ELECTRICIDAD DE CORRIENTE CONTINUA APLICADA A PALAS Y CAMIONES MINEROS KOMATSU
Objetivo Aplicar los conceptos de electricidad de corriente continua, para realizar el mantenimiento de los sistemas eléctricos de Palas y Camiones Mineros KOMATSU, cumpliendo rigurosamente las normas de calidad, y seguridad, exigidas por el fabricante.
EL ATOMO
PROTON ( p+)
NEUTRON ( n ) ELECTRON ( e )
Elementos de un Átomo Para comprender la electricidad comenzaremos con el bloque fundamental de la materia, el átomo. El núcleo de un átomo está formado por protones y neutrones. Los protones tienen carga positiva, los neutrones son neutros. Los electrones orbitan el núcleo y tienen carga negativa. En la ilustración sólo se muestran los protones y electrones, el cuerpo azul del núcleo representa los neutrones.
Electrones libres Los electrones de la capa exterior pueden ser liberados de su órbita por fuerzas externas tales como un campo magnético, la fricción, o por acción química. Estos son llamados electrones libres. El movimiento de estos electrones libres es la base de la electricidad.
DESPLAZAMIENTO DE ELECTRONES
ATOMO DE COBRE EL COBRE EST E STA A FORMADO POR: 29 ELECTRONES 29 PROTONES PROTONES 29 NEUTRONES
29 p+ 29 n
EN LA PRIMERA CAPA HAY HAY 2 ELECTRONES EN LA SEGUNDA CAPA HAY HAY 8 ELECTRONES EN LA TERCERA CAPA HAY HAY 18 ELECTRONES EN LA ULTIMA CAPA HAY HAY 1 ELECTRON
Conductores Buenos conductores: conductores: Cobre Plata Aluminio Zinc Brass Hierro Una corriente eléctrica es producida cuando los electrones libres se mueven de un átomo al próximo. Los materiales que permiten que muchos electrones se muevan libremente se llaman conductores.
Buenos conductores: Cobre Plata Aluminio Zinc Brass Hierro
Aisladores Los materiales que permiten el flujo de muy pocos electrones, son llamados aisladores.
Buenos Aislantes: Plástico Goma Vidrio Mica Cerámica
Conductores y Aisladores trabajando juntos Muchos dispositivos eléctricos tales como un cable, son combinaciones de conductores y aisladores. La aislación alrededor del conductor de un cable permite que la corriente fluya sólo en el conductor.
Cargas Eléctricas Los materiales que tienen un exceso de electrones se dice que tienen una carga negativa. Los materiales con más protones que electrones se dice que tienen una carga positiva. Los elementos con igual número de electrones y protones se dice que son neutros (sin carga). Los cuerpos cargados tienen un campo eléctrico invisible a su alrededor que puede ser representado por líneas de fuerza radiando desde una carga positiva y hacia una carga negativa. Cargas contrarias se atraen y cargas iguales se repelen.
Corriente La corriente es el flujo de electrones libres en un material, de un átomo a otro en la misma dirección general. Se designa con el símbolo I y su unidad es el amperio.
Corriente Es conveniente distinguir entre flujo de electrones y flujo de corriente. La convención teórica del flujo de corriente ignora el flujo de electrones y establece que la corriente fluye desde el terminal positivo al negativo (en cambio el flujo de electrones va del terminal negativo al positivo.)
Voltaje La fuerza que hace que la corriente fluya a través de un conductor es llamada fuerza electromotriz (f.e.m.), que resulta de una diferencia de potencial. La diferencia de potencial es más comúnmente llamada voltaje y su unidad de medida es el voltio.
Voltaje Todas las fuentes de voltaje continuo (cd o cc) tienen un exceso de electrones en un terminal y muy pocos en el otro. Esto produce una diferencia de potencial entre los terminales. Esta diferencia de potencial puede ser causada por un proceso electroquímico, tal como en una batería, por inducción magnética, tal como en un generador de potencia, o por un proceso fotoeléctrico, tal como en una celda solar.
Fuentes de corriente continua en palas y camiones Además del sistema de generación de corriente continua el sistema posee un banco de baterías que alimenta los circuitos de la máquina en la partida
4 x 12v Baterías
Resistencia En alguna medida, todos los materiales impiden el paso de la corriente. Esta propiedad es llamada resistencia. La unidad de medida para la resistencia es el Ohm, que es simbolizado por la letra griega omega (Ω). La resistencia se incrementa cuando se produce un incremento en la longitud o un decremento en la sección transversal del material. Los dispositivos fabricados con un valor de resistencia específico, reciben el nombre de resistencias. Los aislantes poseen una muy alta resistencia al flujo de corriente; en cambio, los conductores tienen bajas resistencias, y permiten que la corriente fluya libremente.
CIRCUITO BASICO RESISTENCIA
CONDUCTOR CONDUCTOR
SWITCH
CONDUCTOR
CONDUCTOR
+
_
VOLTAJE = FUERZA
FUENTE DE ENERGIA
CIRCUITO BASICO
INTENSID AD INTENSID AD I N T E N S I D A D
I N T E N S I D A D
SWITCH
+
_
VOLTAJE = FUERZA
FUENTE DE ENERGIA
Ley de Ohm La ley de Ohm es la fórmula básica usada en circuitos eléctricos. Establece que la corriente varía directamente proporcional con el voltaje e inversamente proporcional con la resistencia.
Ley de Ohm Una forma fácil de recordar la ley de Ohm es utilizando un triángulo mostrado en la figura. Cubra la cantidad desconocida con su dedo y las letras que quedan muestran como calcular la desconocida.
Ley de Ohm Recuerde: La corriente es expresada en amperios. El voltaje es expresado en voltios. La resistencia es expresada en Ohmios (Ω).
Ley de Ohm El siguiente circuito es usado para resolver el valor de la corriente.
Circuito Serie Resistivo Un circuito serie se forma cuando un número dado de resistencias se conectan terminal con terminal de tal forma que sólo hay un camino para que fluya la corriente. En un circuito serie los valores de las resistencias se suman. Por ejemplo, la resistencia total o equivalente (Rt) en el circuito serie de la figura es 16100 Ohmios.
El Voltaje en un Circuito Serie El voltaje a través de cada resistencia en un circuito serie es referido como una caída de voltaje. La caída de voltaje a través de cada resistencia es el producto del valor de la resistencia (en ohmios) y la cantidad de corriente fluyendo a través de ella (en amperios).
Circuito Paralelo Un circuito paralelo es aquel que presenta más de un camino para la corriente. Cuando dos o más resistencias son ubicadas en un circuito una al lado de la otra se dice que el circuito es paralelo.
Circuito Paralelo: Resistencia Equivalente Para determinar la resistencia total de un circuito paralelo cuando todas las resistencias tienen igual valor, divida el valor de una resistencia por la cantidad total de resistencias que hay en el circuito.
Circuito Paralelo: Resistencia Equivalente Para determinar la resistencia total de un circuito paralelo cuando las resistencias tienen distinto valor, se debe aplicar la fórmula:
Donde n es el número de resistencias que hay en el circuito.
Circuito Paralelo: Resistencia Equivalente Ejemplo: Determinar la resistencia equivalente en el siguiente circuito.
Circuito equivalente
El voltaje en un circuito en paralelo Cuando las resistencias se ubican en paralelo con la fuente de voltaje, el voltaje en cada resistencia es el mismo.
La corriente en un circuito en paralelo La corriente que fluye a través de cada resistencia en un circuito en paralelo es igual al voltaje dividido por el valor de la resistencia en cada rama del circuito. La corriente total que fluye a través del circuito es igual a la suma de las corrientes que fluyen por las ramas del circuito.
La corriente en un circuito en paralelo Cuando las resistencias del circuito paralelo son de distinto valor, la oposición al flujo de la corriente no es la misma en cada rama. La corriente es mayor a través del camino de menor resistencia.
Circuitos Mixtos En la práctica suele encontrarse circuitos con combinaciones de resistencias en serie y en Circuito Serie paralelo. Circuito Paralelo
Circuito Compuesto
Circuitos mixtos Los circuitos compuestos pueden ser reducidos a un circuito simple. Ejemplo:
Circuitos mixtos: Baterías
Circuitos mixtos: Baterías Desconectador manual de baterías
Parrillas de retardo Las parrillas de retardo son elementos resistivos que pueden ser conectados tanto en serie como en paralelo.
Circuito parrillas
Circuito parrillas
Camión 830E
Potencia Cuando una fuerza aplicada produce movimiento, se dice que se está realizando TRABAJO. En un circuito eléctrico, la fuerza aplicada es el voltaje y la corriente es el movimiento. La razón a la que es realizado el trabajo es llamada POTENCIA. La potencia consumida en un circuito eléctrico depende de la cantidad de corriente que pasa a través de la resistencia por un voltaje dado. La potencia se calcula multiplicando el voltaje por la corriente y su unidad es el watt o vatio.
Electricidad y Magnetismo El entendimiento del magnetismo es crítico para el entendimiento de la electricidad, ya que el magnetismo es usado para producir corriente eléctrica, y la corriente eléctrica produce una fuerza magnética asociada. Características de los magnetos: Atraen
y mantienen sujeto al hierro.
Asumen
orientación norte-sur.
Electricidad y Magnetismo Los magnetos permanentes no necesitan corriente eléctrica para mantener su fuerza magnética. Los tres tipos más comunes de magnetos permanentes son: Herradura Barra Aguja
de brújula
Principios Magnéticos Todo imán tiene dos polos, un polo norte y un polo sur. Éstos son los puntos donde ocurre la máxima atracción. Las líneas de flujo invisibles salen del polo norte y entran al polo sur. •
Mientras que las líneas de flujo son invisibles, los efectos del campo magnético pueden hacerse visibles.
•
Cuando una hoja de papel es ubicada sobre un imán y se esparcen limaduras de hierro sobre él, las limaduras de hierro se autoordenarán a lo largo de las líneas de flujo invisibles.
Principios Magnéticos
Las líneas de flujo magnético fluyen del polo norte al polo sur.
•
Principios Magnéticos ¿Qué sucede cuando se coloca un imán junto a otro?
Principios Magnéticos ¿Qué sucede cuando se coloca un imán junto a otro?
Electromagnetismo Siempre que una corriente circula por un conductor, existe un campo magnético alrededor del conductor. La dirección de la corriente y la del campo magnético están relacionadas por la regla de la mano derecha.
Electromagnetismo Una bobina de alambre en la que circula una corriente, actúa como un imán. Las espiras individuales generan pequeños campos magnéticos. Los campos magnéticos individuales se suman unos con otros para formar un gran campo magnético. La fuerza de este campo puede ser incrementada agregando más vueltas a la bobina o por aumento del valor de la corriente. También se puede aplicar la regla de la mano derecha a la bobina.
Electromagnetismo en un solenoide
Solenoide La función del solenoide es desplazar un núcleo para generar un accionamiento.
•
Solenoide del motor de arranque.
Solenoide Solenoide en el motor de arranque
•
En el plano del camión
Solenoide de control de la pala
Solenoide de Control de Frenos
Electroimanes Se puede construir un electroimán arrollando una bobina de alambre alrededor de un núcleo. •
El núcleo es usualmente de hierro dulce, el cual conduce las líneas de flujo magnético con relativa facilidad. •
Cuando la corriente circula a través de la bobina, el núcleo llega a magnetizarse •
La habilidad para controlar el tamaño y dirección de la fuerza magnética hace útiles a los electroimanes. •
Electroimanes Una gran variedad de dispositivos eléctricos tales como motores, disyuntores, contactores, relés, y partidores de motores usan electroimanes como principio electromagnético.
Ejemplo: relés En el camión
•
En el plano del camión
Ejemplo: CPR
Ejemplo: relés En la pala
•
En el plano de la pala
Ejemplo: relés En el plano de la pala
Ejemplo: relés En la pala
•
En el plano de la pala
Ejemplo: contactores en camiones de extracción KOMATSU
Ejemplo: contactor
