Tecnología Industrial Tema Resumen de las unidades de

Tema resumen unidades 3 y 4
Tecnología Industrial
Tema Resumen de las unidades de "Fabricación,
procedimientos y máquinas" y "Circuitos"
1. Fabricación de productos y procedimientos de fabricación
En este punto repasamos la fabricación de productos, haciendo un recorrido que va desde las máquinas y sus elementos, los métodos
de unión de piezas y los métodos de fabricación de productos.
1.1. Fabricación de productos
Importante
La fabricación de productos consiste en la obtención de productos artificiales a partir de los distintos materiales.
Probablemente se trate del proceso técnico más trascendente de la humanidad.
Los procesos de fabricación son procesos complejos que requieren un elevado número de operaciones con un
importante grado de dificultad.
Importante
Materia prima es cualquier elemento extraído de la naturaleza, que se utiliza en la elaboración de un producto final.
Importante
El proceso de fabricación es el proceso que se sigue desde que se diseña una pieza hasta que ésta está totalmente
terminada.
En cualquier proceso de fabricación es también importante disponer de un sistema de control de calidad adecuado
y de un sistema de prevención de riesgos laborales para el trabajador.
Importante
El control de calidad es el conjunto de técnicas usadas para conocer las especificaciones que debe cumplir un
producto y para asesorar al departamento de fabricación con el fin de que la producción alcance estas especificaciones.
Importante
Podemos definir la seguridad laboral como la ausencia de peligro en el transcurso del proceso de trabajo.
Importante
trabajo.
Importante
Las normas de seguridad, siendo importantes, no deben sustituir a otras medidas preventivas prioritarias en aras de
eliminar riesgos laborales, si no que deben complementar a éstas.
Las normas de seguridad deben ser:
Necesarias . Cuando existen demasiadas normas, suelen ser contraproducentes.
Posibles . Deben poder ponerse en práctica.
Claras, concretas y breves. Para que todo el mundo las entienda bien.
Aceptadas y exigibles . Porque si no, no tienen ninguna utilidad.
Actuales . Ya que deben evolucionar y adaptarse a las nuevas prácticas laborales.
Importante
Marca es todo signo o medio que distinga o sirva para discriminar en el mercado productos de una empresa de
productos idénticos o similares de otra empresa.
Importante
Un centro de distribución comercial es una infraestructura logística en la que se almacenan productos y se emiten
órdenes de salida para su distribución al comercio tanto minorista como mayorista.
Importante
En este tipo de negocios, una vez que los usuarios deciden comprar un producto, proporcionan la información de
una tarjeta de crédito y la dirección a donde desean que se les envíe, con el fin de cubrir los gastos y hacerlo
llegar el punto de elección.
El servicio cuenta con un software de seguridad , y no se cobra ninguna comisión en las compras que se
realicen, debido al que al momento de hacer el contrato, el empresario ya paga los derechos de uso, al momento de la
conexión.
1.2. Fabricación por fusión: coladas, moldes, características de
productos moldeados
Importante
El proceso de conformación por fusión y moldeo es un procedimiento para fabricar piezas sin pérdida de material y
se realiza fundiendo el material y vertiéndolo en moldes que reproduzcan la forma de la pieza. También se conoce por
el nombre de fundición o colada y es aplicable principalmente para fabricación de piezas metálicas, plásticos, vídrio,
cemento, etc.
El molde es un recipiente que presenta una cavidad en la que se introduce un material en estado de fusión que, al
solidificarse, adopta la forma de la cavidad. Luego se deja enfriar el tiempo necesario hasta que se solidifique y se
extrae del molde. Los moldes, en general, constan de dos piezas, perfectamente acopladas.
Por medio de este método podemos se pueden fabricar y obtener piezas de formas muy diversas, siendo ampliamente
utilizado en el campo de los recipientes de productos y carcasas de máquinas.
El m oldeo o fundición es el proceso de fabricación de piezas, metálicas o de plástico, consistente en elevar la
temperatura de un material hasta que funde e introducirlo en un molde, con la forma que deseamos obtener, donde
solidifica.
Importante
Los procesos de moldeo son diferentes según la naturaleza del molde y el método de vertido. Según la naturaleza
del molde pueden ser:
De molde permanente (de hierro colado, acero o grafito)
De molde perdido (arena y arcilla)
y según el método de vertido, pueden ser:
Por gravedad.
Por presión, por fuerza centrífuga o por inyección.
Imagen en Wikimedia Commons de LaurensvanLieshout bajo dominio público
1.3. Fabricación por deformación
Las ventajas más significativas de estos métodos de conformación son el que no se pierde material y se pueden obtener piezas con
formas muy diversas, el proceso se puede llevar a cabo en frío o en caliente.
En caliente: colada continua, laminación y forja
Importante
El proceso de colada continua es el procedimiento mediante el cual el acero que sale de la acería en estado líquido
es transformado en lo que se denomina planchones o palanquillas que posteriormente serán laminados en caliente para
su fabricación final.
Los semiproductos obtenidos en el proceso de colada continua no son utilizables directamente, debiendo transformarse
en productos comerciales por medio de la laminación, o la forja.
Importante
Laminación en caliente:
Método de conformación basado en la deformación plástica que sufren metales o aleaciones al hacer pasar la pieza
entre unos cilindros.
Es el método más barato y eficiente para fabricar productos alargados de sección transversal constante a lo largo de
todo el producto.
Importante
Forja :
La forja es el procedimiento que se usa para modificar la forma de los metales por deformación plástica producida por
presión o impacto.
En frío: laminación, forja, estampación, extrusión, doblado, embutición, trefilado
Importante
Laminación en frio:
Método de conformación basado en la deformación plástica que sufren metales o aleaciones al hacer pasar la pieza
entre unos cilindros.
Imagen en Wikimedia Commons de Eloygb bajo
CC
Metrología: sistemas de medida, errores, instrumentos de medida
Importante
Medir es la operación por la que comparamos una magnitud con otra que
consideramos patrón de medida , o unidad de referencia.
Esta operación puede realizarse con más o menos exactitud, en función de la
precisión de los instrumentos de medida que se utilicen.
Imagen en Mediateca bajo
CC
Importante
A la hora de medir podemos distinguir tres tipos de
operaciones, según el instrumento con el que la realicemos:
MEDIR, si utilizamos un instrumento de medida. Se
realiza la medida de las magnitudes.
COMPARAR, si utilizamos un instrumento de
comparación. La operación consiste en comparar
elementos de la misma especie y comprobar si son o no
iguales, pero no se da ningún dato numérico.
VERIFICAR, si utilizamos un instrumento de
verificación. Se comprueban si las magnitudes tienen la
tolerancia esperada. Los instrumentos de verificación no
se deben considerar instrumentos de medida en el
sentido estricto.
Imagen en Wikimedia Commons de Greg Vojtko
bajo
dominio público
1.4. Fabricación por separación o corte
Importante
La fabricación con pérdida de material por separación o corte consiste en eliminar el material sobrante de una pieza
inicial para transformarla en una pieza terminada con formas y dimensiones concretas.
El material sobrante, puede tener forma de virutas, recortes, o limaduras, según el procedimiento empleado.
Importante
El corte de los metales tiene por objeto la separación de la parte sobrante de una pieza o la obtención de dos o más
trozos de un cuerpo o barra para fabricar con cada uno de ellos una pieza.
Esta operación puede realizarse sin arranque de virutas por medio de cizallas (tijeras); y con arranque de virutas
mediante sierras.
Importante
El proceso de fabricación con arranque de virutas se realiza arrancando el material sobrante en forma de virutas
o pequeñas partículas, con el fin de obtener la pieza diseñada. Se caracterizan por que hay una gran pérdida de
material, lo que encarece el producto final; se debe utilizar un material inicial, obtenido mediante forja, laminación o
cualquier otro proceso de los explicados en el tema de conformación por deformación, con una preforma de
dimensiones ligeramente mayores que las definitivas.
En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca
precisión) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión).
Importante
El mecanizado con herramientas manuales nos permite obtener un producto final arrancando virutas de los
materiales en bruto.
Las principales procedimientos de mecanizado con herramientas manuales y que detallaremos a continuación son:
Aserrado.
Limado.
Roscado.
Imagen en intef de Óscar Javier Estupiñán Estupiñán bajo CC
2. Procedimientos de unión
En este punto repasamos los diversos procedimientos para unir piezas más importantes,
desmontables, remaches, soldadura, etc.
recordaremos las uniones fijas,
2.1. Uniones desmontables
En ocasiones los elementos y las piezas que constituyen una máquina se deben poder desunir por diferentes motivos. En ese caso es
necesario que los elementos que mantenían la unión permitan esta función con facilidad, dejando las piezas en las mismas condiciones
que antes de haber sido unidas. Este tipo de uniones fácilmente desmontables se pueden realizar de distintas formas:
Imagen de elaboración propia
Importante
Una unión roscada la constituye un tornillo o un tornillo-tuerca del mismo tipo de rosca.
Importante
Un tornillo es un elemento mecánico cilíndrico,
generalmente metálico, dotado de una cabeza y
una caña roscada , y que se emplea para fijar
unas piezas con otras.
Aplicándole una fuerza de torsión en su cabeza con
la herramienta apropiada se introduce en un orificio
roscado o atraviesa piezas para acoplarse a una
tuerca.
Imagen en Wikimedia Commons de Hermann A. Wiese bajo
Importante
Una tuerca es la pieza, roscada interiormente, que se acopla al tornillo para formar una unión roscada.
CC
Imagen en Wikimedia Commons
de Barcex bajo
CC
2.2. Uniones fijas. Ajustes y tolerancia
Importante
Remachar consiste en unir dos o más piezas con elementos metálicos cilíndricos que se deforman.
Importante
Los roblones son remaches cuyo diámetro es superior a 10 mm.
Importante
Ajustar una pieza consiste en acoplarla o encajarla dentro de otra. Será necesario, pues, que la relación entre sus
medidas esté determinada previamente.
Se suelen identificar a las piezas a unir como eje y agujero
(pieza contenida y pieza continente respectivamente).
Importante
Un ajuste recibe el nombre de ajuste a presión cuando se ejecuta mediante un ajuste forzado, es decir cuando el
diámetro del eje es mayor que el del agujero donde se desea colocar.
Importante
La tolerancia se define como el margen de medidas límites que puede tener una pieza para que sea válida en las
aplicaciones a las que se destina.
Es decir la tolerancia , T, será la diferencia entre la cota máxima permitida, C
T=C
M
-C
m
M
y la cota mínima permitida, C
m
.
2.3. Adhesivos
Importante
Otra técnica de unión de materiales consiste en interponer entre las superficies a unir una película de material con
elevado poder de adherencia , denominado adhesivo o pegamento . Esta técnica se está imponiendo gracias al
desarrollo de nuevos adhesivos.
Podemos destacar: cola de carpintero, cola de contacto, pegamento termofusible y adhesivos sintéticos.
2.4. Soldadura: Clases y tipos
Importante
Sobre las soldaduras:
Si en el proceso de soldadura se utiliza un material que se aporta a la unión, se dice que es una soldadura
con material de aportación , y si no interviene ningún material externo, entonces se dice que es una
soldadura sin material de aportación o autógena .
Si el material de aportación y los materiales a unir son de la misma naturaleza, se llamará soldadura
homogénea y en caso contrario heterogénea .
En la soldadura se pueden utilizar diferentes formas de caldeo del material : una llama de gas, un arco
eléctrico, un láser, un rayo de electrones, procesos de fricción o ultrasonido.
Puede ser realizada en diferentes ambientes al aire libre, en atmósfera inerte, bajo el agua o en el
espacio.
Importante
SOLDADURA OXIACETILÉNICA O AUTÓGENA
Se utiliza para soldar distintos materiales: acero, cobre, latón, aluminio, magnesio, fundiciones y sus respectivas
aleaciones. No necesita material de aportación .
Para lograr la fusión rápida del material se utiliza un soplete que combina oxígeno (como comburente) y acetileno
(como combustible). La mezcla se produce en una boquilla hueca de la que sale acetileno rodeado por el oxígeno. La
llama que se produce es muy delgada y de color celeste, y alcanza una temperatura de 3050 ºC.
Importante
SOLDADURA BLANDA
Se emplea para unir componentes electrónicos y montar circuitos impresos. Para realizarla se utiliza un soldador que
es una herramienta con aspecto de "lápiz". En la punta tiene una barra de cobre recubierta con hierro, níquel y cromo
y cuando se conecta a la red alcanza temperaturas superiores a 230 ºC (dependiendo de su potencia).
Utiliza como material de aportación una aleación formada por 60% de estaño y 40% de plomo debido a su buena
conductividad eléctrica, a su bajo punto de fusión (232 ºC).
Importante
SOLDADURAS ELÉCTRICAS
Nos encontramos las siguientes variantes:
Soldadura por arco.
Soldadura por resistencia.
Soldadura por puntos.
Soldadura por costuras.
Soldadura Tig.
Soldadura aluminitérmica.
3. Elementos de máquinas
En este punto repasamos los elementos de las máquinas. Inicialmente recordaremos los conceptos de máquinas y posteriormente
iremos desglosando cada uno de los elementos que componen una máquina.
3.1. Máquinas y mecanismos
Importante
Podemos definir una máquina como el conjunto de elementos fijos y móviles, el cual nos permite
aprovechar, dirigir, controlar o transformar energía o desarrollar un trabajo con un fin concreto. "Combinación de
cuerpos resistentes de tal manera que, por medio de ellos, las fuerzas mecánicas de la naturaleza se pueden
encausar para realizar un trabajo acompañado de movimiento determinado" (Reuleaux).
Mecanismo es un conjunto de elementos mecánicos que realizan una función concreta en una máquina.
"Combinación de cuerpos resistentes conectados por medio de articulaciones móviles para formar una cadena
cinemática cerrada con un eslabón fijo y cuyo propósito es transformar el movimiento" (Reuleaux).
Unidad o grupo es el conjunto de elementos de una máquina que realizan una función diferenciada. Como
ejemplo, llamamos grupo tractor de un automóvil a ese conjunto de elementos implicados en la tracción.
También denominamos grupo como sinónimo de máquina; por ejemplo, un grupo electrógeno es una máquina
para producir electricidad.
Imagen de elaboración propia
Imagen de elaboración propia
3.2. Elementos de sustentación
Importante
Bancada
Es el elemento soporte de la máquina, aloja todos los mecanismos de accionamiento, suele ser de fundición y muy
robusta.
Importante
Bastidor o cuerpo
Son las piezas que cumplen una función estructural, dando soporte de la máquina o alguno de sus componentes. Suele
ser rígido y soportar el motor de una máquina y mecanismo, garantizando el enlace entre todos los elementos.
Imagen en Wikimedia Commons de Lewis Collard bajo
Dominio Público
Importante
Mesa y carro
Algunas máquinas disponen de soportes deslizantes (carro) donde se colocan las herramientas que realizan el proceso
de corte, lima, desbaste, etc. El material sobre el que actúan suele ir colocado en lo que denominamos mesa.
Imagen en Wikimedia Commons de Three-quarter-ten bajo
CC
3.3. Elementos de transmisión y variadores de velocidad
Importante
Un eje es un elemento sobre el que se apoya una pieza giratoria, por lo tanto su única función es ser soporte y no
se ve sometido a esfuerzos de torsión.
En cambio un árbol es un elemento giratorio cuyo fin es transmitir potencia mecánica mediante su giro, por lo que
está sometido a esfuerzos de flexión y de torsión. Además, a diferencia de los ejes, el árbol gira solidario con los
elementos montados sobre él.
Importante
Los acoplamientos son mecanismos de unión de órganos giratorios de las máquinas, de forma que el movimiento se
transmite de uno a otro.
Imagen en Mediateca bajo
CC
Imagen en Wikimedia Commons de Stahlkocher bajo
CC .
Dependiendo de las condiciones de transmisión, estos mecanismos se dividen en rígidos, elásticos y móviles.
Importante
Un sistema de transmisión por correa es un conjunto de dos poleas acopladas por medio de una correa con
el fin de transmitir fuerzas y velocidades angulares entre árboles paralelos que se encuentran a una cierta distancia.
La fuerza se transmite por efecto del rozamiento que ejerce la correa
sobre la polea .
POLEAS
Las poleas no son más que una rueda (llanta) con un agujero en su centro para acoplarla a un eje en torno al cual giran. Para asegurar el
contacto entre polea y correa se talla en la polea un canal o garganta que "soporta" a la correa.
En un sistema de transmisión de poleas son necesarias dos de ellas:
una conductora , de entrada o motora, que va solidaria a un eje movido por un motor.
otra conducida , de salida o arrastrada, también acoplada a un eje y que es donde encontraremos la resistencia que hay que
vencer.
En la imagen de la derecha vemos como se representa un sistema de transmisión de
movimiento por poleas.
Imagen de elaboración propia
Importante
Ecuación fundamental de velocidades para transmisiones por correa.
Donde: Ø
1
es el diámetro de la polea motriz y n
1
su velocidad de giro y Ø
2
y n
2
son el diámetro y a
velocidad de la polea conducida.
Importante
Ecuación de la relación de transmisión (i)
La relación de transmisión es la relación que existe entre la velocidad de giro del árbol motor y la velocidad del árbol
resistente.
Importante
Ecuación fundamental de velocidades y relación de transmisión para transmisiones por cadena.
La relación de transmisión es igual que en los sistemas por correa, siendo ahora los diámetros de las ruedas unas
circunferencias imaginarias que pasan por el centro de los pasadores de los eslabones de la cadena.
Así, en lugar de aplicar la fórmula respecto al diámetro, se hace respecto al número de dientes de las ruedas.
Llamando Z
al número de dientes de la rueda motora y Z
al de la conducida, se tiene que cumplir:
1
2
Y la relación de transmisión ( i ) se define como:
Importante
La transmisión de movimiento por ruedas de fricción consiste en hacer resbalar dos ruedas en contacto entre sí al
ejercer una cierta presión la una sobre la otra.
Importante
Con las ruedas de fricción se cumplen las mismas fórmulas que para las poleas :
Importante
Los elementos dentados son los elementos que integran el sistema de transmisión de movimiento que está constituido
por el acoplamiento, diente a diente, de dos ruedas dentadas, una motriz y otra conducida. A la mayor se le llama
corona y a la menor piñón .
Imagen de elaboración propia
Imagen en Wikimedia Commons de Redjar bajo CC
Importante
Si para realizar la transmisión necesitamos más de un par de ruedas dentadas, entonces el mecanismo, se denomina
tren de engranajes .
Imagen en Flickr de BynariApe bajo
Importante
CC
Imagen en Flickr de Rainer Brockerhoff bajo CC
considerando hasta ahora, referidas al número de dientes de los engranajes.
3.4. Elementos transformadores de movimiento
Importante
PIÑON-CREMALLERA
El mecanismo piñón-cremallera transforma el movimiento giratorio de un eje, en el que va montado un piñón, en
movimiento rectilíneo , al engranar los dientes del piñón con los dientes de una barra prismática cremallera ) que
se desplaza longitudinalmente.
Importante
TORNILLO-TUERCA
Mecanismo constituido por un tornillo (también llamado husillo) y una tuerca . Su funcionamiento se basa en que
si se mantiene fija la tuerca, el movimiento giratorio del tornillo produce el desplazamiento longitudinal del tornillo y
viceversa.
Mediante este sistema se consigue convertir el movimiento circular del tornillo en movimiento rectilíneo de
la tuerca .
Importante
TORNILLO SIN FIN
En este mecanismo un tornillo sin fin (1) va montado en el eje motor, haciendo girar la corona que es el eje de
salida (2). Este mecanismo no puede funcionar en sentido contrario, es decir, es irreversible.
Con este mecanismo, se consigue transmitir fuerza
relaciones de transmisión muy elevadas.
y movimiento
entre dos
ejes perpendiculares , con
Importante
BIELA-MANIVELA
Este mecanismo transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo alternativo .
El sistema está constituido por un elemento giratorio denominado manivela , conectado a una barra rígida llamada
biela , de modo que cuando gira la manivela, la biela está forzada a avanzar y retroceder sucesivamente.
Importante
Mecanismo que permite transformar un movimiento rotatorio en lineal alternativo .
Se basa en un elemento de contorno no circular que gira sobre un punto, al girar el perfil de este elemento provoca la
subida o la bajada de un seguidor de leva o un palpador.
Importante
EXCÉNTRICA
La excéntrica , es una variación del mecanismo leva-seguidor. Consiste en una rueda cuyo eje de giro no coincide
con el centro de la circunferencia. Transforma el movimiento de rotación de la rueda en un movimiento lineal
alternativo del seguidor.
Es como una leva particular, cuyo contorno es una circunferencia en la que el eje de giro no coincide con el eje de la
circunferencia, siendo la carrera del seguidor el doble de la distancia que existe entre el centro de la circunferencia y el
eje de giro
3.5. Elementos auxiliares
Importante
FRENOS
Son acoplamientos de fricción cuya misión es controlar la velocidad angular de los árboles por medio de
rozamiento. Según del modo de actuar de los frenos se pueden distinguir cuatro tipos:
de zapatas.
cónicos.
de cinta.
de disco .
Importante
EMBRAGUE
El embrague es el mecanismo que debe permitir desacoplar fácilmente los árboles motor y conducido total o
parcialmente según necesidades del proceso. Es un mecanismo que está presente en automóviles, motocicletas y en
todas aquellas máquinas que tengan varias velocidades de funcionamiento y esta se selecciona por medio de una caja
de cambios.
Pueden ser de diversos tipos:
De dientes.
De acoplamiento.
Importante
ELEMENTOS ELÁSTICOS
Se emplean elementos elásticos para absorber picos de energía que se producen en algunas transmisiones de
movimiento y constituyen la suspensión . En la actualidad, se utilizan tres tipos de elementos elásticos:
Ballestas.
Muelles helicoidales.
Barras de torsión.
Importante
VOLANTE DE INERCIA
Es un elemento pasivo , que únicamente aporta al sistema una inercia adicional de modo que le permite almacenar
energía cinética. Este volante continúa su movimiento por inercia cuando cesa el par motor que lo propulsa. De este
modo, el volante de inercia se opone a las modificaciones violentas de un movimiento rotativo. Así se consiguen
amortiguar las variaciones de velocidad angular. Es decir, su misión es suavizar el flujo de energía entre una fuente de
potencia y su carga.
Importante
TRINQUETE
Es un mecanismo que permite la rotación de un eje en un sentido , pero lo imposibilita en sentido
contrario , se utiliza cuando se requiere asegurar un sentido único de giro, como sucede en gatos o aparatos de
elevación, impidiendo que la carga se convierta en elementos motriz cuando la fuerza de elevación cesa.
Imagen en Wikimedia Commons
de ZabMilenko bajo CC
Importante
LUBRICACIÓN
El apoyo entre los elementos móviles de los mecanismos, puede efectuarse en contacto directo de ambas superficies.
Aunque éste no es el modo más adecuado debido al rozamiento , lo que produce un calentamiento, perdida de
energía y desgaste. Para resolver este problema se recurre a procurar mecanizados y acabados superficiales de alta
calidad, además de emplear materiales muy duros; este procedimiento resulta costoso y no es totalmente satisfactorio.
Para solucionarlo se recurre a la lubricación .
Importante
Todos los órganos móviles deben estar soportados al menos en dos puntos de apoyo que permitan el giro de los ejes
oponiendo la mínima oposición posible, a estos elementos se les llama soportes o bastidores, para facilitar el giro e
impedir desplazamientos axiales se emplean unas piezas cilíndricas, dependiendo de la forma de apoyo entre los
gorrones y sus soportes, se diferencian dos tipos:
Cojinetes de deslizamiento o fricción.
Cojinetes de rodadura o rodamientos.
3.6. Elementos de control y accionamiento
Importante
Elementos de Control
Este grupo de elementos permiten la regulación del resto de subsistemas que componen una máquina.
Entre otros van a permitir el arranque, parada, gestionar espacios, detectar variables físicas, dirigir movimientos, etc.
Importante
Elementos de accionamiento
Son los diferentes actuadores o receptores de energía que se encargan de realizar un trabajo.
4. Circuitos eléctricos
En este punto repasamos los circuitos eléctricos . Recordaremos los parámetros y las leyes fundamentales, los circuitos de corriente
continua y los de corriente alterna.
4.1. Circuitos de corriente continua
Importante
La corriente eléctrica es el desplazamiento de electrones por el interior de un material conductor .
Importante
Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o
componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias,
inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos
electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre
sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales
electrónicas o eléctricas.
Los circuitos eléctricos pueden llegar a ser muy complejos y
estar formados por infinidad de componentes, sin embargo
todos ellos están constituidos por elementos que se pueden
agrupar en las siguientes familias:
Generadores.
Receptores.
Elementos de control.
Imagen en Wikimedia Commons de GorillaWarfare bajo licencia CC .
Elementos de protección.
Conductores.
Conectores.
En los siguientes apartados vamos a estudiar cada uno de estos tipos de componentes por separado.
Importante
Un generador es un dispositivo que mantiene una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus
puntos , llamados polos, terminales o bornes.
Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar diversos tipos de energía en energía eléctrica.
El símbolo que utilizaremos en los esquemas eléctricos para representar un generador es:
Imagen de creación propia
Importante
Resistor
La resistencia o resistor, es un componente electrónico fabricado expresamente para introducir una determinada
resistencia eléctrica entre dos puntos de un circuito .
Generalmente se utilizan para limitar la corriente que circula por un circuito y que ésta no alcance valores que podrían resultar
destructivos para sus componentes. También son empleados en ocasiones para fijar un valor determinado de tensión entre dos puntos de
un circuito.
El símbolo que les identifica es cualquiera de los dos siguientes:
Imagen de creación propia
Importante
Elementos de control y mando
Elementos que permiten realizar la conexión y desconexión de los circuitos eléctricos: Interruptores, conmutadores,
pulsadores y relés.
Importante
Conductores
Elementos que sirven de asiento a la intensidad de corriente eléctrica, conectando los distintos elementos del circuito.
4.2. Parámetros y leyes fundamentales
Importante
Intensidad de corriente eléctrica
Cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección de un conductor en la unidad de tiempo. Se representa por la letra
I.
La unidad de medida de la intensidad en el Sistema Internacional de Undiades es el amperio (A). Un amperio es la
intensidad que circula por la sección de un conductor cuando en un segundo la cantidad de carga que atravieasa dicha
la sección es un culombio .
Importante
Voltaje, tensión eléctrica o diferencia de potencial
El potencial eléctrico de un punto de un circuito indica la energía del campo eléctrico en dicho punto.
Para que haya circulación de corriente entre dos puntos de un circuito eléctrico es imprescindible que haya diferencia
de potencial entre ellos, a esa diferencia de potencial se le llama tensión eléctrica o voltaje , se representa con la
letra V, o bien U .
La unidad de medida de la tensión eléctrica en el Sistema Internacional de unidades es el voltio (V).
Importante
Resistencia eléctrica
Oposición que presenta cualquier material al paso de la corriente eléctrica a su través, se representa con la letra R y
su unidad de medida es el ohmio (Ω).
Importante
Ley de Ohm
La intensidad de corriente que recorre un circuito eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial
aplicada entre sus bornes, e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica que presenta el circuito, según la
expresión:
Importante
Cantidad de trabajo o energía eléctrica desarrollada por un sistema eléctrico en la unidad de tiempo. Se
representa con la letra P , y su unidad de medida en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio ( w ).
Importante
Ley de Joule
Cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor, éste se calienta, emitiendo energía, de forma que el calor
desprendido es directamente proporcional a la resistencia del conductor, al tiempo durante el que está
circulando la corriente y al cuadrado de la intensidad que lo atraviesa.
Importante
Acoplamiento en serie
Se dice que tres resistencias están conectadas en serie cuando el final de la primera se conecta con el principio de la
segunda y así sucesivamente, de forma que solamente hay un único camino para que pase la corriente eléctrica,
por lo que esta será la misma para cada una de las resistencias conectadas en serie.
Imagen de creación propia
El valor de la resistencia equivalente a la asociación de resistencias en serie será:
Importante
Acoplamiento en paralelo.
Las resistencias están conectadas de modo que se unen por un lado todos los principios de las resistencias y por otro
lado todos los finales. En este caso se ofrecen varias trayectorias de paso para la corriente eléctrica.
De forma que la intensidad de corriente que llega hasta el nudo donde comienza la asociación en paralelo, se reparte
entre las distintas ramas conectadas en paralelo sin que la corriente tenga porqué ser igual en cada una de las ramas
de la conexión en paralelo, para volver a confluir de nuevo en el nudo donde se unen de nuevo los terminales de las
resistencias, ya que la corriente no se consume ni desaparece.
Imagen de elaboración propia
El valor de la resistencia equivalente a la asociación de resistencias en paralelo será:
Importante
1.ª Ley de Kirchhoff . Ley de los nudos o de las corrientes
En todo nudo la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes.
Por
nudo
entendemos un punto del circuito donde concurren varias ramas de un circuito eléctrico.
Un enunciado alternativo es:
En cualquier nudo la suma algebraica de corrientes debe ser cero.
Matemáticamente:
Importante
2ª Ley de Kirchhoff. Ley de las mallas o de las tensiones de malla
En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las fuentes de tensión.
Por malla entendemos cualquier recorrido cerrado dentro de un circuito
Un enunciado alternativo es:
En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser cero.
Matemáticamente:
4.3. Corriente alterna
Importante
La corriente alterna se caracteriza porque es aquella en la que la tensión y la intensidad varían en el tiempo entre dos
valores uno máximo y otro mínimo y sus valores responden a la expresión de una función senoidal tal como:
Imagen elaboración propia
Las ondas senoidales se representan en función del seno, es decir:
Donde x
m
es el valor máximo de la magnitud x y ω es la pulsación.
Importante
Recuerda que la velocidad angular ω o pulsación es la relación entre las vueltas recorridas y el tiempo transcurrido.
Recordarás que una vuelta son 2π radianes y esa vuelta o ciclo habrá transcurrido en un tiempo T (el periodo ), por lo
que:
Importante
Los parámetros de una onda periódica y corriente alterna son:
Frecuencia
Período
Fase
Amplitud
Valor instantáneo
Valor de pido
Valor eficaz
Importante
FUNCIONAMIENTO DE LA CORRIENTE ALTERNA
La generación de corriente alterna se basa en el principio de inducción electromagnética : cuando se mueve un
conductor eléctrico en el seno de un campo magnético, se genera en él una fuerza electromotriz (fem) que sirve para
alimentar receptores eléctricos.
La fem inducida se mide en voltios y su valor depende:
de la inducción del campo magnético (B) que se mide en teslas (T),
de la longitud del conductor (l) expresada en metros y
de la velocidad de giro del conductor dentro del campo magnético (ω) medida en radianes por segundo.
Para que se pueda producir corriente alterna , se necesita una fuente de energía externa (térmica, hidráulica, eólica,
nuclear, etc.) que proporcione la energía cinética que haga que la bobina gire a la velocidad adecuada produciendo
fuerza electromotriz.
Importante
ELEMENTOS DE UN CIRCUITO DE C.A.
Generadores, alternador
El transformador
Elementos de control y protección: interruptor magnético, diferencial, fusibles y toma de tierra
Receptores
Importante
La mayoría de circuitos de corriente alterna están compuestos de elementos lineales tales como resistencias, bobinas y
condensadores. Se pueden clasificar de la sifuiente forma:
Circuito resistivo
Circuito inductivo
Circuito capacitivo
Podemos encontrarnos con una mezcla de los circuitos anteriores:
Circuito serie R-L
Circuito serie R-C
Circuito serie R-L-C
Circuitos paralelos (R, L y C)
4.4. Distribución de la energía eléctrica
Los componentes más importantes de las líneas de transporte y distribución eléctricas son los representados en la siguiente imagen:
Imagen en Wikimedia Commons de PACO bajo CC
5. Circuitos neumáticos y oleohidráulicos
En este punto repasamos los circuitos neumáticos y oleohidráulicos , en la que se detallan las características más importantes de los
fluidos y sus magnitudes y leyes fundamentales. También se estudian los elementos principales que componen estos circuitos y se han
mostrado algunos circuitos típicos de montaje.
5.1. Características y leyes
Importante
¿Qué son los fluidos?
Un fluido es cualquier cosa que se derrama si no está en un recipiente.
Aunque el agua, el aire y el aceite sean tan diferentes, las partículas que los constituyen no mantienen la suficiente
atracción entre ellas y cuando se les aplica una fuerza se deslizan y fluyen . Por eso se les llama fluidos.
Importante
Caudal , es la cantidad de aire comprimido ( V olumen), que atraviesa una sección de la conducción en la unidad de
t iempo. O S ección de una conducción por la v elocidad del fluido que lo atraviesa
donde las unidades en el sistema internacional serán:
Q = caudal (m
3
V = volumen (m
/s)
3
S = sección (m
2
)> l = longitud (m)
) t = tiempo (s)
v = velocidad (m/s)
Importante
Presión , se define como el cociente entre una fuerza aplicada perpendicularmente a una superficie y el valor de la
superficie.
En el Sistema Internacional la unidad es: 1 Pascal=1 N/m
2
Importante
Principio de Pascal , según el cual la presión ejercida en un punto cualquiera de una masa gaseosa, se transmite
por igual y en todas las direcciones. Es decir, en dos puntos distintos de un circuito neumático se debe cumplir:
En esta ley se basa el principio de las prensas hidráulicas.
Importante
Ley de Boyle-Mariotte , a temperatura constante, el volumen de un gas confinado en el interior de un recipiente
rígido, es inversamente proporcional a la presión absoluta.
Es decir, para una determinada cantidad de gas, el producto de la presión absoluta y el volumen, es una cantidad
constante.
Importante
Ley de Gay-Lussac , si se mantiene la presión constante, el volumen ocupado por una determinada cantidad de gas
es directamente proporcional a su temperatura absoluta, expresada en grados Kelvin, lo que se representa por la
expresión:
Importante
Ley de Charles , a volumen constante, la presión de una determinada cantidad de masa gaseosa es directamente
proporcional a su temperatura absoluta, expresada en grados Kelvin, lo que se representa por la expresión:
5.2. Elementos de un circuito neumático
Importante
Desde un punto de vista amplio del circuito neumático podemos clasificar los elementos que lo componen en:
Grupo de presión (generan la presión que se necesita en el circuito y se ha estudiado en el tema pasado).
Elementos conductores del fluido (redes de tuberías).
Elementos de control (controlan, regulan y distribuyen el fluido neumático).
Elementos actuadores o receptores de la energía neumática.
Podemos representar en forma de diagrama de bloques, nuestro elementos del circuito así:
Imagen de elaboración propia
5.3. Circuitos básicos neumáticos
Importante
Mando de un cilindro de simple efecto mediante un pulsador.
Importante
Mando de un cilindro de doble efecto mediante un pulsador.
Importante
Descarga, pulsando aquí , la explicación en pdf. En la explicación del vídeo utilizamos simbología CETOP mientras que
en el texto la simbología es ISO.
Importante
Mando de un cilindro de simple efecto desde dos puntos indistintamente.
Importante
Regulación de la velocidad en cilindro de simple efecto.
5.4. Circuitos oleohidráulicos
Importante
En los circuitos hidráulicos el fluido es un aceite, que se considera incompresible como norma general. Además de esta
característica vamos a tener la necesidad de tener un sistema de retorno del fluido y así recoger el aceite una vez ha
sido utilizado.
Importante
Densidad
Cociente entre la masa de una determinada sustancia y el volumen que ésta ocupa.
Importante
Viscosidad
Oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales.
En el caso que nos ocupa, la viscosidad se pone de manifiesto por la fricción y el rozamiento que se produce entre las
moléculas de un fluido al circular por una conducción y entre las moléculas del fluido y las paredes interiores de los
conductos del circuito.
Importante
Principio de Pascal
La presión aplicada sobre un fluido confinado en un recipiente, se transmite íntegramente en todas las direcciones y
ejerce fuerzas iguales sobre áreas iguales, actuando estas fuerzas perpendicularmente sobre las paredes del recipiente
contenedor.
Importante
Ecuación de continuidad
Cuando un fluido fluye por un conducto de diámetro variable, su velocidad cambia debido a que la sección transversal
varía de una sección del conducto a otra.
En todo fluido incompresible, con flujo estacionario (en régimen laminar), la velocidad de un punto cualquiera de un
conducto es inversamente proporcional a la superficie, en ese punto, de la sección transversal de la misma.
La ecuación de continuidad no es más que un caso particular del principio de conservación de la masa. Se basa en que el caudal (Q) del
fluido ha de permanecer constante a lo largo de toda la conducción.
Dado que el caudal es el producto de la superficie de una sección del conducto por la velocidad con que fluye el fluido, tendremos que en
dos puntos de una misma tubería se debe cumplir que, el caudal en el punto 1 (Q ) es igual que el caudal en el punto 2 (Q ).
1
2
Esta es la ecuación de continuidad
donde:
S es la superficie de las secciones transversales de los puntos 1 y 2 del conducto.
v es la velocidad del fluido en los puntos 1 y 2 de la tubería.
Se puede concluir que puesto que el caudal debe mantenerse constante a lo largo de todo
el conducto, cuando la sección disminuye, la velocidad del flujo aumenta en la misma
proporción y viceversa.
En la imagen de la derecha puedes ver como la sección se reduce de A
1
aA
2
. Teniendo
en cuenta la ecuación anterior:
Es decir la velocidad en el estrechamiento aumenta de forma proporcional a lo que se
reduce la sección.
Imagen de elaboración propia
5.5. Circuitos básicos oleohidráulicos
Mando de un cilindro de simple efecto mediante un pulsador
Animación de elaboración propia
El control del cilindro de simple efecto se realiza por medio de una válvula V3,2, accionada en este caso mediante un pulsador con
enganche y retorno por resorte.
Mando de un cilindro de doble efecto mediante un pulsador
Animación de elaboración propia
El control del cilindro de doble efecto se realiza por medio de una válvula V4,2, accionada en este caso mediante un pulsador con
enganche y retorno por resorte.
6. Elementos de control y circuitos digitales
En este punto repasamos los elementos de control y principios de los servosistemas, en la que se detallan sus elementos
principales. También se ha estudiado los sistemas de numeración y el Álgebra de Boole. Hemos trabajado con circuitos típicos
digitales.
6.1. Sistemas de control
Importante
Un sistema automático de control es un conjunto de elementos físicos relacionados entre sí, de tal forma que son
capaces de gobernar su actuación por sí mismos, sin necesidad de la intervención de agentes externos (incluido el
factor humano), anulando los posibles errores que puedan surgir a lo largo de su funcionamiento debido a
perturbaciones no previstas.
Importante
Variable del sistema: Toda magnitud física susceptible de ser sometida a vigilancia y control que define el
comportamiento de un sistema (velocidad, temperatura, posición,…).
Entrada: Excitación que se aplica a un sistema de control desde un elemento externo, al objeto de generar
una respuesta.
Salida: Respuesta proporcionada por el sistema de control al estímulo de la entrada.
Perturbación: Señal no deseada que modifica adversamente de modo imprevisto el funcionamiento del
sistema, pueden ser internas o externas al propio sistema.
Planta: Sistema sobre el que deseamos realizar el control.
Sistema: Conjunto de dispositivos que actúan interrelacionados para realizar el control. Los sistemas de
control reciben la información facilitada por los sensores y, tras ser procesada, se utiliza para controlar los
actuadores.
Entrada de mando: Señal externa al sistema que condiciona su funcionamiento.
Señal de referencia: Señal de entrada que utilizamos para calibrar al sistema.
Señal de error:
realimentada.
Señal obtenida en la salida del comparador entre la señal de referencia y la señal
Señal activa: Cuando la señal de error resultante del comparador está muy atenuada, es necesario
amplificarla para convertirla en una señal capaz de activar los distintos componentes del sistema.
Unidad de control: Controla la salida en función de una señal activa.
Unidad de realimentación: Conjunto de dispositivos que captan la variable controlada, la acondicionan y
llevan al comparador.
Sensor: Componente del sistema que está en contacto directo con la magnitud que se quiere evaluar. El
sensor recibe la magnitud física y se la hace llegar al transductor.
Transductor: Componente del sistema que toma el valor de la magnitud medida por el sensor y la traduce o
adapta a un valor de otra magnitud más operativa y que va ser el que utilice el sistema. Es decir, convierte el
valor de una magnitud física no interpretable por el sistema, a otro valor en otra magnitud que si es
interpretable. El transductor suele incluir al sensor como un componente interno.
El captador: Es un transductor en el que la señal de salida no es del tipo eléctrico. También incluye sensor.
Transmisor: Conjunto de conexiones que transmiten y transforman la información captada por los sensores
y que se convierte en variable e interpretable por el sistema.
Servosistema: Sistema cuyo funcionamiento está gobernado por las desviaciones entre el valor instantáneo
de la variable controlada y su valor predeterminado. Es un sistema en lazo cerrado y entrada variable.
Importante
Sistema de control en lazo o bucle abierto
En ellos la señal de salida no influye sobre la señal de entrada.
El diagrama de bloque de un sistema en lazo abierto es:
Imagen de elaboración propia
Importante
Sistemas de control en lazo cerrado:
En ellos, la señal de salida influye en la entrada. Esto se consigue mediante un proceso de realimentación ( feedback ).
La realimentación es la propiedad de un sistema en lazo cerrado por la cual la salida (o cualquier otra variable
controlada) es comparada con la entrada del sistema, de forma que el proceso de control depende de ambas.
El diagrama de bloques correspondiente a un sistema de control en lazo cerrado es:
Imagen de elaboración propia
6.2. Elementos de un sistema de control
Transductores, comparadores y actuadores
Existen multiples tipos de transductores. A lo largo de este punto vamos a realizar una clasificación de los mismos atendiendo a la
propiedad física que toman como valor de entrada. Así tenemos:
Magnitud física de entrada
Tipos
Finales de carrera mecánicos (posición).
Detectores de proximidad.
Inductivos:
Posición, proximidad o
presencia
Sensibles a materiales ferromagnéticos:
Sensibles a materiales metálicos.
Capacitivos.
Ópticos:
Directos.
Con fibras ópticas acopladas.
Medida de grandes distancias.
Medida de distancias cortas.
Pequeños desplazamientos.
Resistivos.
Inductivos.
Desplazamiento o movimiento.
Capacitivos.
Medidores de ángulos.
Resistivos.
Inductivos.
Capacitivos
Encoders: incrementales y absolutos.
Tacómetros:
Eléctricos: Dinamos tacométricas y Alternadores
tacométricos.
Velocidad.
Mecánicos.
Mecánicos.
Directos: Tubos en U.
Indirectos; Tubos Bourdon. Diafragmas y Fuelles.
Presión y/o Fuerza.
Electromecánicos.
Galgas extensiométricas.
Piezoeléctricos.
Resistivos.
Capacitivos.
Termoresistencias.
Temperatura.
Termistores: NTC y PTC.
Termopares.
Pirómetros de radiación.
Fotoresistencias o LDR.
Luz.
Fotodiodos.
Fototransistores.
Importante
Este tipo de elemento compara el valor de la variable controlada y el valor de consigna, emitiendo una señal de error
que indica la diferencia entre el valor obtenido a la salida y el valor requerido.
Importante
ACTUADORES
Algunas características de estos elementos son:
Son los dispositivos de control de una válvula, compuerta, circuito,…entre ellos están los interruptores, las
bobinas, los relés, los SCR, que son capaces de seguir a una señal eléctrica o neumática procedente del
controlador.
Pueden emplearse servomotores de válvula o de pistón, gobernados por la presión del aire o de cualquier otro
fluido.
También son utilizados servomotores de c.c. y de c.a., presentando un mejor rendimiento los de c.c.
Los amplificadores más usados son de tipo eléctrico (relés), electrónico (amplificadores operacionales,
transistores), neumáticos o hidráulicos.
Los dispositivos finales de control más habituales son: cilindros neumáticos e hidráulicos, motores de c.c.,
motores de c.a. y motores paso a paso.
6.3. Sistemas de numeración
Los sistemas digitales actúan mediante la interpretación de señales que toman un número discreto de valores..
Esto hace que sea necesario cuantificar el valor que toman las magnitudes a controlar. Para ello se utilizan diferentes sistemas de
numeración, en los que cada uno de los bits tiene un valor u otro según la posición que ocupa dentro del número representado. De
manera que la representación de la cantidad expresada por el número N en el sistema de base b, viene representada por la fórmula
polinómica:
donde:
b es la base del sistema de numeración en que se expresa la cantidad.
a
i
son los coeficientes que representan las posibles distintas cifras de la base.
Por ejemplo:
En base octal, tendremos: b=8 y 0≤a <8. Es decir el sistema octal tiene 8 elementos que son 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7.
i
En base decimal, tendremos: b=10 y 0≤a <10. Es decir el sistema decimal tiene 10 elementos que son 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y
i
9.
En base binaria, tendremos: b=2 y 0≤a <2. Es decir el sistema binario tiene 2 elementos que son 0 y 1.
i
Conversión de un número entero en formato decimal a formato binario
1. Se divide el número entero por la base (2) y se reversa el resto obtenido.
2. Se continúa dividiendo el cociente obtenido por la base (2) y se vuelve a reservar el resto.
3. Se continúa con este proceso hasta que se obtenga cociente 0, entonces se escriben todos los restos obtenidos siguiendo el
orden desde el último que se ha obtenido, que será el bit más significativo ( MSB ), hasta llegar al primero que se obtuvo, que será
el bit menos significativo ( LSB ).
Imagen de elaboración propia
Se sigue el mismo procedimiento cuando queremos transformar cualquier número decimal en cualquier otro sistema de numeración, sin
más que dividir consecutivamente por la base, cuando se trate de números enteros, o multiplicar por la base cuando se trate de números
fraccionarios.
Conversión de un número en formato binario a formato decimal.
Se aplica la fórmula polinómica que confiere un peso distinto a cada bit según la posición que ocupa.
6.4. Álgebra Boole, puertas lógicas
El álgebra opera con variables booleanas , que son aquellas que sólo pueden tomar dos valores (0 y 1), estos valores no representan
números si no estados. Ejemplo: pueden simbolizar si un interruptor está abierto (0), o cerrado (1), si conduce o no conduce, si hay
tensión o no.
Importante
Función lógica:
Toda aquella variable binaria cuyo valor depende de una expresión algebraica constituida por otras variables que se
encuentran relacionadas entre si por determinadas operaciones.
Importante
Función canónica:
Expresión lógica en la que todos sus términos contienen todas las variables de entrada, bien afirmadas o bien negadas.
Importante
Postulados
Respecto a la suma
Respecto al producto
Importante
Leyes y teoremas
Leyes / Teoremas
Conmutativa
Asociacitiva
Distributiva
Cancelación
De Morgar
Respecto a la suma
Respecto al producto
Importante
Producto lógico. Puerta AND. Y. &.
Función representada por la expresión:
Esta función responde a la siguiente tabla de verdad
Imagen de elaboración propia
y debe entenderse como:
"La salida correspondiente a la función lógica producto toma valor 1 solamente cuando también son 1 los valores de
las entradas A y B."
Importante
Suma lógica. Puerta OR. O.
Función representada por la expresión:
Esta función responde a la siguiente tabla de verdad
Imagen de elaboración propia
y debe ser leida como:
"La salida correspondiente a la función lógica suma toma valor 1 cuando también son 1 cualquiera de las entradas A y
B, o las dos simultáneamente. "
Importante
Función representada por la expresión:
Esta función responde a la tabla de verdad
Imagen de elaboración propia
y debe entenderse como:
"La salida correspondiente a la función lógica complementación toma valor 1 cuando la entrada es 0 y viceversa."
Importante
Puerta NAND. No Y.
Función representada por la expresión:
Esta función responde a la tabla de verdad
Imagen de elaboración propia
y debe interpretarse como:
La salida correspondiente a la función lógica toma siempre valor 1 salvo cuando A y B tienen a la vez valor 1.
La salida es el producto negado de las variables de entrada. Es decir la función NAND es la asociación de una puerta
AND y de la función NOT.
Importante
Puerta NOR. No O.
Función representada por la expresión:
Esta función responde a la tabla de verdad siguiente
Imagen de elaboración propia
debe interpretarse como:
"La salida correspondiente a la función lógica toma valor 1 solamente cuando A y B tienen a la vez valor 0."
La salida es la suma negada de las variables de entrada. Es decir la función NOR es la asociación de una puerta OR y
de la función NOT.
Importante
Puerta OR EXCLUSIVA. XOR.
Función representada por la expresión:
Esta función responde a la tabla de verdad
Imagen elaboración propia
que debemos leer como:
"La salida correspondiente a la función lógica toma valor 1 cuando A ó B pero no las dos, toman el valor 1, es decir
cuando una variable está afirmada y la otra está negada, o viceversa."
6.5. Álgebra Boole, función lógica
Importante
Obtención de la función lógica a partir de la tabla de verdad
Productos lógicos "Minterms" (implementación por unos)
El proceso consiste en tomar todas las combinaciones de las variables de entrada que provocan que la función
lógica presente un 1 en la salida.
Cada una de estas combinaciones de las variables de entrada será un sumando, constituido por el producto de
todas las variables de entrada, en el que las variables estarán negadas cuando tomen el valor 0 y estarán
afirmadas cuando tomen el valor 1. La expresión de la función canónica será la suma de todos los productos
equivalentes a las combinaciones de las variables de entrada que hacen que la salida sea un 1.
Sumas lógicas "Maxterms" (implementación por ceros)
El proceso consiste en tomar todas las combinaciones de las variables de entrada que provocan que la función
lógica presente un 0 en la salida.
Cada una de estas combinaciones de las variables de entrada será un producto, constituido por la suma de todas
las variables de entrada, en el que las variables estarán negadas cuando tomen el valor 1 y estarán afirmadas
cuando tomen el valor 0. La expresión de la función canónica será el producto de todas las sumas equivalentes a
las combinaciones de las variables de entrada que hacen que la salida sea un 0.
Importante
Simplificación por el método de Karnaugh
Más rápido y eficaz, sobre todo ante problemas complejos. El método se basa en la construcción de unas tablas con la
característica de que entre cada celda y su contigua o adyacente solamente cambia el valor de una variable de
entrada.
En este punto vamos a mostrar el funcionamiento del método de Karnaugh. A continuación se adjuntan los mapas de Karnaugh para tres
y cuatro variables, indicando en el interior de cada celda a que combinación de variables de entrada corresponde:
Imagen de elaboración propia
Se colocará un 1 en las celdas correspondientes a las combinaciones de las variables de entrada que hacen que la salida sea un 1.
Hay que tener en cuenta que las tablas son contiguas por los flancos extremos, es decir en una tabla de cuatro variables de entrada, las
celdas de la columna de la derecha son contiguas a las de la columna de la izquierda, e igualmente ocurre con las casillas de la fila
superior y las de la fila inferior.
Imagen elaboración propia
7. Ejercicios resueltos de convocatorias anteriores
En este enlace tienes un documento, en formato pdf, en el están los ejercicios propuestos en convocatorias anteriores así como su
resolución.