ELECTRICIDAD BASICA
de pue s e A s L U e su rda a qu LEC MO la en l sta pie as. u e ic artíc in que s y fís p r s a o c n i o e uerp quím la m Es ir un c dades d divi propie
Elaborado por: Luis Yamasaki Volvo Perú S.A. Centro de Entrenamiento 01.03.2001
1
FUNDAMENTOS FUNDAMENTOS DE DE LA LA ELECTRICIDAD ELECTRICIDAD ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE DE LA LA MATERIA MATERIA
Cualquier substancia o material que sea dividida en partes cada vez más pequeñas, llega siempre a la menor de ellas se llama molécula. Podemos definir entonces: MATERIA MATERIA
Es todo lo que posee masa y ocupa lugar en el espacio, estando compuesta de una o más combinaciones de dos o más elementos, los que pueden estar en tres estados; sólido, (hierro, plata, etc.), líquido (agua, alcohol) y gaseoso (oxígeno, hidrógeno). CUERPO CUERPO
Una parte limitada de la materia que posee una determinada forma. Ej.: Una viga de madera, un bloque de cemento. Los cuerpos pueden ser simples o compuestos. - Simples: Cuando están constituidos por un solo elemento químico. (Hierro (Fe), plomo (Pb); plata (Ag)). - Compuestos: cuando están constituidos por la combinación de dos o más elementos químicos. Agua (H2O), ácido sulfúrico (H2SO4). 2
MOLECULA MOLECULA
Es la menor partícula en que se puede dividir un elemento sin que éste pierda sus propiedades fundamentales.
Atomo de Oxígeno
H O H
Atomos de Hidrógeno
3
ATOMO ATOMO ::
Es la menor porción de la materia que conserva sus propiedades fundamentales. ESTRUCTURA ESTRUCTURA DEL DEL ATOMO ATOMO
NUCLEO NUCLEO ::
Está formado por partículas positivas, denominadas protones y partículas eléctricamente neutras, llamadas neutrones. neutrones ESFERA ESFERA ELECTRICA ELECTRICA ::
Está formada por partículas negativas denominadas electrones que circulan alrededor del núcleo. Los electrones que están más próximos al núcleo se llaman capturados y es difícil retirarlos, mientras que los electrones más distantes del núcleo se llaman libres y pueden ser retirados fácilmente. La corriente eléctrica está formada por el movimiento ordenado de los electrones libres de un átomo hacia otro. 4
Los átomos son tan pequeños, que diez millones de ellos colocados en fila medirían solamente un milímetro. Los electrones ubicados en la último órbita, son los que intervienen en las reacciones químicas. Cuando un átomo pierde electrones al entrar en combinación con otro átomo se denomina ION POSITIVO. Los elementos metálicos por poseer de 1 a 3 electrones en su última órbita tienden a perderlos. Estos elementos pueden ser: Au - Ag - Cu - Al Cu29
Cuando el átomo gana electrones al entrar en combinación con otro átomo se denomina ION NEGATIVO, los elementos no metálicos por poseer de 5 a 7 electrones en su última órbita tienden a ganarlos. Por ejemplo F - Cl - Br - I S16
5
Cuando un átomo no pierde ni gana electrones se denomina SATURADOS, porque no intervienen en las reacciones químicas, por lo general son los gases. Por ejemplo: He - Ne - Ar - Kr - Xe - Rn
He2
CUERPOS CONDUCTORES AISLANTES Y SEMICONDUCTORES Cuerpos conductores Son aquellos que presentan baja resistencia al paso de la corriente eléctrica, a mayor distancia del núcleo, el electrón se desprende mas fácilmente y por lo tanto es un mejor conductor, tiene hasta 3 elementos en su última órbita estos son:
ELEMENTO Au Ag Cu Al
N° ATOMICO 79 47 29 13
CONFIGURACION ELECTRONICA 2 - 8 - 18 - 32 - 18 - 1 2 - 8 - 18 - 18 - 1 2 - 8 - 18 - 1 2 - 8 - 3
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Cuerpos Aislantes Son los que presentan alta resistencia al paso de la corriente eléctrica por tener pocos electrones libres en su estructura molecular. ELEMENTO N° ATOMICO CONFIGURACION ELECTRONICA He 2 2 Ne 10 2 - 8 Ar 18 2 - 8 - 8 Kr 36 2 - 8 - 18 8
Cuerpos Semiconductores Son los que no son buenos conductores, ni son aceptables aislantes. Estos elementos están con los componentes electrónicos, estos son elementos naturales y son tetravalentes es decir en su última órbita tienen 4 electrones.
ELEMENTO Ge Si
N° ATOMICO CONFIGURACION ELECTRONICA 32 2 - 8 - 18 - 4 14 2 - 8 - 4
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SENTIDO SENTIDO DE DE LA LA CORRIENTE CORRIENTE ELECTRICA ELECTRICA ELECTRONICO ELECTRONICO ::
Es el movimiento de los electrones del polo negativo hacia el polo positivo de la batería. CONVENCIONAL: CONVENCIONAL:
Cada electrón, atraído por el polo positivo de la batería, crea un “vacío”. “vacío” A su vez, otro electrón se desplaza y llena el “vacío” y así sucesivamente. Estos “vacíos” se denominan huecos y se desplazan desde el polo positivo hacia el polo negativo de la batería. El sentido de este movimiento se denomina convencional. 1
Electrones
2
Huecos
3
Electrones
Huecos
Electrones
Huecos
4
Electrones
Huecos
8
¿Qué relación tiene esto con la corriente eléctrica?
RELACION RELACION ENTRE ENTRE EL EL ATOMO ATOMO Y Y LA LA CORRIENTE CORRIENTE ELECTRICA ELECTRICA
Los electrones están sometidos a una fuerza de atracción hacia el núcleo. La fuerza de atracción es mayor en los electrones más próximos del núcleo y se va haciendo menor a medida que estas se alejan más. Si a estos electrones se les aplica una pequeña fuerza exterior, salen de su órbita y se ponen en movimiento por un conductor. A estos electrones se les llama electrones libres. Al
Electrón libres
9
A la fuerza que los pone en movimiento, se les llama fuerza electromotriz. A las máquinas que producen esta fuerza electromotriz se les llama generadores.
¿Pero, qué es la electricidad?
La electricidad se define como el flujo de electrones libres que pasan a través de un elemento conductor, debido a la diferencia de potencial de una fuerza electromotriz.
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CIRCUITO CIRCUITO ELECTRICO ELECTRICO
Son los diferentes elementos, interconectados a través de los cuales circulan cargas eléctricas impulsadas por la diferencia de potencial.
Generador.-Es el elemento encargado de crear la diferencia de cargas eléctricas, entre sus 2 bornes, fuerza Electromotriz. Conductores.-.Son los cables que unen el generador con los consumidores. Consumidor.- Es el elemento encargado de transformar la energía eléctrica, que la proporciona el generador , en el otro tipo de energía (calorífica, luminosa, mecánica).
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MAGNITUDES MAGNITUDES ELECTRICAS ELECTRICAS TENSION TENSION ::
Para que haya movimiento de electrones a lo largo de un conductor es necesario que exista alguna fuerza o presión que los impulse. Esta presión o fuerza, se denomina diferencia de potencial o fuerza electromotriz (f.e.m.) o simplemente tensión. Podemos comparar la tensión con la presión de un circuito hidráulico. Caja de agua Presión
Diferencia de Potencial
La magnitud “tensión” se representa por la letra “U” y su unidad de medida es el voltio, simbolizado por la letra “V”. La tensión, se mide por medio de un voltímetro conectado en paralelo. 12
V
CORRIENTE CORRIENTE ELECTRICA ELECTRICA ::
Es la cantidad de cargas eléctricas (electrones) que circula por un conductor en un determinado período de tiempo. La corriente eléctrica o intensidad de corriente se representa por la letra “ I ” y su unidad de medida es el amperio, amperio simbolizada por la letra “ A ” . La corriente eléctrica, se mide por medio de un amperímetro conectado en serie.
A
13
RESISTENCIA ELECTRICA :
Es la dificultad que ofrece un conductor al paso de la corriente eléctrica.
MOVIMIENTO DE LOS ELECTRONES
La resistencia eléctrica de un conductor es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional al área de su sección recta, es decir cuanto más largo sea el conductor, mayor será su resistencia y cuanto mayor sea su diámetro, menor será el valor de su resistencia. La resistencia eléctrica se representa por la letra “ R ” y su unidad de medida es el Ohmio, representado por la letra griega (Ω). El instrumento de medida de la resistencia es el Ohmímetro. 14
LEY LEY DE DE OHM OHM ::
Las magnitudes dependientes entre sí obedecen a una relación matemática, que pueden ser definidas a través de una fórmula. Algunas veces esas relaciones se denominan “leyes”. Es el caso de la ley de Ohm, cuyo nombre fué dado en homenaje a un físico que la enunció por primera vez. Esa ley establece que en un determinado circuito, o en cualquier parte del mismo, la tensión aplicada es igual al producto de la resistencia por la intensidad de la corriente. Por tanto:
U=RxI Si en ese mismo circuito, aumentamos la tensión, la corriente aumentará en forma proporcional al aumento de tensión, si reducimos la tensión, la corriente se reducirá proporcionalmente. Para recordar más fácilmente esta fórmula, esta puede ser indicada como sigue:
U R I 15
LEY LEY DE DE WATT WATT ::
Estudia el trabajo eléctrico, realizado en el circuito y dice que la potencia eléctrica consumida en un circuito es directamente proporcional a la tensión y la corriente que circula por el mismo. En otras palabras, la potencia es igual al producto de la tensión por la corriente.
P=UxI También puede expresarse gráficamente:
P U
I
Ej..: ¿Cuál es la potencia consumida en una lámpara de 12 V por la cual circula una corriente de 4 A ? Usando la fórmula: P = U x I P=? U = 12 V I=4A
P = 12 x 4 = 48 P = 48 W 16
CIRCUITOS CIRCUITOS ::
- SERIE - DERIVACION O PARALELO
SERIE SERIE ::
Se dice que dos o más componentes están conectados en serie cuando se encuentran instalados en línea, uno después del otro y la corriente que circula por todos los consumidores es la misma.
R1
R2
I1
I2
IT
DERIVACION DERIVACION O O PARALELO PARALELO ::
Se dice que los componentes están conectados en derivación (paralelo) cuando todos ellos, están unidos a un mismo punto del circuito. 17
I1 R1 I2
IT
I3
R2
R3
SERIE SERIE -- DERIVACION DERIVACION ::
Se caracteriza por tener los 2 tipos anteriores de circuitos, en un mismo sistema. En un circuito de un vehículo, los fusibles están conectados en serie con los consumidores y en derivación entre sí. F
18
En un circuito en serie, la suma de las tensiones aplicadas a los consumidores es igual a la tensión de la fuente de alimentación. Por tanto: UT = U1 + U2 + U3 ... U1
U2
U3
V
V
V
A
V
UT
En un circuito en derivación, la tensión aplicada a cada uno de los consumidores es igual a la tensión de la fuente de alimentación. En este caso, la suma de las corrientes que circulan por los consumidores es igual a la que circula por la fuente. Por tanto: IT = I1 + I2 + I3 ...
IT I1
I2
I3
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CALCULO CALCULO DE DE RESISTENCIAS RESISTENCIAS EN EN CIRCUITO CIRCUITO SERIE SERIE
En un circuito serie, la resistencia total es igual a la suma de las resistencias instaladas. Ej.: En dos lámparas conectadas en serie, una con 2Ω y la otra con 3Ω. ¿Cuál es el valor de la resistencia total? RT = R1 + R2 RT = 2 + 3 RT = 5 Ω
R1
R2
R3
RT = R1 + R2 + R3 ... etc. 20
CALCULO CALCULO DE DE RESISTENCIAS RESISTENCIAS EN EN CIRCUITO CIRCUITO PARALELO PARALELO er CASO: 11er CASO: RESISTENCIAS RESISTENCIAS IGUALES IGUALES
R RT =
R1 = 10 Ω
R2 = 10 Ω
R3 = 10 Ω
n RT = ?
10 RT =
3
RT = 3.33 Ω
do CASO: 22do CASO: 22 RESISTENCIAS RESISTENCIAS DIFERENTES DIFERENTES
RT =
R1 x R2
R2 = 20 Ω
R3 = 30 Ω
R1 + R2 RT = ?
RT =
20 x 30 20 + 30
=
600
= 12 Ω
50
21
er CASO: 33er CASO: MAS MAS DE DE 22 RESISTENCIAS RESISTENCIAS EN EN PARALELO PARALELO
R1 = 2 Ω
R2 = 4 Ω
R3 = 6 Ω
RT = ?
La resolución de este caso, se hará por el método de las inversas. 1
1
1
= RT
1 2 1 RT
=
1 4
1
R3
6+3+2 =
6 12
RT =
+ R2
+
11 12
+ R1
+
1
11
11 =
12
12
RT = 1.09 Ω
NOTA: En los 3 casos, la resistencia total siempre será menor que la de menor valor.
22
CODIGO CODIGO DE DE COLORES COLORES PARA PARA RESISTENCIAS RESISTENCIAS 1ra.
COLOR
2da.
3ra. Factor Mult.
4ta. Tolerancia
NEGRO
0
0
100
-
MARRON
1
1
101
-
ROJO
2
2
102
-
ANARANJADO
3
3
103
-
AMARILLO
4
4
104
-
VERDE
5
5
105
-
AZUL
6
6
106
-
VIOLETA
7
7
107
-
GRIS
8
8
108
-
BLANCO
9
9
109
-
DORADO
-
-
10-1
± 5%
PLATEADO
-
-
10-2
±10%
S/COLOR
-
-
-
±20%
MODO MODO DE DE USAR USAR
ROJO MARRON NARANJA PLATEADO
ROJO = 2 MARRON = 1 NARANJA = 103 PLATEADO = 10%
23.1 KΩ 21 x 1000 = 21000 ± 10%
18.9 KΩ 23
CAIDA CAIDA DE DE TENSION TENSION ::
La corriente que circula a través de un circuito resistivo (que ofrece resistencia al pasaje de la corriente) produce una caída de tensión. Veamos:
R1
V
I
U1
R2
V
U2
Caída de tensión producida en la resistencia 1: U1 = R1 x I y en la resistencia 2:
U2 = R2x I Como consecuencia de esto, un conductor ideal no debe tener resistencia; en caso contrario, producirá una caída de tensión para el consumidor y no conseguirá entregar la potencia total para la cual está dimensionada. 24
Es un defecto que se produce en el circuito eléctrico y que ocasiona el funcionamiento defectuoso de los consumidores (carga). La caída de tensión, puede ser originada por: 1. Falso contacto 2. Cable muy delgado 3. Recorrido largo de la corriente. En cualquier de los casos, este defecto equivale a tener una resistencia, innecesaria en el circuito y hará que el consumidor funcione con menor voltaje. Ejemplo: Calcular el voltaje, que hace funcionar a un rotor de alternador de 12V, sabiendo que tiene una resistencia de 4Ω. El falso contacto, ha originado una resistencia adicional de 1Ω. R=1Ω
U = 12V
(ROTOR) R=4Ω
1. La intensidad del circuito, será: U I =
RT
12 =
4+ 1
12 =
5
2. La tensión en el rotor, será: U = I.R = 2.4 x 4 = 9.6 V
= 2.4 Amp.
3. La caída o pérdida de tensión, será: U = I.R = 2.4 x 1 = 2.4 V
25
FUSIBLES FUSIBLES ::
Los fusibles son los componentes que tienen por función proteger la instalación eléctrica impidiendo que ocurran accidentes. Los fusibles se funden cuando la corriente alcanza un límite por encima de la que el circuito puede tolerar, interrumpiendo el mismo. Al calcularse un fusible, se deberá conocer la corriente que circulará por el circuito y se instalará un fusible que tenga una capacidad de soportar el paso de una corriente, 30 a 50% mayor que la del circuito. Ej.: ¿Cuál será el fusible a ser instalado en este circuito? U = 12 V P I =
48 W
48 W
U
I = 4 A (por lámpara) IT = 8 A 30% de 8 A = 2.4 A 50% de 8 A = 4 A El fusible a ser usado es de 10.4 a 12A 26
RELE RELE
Es un interruptor electromagnético, que permite controlar un circuito de mayor REPRESENTACION REPRESENTACION amperaje, con otro de 87a INTERRUPTOR menor amperaje. Se diseñan para 12V y 24V pudiendo controlar una intensidad de 30 amperios. Se construyen para 4 y 5 contactos.
30
87
86
85
BOBINA
RELE DE 5 CONTACTOS
Por su reducido tamaño, se usan en la gran mayoría de vehículos automotrices. Ventajas: 1. Evita el recalentamiento del interruptor de luces. 2. Reduce la caída de tensión. 3. Puede funcionar automáticamente. ESQUEMA ESQUEMA DE DE FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO
F
30
87
86
85
27
Como la corriente que circula por el claxon es de regular intensidad, los contactos del botón que se encuentran en el timón, se “quemarán” muy rápido. Para evitar esta situación, se utiliza el relé de claxon. Generalmente este relé consta de 3 terminales, pudiendo adaptarse cualquier relé de luz de 4 ó 5 contactos).
F
B
H
S RELE
B = BATERIA H = HORN (BOCINA) S = SWITCH.
28
RELE RELE DE DE LUZ LUZ
87a
30
87
86
85
87
VISTA VISTA REAL REAL
87a 86
85 30
29
CALCULO CALCULO DE DE LA LA SECCION SECCION DE DE LOS LOS CABLES CABLES L : Longitud del cable en m. I : Intensidad de la corriente en amperios U : Caída de la tension permitida en voltios ( 0,6 V ) S : Sección del cable en mm2 k : Coeficiente de resistencia específica en conductores de cobre. ( 0,0174 )
S = 0.0174 I L U
CARACTERISTICAS CARACTERISTICAS DEL DEL ALAMBRE ALAMBRE DE DE COBRE COBRE Número escala AWS 0000 000 00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
Diámetro mm 11.680 10.400 9.266 8.252 7.348 6.544 5.827 5.189 4.621 4.115 3.665 3.264 2.906 2.588 2.305 2.053 1.828 1.628 1.450 1.291 1.150 1.024 0.9116 0.8118 0.723 0.6438 0.5733 0.5106 0.4547 0.4049 0.3606 0.3211 0.2859 0.2546 0.2268 0.2019 0.1798 0.1601 0.1426 0.127 0.1181 0.1007 0.0897 0.0799
Sección 2 mm 107.20000 85.03000 67.43000 53.48000 42.41000 33.63000 26.67000 21.15000 16.77000 13.30000 10.55000 8.36600 6.63400 5.26100 4.17300 3.30900 2.62400 2.08100 1.65000 1.30900 1.03800 0.82310 0.65270 0.51760 0.41050 0.32550 0.25820 0.20470 0.16240 0.12880 0.10210 0.08098 0.06422 0.05093 0.03203 0.02340 0.02014 0.01597 0.01267 0.01005 0.07970 0.00797 0.00632 0.00501
Peso Kg/Km 953.2000 755.9000 599.5000 475.4000 377.0000 299.0000 237.1000 188.0000 149.1000 118.3000 93.7800 74.3700 58.9800 46.7700 37.0900 29.4200 23.3300 18.5000 14.6700 11.6300 9.2260 7.3170 5.8030 4.6020 3.6490 2.8940 2.2950 1.8200 1.4430 1.1450 0.9077 0.7199 0.5709 0.4527 0.3590 0.2847 0.2258 0.1791 0.1420 0.1126 0.0893 0.0708 0.0562 0.0445
Resistencia (20°C) ohm ios/Km . 0.1608 0.2028 0.2557 0.3224 0.4066 0.5127 0.6465 0.8152 1.0280 1.2960 1.6340 2.0621 2.5990 3.2770 4.1320 5.2110 6.5710 8.2850 10.4500 13.1700 16.6100 20.9500 26.4200 33.3100 42.0000 52.9600 66.7900 84.2100 106.2000 133.9000 168.9000 212.9000 268.5000 338.6000 426.9000 538.3000 678.8000 856.0000 107.9400 136.1000 171.6200 216.4100 272.8900 344.1100
30
BATERIAS BATERIAS
La batería es un dispositivo que transforma la energía química en energía eléctrica. La batería esta conformada por los siguientes elementos: 1.- Casco. 2.- Placas: positivas (+) y negativas (-). 3.- Aislantes. 4.- Bornes. 5.- Puentes. 6.- Tapas de vaso. 7.- Tapones respiradores. 8.- Electrolito: ácido sulfúrico + agua.
IDENTIFICACION IDENTIFICACION DE DE LOS LOS BORNES BORNES
1.- Diámetro borne (+) : 11/16” (17.5 mm). Diámetro borne ( - ) : 5/8” (16 mm). 2.- Color de borne (+) Color de borne ( - )
: marrón ..... (PbO2) : gris ........... (Pb)
3.- Marca impreso (+) Marca impreso ( - )
: borne positivo. : borne negativo.
4.- Color de pintura Color de pintura
: rojo .......... borne (+) : verde........ borne ( - )
5.- Instrumento
: Voltímetro 31
ACCION ACCION QUMICA QUMICA DURANTE DURANTE LA LA CARGA CARGA Y Y DESCARGA DESCARGA
Reacción química en la placa (+) 2PbO2 + 2H2SO4
2SO4Pb + 2H2O + 02
Reacción química en la placa ( - ) Pb + H2SO4
SO4Pb + H2
Descarga Descarga Antes de la descarga.
Descarga
PbO2 + Pb + 2H2SO4
Después de la descarga
SO4Pb + SO4Pb + 2H2O
Durante la descarga , la densidad del electrolito disminuye debido al aumento de agua.
Carga Carga Antes de la carga.
SO4Pb + SO4Pb + 2H2O
Carga
Después de la carga
PbO2 + Pb + 2H2SO4
Durante la carga, la densidad del electrolito aumenta debido a la disminución de agua. 32
ESTADO ESTADO DE DE LAS LAS BATERIAS BATERIAS
Tensión por celda = peso específico + 0,84 BATERIA BATERIA CARGADA CARGADA U = pe + 0,84 U = 1,28 + 0,84 U = 2,12 V UT = n x U
UT = 6 x 2,12 V UT = 12,72 V
BATERIA BATERIA DESCARGADA DESCARGADA
U = pe + 0,84 U = 1,12 + 0,84 U = 1,96 V UT = n x U UT = 6 x 1,96 UT = 11,76 V
De acuerdo al peso específico del electrolito se puede determinar si una batería esta cargada o descargada (ver diagrama).
33
PROPIEDADES DE LA BATERIA V 12.80
12.60
12.40
12.20
12.00
11.80
11.60 1.10
1.12
1.14
1.16
0
1.18
1.20
1.22
50
25
1.24
1.26
1.28
1.30
%
100
75
gr / cm²
TENSION TENSION DE DE CARGA CARGA +
+
-
+
-
B+ B-
-
BASTIDOR
34
La batería son de 12 voltios tienen un total de 6 celdas. La tensión producida por las celdas varían según el grado de carga. Una celda totalmente cargada tiene una tensión de 2,12 voltios. Cada celda además tiene una resistencia eléctrica interior que da lugar a una caída de tensión de 0,2 voltios. 2,12 x 6 = 12,72 V 0,2 x 6 = 1,2 V 13,92 V
CAPACIDAD CAPACIDAD DE DE LAS LAS BATERIAS BATERIAS Las celdas están formadas por varias placas conectadas en paralelo con el objeto de aumentar su capacidad; a mayor número de placas mayor capacidad. La capacidad de las baterías se miden en Amperio/hora (Ah), es decir en número de horas que puede durar proporcionando una corriente determinada, hasta que el electrolito alcanza una densidad de 1,12 es cuando se encuentra totalmente descargado. La capacidad de una batería depende principalmente de la cantidad de material activo positivo (PbO2) que encuentra expuesto a la acción del electrolito por cada cm2 de placa positiva se obtiene 0,05 Ah.
35
0,05 Ah x 2 = 0,10 Ah cm2 cm2 Cara posterior
2
1 cm
Cara delantera
CAPACIDAD DE CARGA (Ah) = N x L x A x 0,10
N : Números de placas + L : Longitud de la placa en cm. A : Ancho de la placa en cm.
36
PROCESO PROCESO DE DE DESCARGA DESCARGA El radical sulfato (SO4) pasara tanto para las placas positivas como para las placas negativas transformandose en sulfato de plomo (PbSO4),quedando el electrolito con una concentración menor del ácido sulfúrico (H2SO4). Cuando mas intensa y prolongada sea la descarga menor será la concentración del ácido.
-
+
o Pb
o
H
H
so4
H
Pb
H H
H
so4
Resumiendo, cuando se conecta un circuito externo a los polos de una batería, se establece un flujo de corriente que desplaza los electrones de las placas negativas hacia las placas positivas hasta que se restablece el equilibrio eléctrico. Al mismo tiempo, las placas “absorben” los radicales sulfato (SO4) y el 37 electrolito quedara menos denso.
PROCESO PROCESO DE DE CARGA CARGA
El proceso de de una batería consiste en provocar una reacción opuesta a la que ocurre durante la descarga. Para conseguir esta reacción se deberá aplicar a la batería una tensión mayor que su tensión nominal. En esta forma, hacemos circular una corriente en sentido opuesto a la corriente producida durante la descarga. Esta corriente hará que el radical sulfato (SO4) que estaba unido a las placas de plomo se separe de ellas y se junte al hidrógeno del agua (H2), formando nuevamente ácido sulfúrico (H2SO4) que de esta manera vuelve a tener su densidad correcta. Las placas se restablecerán, quedando la negativa con plomo puro (Pb) y la positiva con peróxido de plomo (PbO2), después de haber recibido el oxígeno (O2) del agua. G
+
_
_
+ H
O
Pb
SO4
H
O
H
Pb
H
SO4
H
H
O
38
Resumiendo, cuando se aplica a una batería una tensión mayor que su tensión nominal, se hace circular por ella una corriente de sentido contrario a la de descarga, hasta que se restablece el equilibrio eléctrico. Las placas liberan los radicales sulfato (SO4) y el electrólito queda más denso.
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MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO DE DE LA LA BATERIA BATERIA RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES ::
1. Asegurar la batería, a la carrocería. 2. Evitar acumulación de polvo y humedad en la parte superior (tapa). 3. Agregar sólo agua destilada. 4. Mantener el nivel del electrólito, más o menos 1cm. Sobre las placas. 5. Evitar la sulfatación de las placas (cuando esté fuera de servicio, mantenerla cargada). 6. Evitar “chispas”, cerca de la batería. 7. En lo posible, la carga debe ser lenta. 8. Quitar los tapones, durante la carga (taller). 9. Evitar contacto con el electrólito, por su efecto corrosivo. 10.Usar la batería de capacidad adecuada. 11.Verificar el voltaje de carga del alternador. - para sistemas de 12V ==> 14V. - para sistemas de 24V ==> 28V.
+ -
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CALCULO CALCULO DE DE LA LA INTENSIDAD INTENSIDAD DE DE CARGA, CARGA, DE DE LA LA BATERIA BATERIA
A parte de de que ya se ha mencionado la carga lenta, como la más adecuada, para no afectar a las placas, se debe tener en cuenta que conforme va cargando la batería su intensidad de carga va decreciendo, porque su voltaje se va nivelando con el del cargador. Ejemplo: Si la carga, se inicia con 10 Amperios, este valor irá disminuyendo. Otro método de carga, consiste en aplicar una intensidad constante, durante todo el período de carga para tal efecto, se recomienda un tiempo de carga de 16 horas. El cuadro que se muestra a continuación, nos permite, calcular la intensidad de carga constante. gr/cm3
INTENSIDAD DEL ELECTROLITO
1.28 1.26 1.24 1.22 1.20 1.18 1.16 % 0
10
25
40
55
70
85
100
CARGA EN PORCENTAJE
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Ejemplo: La densidad medida en una batería de 12V - 15 placas (90A.h), es de 1.20 gr/cm3. Según la Tabla, corresponde a una carga de 40%. Haciendo la deducción, tenemos que el porcentaje faltante, sería 60%. La capacidad será: 100% 60%
90 A.h X
60 x 90 X=
100
= 54 A.h
La Capacidad faltante: 54 A.h (60%), se podrá lograr en 16 horas con una intensidad constante, de: I=
C t
=
54 A.h 16h
= 3.37 A
Si se desea una carga rápida (no recomendable), será: 54 A.h
C I=
t
=
2h
= 27 A
NOTA: Durante las 2 horas, habrá que mantener la intensidad de carga (27 A), a un valor constante.
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