Conceptos Basicos de Electricidad y Electronica Automotriz

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1.1 TEORÍA ELECTRÓNICA Los físicos distinguen cuatro diferentes tipos de fuerzas que son comunes en todo el Universo. Estas fuerzas son: electromagnetismo, gravedad, fuerzas débiles y superfuerza. La primera de estas fuerzas universales, el Electromagnetismo, es muy común en la Tierra, gracias a la cual hemos conseguido la electricidad (y la electrónica) y todas las ventajas que se derivan de la creación y utilización de esta energía. El electromagnetismo es común a todo el Universo al ser una particularidad de los átomos. Para obtener unos conocimientos básicos de qué es la electrónica, es necesario tener un concepto de qué es el átomo y algunas de sus partículas, en especial de los electrones, ya que éstos son la parte más extraordinariamente minúscula de la materia. Todo lo que está al alcance de nuestra vista está formado por materia. Lo que vemos y tocamos es materia y está a su vez formado por la combinación, mas o menos sólida, de cuerpos simples: carbono, oxígeno, nitrógeno, hierro, cobre, silicio, hidrógeno, etc. Estos cuerpos, combinados entre sí, forman objetos tangibles, desde los árboles hasta nuestro propio cuerpo. Los cuerpos simples son aquella parte de materia que está construida con una determinada familia de átomos que resulta diferente de cualquier otra posible.

El átomo está compuesto por una serie de partículas, positivas y negativas, que se equilibran entre sí formando un conjunto que es capaz de determinar el tipo de cuerpo simple a que pertenecen según el número de estas partículas. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Los átomos se componen de un núcleo formado por partículas con carga positiva (protones), partículas con carga neutra (neutrones) y partículas con carga negativa (electrones). Además de los electrones que giran alrededor del núcleo, dependiendo del átomo, pueden existir electrones libres de moverse. En función de la naturaleza de los materiales, habrá unos que poseen más electrones libres que otros, por lo que se pueden englobar en diferentes grupos. Así, los conductores eléctricos (cobre, aluminio, plata, oro, etc.) son materiales que poseen gran cantidad de cargas libres de moverse; los aislantes (baquelita, madera, etc.) no poseen cargas eléctricas libres de moverse; por último están los semiconductores (silicio, germanio, etc.) que son materiales que se encuentran a mitad de camino entre los conductores y los aislantes, de forma que en función del entorno en el que trabajen, pueden hacerlo como aislantes o como conductores. Por lo general, los átomos son eléctricamente neutros, es decir, contienen los mismos electrones que protones. No obstante, los electrones pueden escapar de sus órbitas y moverse a través del material, saltando de átomo en átomo. Este movimiento de electrones puede estimularse externamente, provocando un flujo de electrones por el material. Esto se conoce comúnmente como corriente eléctrica. Antes de descubrirse la teoría electrónica, se estableció que la corriente eléctrica iba del punto positivo hacia el negativo en un circuito. A pesar de que el movimiento real de los electrones es de negativo a positivo, a efectos prácticos se conserva el sentido tradicional de la corriente eléctrica. La corriente eléctrica se puede producir en la materia cuando se consigue establecer un flujo de electrones de valencia a través de los átomos. Si bien existen varias maneras de conseguir este efecto, una de las más conocidas es la utilización de los principios del electromagnetismo, base de la obtención de corriente de los alternadores y dinamos. Un átomo sometido a una fuerte corriente magnética resulta propicio a que se produzca en él el desplazamiento de sus electrones exteriores y a la creación de este flujo eléctrico. 1.2 CONDUCTORES Y AISLANTES La facilidad de los metales para conducir una corriente eléctrica se debe a la presencia de electrones libres dentro de la estructura del material. Cuanto mayor sea la presencia de este tipo de electrones, mayor será la conductividad del material. Y, por lo mismo, los materiales que no posean electrones libres no permitirán el paso de corriente eléctrica a través de ellos. Un ejemplo de buenos conductores son los metales, el carbono y el agua. Por el -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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contrario, buenos aislantes son el aire, la goma o el plástico. En un cable de conducción de electricidad, como los utilizados en la instalación del automóvil, el núcleo o centro del cable está compuesto por unos hilos de cobre (o de ) unidos entre sí, y por los que circulará la corriente. Estos hilos están recubiertos por una funda de material aislante de plástico, o de goma. De esta forma, la corriente siempre circulará por los hilos de cobre sin poder salir de ellos debido a la gran resistencia que el material de la funda ofrece. Respecto a los materiales semiconductores, que se comportan de un modo intermedio, a veces son conductores y otras veces fuertes aislantes, destacan los materiales de silicio y germanio, Estos materiales indecisos tienen gran valor en electrónica, ya que pueden ejercer operaciones básicas de control de electricidad. UNIDADES ELÉCTRICAS Cuando se habla de un movimiento de cargas en electricidad, se refiere a un movimiento de cargas negativas, o electrones libres. Esta carga se mide en Culombios (C). La corriente eléctrica a través de un conductor eléctrico es un movimiento de cargas libres a través de ese conductor por cada unidad de tiempo. La unidad de medida de la corriente eléctrica es el Amperio (A) equivalente a Culombio/segundo. Para que las cargas libres se muevan, será necesario aplicarles una fuerza, denominada fuerza electromotriz (fem.), que se mide en voltios (V). Los encargados de producir esta fuerza son los generadores (batería, alternador, etc.). El sentido real de la corriente eléctrica es el sentido de movimiento de las cargas desde donde hay un exceso de cargas (terminal negativo) hasta donde hay un defecto (terminal positivo), pero en electricidad se toma como sentido de la corriente eléctrica el de los potenciales decrecientes, es decir, des de el terminal positivo al negativo. DIFERENCIA DE POTENCIAL Para definir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito se utiliza el término de voltio, en honor al científico Alessandro Volta. 1 Voltio (V) es la diferencia de potencial que hay entre dos puntos de un conductor que lleva una corriente de 1 amperio (A). INTENSIDAD DE CORRIENTE -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Por corriente eléctrica se denomina al flujo de electrones entre dos puntos de un circuito. Se mide en Amperios (A), por el científico André Marie Ampére. Un Amperio (A) es un flujo de 1 Culombio por segundo. RESISTENCIA ELÉCTRICA Se utiliza para esta magnitud el término Ohmio (), por el científico alemán Georg Simon Ohm. Un ohmio es la resistencia que tiene un conductor cuando al aplicarle una diferencia de potencial de 1 Voltio obtenemos una corriente de 1 Amperio. POTENCIA ELÉCTRICA Para definir la potencia eléctrica que consume un dispositivo se usa la palabra Watio, en honor al ingeniero escocés James Watt. Un Watio es la potencia consumida por un dispositivo que absorbe una corriente de un amperio al aplicarle una diferencia de potencial de un Voltio. Un caballo de vapor (CV) equivale a 736 Watios.

+$8 8# #$ $. .', LA RELACIÓN ENTRE TENSIÓN, INTENSIDAD Y RESISTENCIA. Se explicó que hay una relación fija entre la tensión que hace desplazar a los electrones a través de un circuito, la resistencia que ofrece ese circuito al paso de los electrones, y la intensidad de la corriente que forman esos mismos electrones al atravesar el circuito eléctrico. Dada una resistencia constante en un circuito, la intensidad de la corriente que circula por él aumenta, a medida que aumenta también la tensión que se aplica. Dada una tensión constante (FEM) aplicada al circuito,la -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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intensidad de la corriente que por él circula irá disminuyendo, a medida que aumente la resistencia de dicho circuito. Se pueden combinar estos conceptos de la siguiente manera: La intensidad de la corriente que circula por un circuito aumenta al aumentar la tensión,y disminuye al aumentar la resistencia. También se conoce que la relación que hay entre tensión, intensidad y resistencia fue estudiada por un físico alemán llamado George Simon Ohm. Su definición de dicha relación, llamada Ley de Ohm, es una de las leyes fundamentales de la física. Usted la habrá de usar continuamente en todos sus trabajos sobre electricidad. ¿Qué es lo que dice, entonces, esta trascendental ley?. Una de las maneras más sencillas de expresarlo se muestra en la figura 2. Es posible también expresar la ley de Ohm como una fórmula matemática (relación) como también se la indica en la gráfica de esta página. En términos eléctricos (notación) la intensidad se expresa siempre con la letra I, la resistencia con la letra R, y la tensión con la letra V. Por ende podremos re escribir el contenido de la ley de Ohm, que se muestra al pie de la página.

I = V/R Con la ayuda de conocimientos muy fórmula puede también escribirse así:

elementales de álgebra esta importante

R = V/I V =I x R Cuál de las tres maneras (o fórmulas) de expresar la ley de Ohm habrá que elegir para emplearla, dependerá de dos cosas: a) Cuáles son los hechos que se conocen para empezar, en cuanto al circuito que se considera. b) Qué es lo que se necesita saber. Felizmente, tenemos un modo fácil de recordar cuál fórmula hay que usar. Se lo puede llamar, si se desea, del triángulo mágico: -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Dibujemos un triángulo atravesado por una línea horizontal en el medio, paralela a la base. Inscríbase la letra V en el triangulo que ha quedado formado en la par te superior; debajo de la línea póngase las letra I y R. Quedará como está aquí: VIxR

EL TRIÁNGULO MÁGICO consideremos ahora un circuito en el que se conocen los valores de dos cualesquiera de estos tres factores: tensión, intensidad y resistencia y deseamos hallar el tercero. La regla para usar el triángulo mágico que nos proporcionará la fórmula debida es la que sigue: Colóquese el pulgar de la mano sobre la letra del triángulo cuyo valor se desea saber y la fórmula para calcular ese valor estará dada por las otras dos letras que quedan descubiertas. Figura 6. 1. Se conocen el valor de la intensidad y de la resistencia que hay en un circuito, pero no tenemos voltímetro para medir la tensión o sea, carecemos del medio que nos permitiría averiguarla. Dibujaremos el triángulo mágico, y pondremos el pulgar sobre la letra que representa la magnitud que deseamos calcular; en ese caso será la letra V. Y nos quedará la fórmula que necesitamos: I x R.

Figura 7. Se conocen los valores de la intensidad y de la tensión, pero en este caso, no tenemos óhmetro para medir la resistencia. Se posará el pulgar sobre la letra R, y nos quedará la fórmula: V/I Reemplácense ahora las letras por sus valores, y el resultado corresponderá al valor de R. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Figura 8. 3. Sabemos la tensión aplicada a un circuito y la resistencia que éste opone al paso de la corriente; pero el amperímetro necesario par a medir la intensidad, de la corriente que por él circula, se ha perdido o está averiado. Póngase el pulgar sobre el símbolo I, y léase la fórmula necesaria : V/ R A poco de pensarlo se caerá en la cuenta de que la fórmula de la ley de Ohm no dará los resultados debidos a menos que todos los valores estén expresados, en las unidades correctas de medición.

NORMAS PARA APLICAR LA LEY DE OHM La ley de Ohm va a trabajar para nosotros, y nos dará la respuesta correcta a cualquier problema que podamos tratar de solucionar con su ayuda, siempre que tengamos presente que la primer a norma, en la fórmula de la ley de Ohm, es: CORRIENTE SIEMPRE se expresa en AMPERIOS VOLTAJE SIEMPRE se expresa en VOLTIOS RESISTENCIA SIEMPRE se expresa en OHMIOS Tómese un circuito, en el que por ejemplo, hayamos medido la resistencia, que demostró ser de 10 Ohms, y cuya intensidad resultó ser de 300 miliamperios (mA). Es obvio que si aplicamos la fórmula de la ley de Ohm ciegamente, nos limitamos a escribir que V = I x R = 10 x 300 = 3000, la tal respuesta estará equivocada por un factor de 1.000. En lugar de proceder como antecede, hay que usar las tablas de conversión y se procederá a reescribir los valores de todos los factores de la sencilla fórmula indicada más arriba, en Amperios, Volts y Ohms. Al hacerlo así, tendremos: V = I x R = 10 x 0,3 = 3 Volts. lo que será la respuesta correcta Hay una segunda norma que deberá aplicarse desde el comienzo mismo siempre que se intente resolver algún problema que -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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involucre cantidades y valores de un circuito eléctrico con la Ley de Ohm. La norma es: Dibújese siempre un borrador del diagrama circuital que se está considerando, antes de empezar a hacer cálculos basados en los valores del circuito que se conocen. Encontrará el lector que esta norma va a convertirse en algo absolutamente esencial más adelante, cuando los circuitos empiecen a ser más complejos. Cuanto más pronto se acostumbre a dibujar un circuito siempre que debe aplicar la ley de Ohm, y antes de empezar a tratar de resolver el problema, tanto mejor. EJEMPLOS DE LA LEY DE OHM La ley de Ohm, y la manera correcta de aplicarla son cosas tan fundamentales para el entrenamiento eléctrico, que deberá ahora encontrar la solución de tres problemas sencillos. Problema 1: Tenemos una resistencia desconocida conectada a una batería, y hallamos que la tensión aplicada al circuito es de 12 Volts. Se mide la intensidad de la corriente que circula, la que resulta ser de 3 Amperios. Necesitamos conocer qué resistencia opone el resistor, pero no tenemos óhmetro para medirla.

PREGUNTAS : ¿qué es lo que quiere saber? “R, por lo tanto coloque el pulgar sobre R Solución: Dibújese primero el diagrama del circuito en cuestión, y anótese en ese dibujo la información que ya se tiene. Dibújese el triángulo mágico. El triángulo mágico nos dice que en este caso la fórmula será R = V en esta fórmula reemplazemos ahora -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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las letras por sus valores numéricos y I nos quedará: R = 12 = 4, que es el valor de la resistencia en Ohms. Ejemplo 2

Problema: ¿Cuál será la tensión aplicada a un resistor de 25 Ohms, si circula por él una intensidad de 200 miliamperios? Se desea conocer el valor de V, por lo tanto coloque el pulgar sobre V

Solución: Dibuje el circuito esquemáticamente. Dibuje el triángulo mágico. Convierta los miliamperios en Amperios: 200 mA = 0,2 Amperios X 1.000 Entonces:

V= I x R = 0,2 x 25 = 5 Volts.

EJERCICIOS CON LA LEY DE OHM Resuelva lo que siguiente: 1. Se ha determinado, según lo que lleva impreso en el cascaron , que la lamparita de uno de los faros de un automóviles de 12 Volts 4 Amperes. ¿Cuál será su resistencia? 2.Un electroimán requiere una intensidad de 1,5 Amperes para funcionar debidamente, y medimos la resistencia de la bobina que resulta ser de 24 Ohms. ¿Qué tensión hay que aplicarle para que trabaje? 3. Un soldador eléctrico cuando trabaja absorbe 2,5 Amperes de la línea eléctrica domiciliaria de 240 Volts. ¿Qué resistencia tiene? 4. ¿Qué intensidad de corriente atraviesa un resistor de 68 kiloohms cuando la caída de tensión que se produce sobre sus extremos es de 1,36 Volts? -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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UNA AYUDA PRACTICA VALIOSA Ocurre que cuando usted trabaje con circuitos electrónicos prácticos, más adelante, hallará dos combinaciones para valores de intensidad, tensión y resistencia que se darán con bastante frecuencia. Esos valores son:

MiliAmperios X KiloOhms = Volts MicroAmperios X MegOhms = Volts

REPASO DE LA LEY DE OHM Puede decirse que la ley de Ohm, es una herramienta matemática de la mayor utilidad para determinar un factor desconocido de tensión de intensidad o de resistencia, en un circuito eléctrico en el que se conocen los otros dos. Por lo tanto se la puede emplear para que realice las veces de amperímetro, de voltímetro o de óhmetro respectivamente, cuando se trate de calcular un valor de un circuito en el que ya se conocen los otros dos valores. La ley de Ohm puede enunciarse de varias maneras. Una de las más útiles es la siguiente: la intensidad de la corriente que circula por un circuito es directamente proporcional a la tensión aplicada a dicho circuito, e inversamente proporcional a la resistencia que opone ese circuito. Recuérdese el uso del triángulo mágico, para ayudarnos a decidir la fórmula que hay que a plicar. (V arriba, I y R debajo de la línea. Se tapará con el pulgar la magnitud que no se conoce, y las letras restantes nos darán la fórmula que hay que aplicar para hallarla). Recuérdese que ninguna de las formas en que puede expresarse la ley de Ohm dará resultado si no se tiene en cuenta que sedebe expresar en unidades iguales esta empresada en miliamperios , milivoltios,se debe convertir a unidades para luego si aplicar las formulas. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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CIRCUITOS ELÉCTRICOS ELEMENTOS BÁSICOS DE UN CIRCUITO La corriente eléctrica a través de un conductor eléctrico es un movimiento de cargas libres a través de ese conductor por cada unidad de tiempo. Para que las cargas libres se muevan será necesario aplicarlas una fuerza, denominada fuerza electromotriz (fem.). Esta fuerza electromotriz se mide en voltios y los encargados de producir esta fuerza, se llaman generadores (puede ser una batería, un alternador, etc.). 2.1.1. Fuentes de energía Entre los diferentes tipos se pueden destacar: Pilas: Transforman la energía química en eléctrica. Acumuladores: Reciben energía eléctrica que transforman en química, manteniéndola acumulada, para más tarde deshacer la transformación y devolver otra vez energía eléctrica. Generadores: Transforman la energía mecánica de rotación en energía eléctrica. En el automóvil, la corriente eléctrica que se utiliza es continua (CC), es decir, la corriente es de un valor fijo y no varía con el tiempo. La tensión (fem) que suministra la batería es del tipo continua (12 ó 24 voltios).


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CONDUCTORES Los cables son conductores rodeados de aislantes, y se usan para transportar la corriente eléctrica. Los aislantes son de distintos colores para poder identificar el cable. En un vehículo, los cables se agrupan en mazos, formando caminos comunes, Estos cables se fijan con grapas a la carrocería, y se protegen en su paso por paneles con arandelas de goma. A la hora de colocar un cable nuevo en una instalación, hay ciertos factores que hay que tener en cuenta. La corriente máxima que puede transportar un cable dependerá de la sección y de la longitud del mismo. Así, un cable demasiado fino tendrá una resistencia alta, provocará una caída de tensión en el circuito, y se sobrecalentará pudiendo llegar a arder. Los cables se harán lo más cortos posible, para reducir la caída de tensión en la línea. Los conductores se designan por su sección normal en milímetros cuadrados. Los cables normalizados más empleados en electricidad del automóvil, según UNE son: 0.5- 0,75 - 1 - 1,5 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 35 mm de sección.

Cuando haya necesidad de instalar un cable en un vehículo, no se puede usar uno cualquiera; hay que elegir aquél que tenga la sección apropiada. El calculo de la sección de un cable se realiza por la siguiente formula: Sección mínima = Resistividad x longitud del cable / Resistencia. Con la siguiente tabla, se puede calcular el grosor de cable necesario, si conoce la longitud del mismo y la corriente que debe llevar. Representa un ábaco para hallar la sección del cable a utilizar sin necesidad de utilizar la formula. Para hallar la sección de un cable se une con una línea recta el valor de la intensidad (3,5 A) con la longitud del cable (4m) y el espacio central por -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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donde cruce, indicará la sección mínima recomendada (1mm ). La siguiente tabla nos indicará la corriente máxima que puede soportar un cable, dependiendo del número de hilos que lo forman y de su grosor: Nº de hilos

mm 14 14 28 44 65 84 97 120

Amperios 0,25 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

6 8,75 17,5 27,5 35 45 50 60

Conectar los cables es unirlos de manera que la corriente eléctrica pase sin dificultad a través de ellos. Al hecho de unirlos se llama hacer una conexión. Cualquier tipo de conexión ha de reunir dos requisitos: Conseguir una unión verdadera y segura de los hilos de uno y otro cable, para el perfecto paso de la corriente. Tener una protección eficaz contra posibles deterioros, producidos por las condiciones de trabajo a las que le someterá el coche. Las conexiones de cables se pueden realizar de varias formas: realizando un empalme, por medio de terminales o por soldaduras. Se debe evitar en lo posible hacer un empalme en una instalación eléctrica. Cuando no sea posible evitarlos, éste debe realizarse lo mejor posible, pues a lo largo de su uso en el coche, podrá sufrir muchos tirones, calentamiento, agua, barro, etc. que debilitará grandemente el poder de la unión.


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RECEPTORES Y CONSUMIDORES Todos los circuitos poseen una fuente de energía y un medio para transportar esa energía materializado por los cables, pero, a su vez, necesitaran algún elemento que consuma esa energía como puede ser una bombilla, un motor, un elevalunas. Prácticamente todos los consumidores trabajan con corriente continua y por tanto a la hora de las comprobaciones que se hagan habrá que tenerlo en cuenta. Para abrir y cerrar un circuito eléctrico y por lo tanto poner en funcionamiento o parar un determinado elemento, se utilizan los interruptores. Existen diferentes tipos de interruptores, dependiendo de las necesidades de operación y uso: Interruptores de accionamiento manual: están diseñados para ser accionados a voluntad de una persona. En el automóvil, suelen usarse para que los maneje el conductor. Los más comunes son: interruptores rotativos (mando de luces), interruptores de deslizamiento (temperatura de aire del habitáculo) interruptores on/off (luneta térmica) e interruptores push/pull (luces de carretera).

Interruptores de movimiento:

son los que se accionan por el movimiento de otro componente del vehículo, como puede ser la apertura y cierre de una puerta. Interruptores de presión / depresión, normalmente están compuestos por un muelle unido a un diafragma. Las variaciones de presión mueven el diafragma, venciendo la resistencia del muelle. El diafragma está unido a un contacto, y su movimiento lo abre y cierra. Un ejemplo de este tipo de interruptor es el sensor de presión de aceite. Interruptores de temperatura: este tipo de interruptores utiliza un componente sensible a la temperatura para operar los contactos. Normalmente, se usan elementos bimetálicos, que se deforman con los cambios de temperatura, moviendo de esa manera los contactos. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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3 3( (/.2 2# #$ $" "(1"4(3.2 Los componentes de un circuito eléctrico (una fuente de energía, conductores, y receptores y consumidores), pueden conexionarse de distintas formas, obteniéndose así rendimientos diferentes. Se pueden distinguir fundamentalmente varios tipos de conexiones: simples, serie, paralelo o mixtos. 2.2.1.Circuito eléctrico simple En un circuito de este tipo hay una batería, una resistencia, y los cables de interconexión. Si se aplica la Ley de Ohm, se verá qué ocurre cuando se produce un fallo, ya sea de cortocircuito o un circuito abierto. En el caso de circuito abierto y suponiendo que la resistencia (el filamento de la lámpara) se ha partido, el valor de dicha resistencia se hace, por tanto infinito. Al aplicar la Ley de Ohm: R = infinito; I = V/R = V/infinito = 0 No habrá circulación de corriente por el circuito.


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Considerando que, en el mismo circuito, el fallo es un cortocircuito en la resistencia, en este caso, el valor de R es cero, y al aplicar la ley de Ohm: I = V/R = V/0 = infinito La corriente que circula por el circuito es infinita, es decir, el circuito absorberá la máxima corriente que pueda dar la batería, pudiendo hacer arder los cables o fundir el fusible, si lo hubiera.

Circuito serie :

Un circuito serie está formado por una sola línea donde encontramos dos o más dispositivos eléctricos, conectados entre sí: el final del terminal de un receptor al comienzo del otro y así sucesivamente. Como puede apreciarse, en la asociación serie, la intensidad que circula es siempre la misma, mientras que la tensión se reparte, de manera que: V = V +V +.....+Vn = RI+R I+.....+RnI = (R +R +......+Rn)I = RT I Puede observarse que la resistencia total del circuito serie es la suma de todas las resistencias del circuito. R = R+R+.....+Rn La potencia que consume el conjunto es la suma de las potencias que consume cada elemento del circuito: P = P +P +.....+Pn = V I+V I+......+VnI = (V +V +.....+Vn) I = V * I La conexión serie como se puede apreciar es un divisor de tensión, ya que a la entrada existe una tensión que, posteriormente, se divide por cada resistencia.


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La asociación serie de elementos prácticamente no se usa en el automóvil, como ejemplo, puede tomarse el ventilador de la calefacción del automóvil, que tiene cuatro velocidades, entonces habrá tres resistencias en serie con el motor, que también posee una cierta resistencia eléctrica. En reposo, posición "0", el circuito se encuentra abierto y por tanto no circula ninguna intensidad.

Circuito paralelo Un circuito paralelo está compuesto por dos o más ramificaciones, en cada una de las cuales hay al menos un dispositivo eléctrico. En este caso, por cada rama circulará una corriente distinta, según el consumo del dispositivo. En caso de fallo de uno de los dispositivos, el resto continúa funcionando. Para la asociación paralelo, la tensión es la misma en todos los receptores, mientras que la intensidad se reparte, en función de la resistencia de cada receptor, a mayor resistencia menor intensidad. La intensidad total será: I = I+I +...+In = V/R +V/R +....+V/Rn = V(1/R+1/R+...+1/Rn)I = V/R Donde: 1/R= 1/R+ 1/R+...+1/Rn y: R= 1/(1/R+1/R+...+1/Rn) La resistencia total equivalente del circuito seria R La potencia que consume el conjunto es la suma de las potencias que consume cada elemento del circuito: -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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P = P+P+...+Pn = VI+VI+...+VIn = v(I+I+...+In) = VI Este tipo de asociación es el que suelen utilizar prácticamente todos los consumidores del automóvil. Como puede apreciarse, es un divisor de intensidad,ya que la intensidad de entrada se divide entre todas las resistencias. Como ejemplo de asociación de consumidores en paralelo, para el caso del automóvil se puede estudiar el circuito que comprende las luces de posición junto con la luz de la matrícula. Si en un circuito paralelo se queda uno de los dispositivos en circuito abierto, el resto de componentes continuará funcionando con normalidad.

Sin embargo, si alguno de los dispositivos se queda en cortocircuito, la corriente por dicha rama intenta subir hasta un valor infinito. Como consecuencia, el circuito absorberá la máxima corriente que pueda proporcionar la batería, haciendo que los cables lleguen a arder o fundiendo el fusible (si lo hay).

Circuito mixto Es la combinación de la asociación serie y paralelo. En este caso el estudio de estos circuitos se hace combinando las reglas de cálculo para los circuitos serie y paralelo. El circuito consta de una resistencia R , en serie con dos resistencias en paralelo Ry R.


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Puede observarse que R y R son dos resistencias en paralelo, luego V = V . La intensidad que entra por la resistencia R es la misma que la que sale, entonces I=I Si se conoce el valor de la tensión en la batería y el valor de las resistencias, las incógnitas del circuito serán las caídas parciales de tensión y las intensidades que circulan por cada resistencia. Para calcular el valor de I, primeramente hay que calcular la resistencia total del circuito R , de forma que I= V/R R= R+(R/R = R+(1/(1/R +1/R))I = V/R Una vez calculada I, se calcula la caída de tensión en R, es decir V , ya que puede calcular la caída de tensión en el conjunto de resistencias en paralelo. V= I*R ; V= V= V-V Una vez calculada la caída de tensión en las resistencias en paralelo, ya se pueden obtener los valores de Ie I I= V/R; I V/R Puede observarse, que la suma de las intensidades de las resistencias Ry R es la intensidad total de todo el circuito, propio de un circuito paralelo. Por otro lado, la suma de las caídas de tensión de la resistencia R1 y del paralelo de R y R , coincide con la tensión total que suministra la batería, propio de un circuito serie. Por último se calculará la potencia absorbida por cada resistencia, por todo el conjunto, y la que entrega el generador.P= V*I= V/R I*R P= V *I = V/R= I*R P= V*I= V/R= I*RP= V*I = P+P+P P= V*(-I).


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Todo circuito eléctrico lleva al menos algún componente eléctrico, ya sean resistencias, interruptores, relés, bobinas, motores o generadores.

Resistencias fijas y variables Todo conductor eléctrico por el que circula o puede circular una corriente eléctrica presenta una cierta dificultad al paso de dicha corriente. Esta oposición se debe a la cantidad de electrones libres que puede liberar cada material, también a los electrones que no son capaces de circular libremente y que están en constante movimiento debido a un proceso de agitación térmica como consecuencia de la energía que reciben de ambiente en forma de calor. En un conductor, el aumento de la temperatura hace que se aumente su oposición al paso de la corriente, a esta oposición se denomina Resistividad del conductor y se denomina con la letra "R". La inversa de la Resistividad es denominada conductividad "s" y representa la facilidad que un conductor ofrece al paso de la corriente. Se deduce que un aumento de la temperatura hace que la conductividad disminuya y por tanto que el material sea peor conductor. La resistencia eléctrica de un conductor de sección "s", Resistividad "r" y longitud "l" es R=r*l/s. Esta resistencia se mide en ohmios y representa lo que se conoce como resistencia eléctrica. Un ejemplo de resistencia eléctrica pude darse en la lámpara de un coche, la cual, posee un filamento formado por un conductor de resistencia "R". Cuando se estudia un circuito eléctrico, la resistencia que poseen los cables, pistas de circuito impreso, etc., generalmente se suele despreciar, ya que es mucho menor que las resistencias que existen en dicho circuito. Las resistencias pueden diferenciarse por su valor o por su potencia. Cuando se habla de la potencia que tiene una resistencia, se define la potencia que la -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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resistencia puede liberar en forma de calor, sin variar sus propiedades, dentro de una tolerancia permitida. Cuanto mayor sea esa potencia, mayor será el tamaño físico de la resistencia.

El valor de una resistencia puede distinguirse mediante un código de colores que lleva impreso en forma de tres o cuatro bandas. Este código de colores traducido posteriormente a un valor numérico, que será el valor de la resistencia. La siguiente Tabla muestra el código de colores utilizado en las resistencias. 1 banda de color : corresponde al primer valor 2 banda de color : corresponde al segundo valor 3 banda de color : corresponde a la cantidad de ceros a agregar 4 banda de color : tolerancia pureza en la fabricacion de la resistencia. Negro Marrón Rojo Amarillo Verde Azul Morado Gris Blanco Oro Plata Sin color


0 1 2 3 4 5 6 8 9 5% 10% 20%

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En el siguiente ejemplo, la primera franja más cercana al borde de la resistencia es de color rojo, e indica que la primera cifra es un 2. La segunda franja, amarillo, indica que la segunda cifra es 2, y la tercera al ser amarillo, indica que cuatro ceros siguen a las dos cifras anteriores, y por tanto, el valor de la resistencia es de 220000 ohmios, lo que es lo mismo 220K. Por último, la franja color oro indica que la tolerancia de la resistencia es un 5%. Resistencias variables:

Las resistencias más utilizadas en el automóvil son las resistencias variables, cuyo -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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valor puede cambiar, bien manualmente, por la acción del conductor, o bien de forma automática, dependiendo de algún factor externo. a) Potenciómetros: son resistencias cuyo valor se varía manualmente, a voluntad del conductor. En un automóvil se usa para regular la intensidad luminosa del tablero de instrumentos, el volumen de la radio o la velocidad del ventilador de aire del habitáculo. b) Potenciómetro de funcionamiento automático: al igual que los anteriores, es una resistencia variable, pero su accionamiento lo produce el movimiento de algún componente del vehículo al que va conectado. Ejemplos de este tipo de potenciómetros son el detector de nivel de combustible, o los detectores de altura de la carrocería para regulación automática de faros. Resistencias dependientes de la temperatura El valor de ciertas resistencias varía en función de la temperatura a la que están sometidas. Así, hay algunas con coeficiente de temperatura en negativo (NTC), que disminuyen la resistencia a medida que la temperatura aumenta. Otras, con coeficiente de temperatura positivo (PTC) hacen lo contrario, es decir, aumenta su valor a medida que lo hace la temperatura a la que se someten. Este tipo de resistencia se puede encontrar en el automóvil para medir la temperatura de agua y aire del motor. Resistencias dependientes de la iluminación En este tipo de resistencias dependientes de la luz (LDR), también conocidascomo fotorresistencias, su valor varía al cambiar las condiciones luminosas del ambiente, disminuyendo la resistencia a medida que aumenta la luz que incide sobre este componente. Una aplicación de estos componentes en automoción es como detectores de deslumbramiento para retrovisores interiores, otra aplicación la podemos encontrar en el encendido de las luces de situación de un vehículo cuando la luz ambiental es escasa. Resistencias dependientes de la tensión En este tipo de resistencias (VDR), llamadas también varistores , su valor disminuye al aumentar la tensión aplicada.


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(/ /5 5(/( ($ $8720275,= El relé es un componente eléctrico que funciona como interruptor. Está compuesto por una bobina electromagnética que al excitarse provoca un campo magnético que hace que se cierren los contactos del interruptor. Existen muchos tipos de relés pero el funcionamiento es siempre el mismo. En los automóviles, los relés se emplean siempre que deban regularse corrientes eléctricas muy intensas y no se desee sobrecargar el pulsador o interruptor de mando. En efecto, con este sistema es posible abrir o cerrar un circuito atravesado por una corriente de intensidad elevada, haciendo pasar por los contactos del interruptor o pulsador únicamente una corriente débil necesaria para accionar el electroimán. En el automóvil se emplean en la mayoría de los sistemas eléctricos del vehículo, motor de arranque, luces, ABS, bujías de precalentamiento, inyección, etc.

TIPOS DE RELES : Relé simple A continuación se representan algunos de los relés utilizados en este grupo:


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Entrada corriente principal Entrada corriente de mando (negativo) Entrada corriente de mando (positivo) Salida corriente principal

Relé simple con dos bornes de salida

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Entrada corriente principal Salida corriente de mando Entrada corriente de mando Salida doble corriente principal

Relé con resistencia en paralelo o Diodo

Este tipo de relés se emplean para suprimir los picos de tensión inducida de interferencias. En los relés que incluyen un diodo conectado entre los extremos de la bobina, es capaz de descargar los picos de tensión que se generan en ella cuando se abre el interruptor y se corta la corriente de excitación, evitando con ello que estos picos de tensión afecten a componentes electrónicos conectados al relé.


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Relés múltiples Es el acoplamiento de los relés en un solo cuerpo, lo que supone un solo montaje para dos relés, menos espacio que para el montaje individual, cableado más sencillo que en el montaje de dos relés simples, etc. Este tipo de relés permiten controlar varias funciones a la vez. 30858687-

Entrada corriente principal Entrada corriente de mando (negativo) Entrada corriente de mando (positivo) Salida corriente principal

Relés de conmutación

En los relés simples, se cierra un circuito al accionar la corriente de mando. Los relés de conmutación se pueden utilizar para realizar dos o tres funciones distintas. 30- Entrada corriente principal 85- Entrada corriente de mando 86- Entrada corriente de mando 87- Salida corriente principal en posición activa 87ª- Salida corriente principal en posición reposo Hay relés de conmutación en los que la posición de los bornes 30 y 86 están conmutados.


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Entendiendo a los Relés Los relés son de uso muy frecuente en todo tipo de vehículos y se presentan en variados tamaños, diseños y valores de corrientes y voltajes. Los relés se ubican dentro del vehículo, tanto en el habitáculo del motor como debajo del tablero, generalmente formando un conjunto de ellos, en cajas o receptáculos de plástico acompañados de diversos fusibles para otras tantas funciones. Estas cajas tienen la identificación de cada uno de ellos, dibujadas en la tapa de Aplicaciones las mismas, con los correspondientes Los relés son llaves de control remoto valores de corrientes y voltajes. que son controladas por otra llave, Los relés, por otro lado, son usados en como por ejemplo la de la bocina (Fig. múltiples funciones y adaptaciones en los 1).

talleres de electricidad de hoy en día, con Estos permiten el manejo de grandes el objeto de manejar o controlar grandes corrientes(a través de sus contactos), potencias (watts) entre otras aplicaciones. por medio de pequeñas corrientes que circulan por su circuito de control (bobina). Existen varios diseños que son usualmente conocidos como de 3, 4, 5 y 6 patas o terminales respectivamente. Funcionamiento del Relé

Todos los relés operan usando el mismo principio básico y tomando como ejemplo uno de 4 patas o terminales, digamos que el circuito de control está compuesto por -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

Al circular corriente por la bobina (circuito de control) del relé, se crea un pequeño

Obviamente, cuando se interrumpe el paso de corriente por

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la bobina del mismo, mientras que el campo magnético que circuito de carga está conformado por sus hace que sus contactos (Fig. 2). contactos (circuito de carga) se cierren y puedan conectar o manejar algún equipo eléctrico determinado (Fig. 3).

corriente por la bobina del relé, sus contactos se abren provocando la detención o parada de los equipos conectados.

Relés normalmente abiertos y cerrados El diseño de los relés permite que trabajen con contactos NA (normalmente abiertos) o NC (normalmente cerrados). Para el caso de los relés NA, significa que sus contactos (circuito de carga) están abiertos a menos que se energice su bobina (circuito de control) (Fig. 4), mientras que para el caso de relés NC, sus contactos están cerrados a menos que se energice su bobina (Fig. 5). Esta denominación es conocida mundialmente como la posición en estado de reposo, es decir sin corriente circulando por la bobina. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Configuraciones estándar En la Fig. 6 se muestran algunas de las configuraciones estándar de mini relés con la correspondiente denominación de sus terminales. Estas configuraciones son acordadas mundialmente por normas internacionales a los efectos de facilitar su uso.


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Consideraciones eléctricas Cuando se energiza un relé haciendo circular corriente por su bobina, se crea un campo magnético a su alrededor. Si nos fijamos en la Fig. 7 (a), la parte superior de la bobina es positiva mientras que la inferior es negativa.

Cuando la corriente se interrumpe, también se interrumpe el campo magnético y mientras esto ocurre, se produce un voltaje de polaridad invertida dentro de la bobina con picos de varios cientos de volt. Es decir, refiriéndonos a la Fig. 7 (b), que mientras la parte superior de la bobina está con 12 volt positivos, la parte inferior produce cientos de volt positivos lo que provoca que una corriente circule desde abajo hacia arriba.

Supresores de voltaje En los automóviles modernos, los relés son controlados o manejados por las computadoras de a bordo ECU o lo que es lo mismo afirmar, por semiconductores tales como transistores lo que requiere algún tipo de protección para éstos ya que son vulnerables a los picos de voltaje. Para suprimir y/o eliminar estos picos de voltaje se usan generalmente resistencias de valores elevados, diodos o capacitores.


Cuando se interrumpe el paso de corriente por la bobina del relé, también se interrumpe el campo magnético, lo que provoca un voltaje inverso en la bobina que aumenta de manera progresiva pero que cuando llega a 0,7v polariza en sentido directo al diodo.

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Las resistencias y los diodos son los más usados como supresores de picos en los relés. La Fig. 8 muestra la disposición de un diodo en el interior de un relé. Aparte, éstos vienen identificados cuando poseen algún tipo de protección.

Esto permite que el exceso de voltaje pase por el diodo hacia el otro extremo de la bobina y se disipe o desaparezca.

El diodo está conectado en paralelo con la bobina del relé en posición inversa al voltaje aplicado. Es decir, el punto 1 está a positivo mientras que el 3 está a negativo, de manera que no circula corriente por el diodo.

A veces se usan resistencias de valor elevado para suprimir los picos de voltaje y aunque son más durables que los diodos, también permiten el paso de corriente en funcionamiento normal del relé, razón por la cuál deben tener un valor tal para prevenir que no mucha corriente pueda circular por el circuito. En suma, no son tan eficientes como los diodos para la misma función.

Pruebas Se pueden realizar algunas pruebas sencillas para verificar funcionamiento de un relé utilizando un óhmetro o una batería.

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Mediante el óhmetro se puede verificar la continuidad de la bobina y su valor a los efectos de establecer a que voltaje pertenece. Para el caso de relés de 12v el -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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valor de la bobina es de aproximadamente 50 ohm, mientras que para 24v el valor de la bobina está entre 120 y 250 ohm aproximadamente. El uso de una batería que energice a la bobina del relé, también permite identificar si la misma está cortada o no dado que se siente el ruido del cierre de los contactos del relé. Es muy importante destacar que las pruebas anteriores no son indicativas del buen funcionamiento de los relés ni del buen estado de los contactos (la resistencia de los contactos de un relé en buen estado es casi cero ohm), debido a que pueden presentar alta resistencia entre ellos, lo que interfiere en el buen funcionamiento de los equipos que están conectados a través ellos.

Bobinas

La bobina es un elemento muy interesante. A diferencia del condensador, la bobina por su forma (espiras de alambre arrollados) almacena energía en forma de campo magnético. Todo cable por el que circula una corriente tiene a su alrededor un campo magnético generado por la mensionada corriente, siendo el sentido de flujo del campo magnético el que establece la ley de la mano derecha. Al estar la bobina hecha de espiras de cable, el campo magnético circula por el centro de la bobina y cierra su camino por su parte exterior. Una característica interesante de las bobinas es que se oponen a los cambios bruscos de la corriente que circula por ellas. Esto significa que a la hora de modificar la corriente que circula por ellas (ejemplo: ser conectada y desconectada a una fuente de poder), esta tratará de mantener su condición anterior. Las bobinas se miden en Henrios (H.), pudiendo encontrarse bobinas que se miden -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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en MiliHenrios (mH). El valor que tiene una bobina depende de: El número de espiras que tenga la bobina (a más vueltas mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios). El diámetro de las espiras (a mayor diámetro, mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios). La longitud del cable de que está hecha la bobina. El tipo de material de que esta hecho el núcleo si es que lo tiene. Qué aplicaciones tiene una bobina? Una de la aplicaciones más comunes de las bobinas y que forma parte de nuestra vida diaria es la bobina que se encuentra en nuestros autos y forma parte del sistema de ignición. En los sistemas de iluminación con tubos fluorescentes existe un elemento adicional que acompaña al tubo y que comunmente se llama balastro En las fuentes de alimentación también se usan bobinas para filtrar componentes de corriente alterna y solo obtener corriente contínua en la salida La operación de las bobinas se basa en un principio de la teoría electromagnética, según el cual, cuando circula una corriente a través de un alambre, este produce a su alrededor un campo magnético. Las líneas de fuerza que representan el campo magnético son perpendiculares a la dirección del flujo de la corriente. Si doblamos en algún punto el alambre para formar un bucle o espira, el campo magnético en esa parte del alambre se concentra dentro de la espira puesto que todas las líneas de fuerza apuntan en la misma dirección y convergen hacia el centro. Por lo tanto, si continuamos agregando espiras, formando una bobina propiamente dicha, los campos magnéticos creados por cada una se reforzaran mutuamente, configurando así un campo de mayor intensidad en el interior del sistema, El conjunto se comporta entonces como un electroimán. El campo magnético creado por una bobina de núcleo de aire como la anterior puede ser intensificado aumentando la corriente aplicada o llenando el espacio vacío dentro de la misma con un núcleo de material magnético, que concentre mejor las líneas de fuerza. Otra es construyendo la bobina en múltiples capas, es decir realizando un nuevo devanado encima del primer arrollamiento, uno encima del segundo, y así sucesivamenteSi se coloca una bobina conectada a un generador, al cerrar el interruptor pasa corriente eléctrica por esta bobina y como consecuencia se crea un campo magnético que variará según sea la corriente.


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Si en las proximidades de este campo magnético se coloca una segunda bobina, ésta se encontrará sometida a las líneas de fuerza que produce la anterior, así cuando se desconecta la corriente, desaparecerá el campo magnético y la segunda bobina dejará de estar sometida a su acción o influencia. Las bobinas o inductancias son elementos básicos para la construcción de transformadores, mediante los cuales se pueden obtener valores de tensión distintos, de acuerdo con las necesidades que se tengan. Las inductancias son hilos conductores arrollados sobre una base de material aislante. En los transformadores se enfrentan dos inductancias, de valores diferentes, y se consiguen así efectos de transformación cuando existe algún mecanismo de corte y conexión alternativa de la corriente, tal como es el caso de los osciladores. Se crea así una autoinducción que produce en el bobinado un fuerte campo magnético el cual es recogido por la otra bobina creándose en ella una fuerza electromotriz (fem) a través de un campo magnético cuyo resultado puede ser una corriente de diferente valor de tensión. Una sola inductancia se utiliza para la construcción de los bobinados de los relés, de un uso muy corriente en los circuitos electrónicos de mando. Se utilizan para diferentes accesorios del automóvil como limpiaparabrisas de funcionamiento automático, indicadores de giro, luces de emergencia, antirrobo, etc.

Motores y generadores Si, alrededor de un núcleo de hierro dulce se arrolla un conductor y se le hace -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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pasar corriente eléctrica, el núcleo se comporta igual que un imán, teniendo la particularidad que al cesar la corriente pierde las propiedades que éstos elementos poseen. Por otra parte, si por un conductor circula corriente eléctrica, alrededor del mismo se crea otro campo magnético. Por lo tanto si un conductor recorrido por corriente eléctrica se introduce dentro de un campo magnético, éste es desplazado debido a la interacción entre ambos campos magnéticos, ya que éstos, según su posición, pueden atraerse o rechazarse. Este principio lo aprovecha el motor de arranque de un automóvil. 1. Inducido 2. Escobillas 3. Conjunto piñón 4. Horquilla 5. Inductoras 6. Relé Al accionar el relé y cerrarse los contactos, la corriente pasa a las bobinas inductoras creando un campo magnético. Una vez recorridas las inductoras, la corriente pasa a las bobinas del inducido a través de las escobillas creándose otro campo magnético. Al girar las bobinas del inducido y estar en la misma posición y sin moverse las escobillas, se consigue que las diferentes espiras del inducido queden afectadas constantemente por el efecto de repulsión de las líneas magnéticas. Los devanados del inducido y de las bobinas inductoras en los motores de arranque están conectados en serie. De esta forma, se origina un par de giro muy elevado al ponerse el motor en marcha, indispensable para poder arrastrar el motor térmico del vehículo.


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Al igual que el motor de arranque, el automóvil dispone de otros muchos elementos que también consumen electricidad, como por ejemplo el encendido, las luces de alumbrado, etc. Para suministrar tal energía, el automóvil dispone de la batería. Pero si del acumulador constantemente se le extrae corriente, llegaría un momento en el que no dispondría de ninguna de ella; es decir, se abría agotado. Para que esto no ocurra, el automóvil dispone de un sistema llamado de carga o abastecimiento , cuya misión es la de cargar la batería y abastecer a los demás sistemas de corriente eléctrica. 1. Dinamo 2. Grupo regulador 3. Lampara de control 4. Interruptor general 5. Batería La velocidad del generador no la puede controlar el conductor, ya que va unido directamente al motor, el cuál lo hace a un régimen muy variable. Si la dinamo se uniera directamente con la batería, como la tensión producida es muy variable, ésta se destruiría al igual que otros elementos de la instalación eléctrica. Para ello, en el circuito se interpone el regulador de tensión.


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La bobina de ignición es una aplicación de la tecnología de la inducción electromagnética en el automóvil, esta aplicación es un invento mas del científico servio NIKOLA TESLA quien logra dominar la corriente alterna generada por bobinas y concentrarla en puntos específicos como sucede en la bobina de ignición. Esta básicamente consta de un arroyamiento primario de muchas espiras alrededor de un núcleo central y un arroyamiento secundario de alambre encerrado dentro de un tubo metalico hermético el cual contiene un liquido aceitoso dieléctrico que refrigera la bobina. La bobina partiendo de una señal que llega del sistema de platinos o del modulo, de ignición esta es inducida en el secundario que multiplica esta señal en algunos casos por 20.000 alcanzando niveles de alto voltaje de 12.000 a 25.000 voltios, este voltaje se aplica al sistema de encendido de la chispa en las bujías a través del distribuidor.


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Transformador compuesto por dos embobinados que incrementan una corriente de baja tensión hasta alcanzar la corriente de alto voltaje necesaria para producir una chispa de encendido. Miembro del sistema de ignición que convierte la corriente bajo voltaje en la de alto voltaje que se necesita para encender las bujías.

!SBOf>P@LJRKBP La bobina del encendido representa la fuente principal de acumulación de energía eléctrica para la alimentación de las bujías. La diferencia de potencial que existe entre los bornes de una batería de vehículos, no resulta suficiente como para conseguir que salte una chispa entre los dos polos de una bujía. Es por tanto necesario aumentar de alguna forma la diferencia de potencial (el voltaje) que se produce entre los electrodos de las bujías. El dispositivo empleado para incrementar el voltaje es la bobina de inducción electromagnética. La bobina está constituida por un núcleo de hierro dulce sobre el que van arrollados dos devanados. Uno de ellos, denominado primario, está constituido por pocas espiras de hilo grueso. El otro devanado, el denominado secundario está formado por muchas espiras, de hilo fino. A través del primario pasa la corriente, relativamente intensa, debido a la poca resistencia procedente de la batería. Entre estas dos espirales existe un alto coeficiente de inducción mutua (un coeficiente que mide la diferencia de potencial que se crea en el circuito secundario al variar con el tiempo la -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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intensidad de corriente en el primario). Es decir, que de lo que se trata es de variar bruscamente la intensidad de corriente en el circuito primario, para inducir altas diferencias de potencial en el circuito secundario. Características importantes de estas bobinas es la posición relativa de los devanados. El arrollamiento primario está compuesto, generalmente, por entre 200 y 300 espiras de hilo de cobre con un espesor que oscila entre medio y un milímetro de diámetro. El secundario alcanza entre 20.000 y 25.000 espiras, con un hilo de cobre finísimo, de entre seis y ocho centésimas. Los dos devanados se encuentran muy próximos, de tal forma que prácticamente todo el flujo magnético creado en el núcleo de hierro dulce, por la interrupción de corriente de baja intensidad pero de elevada diferencia de potencial. También es fundamental para el buen funcionamiento de la bobina el núcleo de hierro dulce, que debe estar formado por alambres paralelos al campo magnético. Esta disposición permite reducir las pérdidas de energía ocasionadas por las corrientes de Foucoult, que tienen que ver con las fuerzas que ejerce el campo magnético sobre las corrientes inducidas. Estas pérdidas podrían resultar importantes en el caso de que las posiciones relativas de los elementos no fueran adecuadas. Las necesidades de voltaje en la bujía son muy elevadas debido a la alta presión que se registra en el interior de los cilindros. Hasta 30 mil o más voltios de diferencia de potencial se alcanzan en los modernos sistemas de encendido electrónico. Este elevado voltaje facilita las derivaciones; por ello todo el recorrido de la corriente de alta tensión debe encontrarse perfectamente limpio y seco, ya que el sucio incrementa la resistencia de los cables. Las prestaciones de la bobina disminuyen por envejecimiento, sucio, estanqueidad insuficiente, humedad u otros factores. La forma adecuada para comprobar la tensión encendido de las bujías es con el motor en marcha y un osciloscopio. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Este método permite conocer las condiciones de funcionamiento de cada cilindro (por lo que si hay variaciones de uno a otro significa que la bobina no es la responsable) y también indica la reserva de tensión que tiene la fuente de energía del encendido.

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Son objetos de dos terminales, formados por dos placas conductoras separadas por un dieléctrico o aislante. La forma y el tamaño de los condensadores varía dependiendo de su capacidad, la tensión que soporte y su utilización. El condensador es un elemento capaz de almacenar carga eléctrica entre sus placas y a esa cantidad de cargas que puede almacenar se denomina capacidad y se mide en Faradio. La relación que existe entre la capacidad, la carga y la tensión es: Q = C*V Donde "Q" es la carga del condensador y se mide en culombios (C), "C" es la capacidad y se mide en faradios (F) y "V" es la tensión que se mide en voltios (V). Los tipos de condensadores más frecuentes son: Condensadores polarizados, en los que cada placa conductora tiene una polaridad (positivo y negativo) y por tanto a la hora de sustituirlos habrá que tenerlo en cuenta. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Este tipo de condensadores se llaman condensadores electrolíticos Condensadores no polarizados, suelen ser de papel mica o cerámicos y se pueden montar sin tener en cuenta la polaridad. Condensadores de capacidad variable al igual que las resistencias se puede variar su capacidad en un cierto rango de valores. La principal aplicación de los condensadores en automoción es la de eliminar interferencias electromagnéticas entre los sistemas eléctricos del

automóvil. A altas frecuencias, como las que se producen al saltar una chispa entre dos contactos móviles de un interruptor, el condensador se comporta como un cortocircuito, derivando a masa las interferencias. Asociación en serie En la asociación de condensadores serie, la tensión se reparte entre los condensadores en función de su capacidad. La carga "Q" es la misma para todos ellos. La fórmula resultante de la capacidad total de una asociación de condensadores en serie, es equivalente a la fórmula de la asociación de resistencias en paralelo. Asociación en paralelo En la asociación en paralelo, la tensión es la misma para todos los condensadores, mientras que la carga se reparte por todos ellos en función de su capacidad. La fórmula de la capacidad total de condensadores en paralelo es equivalente a la fórmula de la asociación de resistencias en serie.


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Fusible

Elemento de protección en sistemas eléctricos y electrónicos. Compuesto por un hilo conductor de una determinada sección, cuando la corriente de un circuito excede del límite prefijado, el hilo conductor del fusible se funde provocando una situación de "circuito abierto". Dependiendo de la sección del hilo, el fusible soportará mayor o menor paso de corriente. Va conectado en serie con el circuito y una vez que se estropea es necesario cambiarlo por otro nuevo. En automoción existen diferentes tipos de fusibles. En los fusibles del tipo "A" el valor de corriente máxima soportada viene grabado en uno de los casquillos metálicos, indicando además la tensión máxima de utilización. En los fusibles del tipo "B", el valor de corriente máxima soportada viene impreso en el cuerpo cerámico. En los fusibles del tipo "C", el valor de corriente máxima soportada viene impreso en el canto superior. Además, también su color indica este dato, tal y como muestra la siguiente tabla: COLOR Rojo Azul Amarillo -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

INTENSIDADMÁXIMA (A) 10A 15A 20A

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COLOR INTENSIDADMÁXIMA (A) Sin color/transparente 25A Verde 30A Naranja 5A Actualmente, los del tipo "C", son los más utilizados por su mayor resistencia a la corrosión, menor caída de tensión y unas conexiones más seguras. Cuando se sustituya un fusible, es imprescindible hacerlo por otro del mismo valor, para no perjudicar al circuito en el caso de sobre intensidades.

Cálculo de fusibles

Cuando se quiere proteger un circuito eléctrico mediante fusibles, es importante saber cómo calcularlos. Para ello, se calcula la intensidad máxima del circuito, que será la que debe soportar el fusible. Una vez conocida la intensidad que debe soportar el fusible, se debe elegir un valor de intensidad lo más parecido a los que existan en el mercado y aproximando siempre a uno de mayor valor, ya que, de lo -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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contrario, el fusible fundiría constantemente. Los fusibles están diseñados para permitir una cierta variación en su intensidad máxima, ya que en todo circuito eléctrico, aparecen variaciones de intensidad en función de las tolerancias del circuito y de las caídas de tensión que pueden aparecer en la red de alimentación. El siguiente circuito, se quiere proteger con un fusible. Para ello, primeramente se calcula la intensidad total que absorbe. Para calcular la intensidad que absorbe el circuito, se necesita saber la resistencia total del circuito: P= V/R -> R = V /P 22 I = V/R En algunos circuitos eléctricos, se disponen limitadores de intensidad, que están formados por un relé o un interruptor especial, a través de cuyos contactos se establece el circuito. El contacto móvil del interruptor está formado por una lámina bimetal que, en cuanto se calienta se produce la dilatación del bimetal y en consecuencia, la separación de los contactos con la consiguiente interrupción del circuito. Otras veces se disponen en el circuito termico de protección, componentes éstos cuya resistencia varía en función de la temperatura, aumentando al calentarse y haciendo disminuir la corriente en el circuito.

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Las propiedades de los materiales semiconductores se conocían en 1874, cuando se observó la conducción en un sentido en cristales de sulfuro, 25 años más tarde se empleó el rectificador de cristales de galena para la detección de ondas. Durante la Segunda Guerra Mundial se desarrolló el primer dispositivo con las propiedades que hoy conocemos, el diodo de germanío. POLARIZACIóN DIRECTA

CIRCUITO

el ánodo se conecta al positivo de la batería y el cátodo al negativo. INVERSA

CARACTERíSTICAS El diodo conduce con una caída de tensión de 0,6 a 0,7V. El valor de la resistencia interna seria muy bajo. Se comporta como un interruptor cerrado El diodo no conduce y toda la tensión de la pila cae sobre el. Puede existir una corriente de fuga del orden de uA. El valor de la resistencia interna sería muy alto Se comporta como un interruptor abierto.

el ánodo se conecta al negativo y el cátodo al positivo de la batería

SIMBOLOGíA Diodo Led

Diodo varicap

Diodo comun

Diodo rectificador

Foto diodo

Puente rectificador

Diodo tunel

Diodo zener

CARACTERíSTICAS TECNICAS Como todos los componentes electrónicos, los diodos poseen propiedades que les -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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diferencia de los demás semiconductores. Es necesario conocer estas, pues los libros de características y las necesidades de diseño así lo requieren. En estos Apuntes aparecerán las más importantes desde el punto de vista practico. DIODOS RECTIFICADORES

Su construcción está basada en la unión PN siendo su principal aplicación como rectificadores. Este tipo de diodos (normalmente de silicio) soportan elevadas temperaturas (hasta 200ºC en la unión), siendo su resistencia muy baja y la corriente en tensión inversa muy pequeña. Gracias a esto se pueden construir diodos de pequeñas dimensiones para potencias relativamente grandes, desbancando así a los diodos termoiónicos desde hace tiempo. Sus aplicaciones van desde elemento indispensable en fuentes de alimentación como en televisión, aparatos de rayos X y microscopios electrónicos, donde deben rectificar tensiones altísimas. En fuentes de alimentación se utilizan los diodos formando configuración en puente (con cuatro diodos en sistemas monofásicos), o utilizando los puentes integrados que a tal efecto se fabrican y que simplifican en gran medida el proceso de diseño de una placa de circuito impreso. Los distintos encapsulados de estos diodos dependen del nivel de potencia que tengan que disipar. Hasta 1w se emplean encapsulados de plástico. Por encima de este valor el encapsulado es metálico y en potencias más elevadas es necesario que el encapsulado tenga previsto una rosca para fijar este a un radiador y así ayudar al diodo a disipar el calor producido por esas altas corrientes. Igual le pasa a los puentes de diodos integrados. En la industria automotriz la aplicaciones de los diodos rectificadores en los alternador permite la -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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implementacion de circuitos de carga para las baterias y los acumuladores. DIODO RECTIFICADOR COMO ELEMENTO DE PROTECCIÓN La desactivación de un relé provoca una corriente de descarga de la bobina en sentido inverso que pone en peligro el elemento electrónico utilizado para su activación. Un diodo polarizado inversamente cortocircuita dicha corriente y elimina el problema. El inconveniente que presenta es que la descarga de la bobina es más lenta, así que la frecuencia a la que puede ser activado el relé es más baja. Se le llama comúnmente diodo volante. DIODO RECTIFICADOR COMO ELEMENTO DE PROTECCIÓN DE UN DIODO Led EN ALTERNA. El diodo Led cuando se polariza en c.a. directamente conduce y la tensión cae sobre la resistencia limitadora, sin embargo, cuando se polariza inversamente, toda la tensión se encuentra en los extremos del diodo, lo que puede destruirlo. DIODOS ZENER.Se emplean para producir entre sus extremos una tensión constante e independiente de la corriente que las atraviesa según sus especificaciones. Para conseguir esto se aprovecha la propiedad que tiene la unión PN cuando se polariza inversamente al llegar a la tensión de ruptura (tensión de Zener), pues, la intensidad inversa del diodo sufre un aumento brusco. Para evitar la destrucción del diodo por la avalancha producida por el aumento de la intensidad se le pone en serie una resistencia que limita dicha corriente. Se producen desde 3,3v y con una potencia mínima de 250mW. Los encapsulados pueden ser de plástico o metálico según la potencia que tenga que disipar. DIODOS LED ( Light Emitting Diode) Es un diodo que presenta un comportamiento parecido al de un diodo rectificador sin embargo, su tensión de umbral, se encuentra entre 1,3 y 4v dependiendo del color del diodo. Color Tensión en directo Infrarrojo 1,3v Rojo 1,7v Naranja 2,0v Amarillo 2,5v -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Verde Azul

2,5v 4,0v

El conocimiento de esta tensión es fundamental para el diseño del circuito en el que sea necesaria su presencia, pues, normalmente se le coloca en serie una resistencia que limita la intensidad que circulará por el. Cuando se polariza directamente se comporta como

una lamparita que emite una luz cuyo color depende de los materiales con los que se fabrica. Cuando se polariza inversamente no se enciende y además no deja circular la corriente. La intensidad mínima para que un diodo Led emita luz visible es de 4mA y, por precaución como máximo debe aplicarse 50mA. Para identificar los terminales del diodo Led observaremos como el cátodo será el terminal más corto, siendo el más largo el ánodo. Además en el encapsulado, normalmente de plástico, se observa un chaflán en el lado en el que se encuentra el cátodo. Se utilizan como señal visual y en el caso de los infrarrojos en los mandos a distancia. Se fabrican algunos LEDs especiales: Led bicolor.- Están formados por dos diodos conectados en paralelo e inverso. Se suele utilizar en la detección de polaridad. Led tricolor.Formado por dos diodos Led (verde y rojo) montado con el cátodo común. El terminal más corto es el ánodo rojo, el del centro, es el cátodo común y el tercero es el ánodo verde. Display.- Es una combinación de diodos Led que permiten visualizar letras y números. Se denominan comúnmente displays de 7 segmentos. Se fabrican en dos configuraciones: ánodo común y cátodo común.


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Estructura de un Led Estructura de un bicolor Led tricolor

Display de cátodo común

Display de ánodo común

Display

display

FOTODIODO Son dispositivos semiconductores construidos con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polarizarán inversamente, con lo que producirán una cierta circulación de corriente cuando sean excitados por la luz. Debido a su construcción se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de tensión exterior, generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo. Tienen una velocidad de respuesta a los cambios bruscos de luminosidad mayores a las células fotoeléctricas. Actualmente, y en muchos circuitos estás últimas se están sustituyendo por ellos, debido a la ventaja anteriormente citada. DIODO DE CAPACIDAD VARIABLE (VARICAP) Son diodos que basan su funcionamiento en el principio que hace que la anchura de la barrera de potencial en una unión PN varia en función de la tensión inversa aplicada entre sus extremos. Al aumentar dicha tensión, aumenta la anchura de esa barrera, disminuyendo así la capacidad del diodo. De este modo se obtiene un condensador variable controlado por tensión. Los valores de capacidad obtenidos van desde 1 a 500pF. La tensión inversa mínima tiene que ser de 1v. La aplicación de estos diodos se encuentra en la sintonía de TV, modulación de frecuencia en transmisiones de FM y radio, sobre todo. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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TRANSISTORES

En el año 1942, los físicos norteamericanos Bardeen, Brattain y Shockley investigando con semiconductores, descubrieron el transistor. Debido a la gran importancia de dicho descubrimiento, se les concedió en 1956 el Premio Nóbel de Física. Exteriormente está formado por un caparazón o cápsula que puede tener diferentes formas, del que salen tres patillas metálicas, o mas técnicamente dicho, tres electrodos o terminales y en algunos casos solamente dos ya que el tercer terminal lo forman el recubrimiento metálico de la cápsula. Internamente, el transistor es un componente semiconductor formado por un cristal que contiene una región P entre dos regiones N (transistor NPN), o una región N entre dos regiones P (transistor PNP). La diferencia que hay entre un transistor PNP y otro NPN radica en la polaridad de sus electrodos.

Polaridad de los electrodos

Símbolo del transistor NPN

Símbolo del transistor PNP

Cada una de estas regiones semiconductoras tiene una conexión. La región central se llama base (B) y las otras emisor (E) y colector (C). APLICACIONES -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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La primera consecuencia del descubrimiento del transistor, fue que los aparatos electrónicos pudieron hacerse mucho mas pequeños, al ocupar el transistor un volumen mucho menor que las válvulas electrónicas anteriormente empleadas. Se redujo también mucho el consumo de corriente, porque las válvulas necesitaban calentamiento y el transistor no. El transistor puede emplearse como interruptor y como amplificador. EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR El transistor funciona como interruptor CERRADO cuando le aplicamos una corriente a la base y como interruptor ABIERTO cuando no le aplicamos corriente a

ésta. Un transistor funciona como un interruptor para el circuito conectado al colector (Rc) si se hace pasar rápidamente de corte a saturación y viceversa. En corte es un -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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interruptor abierto y en saturación es un interruptor cerrado. Los datos para calcular un circuito de transistor como interruptor son: el voltaje del circuito que se va a encender y la corriente que requiere con ese voltaje. El voltaje Vcc se hace igual al voltaje nominal del circuito, y la corriente corresponde a la corriente Icsat. Se calcula la corriente de saturación mínima, luego la resistencia de base mínima: La principal aplicación de transistor como interruptor es en los circuitos e integrados lógicos, allí se mantienen trabajando los transistores entre corte o en saturación, en otro campo se aplican para activar y desactivar relés, en este caso como la carga es inductiva (bobina del relé) al pasar el transistor de saturación a corte se presenta la "patada inductiva" que al ser repetitiva quema el transistor se debe hacer una protección con un diodo en una aplicación llamada diodo volante.

EL TRANSISTOR COMO AMPLIFICADOR Los físicos que descubrieron el transistor se dieron cuenta que mediante la variación de una corriente débil aplica a la base podían gobernar otra mucho mas intensa

entre colector y emisor. Esto significa que pequeñas corrientes eléctricas pueden ser amplificadas, o lo que es lo mismo, que señales débiles pueden transformarse en otra suficientemente fuertes. La intensidad que atraviesa el emisor es igual a la intensidad que pasa por el colector más la intensidad que pasa por la base. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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I E =I C + I B FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR Quizás el modo de trabajar de un transistor puedes fácilmente comprenderlo con un ejemplo más fácil que podríamos llamar: el transistor hidráulico Por la tubería O llega presión de agua y puede seguir dos caminos: 1. Por C que no puede pasar ya que se lo impide el tapón. 2. Por B que al estar cerrada la llave L tampoco puede pasar.

Por lo tanto por la tubería E no sale agua y podemos decir que el transistor está bloqueado. Si abrimos un poco la llave L comienza a salir agua por el tubo B y ésta empuja la palanca que unida al tapón permite el paso de agua por la tubería C. Por la tubería E ahora sale el agua que pasa por C más el agua que pasa por B. Esta figura muestra como si abrimos más la llave de paso L por la tubería B sale más agua y por lo tanto empuja mas fuerte a la palanca y abre completamente el


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paso por la tubería C.

Como se puede comprobar nos encontramos con tres situaciones: 1. Está totalmente cerrada: no circula agua. 2. Cuando esta algo abierta, pero no lo suficiente para que el tapón este abierto del todo: Se puede regular el caudal por C abriendo mas o menos la llave L. 3. Cuando se abre L lo suficiente para que este el tapón totalmente abierto y por C pasa prácticamente todo el caudal, ya que lo que pasa por B es despreciable frente a lo que pasa por C. Esto mismo es lo que tenemos en los transistores eléctricos, cambiando caudal de agua por corriente: 1. Por la base no se le suministra corriente: transistor no deja conducir entre colector y emisor. 2. Por la base se le suministra una pequeña corriente: Se puede controlar el paso de corriente entre el colector y el emisor. La corriente que pasa entre colector y emisor es mucho mayor que la corriente que le suministramos a la base. 3. Se le suministra suficiente corriente a la base para que circula la máximo corriente entre colector y emisor, se dice que el transistor está saturado y la corriente que se le suministra a la base es la necesaria para producir la saturación del transistor. Cuando trabaja como interruptor el transistor trabaja en corte y en saturación, mientras que cuando trabaja como amplificador trabaja con corrientes en la base menores para controlar la corriente entre colector y emisor. CIRCUITOS OSCILSDORES CON TRANSISTORES Las primeras implementaciones con transistores correspondieron a circuitos de uso cotidiano pero con la invencion de la calculadora y la computadora estos fueron -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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reemplazados por circuitos con transistores . las primeras aplicaciones en la industria automotriz corresponden a circuitos de control y generadores de señal que reemplazaron los platinos esto dio como resultado sistemas mas eficientes y mas duraderos. OSCILADOR MONOESTABLE :

En la Figura se representa el esquema de un circuito multivibrador monoestable, realizado con componentes discretos, cuyo funcionamiento es el siguiente: Al aplicar la tensión de alimentación (Vcc), los dos transistores iniciarán la conducción, ya que sus bases reciben un potencial positivo a través de las resistencias R-2 y R-3, pero como los transistores no serán exactamente idénticos, por el propio proceso de fabricación y el grado de impurezas del material semiconductor, uno conducirá antes o más rápido que el otro. Supongamos que es TR-2 el que conduce primero. El voltaje en su colector estará próximo a 0 voltios (salida Y a nivel bajo), por lo que la tensión aplicada a la base de TR-1 a través del divisor formado por R-3, R-5 , será insuficiente para que conduzca TR-1. En estas condiciones TR-1 permanecería bloqueado indefinidamente. Pero si ahora aplicamos un impulso de disparo de nivel alto por la entrada T, el transistor TR-1 conducirá y su tensión de colector se hará próxima a 0 V, con lo que C-1, que estaba cargado a través de R-1 y la unión base-emisor de TR-2, se descargará a través de TR-1 y R-2 aplicando un potencial negativo a la base de TR2 que lo llevará al corte (salida Y a nivel alto) . En esta condición la tensión aplicada -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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a la base de TR-1 es suficiente para mantenerlo en conducción aunque haya desaparecido el impulso de disparo en T. Seguidamente se inicia la carga de C-1 a través de R-2 y TR-1 hasta que la tensión en el punto de unión de C-1 y R-2 (base de TR-2) sea suficiente para que TR-2 vuelva a conducir y TR-1 quede bloqueado. La duración del periodo cuasi estable viene definido por los valores de C-1 y R-2. OSCILADOR ASTABLE (MULTIVIBRADOR)

En electrónica, un astable es un multivibrador que no tiene ningún estado estable, lo que significa que posee dos estados "quasi-estables" entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno de ellos un tiempo determinado. La frecuencia de conmutación depende, en general, de la carga y descarga de condensadores. Entre sus múltiples aplicaciones se cuentan la generación de ondas periódicas (generador de reloj) y de trenes de impulsos. En la Figura 1 se muestra el esquema de un multivibrador astable realizado con componentes discretos El funcionamiento de este circuito es el siguiente: Al aplicar la tensión de alimentación (Vcc), los dos transistores iniciaran la conducción, ya que sus bases reciben un potencial positivo a través de las resistencias R-2 y R-3, pero como los transistores no serán exactamente idénticos, -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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por el propio proceso de fabricación y el grado de impurezas del material semiconductor, uno conducirá antes o más rápido que el otro. Supongamos que es TR-1 el que conduce primero. En estas condiciones el voltaje en su colector estará próximo a 0 voltios, por lo que el C-1 comenzará a cargarse a través de R-2. Cuando el voltaje en C-1 alcance los 0,6 V, TR-2 comenzará a conducir, pasando la salida a nivel bajo (tensión próxima a 0V). C-2, que se había cargado vía R-4 y unión base-emisor de TR-1, se descargará ahora provocando el bloqueo de TR-1. C-2 comienza a cargarse vía R-3 y al alcanzar la tensión de 0,6 V provocará nuevamente la conducción de TR-1, la descarga de C-1, el bloqueo de TR-2 y el pase a nivel alto (tensión próxima a Vcc (+) de la salida Y). A partir de aquí la secuencia se repite indefinidamente, dependiendo los tiempos de conducción y bloqueo de cada transistor de las relaciones R-2/C-1 y R-3/C-2. Estos tiempos no son necesariamente iguales, por lo que pueden obtenerse distintos ciclos de trabajo actuando sobre los valores de dichos componentes.

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A la hora de hacer comprobaciones en circuitos eléctricos, es necesario efectuar mediciones de tensión, intensidad, resistencia y continuidad de los elementos que componen el circuito. Para estas mediciones, es necesaria la utilización de aparatos especiales. Para la medición de tensión, se necesita un voltímetro, para la intensidad un amperímetro y para la medida de resistencia un ohmmetro. Hoy en día, estas medidas se efectúan con un polímetro, el cual permite hacer todo tipo de mediciones, ya sean de tensión, intensidad o resistencia.


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Medición de tensión Para la medición de una tensión, se configurará el polímetro en modo voltímetro, teniendo en cuenta el tipo de tensión que va a medirse, es decir la tensión es continua o alterna, y qué valor de tensión se va a medir, para elegir una escala de medida superior en el voltímetro y así evitar que se produzcan deterioros en el aparato de medida. La forma de conectar los voltímetros, será colocar siempre sus terminales de medida en paralelo con el elemento a medir. El voltímetro debe conectarse en paralelo con el componente cuya tensión queremos determinar según lo indicado en la figura 4. Si queremos medir la tensión sobre R2, el voltímetro debe conectarse como se indica; si por error conectamos al revés las puntas de prueba, la aguja girará en sentido contrario, eso indica que se las debe invertir. El voltímetro debe tomar poca corriente del circuito, como consecuencia su resistencia interna debe ser alta (cuanto más alta mejor). Medición de intensidad Para la medición de intensidad, se configurará el polímetro en modo amperímetro, configurando además, el tipo y el valor de intensidad que se prevé medir. Se colocarán siempre los terminales en serie con el elemento a medir. Para la medida de corrientes de magnitud elevada, se usan las llamadas pinzas amperimétricas, ya que la cantidad de amperios que pueden pasar por el multímetro está limitada (por ejemplo, si se quiere medir el consumo del motor de arranque). En primer lugar se coloca la punta roja en el terminal positivo del instrumento y la punta negra en el terminal negativo. Luego debemos intercalar el amperímetro en circuito de modo que la corriente pase por él; es decir que el amperímetro debe conectase en serie con los demás componentes del circuito en los que se quiere medir corriente, tal como se muestra en la figura 5 El circuito fue abierto a fin de conectar las puntas prueba del amperímetro, de manera que el instrumento quede en serie con el circuito.


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Medición de resistencia Para la medición de resistencia, se configurará el polímetro en modo ohmímetro y siempre se hará cuando el elemento a medir este aislado del circuito y no este alimentado, ya que la medición sería errónea y el instrumento de medida podría estropearse.

MEDIDAS DE CONTINUIDAD : Permite por medio del multimetro probar circuitos abiertos o en corto, lo mismo que interuptores , cables . a través de cables (hilos conductores), pistas de circuito impreso, conectores, etc., y éstos deben poseer una continuidad eléctrica. De lo contrario, no conectarían los elementos y por tanto la situación sería de circuito abierto. Para ello se trabajará

con un ohmnímetro en la escala de medida más baja, de manera que si se conecta el elemento a medir entre los terminales del ohmnímetro, éste reflejará según el modelo del instrumento de medida si posee continuidad resistencia cero, o si posee un sistema de alarma este emitira un pito indicando que tiene continuidad.. Una ausencia de continuidad, es decir, circuito abierto se reflejaría con una resistencia infinita, ausencia de pitido o reflejando en la pantalla de medida " open o aparece en -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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pantalla el digito 1 ", es decir abierto.

Otros equipos de medición y diagnóstico Cada vez más la electrónica va ocupando puestos importantes tanto en el equipamiento de los vehículos, como en los aparatos usados para su verificación y control. En el mercado existen lámparas de prueba, osciloscopios o téster de diagnóstico específicos del fabricante de automóviles, con los cuales se puede sacar mucha información del sistema electrónico del vehículo.

Lámparas de prueba La lámpara de pruebas consiste en una pequeña lamparilla (actualmente se utilizan más la lámpara de diodo) que lleva a cada uno de sus extremos un cable eléctrico terminado en dos puntas de probar. Éstas consisten en dos cilindros pequeños de material aislante, provista interiormente de un ánima metálica que sobresale en una extremidad del aislante. Por la otra extremidad se halla un cable conductor flexible. Las puntas de probar permiten poner en contacto los instrumentos de control (amperímetros, voltímetros, lámpara de pruebas, etc.) a otra cualquier parte del circuito.

Osciloscopio


Mediante el osciloscopio se puede conocer el estado de funcionamiento de los elementos que intervienen en un vehículo cuando este esta en marcha. Estas posibles anormalidades pueden ser detectadas, estando el motor en funcionamiento, por la confrontación de la imagen que refleja la pantalla (oscilograma) con la imagen tipo.

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Téster de diagnóstico (scaner) La constante introducción de sistemas electrónicos en el automóvil (inyección, ABS, airbag, etc.) obliga a los fabricantes de vehículos y equipos de diagnosis a diseñar elementos capaces de verificar todos los dispositivos controlados electrónicamente. Los scanner son comprobadores de sistemas electrónicos. Conectados a la toma de diagnosis del vehículo, informan del estado de los calculadores. Éstos pueden ser diagnosticados si disponen de autodiagnostico y el equipo tiene grabadas las funciones necesarias para su verificación. Estos equipos son capaces de verificar el estado de los sistemas de alimentación del motor (inyección de gasolina y diésel), ABS, retenciones suplementarias de airbag, tanto frontal como lateral y de pretensores. Además, informan de la visualización de códigos y datos, lista de datos, códigos de verías, borrado de códigos de averías, controles de actuadores, almacenaje de la prueba realizada al vehículo, visualización de las referencias de las unidades electrónicas y de los números de identificación instalados en el vehículo ...

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En electrónica AUTOMOTRIZ la soldadura electrica con estaño es parte fundamental de un buen trabajo y garantiza fallas y malos funcionamientos en el vehiculo. se utiliza la soldadura con estaño o soldadura blenda. Es un proceso que consiste en unir dos partes metálicas en un circuito para que hagan contacto entre sí. De esta manera se produce continuidad eléctrica entre los dos metales que se van a unir. La soldadura no solo debe permitir el paso de corriente, sino que debe ofrecer la menor resistencia posible a la -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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corriente, por ello es fundamental una buena soldadura. Tras la experiencia de años anteriores, se ha comprobado que más de la mitad de los problemas que han surgido durante el concurso se han debido a malas conexiones, en general por malas soldaduras. Además son errores difíciles de encontrar. Pueden causar cortocircuitos que quemen componentes (como el micro) o falta de alimentación en ciertas partes del circuito. Aprender a soldar bien es imprescindible, y hay muchos manuales que nos enseñan. Es importante leer alguno. Aquí trataremos de ver lo básico, podéis ampliar conocimientos con los manuales que hay en la red. HERRAMIENTAS DE SOLDADURA EL SOLDADOR o CAUTIN : Este es el soldador que vamos a utilizar. Se denomina soldador de lapicero y se puede encontrar en cualquier tienda de electrónica. La potencia del soldador debe estar entre 20 y 40 watios. Es una resistencia de cobre que se calienta y simplemente se acerca al estaño para fundirlo. Una vez lejos, el estaño se empieza a enfriar, hasta que queda sólido y une dos partes del circuito. Es importante que la punta del soldador sea fina para que la soldadura sea precisa. Además es conveniente tener un soporte para el soldador, que ayuda a mantener el soldador vigilado y evita quemaduras por descuido. EL ESTAÑO: Un factor fundamental es la calidad del estaño: éste debe tener una mezcla de 60-40, es decir, una aleación de 60% de estaño y 40% de plomo. Se elige esta aleación porque el estaño puro funde a 232 ºC y el plomo puro funde a 327 ºC, mientras que la aleación de estos dos metales en proporciones 60-40 funde a una temperatura de 190 ºC. Otro agente de primordial importancia es la limpieza: para realizar una buena soldadura, los metales que se van a soldar deberán estar totalmente limpios de suciedad, grasa, óxido, etc. Para su limpieza existen diversos métodos, pero el más cómodo y limpio es el del estaño con alma de resina; se trata -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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de un hilo de estaño suministrada en carretes, en cuyo interior se ha dispuesto uno o varios hilos de resina. Esta resina, al fundirse con el calor del soldador, será la encargada de desoxidar y desengrasar los metales, facilitando enormemente la labor de soldadura con estaño. En el estaño que utilizamos suele estar en una proporción del 2-2.5%. Hay distintos tamaños de grosor de hilo de estaño, buscaremos uno fino, más o menos de 1mm. LA PISTOLA DE SOLDAR : Esta herramienta que se alimenta de la linea (110 o 220v) resulta muy útil para la soldadura con estaño partes de circuitos eléctricos de relativamente gran tamaño como por ejemplo terminales de cables, En esencia consiste de un pequeño transformador cuyo primario se conecta a la linea a través de un interruptor (gatillo) y el secundario se conecta en corto-circuito como la punta de soldar, este corto-circuito produce una elevada corriente que calienta la punta de soldar para fundir el estaño. Comunmente están provistas de una pequeña luz en la base de la punta de soldar para iluminar el área de soldadura. La punta de soldar que es intercambiable, puede tener diferentes longitudes y formas de acuerdo al trabajo a ejecutar. La pistola de soldar adecuada para trabajos de electricidad automotriz es de 100a 120 W esto permite soldar cables sin problema calibre 18 y 16 terminales y conectores.Para trabajos de mas tamaño existen pistolas de 200a 250 w cuando se require mayor temperatura para soldar conectores y cables calibre 12 y 10 . para soldaduras de cables para bateria calibre 1 ,2 se requieren cautines industriales . 3526(623$5$62/'$5%,(1 Para soldar bien, lo mejor es la experiencia. Pero también es importante conocer técnicas y trucos. Para ello vamos a señalar los pasos a seguir: Antes de empezar: - Comprobar que la punta del soldador está limpia. Para limpiarla utilizaremos una esponja humedecida. Hay que mantenerla limpia durante todo el proceso. - Preparar los elementos que se quieren soldar y comprobar que están colocados correctamente. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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- Comprobar que el soldador ha adquirido la temperatura adecuada. Para ello se puede acercar un poco de hilo de estaño a la punta y comprobar si se funde con facilidad. Empezamos: 1. Calentar bien las piezas metálicas que queremos soldar manteniendo la punta del soldador unos segundos en contacto con ellas de manera que se calienten. Pueden utilizarse unas pinzas o unos alicates para sujetar una de las partes. Para que los circuitos integrados no sufran por este calentamiento, se suele soldar un zócalo y, una vez terminado el circuito, acoplar e chip al zócalo. 2. Acercar el estaño a la zona de contacto del soldador con la pieza, comprobando que el estaño se funde y se reparte uniformemente. 3. Cuando se crea que es suficiente el estaño aportado, retirarlo, manteniendo el soldador unos segundos. 4. Retirar el soldador después de dos o tres segundos. 5. No mover las piezas hasta que el estaño no se haya enfriado (5 segundos, aprox.) 6. Comprobar que la soldadura queda brillante, sin poros y cóncava. Si no es así, a veces se soluciona volviendo a aplicar el soldador y repitiendo los pasos 3,4 y 5 (no aportar más estaño). En caso de que quede mucho estaño, se puede intentar eliminar con la punta del soldador. En un último caso, utilizaremos el desoldador. En el siguiente gráfico podemos comparar las soldaduras bien y mal acabadas. La soldadura debe tener aspecto cónico, nunca esférico.


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El protoboard o breadbord: Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos electrónicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo.

Estructura del protoboard: Básicamente un protoboard se divide en tres regiones: A) Canal central: Es la región localizada en el medio del protoboard, se utiliza para colocar los circuitos integrados. B) Buses: Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard, se representan por las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules (buses negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a estas, no existe conexión física entre ellas. La fuente de poder se conecta aquí. C) Pistas: La pistas se localizan en la parte central del protoboard, se representan y conducen según las líneas rosas. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Recomendaciones al utilizar el protoboard: A continuación veremos una serie de consejos útiles pero no esenciales. 1.- Hacer las siguientes conexiones A) Esta conexión nos sirve para que ambos pares de buses conduzcan corriente al agregarles una fuente de poder, así es más fácil manipular los circuitos integrados. B) Algunos protoboards tienen separada la parte media de los buses, es por eso que se realiza esta conexión para darle continuidad a la corriente. 2.- Coloca los circuitos integrados en una sola dirección, de derecha a izquierda o viceversa. 3.- Evita el cableado aéreo (A), resulta confuso en circuitos complejos. Un cableado ordenado (B) mejora la comprensión y portabilidad

REPARACIÓN DE INSTAL ACIONES ELÉCTRICAS

Los vehículos actuales pueden llevar unas instalaciones eléctricas de más de dos kilómetros de longitud y 150 conectores, debido a la presencia, cada vez más -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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numerosa, de sistemas eléctricos y electrónicos. Estos sistemas pueden sufrir daños o deteriorarse por accidentes, humedad o suciedad. En función del daño, en ocasiones puede ser recomendable reparar dichas instalaciones en lugar de sustituirlas, para abaratar costes tanto de materiales como de mano de obra. DAÑOS MAS HABITUALES EN CABLES Y CONECTORES A menudo, pueden presentarse problemas en los conectores o en los ramales de cables que resultan únicamente reparables sustituyendo el ramal de cables completo, invirtiendo una cantidad de tiempo de trabajo. En la actualidad, es posible la reparación por sustitución tanto del cable como del conector o bien realizar la reparación simple de cables rotos o dañados evitando su sustitución. Pero hay que tener en cuenta que, por motivos de seguridad, no es posible reparar cables protegidos o coaxiales como por ejemplo motor, ABS, radio, teléfono y sistema de alarma. Tampoco es posible reparar cables de sistemas de seguridad como Airbag o tensores de cinturón. Los ramales de cables de la dirección eléctrica, mariposa de gases de mando electrónico y tampoco los cables de regulación eléctrica de los asientos. Existen cables de baja/alta tensión que tampoco esta permitido su reparación como los del sistema de encendido y los cables de las lámparas de xenón. Los daños mas habituales en la instalación eléctrica de un automóvil suelen ser: Cables dañados o desgarrados Conectores rotos o deteriorados Terminales de los conectores doblados o inexistentes. EQUIPOS Y MATERIALES DE REPARACIÓN Los fabricantes de vehículos han dispuesto de una serie de herramientas para llevar a cabo las reparaciones, como son: Tenazas engarzadoras Destornilladores de desbloqueo Tenazas pela-cables


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A su vez hará falta utilizar: Empalmadores Tubos flexibles de contracción Juegos de cables con extremos de línea. Cinta aislante Tubo acanalado Destornilladores de desbloqueo Con los destornilladores de desbloqueo, se podrán desbloquear los terminales que van dentro del conector. Existe un sinfín de desbloqueadores dependiendo del tipo de enchufe, unos se emplean para desbloquear terminales de un solo fiador, de dos fiadores y otros para los fiadores que sean redondos. Tenazas engarzadoras Las tenazas engarzadoras combinan dos funciones: quitar el aislamiento de los cables y remachar o engarzar los cables. En este último tipo, los hay de diferentes secciones dependiendo de la sección del cable a reparar. Su manejo resulta sencillo: principalmente hay que bloquear el empalmador para poder introducir luego el cable, al introducir el cable hay que tener la precaución de que esté bien introducido en el empalmador. El ajuste automático de presión con desbloqueo forzado garantiza un punto de presión ajustado y, por lo tanto, una calidad optima del engarzado. Aislantes Para aislar y fijar los ramales de cables se utiliza cinta adhesiva, ya sea de tela o de plástico, o tubo acanalado así como abrazaderas de plástico. PROCESO DE REPARACIÓN Para realizar una correcta reparación, habrá que seguir un cierto orden: Localizar la avería: en ocasiones se detectará a simple vista, pero en otras habrá que realizar un diagnóstico electrónico siguiendo las instrucciones de verificación del fabricante. En ocasiones, es necesario utilizar multímetros para detectar una divergencia de valores nominales, que indicará una interrupción de cables o un contacto anómalo, siempre utilizando como guía los esquemas eléctricos del -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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fabricante. Una vez localizado el daño (cable dañado, conector en mal estado, etc.), hay que comprobar si el fabricante autoriza la reparación. Llegado este punto el técnico deberá decidir si resulta más económico reparar, sustituir parcialmente o completamente. Se deberá determinar el recambio necesario y comprobar si el fabricante suministra dicha pieza, así mismo se tendrá que tener en cuenta las herramientas que serán necesarias para llevar a cabo la reparación. El siguiente paso consistirá en preparar la zona donde se va a efectuar la reparación. Será conveniente numerar los cables de acuerdo con la numeración de la clavija para evitar su permutación en caso de sustituir conectores de ramal completos o introducir terminales. Una vez realizada la reparación habrá que aislar la zona reparada con cinta o tuboacanalado si es conveniente. Proceder al montaje de accesorios o revestimientos y realizar una prueba de funcionamiento.

REPARACIONES MÁS HABITUALES Reparación de cables dañados En primer lugar, y por normas de seguridad, se deberá desconectar la batería previamente a la realización de cualquier trabajo de reparación. Cortar el cable por el punto dañado y marcar los extremos de los cables para eliminar el riesgo de confusión al unirlos posteriormente. Coger las tenazas de engarzado de acuerdo con la sección del cable. Introducir el extremo del cable en las tenazas para retirar la funda de protección teniendo la precaución de retirar solo la parte necesaria para el engarzado. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Introducir un tubo flexible de contracción con relación a la sección del cable por el extremo del cable. Seleccionar el empalmador de acuerdo con la sección del cable y colocarlo en el nido de engarce desde el lado no rotulado de las tenazas engarzadoras. Introducir el cable por el lado de las tenazas que esta rotulado. Comprimir las tenazas hasta el punto de presión. Ésta se liberará alcanzado el punto de presión. Engarzar el otro extremo de línea con el empalmador de cables. Esta operación también se puede realizar trenzando los extremos de los cables y posteriormente recubriéndolos de estaño. Colocar el tubo flexible de contracción centrado sobre el empalmador y contraerlo con un soplador de aire caliente dotado de una boquilla reflectora. Esta operación no debe realizarse con una llama, por ejemplo de mechero, ya que se sufriría el riesgo de dañar otras partes de la instalación. Comprobar que salga masilla selladora por ambos lados. Si el cable pertenece a un ramal de cables, terminada la reparación habrá que aislar el ramal conforme al aislamiento original, con cinta adhesiva. Montar un trozo de cable nuevo En ocasiones, se tiene que eliminar parte del cable por estar muy deteriorado. Ello hace que en la reparación se tenga que añadir cable nuevo. Para realizar esta operación, habrá que: Liberar el ramal de cables hasta poder realizar los trabajos sin problemas. Cortar el trozo defectuoso. Retirar el aislamiento de los extremos teniendo en cuenta la sección del cable y el no retorcer los extremos sin aislamiento. Preparar un trozo de cable nuevo de la misma sección que el que se va a sustituir. Engarzar el cable preparado con el cable a reparar. Seleccionar el tubo flexible de contracción de acuerdo con la sección del cable. Introducirlo hasta tapar con él la parte reparada y contraer el tubo. Colocar un segundo tubo de contracción y engarzar el segundo extremo de línea. Proteger el ramal de cables con cinta adhesiva textil o de plástico conforme al -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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aislamiento que presentaba el ramal de cables original. Si es posible poner tubo acanalado también. Fijar el ramal de cables y volver a colocar las piezas que hayan sido necesarias retirar. Sustitución de conectores y terminales con extremos de línea: Siempre que vayamos a poner un conector nuevo que viene preparado con los terminales unidos con cables, habrá que actuar de la siguiente forma: Desembornar la batería. Extraer el conector de su alojamiento y soltar el ramal de cables hasta que se tenga un buen acceso para realizar la sustitución. Quitar la cinta de aislamiento. Numerar los cables tanto de la instalación como del ramal del nuevo conector. Ir cortando los cables uno a uno sin que el corte coincida siempre en el mismo punto, así, evitaremos que al hacer el engarce aumentemos la sección del ramal de cables en ese punto. Introducir el tubo flexible de contracción en el cable a engarzar. Realizar el engarce y retraer el tubo de contracción. Repetir la misma operación con los demás cables. Encintar el ramal de cables y si puede ser introducirlos dentro de un tubo acanalado. Hacer en este momento una prueba de campo para comprobar que la reparación ha sido hecha correctamente. Volver a colocar la instalación según estaba al principio. Montar el conector en su alojamiento. Sustitución de terminales aislados Si hay un cable desgarrado justo al lado de un terminal habrá que sustituir éste montando a demás un terminal con extremo de línea. Para ello habrá que: Retirar el bloqueo secundario del conector (si lo lleva) con la herramienta adecuada. Sacar el terminal viejo con la herramienta de desbloqueo. Cortar el cable por un punto en el que el engarce no valla a crear problemas mas tarde. Coger un terminal nuevo introduciéndolo en la posición correcta en la caja del conector y comprobar que enclava correctamente. Cortar el cable nuevo con relación a la longitud correspondiente. Estos terminales con extremos de línea se suministran con una longitud entre 50 y 75 Cm. Para poder variar la posición de los diferentes engarzados, si es necesario realizar mas -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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de uno. Retirar el aislamiento del cable correspondiente. Introducir en uno de los extremos un tubo flexible. Engarzar el cable nuevo. Retraer el tubo flexible de contracción. Colocar el bloqueo secundario si llevaba. Aislar el ramal de cables y fijarlo en el mismo sitio.

Sustitución de conectores Los conectores de ramal dañados también es posible sustituirlos, para ello en primer lugar es aconsejable desembornar la batería. Numerar los cables con relación a los números del enchufe para evitar permutarlos cundo coloquemos el nuevo. Para extraer los terminales del conector, habrá que introducir la herramienta de desbloqueo adecuada hasta que se haga tope en la muesca de bloqueo del terminal. En ocasiones, es preciso o aconsejable empujar el terminal dentro de la caja del conector para evitar que se enganche la muesca y que sea más fácil soltar el cable. Para evitar intercambiar los cables del conector viejo al nuevo, es aconsejable ir quitando y poniendo los cables uno a uno. Introducir en la posición correcta el nuevo terminal en su alojamiento y comprobar que encaja correctamente. Dependiendo del tipo de conector, será conveniente colocar tapones de obturación en las cámaras del conector sin ocupar, así, evitaremos en lo Posible la entrada de agua o suciedad. Por último, se realizará una comprobación de su func ionamiento y se aislará el ramal de cables. Sustitución de conectores y terminales :


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Cuando hace falta sustituir los conectores o los terminales que están afectados, habrá que: 1.Desmontar revestimientos o piezas adosadas. 2.Soltar el ramal de cables hasta que podamos tener buen acceso a la reparación sin problemas. 3.Quitar el tubo o cintas de aislamiento. 4.Si va protegido por una goma como en el caso de las puertas y del pilar delantero no debe de realizarse empalmes en esa parte para evitar que no Tenga flexibilidad. 5.Retirar la boquilla de goma, cortándola si es necesario. 6.Numerar todos los cables conforme al cuadro de clavijas del conector para poderlos montar igual en el conector nuevo. 7.Cortar los cables por el lugar apropiado. Introducir la nueva boquilla de goma y el tubo flexible de contracción. 8.Realizar el engarce teniendo la precaución de respetar la sección del cable. 9.Retraer el tubo flexible. Introducir el terminal nuevo en el interior de la caja respetando su colocación por el número que le corresponda. 10.Si hay más cables rotos para reparar, variar el corte para no aumentar con las reparaciones las secciones de cables en un solo punto. 11.Seguir los pasos igualmente que al hacer el primer cable, recordando que hay que meter el cable por la boquilla de goma antes de engarzarlo. Para retirar un enchufe que va alojado en el conector, habrá que elegir la herramienta adecuada e introducirla hasta el tope para poder extraerlo de su alojamiento. Enclavar el enchufe extraído en el nuevo alojamiento del conector a sustituir, teniendo la precaución de pasarlo antes por la boquilla de goma. Calcar la boquilla de goma correctamente en el conector y si fuera necesario, introducir masilla obturadora, para evitar que se pueda producir posteriormente corrosión.


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"bk\nbmhl^e^\mkhgb\hlbgm^`kZ]hl 4n circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la que se encuentra una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de dispositivos microelectrónicos interconectados, principalmente diodos y transistores, además de componentes pasivos como resistencias o condensadores. Su área es de tamaño reducido, del orden de un cm² o inferior. Algunos de los circuitos integrados más avanzados son los microprocesadores, que son usados en múltiples artefactos, desde computadoras hasta electrodomésticos, pasando por los teléfonos móviles. En 1980 los circuitos integrados son implementados en los vehiculos automotores agregando el control que las autoridades ambientales querian ademas de la sustitucion de elementos de continuo deterioro como platinos , esto ademas permitio que el avance en velocidad y en control del consumo de combustible fuera parte fundamental de la industria.Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales . En Abril de 1949, el ingeniero alemán Werner Jacobi (Siemens AG) completa la primera solicitud de patente para circuitos integrados como semiconductores amplificadores de dispositivos. Jacobi realizó una tipica aplicación industrial para su patente, la cual no fue reportada. Mas tarde la integración de circuitos fue concebida por un científico de radares Geoffrey W.A. Dummer (1909-2002), trabajando para Royal Radar Establishment del Ministerio de Defensa Británico, y publicado en Washington, D.C. en Mayo 7, 1952. A Dummer no le fue posible construir los circuitos en 1956. Tipos Existen tres tipos de circuitos integrados: Circuitos monolíticos: Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente de silicio, pero también existen en germanio, arseniuro de galio, siliciogermanio, etc. vCircuitos híbridos de capa fina: Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnología monolítica. Muchos conversores A/D y conversores D/A se fabricaron en

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tecnología híbrida hasta que los progresos en la tecnología permitieron fabricar resistencias precisas. vCircuitos híbridos de capa gruesa: Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula (dices), transistores, diodos, etc, sobre un sustrato dieléctrico, interconectados con pistas conductoras. Las resistencias se depositan por serigrafía y se ajustan haciéndoles cortes con láser. Todo ello se encapsula, tanto en cápsulas plásticas como metálicas, dependiendo de la disipación de potencia que necesiten. En muchos casos, la cápsula no está "moldeada", sino que simplemente consiste en una resina epoxi que protege el circuito. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para módulos de RF, fuentes de alimentación, circuitos de encendido para automóvil, etc.


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EL NE-555

ODPDTXLQDGHOWLHPSR Introducción y características El 555 es un circuito integrado muy estable cuyo objetivo es el de producir pulsos de temporización con una gran precisión y que, además, puede funcionar como oscilador. Sus características más destacables son: · Temporización desde microsegundos hasta horas. · Modos de funcionamiento: -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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o Monoestable. o Astable. · Aplicaciones: o Temporizador. o Oscilador. o Divisor de frecuencia. o Modulador de frecuencia. o Generador de señales triangulares. Se alimenta de una fuente externa conectada entre sus terminales 8 (+Vcc) y 1(GND) tierra; el valor de la fuente de esta, va desde 5 V hasta 15 V de corriente continua, la misma fuente exterior se conecta a un circuito pasivo RC exterior, que proporciona por medio de la descarga de su capacitor una señal de voltaje que esta en función del tiempo, esta señal de tensión es de 1/3 de Vcc y se compara contra el voltaje aplicado externamente sobre la terminal 2 (TRIGGER) que es la entrada de un comparador. La terminal 6 (THRESHOLD) se ofrece como la entrada de otro comparador, en la cual se compara a 2/3 de la Vcc contra la amplitud de señal externa que le sirve de disparo. La terminal 5(CONTROL VOLTAGE) se dispone para producir modulación por anchura de pulsos, la descarga del condensador exterior se hace por medio de la terminal 7 (DISCHARGE), se descarga cuando el transistor (NPN) T1, se encuentra en saturación, se puede descargar prematuramente el capacitor por medio de la polarización del transistor (PNP) T2. Se dispone de la base de T2 en la terminal 4 (RESET) del circuito integrado 555, si no se desea descargar antes de que se termine el periodo, esta terminal debe conectarse directamente a Vcc, con esto se logra mantener cortado al transistor T2 de otro modo se puede poner a cero la salida involuntariamente, aun cuando no se desee. La salida esta provista en la terminal (3) del microcircuito y es además la salida de un amplificador de corriente (buffer), este hecho le da más versatilidad al circuito de -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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tiempo 555, ya que la corriente máxima que se puede obtener cuando la terminal (3) sea conecta directamente al nivel de tierra es de 200 mA. La salida del comparador "A" y la salida del comparador "B" están conectadas al Reset y Set del FF tipo SR respectivamente, la salida del FF-SR actúa como señal de entrada para el amplificador de corriente (Buffer), mientras que en la terminal 6 el nivel de tensión sea más pequeño que el nivel de voltaje contra el que se compara la entrada Reset del FF-SR no se activará, por otra parte mientras que el nivel de tensión presente en la terminal 2 sea más grande que el nivel de tensión contra el que se compara la entrada Set del FF-SR no se activará.

Especificaciones generales . A continuacion encontramos requerimientos de potencia.


las especificaciones de voltaje corriente

y los

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CONFIGURACIONES GENERALES DEL 555 Este circuito integrado puede ser configurado para trabajar como un simple temporizador o como un generador de pulsos para utilidades varias y en la induxtria automotriz permite una serie de implementaciones que solucionan algunos problemas cuando no se pueden reparar algunos de esos circuitos. CIRCUITO MONOESTABLE

En este caso el timmer 555 en su modo monoestable funcionará como un circuito de un tiro. Dentro del 555 hay un transistor que mantiene a C1 descargado inicialmente. Cuando un pulso negativo de disparo se aplica a terminal 2, el flip-flop interno se setea, lo que quita el corto de C1 y esto causa una salida alta (un high) en el terminal 3 (el terminal de salida).

Cuando la señal de disparo está a nivel alto (ej. 5V con VCC=5V) la salida se mantiene a nivel bajo (0V), que es el estado de reposo. Una vez que se produce el flanco descendente de la señal de disparo por debajo de -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Vcc/3, la salida pasa a nivel alto (VCC) hasta transcurrido el tiempo determinado por la ecuación:

T = 1,1.R1.C

Es recomendable, para no tener problemas de sincronización que el flanco de bajada de la señal de disparo sea de una pendiente elevada, pasando lo más rápidamente posible a un nivel bajo (idealmente 0V). NOTA: en el modo monoestable, el disparo debería ser puesto nuevamente a nivel alto antes que termine la temporización. CIRCUITO ASTABLE O MULTIVIBRADOR :

En este modo se genera una señal cuadrada oscilante de frecuencia:

F = 1/T = 1,44 / [C.( RA+2.RB)] ; Th=T1+T2 La señal rectangular tendrá como valor alto, VCC (aproximadamente) y como valor bajo 0V. Si se desea ajustar el tiempo que está a nivel alto y bajo se deben aplicar las fórmulas:

PERIODO TOTAL : TH = 0.693.(RA + RB).C SALIDA A NIVEL BAJO : T1 = 0.693.RB.C


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2.- EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL

LM741 El nombre de operacional se debe al uso que de este circuito se hacía en los primitivos ordenadores analógicos, capaces de realizar operaciones aritméticas de distinto grado de complejidad. Estos amplificadores poseen una elevadísima resistencia de entrada, por lo que pueden detectar señales muy pequeñas (de orden de microvoltios) y amplificarlas miles de veces. Una de las aplicaciones del amplificador operacional es la comparar tensiones y es ésta la que vamos a estudiar. Un comparador es un operador que tiene dos entradas y una salida. Si la entrada positiva (+), también denominada no inversora, está a más tensión que la entrada negativa o inversora (-), en el terminal de salida aparece una tensión igual a la tensión de alimentación. En caso contrario, la salida será nula, o negativa si se alimenta con tensión simétrica. Los amplificadores operacionales se emplean en circuitos de control de temperatura, luminosidad, humedad, detectores de incendios, receptores de radio y televisión, etc... El famoso circuito integrado 741 es un amplificador operacional alojado en una cápsula de tipo DIP8, de 8 pines. El LM358 contiene dos amplificadores operacionales en el interior de una cápsula DIP8.


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Aplicación: Indicador de temperatura

En el circuito de abajo, el LM741 compara una tensión de referencia con otra proveniente de un divisor de tensión formado por una NTC y una resistencia. Como el valor óhmico de la NTC disminuye con la temperatura, la tensión en la patilla 2 del integrado también lo hará. En el momento en que la tensión del pin 2 sea menor que la del 3, el terminal 6 pasará de tener una tensión nula a una tensión máxima que encenderá el LED, indicando que se ha superado la temperatura programada. Mediante el ajustable, podemos variar la tensión de 3, y por tanto la temperatura necesaria para que se encienda el diodo. El circuito de abajo se ha diseñado para una NTC de 10K. En caso de usar una NTC de otro valor, tendremos que cerciorarnos de que con el ajustable se puede conseguir una resistencia igual a la que presenta el termistor a la temperatura a la que queremos que actúe el circuito.


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%I>?L %I>? LO>@FiK O>@FiKA AB@FO@RF B@FO@RFQ QLPFJMOB LPFJMOBP PLP LP Un circuito impreso es una placa de material aislante (plástico, baquelita, vidrio, etc.), provista de unas pistas o caminos de cobre que sirven para interconectar los diversos componentes que constituyen el circuito en cuestión. Para la elaboración de un circuito impreso hay que seguir los siguientes pasos:

Diseño (dibujo) en papel milimetrado En primer lugar, se procede a realizar el diseño (dibujo) en papel milimetrado del circuito en cuestión, teniendo en cuenta el tamaño de los componentes, su distribución, distancia entre patillas (pines) y disposición de las mismas, sobre todo cuando se trata de elementos con tres o más terminales, tales como transistores o circuitos integrados. Es aconsejable, asimismo, realizar un dibujo de la vista de componentes, tal y como quedarán distribuidos en la placa. Seguidamente se calcará este diseño original sobre papel vegetal, utilizando para ello un rotulador permanente (preferentemente negro) y procurando que todas las conexiones (pistas) sean correctas. Este diseño del circuito impreso se puede realizar también por medios informáticos, utilizando para ello herramientas (software) desarrolladas para ello. -HVXV(UQHVWR5DQJHO&($17

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Preparación de la placa Realizado el diseño, se procede a la preparación de la placa virgen, incluyendo las siguientes operaciones: •

Cortado de la placa, adecuando su tamaño al del diseño realizado, utilizando para ello la herramienta adecuada (sierra metálica, cizalla, lima fina, etc.).

•

Limpieza de la superficie de cobre.

Dibujo de las pistas sobre la placa Se puede hacer por varios procedimientos, el mas sencillo o artesanal es el siguiente: Se coloca el papel trasparente sobre la placa, prestando atención a la posición en la que se emplaza, mediante un granete, se marcan levemente los puntos donde irán colocados los terminales de los componente (soldaduras). Una vez realizada esta operación. se retira el papel transparente y se dibujan las pistas y los puntos de los terminales, procurando que no queden poros en la tinta depositada. Se han de emplear, rotuladores permanentes preferentemente de color negro.


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Grabado (atacado) de la placa: El objeto de este procedimiento es el de eliminar el cobre no necesario de la placa, de forma que solamente permanezca en los lugares donde ha de existir conexión eléctrica entre los distintos componentes. Se puede realizar en un recipiente o bandeja de plástico donde se pondrá percloruro de hierro o cloruro férrico disuelto en agua. Una vez que la placa se ha introducido en la disolución, al cabo de unos pocos minutos ésta absorberá parte del cobre de la misma, excepto de las pistas. Se ha de prestar especial cuidado en la manipulación de estos compuestos químicos, pues pueden ocasionar irritación en heridas y pueden manchar la ropa. Limpieza y taladrado de la placa: Al acabar el proceso anterior se limpiará la placa con agua, se eliminara con alcohol el trazo del rotulador y se secará. A continuación se procederá a taladrar, con una broca del diámetro adecuado, en los lugares donde vayan a ir insertados los componentes. Inserción de los componentes y soldadura: Una vez realizados los taladros, se pasa a insertar los componentes y regletas de conexión en los lugares adecuados para posteriormente soldarlos a la placa. Para


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ello se utiliza como ayuda el dibujo de la vista de componentes realizada previamente. A continuación encontraremos una selección de circuitos practicos que se pueden aplicar en los vehículos y sistemas automotrices.


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Conceptos Basicos de Electricidad y Electronica Automotriz

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