Aplicación de La Electrónica a La Mecanica

E.P DE INGENIERIA MECANICA

APLICACIÓN DE LA ELECTRÓNICA ELECTRÓNICA A LA MECÁNICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO E.P DE INGENIERIA MECANICA

APLICACIÓN DE LA ELECTRONICA EN LA MECANICA

PRINCIPIOS DE INSTRUMENTACION ELECTRONICA

DOCENTE: ING. RINVER USCA, Farfán

ALUMNA: CARRION CUADROS, Sharon Milen

CUSCO - PERÚ pág. 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO 2017


APLICACIÓN DE LA ELECTRÓNICA A LA MECÁNICA



I. II.

INTRODUCCION ELECTRONICA APLICADA II.1 DIODOS II.1.1 DIODO APLICADO A LA MECANICA AUTOMOTRIZ II.1.2 TIPOS DE DIODOS a. DIODO RECTIFICADOR b. DIODO LED c. DIODO ZENER d. DIODO VARICAP e. FOTO DIODO II.2 TRANSISTORES II.3 CONDUCTORES Y AISLADORES II.4 CORRIENTE ALTERNA II.5 RESISTENCIA DE LOS CONTACTOS II.6 RESISTENCIAS VARIABLES II.7 CAPACITOR II.8 CAPACITORES DE MICA II.9 ELECTRONICA DIGITAL II.9.1. SISTEMA EDC (REGULACION ELECTRONICA DIESEL)

III.

BIBLIOGRAFIA

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I.


INTRODUCCIÓN

Los sistemas electrónicos son una parte fundamental de los automóviles modernos; podemos encontrar docenas de microprocesadores, varias redes de comunicación interconectadas, sistemas de entretenimiento, software de diagnóstico y sistemas electrónicos de seguridad, entre otros. Hoy en día la innovación en la industria automotriz va de la mano de la electrónica y el software, superando a la innovación mecánica desde hace ya algún tiempo. Esto coloca a la electrónica automotriz en la vanguardia de la tecnología. II.

ELECTRONICA APLICADA

La electrónica es el campo de la física que se refiere al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción o almacenamiento de información. La electrónica como tal tiene una gran variedad de aplicaciones para la vida del hombre, como por ejemplo: las telecomunicaciones, la computación, la medicina, la mecánica entre otras. La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. Los principales usos de los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la distribución de información, la conversión y la distribución de la energía eléctrica. Estos dos usos implican la creación o la detección de campos electromagnéticos y corrientes eléctricas. II.1 DIODOS Es un dispositivo que permite el paso de corriente en una sola dirección. Puede comparar el diodo con una calle de una sola vía. El cátodo se indica con una banda que rodea el cuerpo del diodo.

II.1.1 DIODO APLICADO A LA MECANICA AUTOMOTRIZ El primer diodo utilizado para la rectificación de señales alternas fue el de tubo, específicamente construido por Thomas Alba Edison y se llamó Efecto Edison, que contenía una placa y el filamento únicamente; posteriormente se usó el rectificador de selenio, antecesor de los que actualmente se usan y que minimizaron el tamaño y espacio, comparado con el de tubo al vacío, la diferencia es bastante grande, además del gran consumo de energía para su funcionamiento. II.1.2 TIPOS DE DIODOS:     

Diodo Rectificador Diodo Led Diodo Zener Diodo Varicap Foto Diodo pág. 3






a. Diodo Rectificador Este diodo, como el de tubo es un rectificador, tiene una amplia cobertura de usos, aunque con diferentes tamaños y características, dependiendo de la sección y función que vaya a llevar a cabo, en esencia es, rectificar señales, ya sea eliminando el componente de radiofrecuencia, en este caso usado como detector, o en las salidas de audio; también los vemos en las fuentes de alimentación encargados de rectificar la corriente alterna, ya se que provenga de un transformador o directamente de la red eléctrica. En la imagen a la derecha vemos un puente de diodos, estos vienen en un chip con los 4 diodos internamente, aunque pueden hacerse con 4 diodos normales.

b. Diodo Led Light Emitting Diode, diodo emisor de luz, que al ser polarizado directamente emite luz, llamada incoherente en un espectro reducido, están clasificados dentro de los semiconductores y están formados por una juntura PN. Existen en color rojo, verde, amarillo e infrarrojos; para que un led funcione necesita apenas unos 20 mA., no es el caso de las lámparas incandescentes y el neón, que se usan como pilotos en equipos variados. Los leds de alguna forma están desplazando en uso de estas lámparas, gracias a su consumo mínimo. Los leds se pueden conectar sin problemas a cualquier voltaje, únicamente se les tiene que agregar un resistor limitador, en caso de corriente alterna es necesario agregar un diodo rectificador además del resistor. Para calcular el resistor debes de dividir el voltaje dentro de 0.02.

c. Diodo Zener Si aplicamos voltajes bajos a un zener, se comportará como cualquier diodo rectificador, toda vez que el voltaje supere cierto nivel, el diodo entra en avalancha (conducción de corriente en sentido inverso) y conduce en ambas direcciones. Voltaje de ruptura o zener es el nombre dado al voltaje en el cual el diodo entra en avalancha. Estos diodos son utilizados en el diseño de fuentes de alimentación para, fijar un voltaje, es decir, si necesitamos en una fuente 5 voltios, colocamos un zener con este voltaje y siempre se mantendrá, para esto también se necesita un resistor que limite la corriente al diodo; también pueden usarse en el diseño de osciladores por relajación. Cabe también decir que los zener disipan corriente en forma de calor, tomando en cuenta que oponen cierta resistencia al paso de la corriente. El nombre que reciben estas resistencias es “limitadoras” . Para saber que diodo zener necesitas esta es la fórmula: WATTS = V x I = R x I x I En este caso I es la intensidad, la cual resulta de restar el voltaje zener del máximo voltaje de la fuente y dividir por el valor en ohmios de la resistencia limitadora.

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d. Diodo Varicap




d. Diodo Varicap Diodo de capacidad variable, esto es el diodo varicap, también llamado Varactor. Este diodo forma una capacidad en los extremos de la unio PN, que resulta de utilidad, cuando se busca utilizar esa capacidad en provecho del circuito en el cual debe de funcionar el diodo. Cuando polarizamos un varicap de forma directa, observamos que además de las zonas constitutivas de la capacidad que buscamos, en paralelo con ellas aparece una resistencia de muy bajo valor óhmico, conformando con esto un capacitor de pérdidas muy elevadas. En cambio si lo polarizamos en sentido inverso, la resistencia en paralelo mencionada, es de un valor relativamente alto, dando como resultado que el diodo se comporte como un capacitor de pérdidas bajas. e. Foto Diodo Un Foto Diodo hace lo inverso a un diodo led, para funcionar necesita luz, es parecido a una fotocelda o fotoresistor, que funciona en relación a la cantidad de luz que recibe; a diferencia que el foto diodo, responde a mayor velocidad con respecto a la oscuridad y luz. Se utilizan en el desarrollo de alarmas, juguetes, etc II.2 TRANSISTORES El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistencia de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, etc.

II.3 CONDUCTORES Y AISLADORES Son conductores los materiales que permiten un importante flujo de electrones mediante la aplicación de muy poca fuerza electromotriz. El material que se utiliza con mayor frecuencia es el cobre. Son semiconductores los transistores, los diodos, los SCR, etc., se construyen con materiales semiconductores. Para esos dispositivos, los materiales semiconductores utilizados con mayor frecuencia son el germanio y el silicio.

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II.4 CORRIENTE ALTERNA




II.4 CORRIENTE ALTERNA Una corriente alterna cambia su valor de corriente cada semiperiodo, ya que unas veces es positiva y otras negativa, dependiendo en qué momento se mida. En la práctica se hace que gire el imán en vez de la espira y para ello, normalmente, se dispone con un electroimán de varios pares de polos

II.5 RESISTENCIA DE LOS CONTACTOS La resistencia de contacto es la resistencia que existe en los puntos de conexión de los alambres y terminales de los elementos de un circuito. Para contactos limpios y unidos fuertemente la resistencia es de alrededor 0.0001 Ω. Para una unión bien soldada es más pequeña (b)

(a)

(b)

Ejemplos de buenos contactos de baja resistencia. (a) Conexión atornillada (b) Conexión soldada

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El uso de otros contactos endebles tales como los caimanes (especialmente con superficies



El uso de otros contactos endebles tales como los caimanes (especialmente con superficies sucias u oxidadas) puede introducir resistencias de contacto de 0.1 o más. En ciertas aplicaciones esta resistencia extra puede causar errores apreciables:

Caimán

Alambres unidos flojamente

Fuentes posibles de resistencia de contacto < 0.1 

II.6 RESISTENCIAS VARIABLES Se requieren resistencias variables en los circuitos donde se requiere ajustar el valor de la resistencia, pero manteniéndola conectada (por ejemplo, el control de volumen de un radio). Normalmente tienen tres alambres dos fijos y uno móvil. Si se hace uso únicamente dos terminales de las terminales (uno fijo y uno móvil), la resistencia se emplea como un reóstato Los reóstatos se utilizan normalmente para limitar la corriente en la rama de un circuito. Si los tres contactos se usan, la resistencia se utiliza como un potenciómetro. Los potenciómetros se utilizan a menudo como divisores de voltaje o para variar el voltaje a través de una rama de un circuito.En las resistencias variables para propósitos generales el cuerpo puede ser una composición de carbón o del tipo de alambre devanado (figura 1.41). Se consiguen rangos de 100  a 1 M  para el tipo de carbón y entre 5  y 50 K  para el tipo de alambre devanado. La resistencia total y el régimen de potencia se encuentran normalmente estampados en el cuerpo de la unidad. Eje rotativo Contacto deslizante

Vista externa

Contacto deslizante

Tipo de composición de carbón

Tipo de alambre devanado

Resistencias variables para propósitos generales. pág. 7



II.7 CAPACITOR




II.7 CAPACITOR El capacitor es uno de los componentes más utilizados en los circuitos eléctricos y electrónicos. Los capacitores antiguamente se conocían como condensadores y, a veces, todavía se les llama así. Sin embargo, el término capacitor es más correcto. Su símbolo y designación literal es el siguiente (figura 3.1(a) y (b)):

C

C

(a)

(b)

Símbolo y designación literal de los capacitores. (a) Capacitor no polarizado (b) Capacitor polarizado

Un Capacitor es un componente pasivo que presenta la cualidad de almacenar energía eléctrica. Está formado por dos láminas de material conductor (metal) que se encuentran separados por un material dieléctrico (material aislante). En un capacitor simple, cualquiera que sea su aspecto exterior, dispondrá de dos terminales, los cuales a su vez están conectados a las dos láminas conductoras. Con otras palabras, Físicamente, existe un capacitor siempre que un material aislante separe a dos conductores que tengan una diferencia de potencial entre sí (figura 3.2). Dieléctrico

Terminal

Terminal

Armaduras

Figura 3.2. Esta figura implica la representación física de un capacitor, aunque en la práctica existen distintas disposiciones de las láminas, con el fin de poder conseguir características determinadas. Lo que siempre ha de cumplirse es que el dieléctrico se encuentra entre las dos placas conductoras.

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II.8 CAPACITORES DE MICA El capacitor de mica consiste básicamente en láminas de mica separadas por láminas de papel metálico. Las placas se conectan a dos electrodos, como se muestra en la figura 3.7. Papel metálico Mica

Papel metálico

Mica Papel metálico

Capacitor de mica.

El área total es el área de una lámina por el número de láminas dieléctricas. Todo el sistema se empaca en un material aislante de plástico. El capacitar de mica tiene excelentes características bajo el esfuerzo de las variaciones de temperatura y las aplicaciones de altas tensiones (su rigidez dieléctrica es de 5,000 v/mil). Su corriente de fuga es también muy pequeña (Rfuga es de aproximadamente 1,000 megaohms). Hay varios tipos de capacitores de mica, en la figura 3.8 se muestran algunos de

Capacitores de mica. (cortesía de la Sprague Electric Company)

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II.9 ELECTRONICA DIGITAL II.9.1 SISTEMA EDC (REGULACION ELECTRONICA DIESEL) El control electrónico del motor Diésel permite una configuración de los parámetros de inyección precisa y variable, adaptada a las condiciones de funcionamiento. Sólo así pueden satisfacerse los múltiples requisitos planteados a un motor Diésel moderno. El sistema de Regulación Electrónica Diésel EDC (Electronic Diesel Control) se subdivide en tres bloques: 

Sensores y transmisores de valor de referencia



Unidad de control ECU (Electronic Control Unit)



Elementos de regulación (actuadores)

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La regulación electrónica diésel EDC se divide en tres bloques de sistema: 1.

Sensores y transmisores de valor teórico: registran las condiciones de servicio (por ejemplo, número de revoluciones del motor) y los valores teóricos (por ejemplo, la posición del pedal del acelerador), transformando las magnitudes físicas en señales eléctricas.

2.

La unidad de control: procesa las informaciones de los sensores y transmisores de los valores teóricos en base a determinados procesos de cálculo matemáticos (algoritmos de control y regulación). Controla los elementos de regulación mediante señales de salida eléctricas. La unidad de control viene a ser además la interfaz hacia los demás sistemas para el diagnóstico del vehículo.

3.

Elementos de regulación (actuadores): transforman las señales eléctricas de salida de la unidad de control en magnitudes mecánicas (por ejemplo, de la electroválvula para la inyección).

III.

BIBLIOGRAFIA

http://ronaldo96.blogspot.pe/2012/10/electronica-aplicada.html http://www.monografias.com/trabajos-pdf/transistores-aplicaciones/transistoresaplicaciones.pdf http://www4.ujaen.es/~egimenez/FUNDAMENTOSFISICOS/semiconductores.pdf http://macatronicocristiancanon1810404.blogspot.pe/2008/08/diodos.html

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