando se diagnostica unfuncionamiento defectuoso en el control electrnico. Tambin lostcnicos deben saber que desconectar y reconectar los conectoresdurante los procesos de localizacin y solucin de problemaspueden dar una informacin de diagnstico equivocada.Adicionalmente, aconseje a los estudiantes el uso muy ocasional decables de desconexin cuando se ubican y se solucionan problemaselctricos de tipo intermitente.


Tipos de conectores

En los sistemas elctricos y electrnicos de las mquinas Caterpillar se usanvarios tipos de conectores. Cada tipo difiere en el servicio o su reparacin.

Informe a los estudiantes que los procedimientos de servicio de losconectores pueden encontrarse en las InstruccionesEspeciales correspondientes.

Los siguientes tipos de conectores se examinarn con detalle:

Conectores ambientales vehiculares (VE)Conectores Sure SealConectores Deutsch ( Series HD10, DT, CE y DRC)

Conectores VE


Fig. 3.1.11 Conectores ambientales vehiculares VE

Muestre el video Mantenimiento bsico de los cables elctricos(SEVN3197)

Los conectores VE se usaron en los primeros mazos elctricos de lasmquinas Caterpillar, cuando hubo necesidad de usar conectores resistentesa altas temperaturas, con gran nmero de contactos y mayor capacidad detransportar corriente.

El conector requera una herramienta especial que soltaba el metal parapoder quitar los contactos que pudieran daar el mecanismo de cierre, encaso de que la herramienta girara cuando se soltaba la pinza retenedora.

No use herramientas para soldar el metal (indicadas en SEHS8038) paraningn otro tipo de conector elctrico.

Despus de rebordear un cable con el contacto, se recomienda soldar elcable y el contacto para proveer una buena conexin elctrica. Usenicamente soldadura con ncleo de resina en las conexiones elctricas.

Fig. 3.1.12 Conectores Sure Seal

Los conectores Sure Seal se usan ampliamente en las mquinasCaterpillar. Las cajas de los conectores vienen diseadas paraproporcionar un acoplamiento exacto entre las dos mitades, y en vez deusar llaves gua o ranuras gua, los cuerpos de los conectores estnmoldeados de modo que no pueden conectarse incorrectamente.

Los conectores Sure Seal tienen capacidad lmite de 10 contactos(clavijas y receptculos).

Los nmeros de las piezas de los tapones de repuesto y las cajas delreceptculo y los contactos se encuentran en la Instruccin Especial --Uso del juego de reparacin de los conectores Sure Seal 6V3000(SMHS7531).

Use la herramienta especial (6V3001) para rebordear los contactos y loscables.

Los conectores Sure Seal exigen el uso de la herramienta especial6V3008 para la instalacin de los contactos. Use alcohol desnaturalizadocomo lubricante cuando se instalen los contactos. No se necesita unaherramienta especial para quitar los contactos de las clavijas.

En el armado de los contactos, debe usar un tapn sellante 9G3695 encualquier orificio no usado en las cajas. El tapn sellante ayuda a evitarque se forme humedad en las cajas.En este punto realice la prctica de taller 3.1.2.

La informacin especfica relacionada con el procedimiento deinstalacin de los contactos de los conectores VE (clavijas yreceptculos) se encuentra en la Instruccin Especial Uso del Grupo deHerramientas de los Conectores VE (SEHS8038).

Este tipo de conector no se usa actualmente, pero en algunas mquinaspuede an necesitar el servicio de un tcnico de campo.

Conectores Sure Seal


Fig. 3.1.13 Conectores de la serie HD10

Conectores de la serie Deutsch para servicio pesado (HD10)El HD10 es un conector cilndrico, termoplstico, que utilizacontactos de tipo reborde, que pueden quitarse fcil y rpidamente.Las cpsulas termoplsticas estn disponibles en configuraciones conrosca y sin rosca usando disposiciones de 3, 5, 6 y 9 contactos. Eltamao del contacto es No. 16 y acepta cables de calibre No. 14, 16 y18 (AWG).

El HD10 usa contactos de tipo reborde, de aleacin de cobre slidoNo. 16, con la caracterstica de transportar alta carga de corrientecontinua sin recalentamiento. Los contactos se rebordean usando unatenaza rebordeadora Deutsch, nmero de pieza Caterpillar 1U5805.

Los procedimientos de la terminacin de la conexin Deutschrecomiendan NO SOLDAR sino hasta despus de haber rebordeadolos contactos adecuadamente.

Los procedimientos para preparar un cable y rebordear un contactoson iguales para todos los conectores Deutsch y se explican en laInstruccin Especial - Servicio de los Conectores DT (SEHS9615).El procedimiento de remocin difiere de conector a conector y seexplicar en cada seccin.


Conectores Deutsch

Fig. 3.1.14 Conectores de la serie DT

El DT es un conector termoplstico que utiliza contactos de tiporebordeador que pueden quitarse rpida y fcilmente sin requerir unaherramienta especial. Las cajas termoplsticas estn disponibles enconfiguraciones que usan disposiciones de inserto de 2, 3, 4, 6, 8 y 12contactos. El tamao del contacto es No. 16 y acepta cables de calibreNo. 14, 16 y 18 (AWG).

El conector DT usa contactos de tipo rebordeador de aleacin decobre slido No. 16 que tiene como caracterstica la capacidad dellevar continuamente altas operaciones de carga de corriente sinrecalentamiento y de poseer contactos estampados y moldeados(menor costo). Los contactos se rebordean usando una tenazarebordeadora Deutsch, nmero de pieza Caterpillar 1U5804.

El conector DT difiere de otros conectores Deutsch tanto en suapariencia como en su construccin. El conector DT es rectangular otriangular con cuas de enchufe, cuas de receptculo y sellos desilicona.

El alcohol desnaturalizado es el disolvente limpiador recomendadopara todos los contactos Deutsch.

Para obtener informacin ms detallada del servicio del conectorDT, consulte la Instruccin Especial - Servicio de los ConectoresDT (SEHS9615).



Conectores de la Serie de Transportacin Deutsch (DT)

Fig. 3.1.15 Serie de conectores ambientales (CE) Caterpillar

El CE es un conector de aplicacin especial en varios mdulos decontrol electrnico, que puede acomodar entre 7 y 37 contactosutilizando el conector de 37 contactos.

El conector CE usa dos diferentes herramientas rebordeadoras. Laherramienta rebordeadora para contactos No. 4 - 10 es la tenazarebordeadora manual 4C4075, y la herramienta para contactos No. 12- 18 es la misma herramienta usada en los conectores de la serie HDy DT (1U5804).

Para obtener una explicacin ms detallada del servicio de losconectores CE, consulte la Instruccin Especial -- Uso de lasherramientas del conector CE (SEHS9065).En este punto realice la prctica de taller 3.1.4.


Conectores ambientales (CE) Caterpillar

Fig. 3.1.16 Conector rectangular Deutsch (DRC)

El conector DRC tiene una caja termoplstica rectangularcompletamente hermtica. El DRC est diseado para ser compatiblecon mdulos electrnicos internos y externos.

El conector est diseado con un mayor nmero de terminales. Losarreglos de inserto disponibles son: 24, 40 y 70 contactos. El tamaodel contacto es No. 16 y acepta cables de calibre No. 16 y 18 (AWG).

El conector usa contactos de aleacin de cobre de tipo rebordeador,No. 16 que tiene como caracterstica la habilidad de transportar altasoperaciones de carga de corriente continua sin recalentamiento, ycontactos moldeados y estampados (menor costo). Los contactos sonrebordeados usando una tenaza rebordeadora Deutsch, nmero depieza Caterpillar 1U5805.

El conector contiene una llave de reloj para una correcta orientacin yse asegura con un tornillo de apriete y separacin de acero inoxidable.Se requiere una llave HEXAGONAL de 4 mm (5/32 pulgadas) paraajustar las dos mitades del conector. El par recomendado para apretarel tornillo de apriete y separacin es de 25 libras por pulgada.

NOTA: El DRC usa la misma instalacin y procedimientos deremocin de la serie HD10. No se requiere prctica de taller delconector.


Conector rectangular Deutsch (DRC)

Fig. 3.1.17 Interruptores

Interruptores

Un interruptor es un dispositivo utilizado para completar o interrumpirun paso de corriente. Tpicamente, los interruptores estn colocadosentre dos conductores (o cables). Hay diferentes tipos de interruptores,como el unipolar de una va (SPST), el bipolar de dos vas (SPDT),bipolar de una va (DPST) y el unipolar de dos vas (DPDT).


Componentes

Fig. 3.1.18 Tipos de interruptores

SPST SPDT DPST DPDTUNIPOLAR DE UNA VIA UNIPOLAR DE DOS VIAS BIPOLAR DE UNA VIA BIPOLAR DE DOS VIAS

Hay tambin muchas formas de operar los interruptores. Los interruptoresmostrados arriba se operan mecnicamente moviendo una palanca o unaccionador del interruptor. Algunas veces, los interruptores se encadenanpara que abran y cierren al mismo tiempo, en cuyo caso se muestra en losdiagramas como una lnea punteada que conectan los interruptores.

Otros interruptores operados mecnicamente son los interruptores lmite einterruptores de presin. Los contactos del interruptor se cierran o se abrenpor medios externos, como una palanca accionadora en un interruptor delmite o uno que acta con presin. Algunos de los interruptores mscomunes usados en mquinas Caterpillar son:

De palanca Giratorio BasculanteDe empuje A presin MagnticoDe llave de contacto De lmite De desactivacin

Algunos interruptores son ms complejos que otros. Las mquinasCaterpillar usan interruptores magnticos para medir seales de velocidad,o interruptores electrnicos que contienen componentes electrnicosinternos, como transistores, para conectar o desconectar las seales remotas.

Un ejemplo de un interruptor ms complejo usado en las mquinasCaterpillar es el interruptor de llave de contacto. La figura 3.1.19muestra el diagrama interno del interruptor de llave de contacto. Estetipo de interruptor controla diferentes funciones, como la posicin deacceso (ACC), posicin de funcionamiento (RUN), posicin de arranque(START) y la posicin de desconectada (OFF). Este tipo de interruptorpuede controlar otros componentes y suministrar energa a varioscomponentes al mismo tiempo.


Fig. 3.1.19 Interruptor de llave de contacto

ARCSB

S T ON ACC OFF

Fig. 3.1.20 Disyuntor

Los fusibles, las conexiones de puente de fusibles y los disyuntoresson protectores del circuito. Si hay exceso de corriente en uncircuito, se produce calor. El calor, no la corriente, hace que elcircuito protector se abra antes de que el cable pueda daarse. Elefecto es el mismo que cuando se desconecta el interruptor.

Observe que los disyuntores estn diseados para proteger elcableado y no necesariamente a otros componentes.

Los fusibles y los disyuntores pueden ayudarnos a diagnosticar losproblemas en los circuitos. Si un disyuntor se abre repetidamente esindicio de un dao elctrico serio que necesita repararse.

Protectores del circuito

Los fusibles son los protectores ms comunes de los circuitos. Un fusibleest hecho de una delgada cinta de metal o de cable colocado dentro de unpequeo tubo de vidrio o de plstico. Cuando la corriente que fluye esmayor que la resistencia del fusible, la cinta de metal se derrite y elcircuito se abre. En este caso, el fusible deber ser reemplazado.

Los fusibles se clasifican de acuerdo con ell amperaje que puedentransportar antes de abrirse. Los cuerpos de los fusibles de plstico semoldean en diferentes colores para mostrar su clasificacin, y estaclasificacin se encuentra estampada tambin en la parte superior delfusible.

Una conexin de puente del fusible (no mostrado) es una seccin corta deun cable aislado, ms delgado que el cable del circuito que ste protege. Elexceso de corriente derrite el cable dentro del fusible. Como los fusibles,la conexin de puente de los fusibles debe reemplazarse despus defundirse.

Las conexiones de puente de fusibles se usan comnmente en el cable deencendido del terminal positivo de la batera.

Usted puede saber si una conexin de puente de fusible est quemada,tirando de los extremos. Si se estira como una banda de caucho, el cableest derretido y la conexin de puente de fusibles no funcionar ya. (Elaislamiento de una conexin de fusible es ms grueso que el aislamientoregular de un cable, ya que ste contiene la unin derretida despus dehaberse quemado).

NOTA: Cuando reemplace una conexin de puente de fusible, nuncause una longitud mayor de 225 mm (cerca de 9 pulgadas).


Fig. 3.1.21 Fusibles de vidrio Fig. 3.1.22 Fusibles de plstico

Fusibles

Un disyuntor es similar a un fusible. Sin embargo, el exceso decorriente puede causar el disparo del disyuntor, y abrir el circuito.El disyuntor puede fijarse de forma manual nuevamente despus deque las condiciones de sobrecarga de corriente se hayan eliminado.

Algunos disyuntores se restauran automticamente despus deabiertos. Estos son llamados disyuntores cclicos. Algunosdisyuntores son fabricados dentro de varios componentes Caterpillar,como el interruptor de luces delanteras.

Tambin hay disyuntores no cclicos. Este tipo de disyuntor opera conun cable calentado que mantiene abierto el contacto hasta que seelimine el flujo de corriente.

Un disyuntor cclico contiene una cinta metlica hecha de dosmetales diferentes. La corriente ms alta para la que fue diseado eldisyuntor hace que los dos metales cambien de forma de maneradesigual. La cinta metlica se curva y se abre un grupo de contactos,que detiene el flujo de corriente. Cuando el metal se enfra, retorna asu forma normal, cerrando los contactos. El flujo de corriente retomasu actividad normal. Los disyuntores de restauracin automticatambin se llaman "cclicos" porque el ciclo abre y cierra hasta que lacorriente retorna a su nivel normal.

Un interruptor PTC (por Coeficiente Positivo de Temperatura) es untipo especial de interruptor de circuito llamado "termistor" (o resistortrmico). El PTC est hecho de un polmero conductor. En su estadonormal el material t

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Manual Electricidad 1-2 Caterpillar