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CENTRO DE ENTRENAMIENTO

Elaborado por : L. Yamasaki Yamasaki 01.03.2001


CONCEPTO DE ELECTRICIDA ELECTRICIDAD: D: 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. ELECTRONES LIBRES: Son los electrones de la última órbita de un átomo que tienden a perderse o ganarse. Cuando un átomo átomo pierde un electrón se denomina ion positivo (cátodo). (cátodo). Son elementos metálicos y poseen poseen en su úl últim tima a ór órbi bita ta 1 á 3 el elec ectr tron ones es.. Po Porr Ej Ej.. Au - Ag - Cu - Al Al.. Cuando un átomo gana un electrón se denomina ion negativo (ánodo). (ánodo). Son elementos elementos no no metálicos y poseen en su úl últitima ma ór órbi bita ta 5 á 7 el elec ectr tron ones es.. Po Porr ej ejm. m. F - Cl - Br - I. Cuando un átomo no pierde ni gana electrones se denomina Saturados. Son elementos en estado estado gaseoso. gaseoso. Por ej ejm. He - Ne - Ar - Kr.



CONCEPTO DE ELECTRICIDA ELECTRICIDAD: D: 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. ELECTRONES LIBRES: Son los electrones de la última órbita de un átomo que tienden a perderse o ganarse. Cuando un átomo átomo pierde un electrón se denomina ion positivo (cátodo). (cátodo). Son elementos metálicos y poseen poseen en su úl últim tima a ór órbi bita ta 1 á 3 el elec ectr tron ones es.. Po Porr Ej Ej.. Au - Ag - Cu - Al Al.. Cuando un átomo gana un electrón se denomina ion negativo (ánodo). (ánodo). Son elementos elementos no no metálicos y poseen en su úl últitima ma ór órbi bita ta 5 á 7 el elec ectr tron ones es.. Po Porr ej ejm. m. F - Cl - Br - I. Cuando un átomo no pierde ni gana electrones se denomina Saturados. Son elementos en estado estado gaseoso. gaseoso. Por ej ejm. He - Ne - Ar - Kr.



ELEMENTO CONDUCTOR: Se clasifican en: conductores, aislantes y semiconductores. CONDUCTORES: CONDUCTOR ES: Presen Presentan tan bajas resiste resistencias ncias al paso de los electrones libres. Elemento N At Atómico Configuración electrónica ° °

Au Ag Cu Al

79 47 29 13

2 - 8 - 18 - 32 - 18 - 1 2 - 8 - 18 - 18 - 1 2 – 8 - 18 - 1 2-8-1

AISLANTES: Presentan alta resistencia resistencia al paso de los electrones libres. No es es posible combinarse con otros otros elementos. Elemento

N Atómico

He Ne

2 10

2 2–8

Ar Kr

18 36

2–8–8 2 – 8 – 18 – 8


° °

Configuración electr ónica


SEMICONDUCTOR SEMICOND UCTORES: ES: Son aquellos aquellos elementos elementos que no son conductores ni aislantes al paso del flujo de electrones libres. Los semiconductores pueden ser: intrínsecos y extrínsecos. SEMICONDUCTOR SEMICOND UCTORES ES INTRINSECOS INTRINSECOS:: Son elementos elementos puros como como el Ge y el Si. Son tetravalentes. tetravalentes. Elemento Ge Si

N Atómico 32 14

Si

° °

Configuración electr ónica 2 – 8 – 18 – 4 2–8–4

Si

ENLACE COVALENTE Enlacee covale Enlac covalent nte: e: El enlac enlacee entre entre átom átomos os es de de orige origen n magnético, los electrones de la última órbita que se comparten los átomos se agrupan de 2 en 2. Actualmente el Ge ha dejado de utilizarse porque soporta menos temperatura y no es estable, en cambio el Si soporta una mayor temperatura y es más estable. Elaborado por : L. Yamasaki Yamasaki 01.03.2001


SEMICONDUCTORES EXTRINSECOS: Está formado por semiconductores intrínsecos + elementos impuros. Los elementos impuros pueden ser: trivalentes y pentavalentes. SEMICONDUCTOR EXTRINSECO TRIVALENTE: Tipo P: Intrínseco + Trivalente. Elemento In Ga Al

N Atómico 49 31 13

Si

Vacío

Configuración electr ónica 2 – 8 – 18 – 18 – 3 2 – 8 – 18 – 3 2–8–3

° °

Si

Átomo Trivalente

Al Si

Átomo Intrínseco

Si

Elemento Trivalente

Elaborado por : L. Yamasaki 01.03.2001


SEMICONDUCTOR EXTRINSECO PENTAVALENTE: Tipo N: Intrínseco + Pentavalente Elemento Sb As P

N Atómico 51 33 15 ° °

Configuración electr ónica 2 – 8 – 18 – 18 – 5 2 – 8 – 18 – 5 2–8–5

Electrón libre Si

Si

Sb Si

Si

Elemento Pentavalente



CONCEPTO DE ELECTRÓNICA: Se utiliza el término “Electrónica”, para describir una rama de la tecnología eléctrica que explora los efectos del flujo de electrones libres, particularmente en materiales semiconductores, para amplificar o de alguna manera modificar sistemas eléctricos de pequeñas intensidades. El nombre de electrónica se basa en el hecho que el electrón es el elemento eléctrico más pequeño. Los electrones que fluyen a través de un circuito eléctrico reaccionan de diferentes modos, bajo los efectos de factores, tales como. El calor, el magnetismo, la luz, etc. CIRCUÍTO ELECTRÓNICO: Un circuito electrónico, es un conjunto de componentes que han sido proyectados de manera que todos actúen solidariamente para ejercer una función. La función electrónica más común es la amplificación; esto significa tomar un cambio muy pequeño en la tensión o en la corriente eléctrica y aumentarlo hasta que el punto pueda excitar un altavoz, un relé, un indicador o cualquier otro dispositivo que utilice una entrada eléctrica para un útil. Elaborado por : L. Yamasaki 01.03.2001


PARTES DE UN CIRCUÍTO ELECTRÓNICO: 1. Placa de circuítos impresos. 2. Pistas metálicas. 3. Componentes electrónicos. Además, vemos en el gráfico: 4. Diagrama de cableado 5. Diagrama de circuítos



RESISTENCIA ELÉCTRICA: Es la dificultad que ejerce un conductor al paso de la corriente eléctrica. 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 Ohmiómetro. La resistencia se divide en: - Resistencias fijas. - Resistencias variables. - Resistencias especiales.



RESISTENCIAS FIJAS: Existen muchos tipos y tamaños de resistencias fijas, pero los más utilizados son: de carbón homogéneo, de película de óxido metálico y de hilo bobinado. Las resistencias de carbón homogéneo, consisten en partículas de carbón

comprimidas dentro de un tubo de baquelita. Son económicas y seguras, pero su desventaja principal reside en que su valor de resistencia puede cambiar hasta en 20% durante un intervalo de tiempo. También puede fallar (cortocircuito) si se someten a tensiones muy altas. La potencia nomonal se identifica por su tamaño: Dimensiones

Potencia Nominal

d

D

L

d

W

mm

mm

mm

0.125

1.6

4.5

0.4

0.25

2.5

7.5

0.6

0.5

3.7

10

0.7

1

5.2

18

0.8

2

6.8

18

0.8

3

9.3

32

0.8


D

L


VALORES DE LA RESISTENCIAS:

Código color Negro Marrón Rojo Naranja Amarillo Verde Azúl Violeta Gris Blanco Dorado Plateado Sin color


1°

2°

3°

1 2 3 4 5 6 7 8

0 1 2 3 4 5 6 7 8

9 -

9 -

10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 10 -1 10 -2 10

%

0

±5 ±10 ±20


Las resistencias de película , están dotadas de

terminales de hilo conectadas a un tubo de cerámica, el cual está protegido por una película delgada de carbón, metal u óxido metálico. El espesor de la película y el tipo de material determinan el valor de la resistencia. La resistencia se cubre con varias capas de laca aislante. Las resistencias de película son más caras que las de carbón homogéneo, pero son más estables y menos afectos a altas tensiones. Se pueden encerrar varias resistencias en un solo paquete para facilitar su montaje en la placa de circuitos impresos.

RESISTENCIA DE PELICULA

RESISTENCIA FIJA RESISTENCIA DE HILO BOBINADO



Las resistencias de hilo bobinado,

pueden tener terminales planos o de hilo en cada extremo del soporte sobre el cual se arrolla un espiral de hilo de resistencia. La resistencia se cubre con una capa cerámica. Estas resistencias disipan mejor el calor que las resistencias de carbón homogénea o película de carbón, pero son muy caras. Es de suma importancia que las resistencias que se utilizan en un circuito eléctrico o electrónico sean capaces de: - Conservar su valor nominal. - Disipar el calor que generan.



VALORES DE LA RESISTENCIA: SERIE E24

E12

E6

Va riantes de la Resistencia

10

10

10

11 12

12

13 15

15

15

16 18

18

20 22

22

22

24 27

27

30 33

33

33

36 39

39

43 47

47

47

51 56

56

62 68

68

75 82 91


82

68

1.0

10

100

1.1

11

110

1.2

12

120

1.3

13

130

1.5

15

150

1.6

16

160

1.8

18

180

2.0

20

200

2.2

22

220

2.4

24

240

2.7

27

270

3.0

30

300

3.3

33

330

3.6

36

360

3.9

39

390

4.3

43

430

4.7

47

470

5.1

51

510

5.6

56

560

6.2

62

620

6.8

68

680

7.5

75

750

8.2

82

820

9.1

91

910


DIVISOR DE TENSIÓN: Está formado generalmente de dos resistencias en serie. Se aplica como fuente de alimentación en circuitos eléctricos y electrónicos. I

U x R1 U1 =

U2

U

R1 + R2

U1

U1

Ejercicio: Calcular el valor de U1. U = 12 V R1 = 100 Ω R2 = 100 Ω R2 = 1000 Ω

12 x 100 U1 =

= 6V 100 + 100

12 x 100 U1 =

= 1.09 V 100 + 1000



RESISTENCIAS VARIABLES: Son aquellos cuyos valores de la resistencia pueden variarse a voluntad, generalmente está constituida por una pista resistiva por la cual se desliza un contacto (cursor). TIPOS DE RESISTENCIAS VARIABLES: POTENCIÓMETROS: Un potenciómetro, es un tipo de resistencia variable que incorpora una banda resistiva y un cursos que corre sobre ella parea indicar la tensión que se desea medir o para establecer un valor de resistencia determinado. En la Fig. se muestran los diferentes tipos de potenciómetros. Los tres terminales del potenciómetro permiten una variedad de conexiones. En las Fig. se muestra la utilización del dispositivo. Una flecha en el símbolo del potenciómetro significa que controla haciendo girar una perilla; la forma en “ T ” significa que se regula (ajusta) con un destornillador.



El reóstato o potenciómetro como se le llama generalmente es una resistencia variable. Consiste de un material resistivo (banda) y un contacto deslizante (cursor) que hace contacto con la banda. La banda puede ser una película de carbón depositado en un anillo aislante o un espiral de hilo sobre un soporte recto o circular. El tamaño, forma y control del regulador varía según el tipo. Potenciómetro de tipo recto, se desliza a lo largo de un soporte recto o circular. Son de alta resistencia y de baja o mediana potencia.

Potenciómetro controlado por una perilla, gira sobre una banda de película de carbón. Son de alta resistencia pero de baja potencia.



Potenciómetro de ajuste predeterminado. No tiene eje y el cursor se controla con un destornillador. Son de potencia muy baja. Generalmente se utilizan en circuitos impresos.

Potenciómetro de ajuste múltiple espiras, el cursor es controlado por un elemento deslizante o flotador.



RESISTENCIAS ESPECIALES: Son aquellas resistencias que varían su valor con la variación de ciertas magnitudes físicas, tales como: temperatura, magnetismo, tensión y presión. RESISTENCIAS DEPENDIENTES DE LA TEMPERATURA: Influyen sobre ciertas resistencias llamadas termistores. Se utilizan para medir temperaturas.

El sensor de temperatura de refrigerante, es un sensor de “coeficiente de temperatura negativa” – NTC. Los NTC se componen de diversos compuestos de óxido metálico pulverizado con un aglutinante plástico. La resistencia NTC, se modifica según la temperatura; la resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura.

θ



RESISTENCIAS DEPENDIENTES DE LA PRESIÓN: PDR (Resistencia Dependiente de la Presión). Son de material semiconductor, piezometricos o piezoeléctricos.

P El sensor de presión de combustible,

Sensor de presión de aire de la suspensión,



RESISTENCIA DEPENDIENTES DE LA TEMPERATURA Y PRESIÓN:

Sensor de presión y temperatura del turbocompresor

Sensor de presión y temperatura del aceite del motor



RESISTENCIA DEPENDIENTE DEL CAMPO MAGNÉTICO: Son resistencias del tipo inductivo o MDR (Resistencia Dependiente del Magnetismo).

Sensor de velocidad del motor, genera una señal de tensión CA, cada vez que entra en contacto con un diente del volante del motor. Este sensor se compone de una bobina y un imán permanente. Sensor indicador de velocidad, es un sensor de impulsos de corta duración. El principio es el mismo al inductivo.



Sensor del indicador de combustible, El sensor del indicador de combustible consta de un flotador con dos imanes que ascienden o descienden según el nivel d combustible.

En el tubo del sensor, el flotador se desplaza por una placa de circuíto impreso en la que se instalan relés de láminas. El número de relés de láminas depende la longitud del transmisor de señales. Cada vez que pasa el flotador por los relés de láminas, éstos se cierran y proporcionan una lectura determinada de ohmios en el instrumento indicador de combustible.

CAPACITORES: Un capacitor (C), consiste en dos placas metálicas denominados armadura, separadas por un material aislante, llamado dieléctrico cuya función es la de almacenar cargas eléctricas. Los símbolos representan las placas metálicas y las diferencias entre los símbolos (1), (2), (3) y, (4) indican diferentes tipos de capacitores. La unidad de capacitancia es el Faradio (F). Los capacitores se miden normalmente en microfaradios (µF). Elaborado por : L. Yamasaki 01.03.2001


Un capacitor, como lo indica su símbolo (1) consiste en dos placas metálicas muy juntas, pero separadas por un material aislante llamado dieléctrico, el cual puede ser aire o material sólido (como: mica, papel, cerámica, poliuretano y electrolítico).

Fig. 1

+

+

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

El dieléctrico electrolítico, se caracteriza por ser polarizado, es decir los terminales tienen signo (+) o (-), si se invierte su polaridad puede reventar. Su polaridad se identifica por los signos: (+) y (-), por la dimensión del terminal (+): terminal largo; (-): terminal corto. El dieléctrico impide que la corriente circule a través del capacitor. Se aplican como filtros y aisladores electrónicos.

-

En la Fig. Se muestran diferentes tipos de capacitores, Elaborado por : L. Yamasaki 01.03.2001


PRINCIPIOS BÁSICOS DE LOS CAPACITORES: Las dos placas de un capacitor (1) pueden aceptar una carga de electrones de una fuente de tensión por ejemplo, una batería (2) y almacenar la carga durante cierto tiempo hasta que se necesite. La cantidad de carga depende de la tensión aplicada y del valor de la capacitancia. Esto es determinado por la calidad del dieléctrico (3) y el tamaño de las placas y la distancia entre ellas. Para conseguir una área mayor a fin de aumentar la capacitancia, dentro de un volumen razonable, las placas se arrollan en forma cilíndrica (4)

+

++++++++++ ++++++++++

Fig. 1

+

Fig. 2

++++++++++ ++++++++++

+

-

Fig. 4 Fig. 3



CARACTERISTICAS DE UN CAPACITOR: - Un capacitor, varía según la tensión o intensidad. - Al medirse un capacitor, este da 0V, pero si se aplica por un instante una carga. Por Ej. 12V, lo que sucede es que el capacitor se carga de 12V por un instante. - Un capacitor que tiene menor capacidad, se descarga más rápidamente. - La corriente es exactamente igual, es decir el capacitor no hace variar la intensidad. - El diodo solamente conduce cuando el capacitor se carga. - Con un capacitor se logra obtener una corriente más continua

CIRCUÍTO BÁSICO CON CAPACITOR: D1 U≈

C Ui


RL U0


U0 =

U Uo Ui f RL C

Ui (máx.) 1+

1 2f . RL . C

U (máx.) i U= 2

f=

1 T

= Tensión en Voltios (V) = Tensión en Voltios (V) = Tensión en Voltios (V) = frecuencia en Hertz (Hz) = resistencia en Ohmio ( Ω) = Capacitor en microfaradio (µF)

F = frecuencia en Herz (Hz) T = tiempo en seg (s)

Los capacitores conectados en paralelo, tienen más capacitancia. CTOTAL = C1 + C2 + C3 + ...... Los capacitores conectados en serie, la capacitancia disminuye. 1 CTOTAL


1 =

C1

1 +

C2

1 +

C3

+ ----------


MAGNETISMO: El magnetismo es la propiedad de atracción que presentan ciertos materiales hacia otros. Estos materiales son conocidos también como imanes. El magnetismo es producido por la atracción de los electrones. En los imanes los átomos están orientados de tal manera que los electrones giran en el mismo sentido, formando dominios en los extremos de los imanes, conocidos como el polo norte y polo sur. Un imán crea a su alrededor unas líneas de fuerza llamadas campo magnético. Los imanes se utilizan en la construcción de los motores eléctricos, generadores, parlantes audífonos, micrófonos, instrumentos de medida y muchos otos componentes eléctricos y electrónicos.



ELECTROMAGNETISMO: Cuando por un conductor circula corriente estable el flujo o movimiento de electrones, crea a su alrededor un campo magnético, haciendo que el conductor se comporte como un pequeño imán; a este efecto magnético producido por la corriente eléctrica se le denomina electromagnetismo. El electromagnetismo es muy importante en el funcionamiento de la mayoría de los aparatos eléctricos y electrónicos, sin el electromagnetismo no sería posible la radio, la televisión, los generadores de electricidad, los motores eléctricos, etc.



BOBINAS: Las bobinas, son unos de los componentes más utilizados en los circuitos de radio y comunicaciones, tanto en los aparatos de transmisión como en los de recepción. La bobina es un componente formado por varias vueltas o espiras de alambre enrolladas en forma cilíndrica, cuadrada o rectangular. Las bobinas tienen un núcleo que generalmente es de hierro o ferrita. Cuando una bobina no tiene núcleo se dice que tiene núcleo de aire. Las bobinas, también reciben el nombre de inductores, que viene de inductancia que es un fenómeno eléctrico que ocurre en las bobinas. FORMACIÓN DE UNA BOBINA: El campo magnético alrededor de un conductor o cable recto es muy débil y no tiene utilidad práctica. Para concentrar el campo magnético el alambre se enrolla formando un carrete o bobina, así los campos se suman dando como resultado un campo electromagnético muy fuerte, es decir todo el conjunto se comporta como un potente imán.


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