fp-basica-equipos-electricos-y-electronicos-editexpdf

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FORMACIÓN PROFESIONAL BÁSICA
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FORMACIÓN PROFESIONAL BÁSICA
Equipos eléctricos
y electrónicos
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JUAN CARLOS MARTÍN
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
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FORMACIÓN PROFESIONAL BÁSICA
Equipos eléctricos
y electrónicos
JUAN CARLOS MARTÍN CASTILLO
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
ÍNDICE
1. Herramientas del taller de reparación .. 6
1. Herramientas. ...............................................................
2. Ensamblado y desensamblado de equipos ............
4. Elementos de conmutación
y protecciones . ............................................ 84
7
21
1. Elementos de conmutación ...........................................
85
En resumen ................................................................................
23
2. Circuitos básicos de conmutación ..............................
88
Entra en internet.......................................................................
23
3. Protecciones en el interior de equipos ......................
91
Actividades finales .................................................................
24
En resumen ................................................................................
95
Evalúa tus conocimientos ....................................................
25
Entra en internet.......................................................................
95
Práctica resuelta: Desensamblado y ensamblado
de una herramienta eléctrica ..............................................
Actividades finales .................................................................
9
2
Evalúa tus conocimientos ....................................................
97
Ficha de trabajo: Uso de diferentes herramientas
para atornillado y desatornillado .....................................
28
Práctica resuelta: Comprobación
de un conmutador con un polímetro...............................
98
2. Cableado y conexiones en equipos . ..... 30
Ficha de trabajo 1: Inversión del sentido de giro
de un motor CC con un conmutador DPDT ...................
99
1. Cables y sus tipos...............................................................
31
2. Herramientas para trabajar con cables .....................
35
3. Guiado y fijación de cables..............................................
37
4. Terminaciones de cables ................................................
41
5. Soldadura blanda ................................................................
47
5. Componentes electrónicos pasivos . .... 102
1. Componentes electrónicos pasivos ...........................
103
En resumen .
49
2. Resistencias ..........................................................................
103
Entra en internet.
49
4. Inductancias o bobinas ....................................................
3. Condensadores ................................................................... 109
Evalúa tus conocimientos ....................................................
51
Práctica resuelta: Crimpado de un terminal .................
52
Ficha de trabajo 1: Empalme de dos conductores
mediante soldadura blanda ................................................
53
Ficha de trabajo 2: Soldadura sobre placa
de
circuito impreso
.................................................................
Magnitudes
eléctricas
y su medida . .....
54
58
Ficha
de de
trabajo
3: Guiado
de cables................................
1. Tipos
corriente
eléctrica
............................................
55
59
2. Circuito eléctrico..................................................................
0
3. Magnitudes eléctricas básicas......................................
2
4. Relaciones entre magnitudes eléctricas ..................
7
5. Medidas eléctricas con el polímetro ...........................
9
En resumen ................................................................................
73
Entra en internet.......................................................................
73
Actividades finales .................................................................
74
Evalúa tus conocimientos ....................................................
77
Práctica resuelta: Medida de tensión y corriente
en un circuito de corriente continua.................................
78
Ficha de trabajo 1: Medidas en un circuito
de resistencias en serie ........................................................
80
Ficha de trabajo 2: Medidas en un circuito
de resistencias en paralelo ..................................................
114
5 El transformador.
115
Actividades finales .
50
3.
Ficha de trabajo 2: Conmutación de dos lámparas
con un conmutador de palanca ......................................... 100
En resumen .
117
Entra en internet.
117
Actividades finales .................................................................
118
Evalúa tus conocimientos ....................................................
119
Práctica resuelta: Identificación y medida
de resistencias .......................................................................... 120
Ficha de trabajo 1: Comprobación
de potenciómetros .................................................................
121
Ficha de trabajo 2: Comparación entre potenciómetros
lineales y logarítmicos ........................................................... 122
Ficha de trabajo 3: Uso de una resistencia variable
para hacer un ajuste de tensión ........................................
123
Ficha de trabajo 4: Identificación del valor
de condensadores ..................................................................
124
Ficha de trabajo 5: Construcción de bobinas
y su medida ................................................................................ 12
Ficha de trabajo : Montaje
y medidaactivos
de tensiones
6. Componentes
electrónicos
. ..... 128
de
salida de un transformador
..........................................
127
1. Componentes
electrónicos activos
............................ 129
2. El diodo.................................................................................... 129
82
3. El diodo LED ..........................................................................
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131
7.
8.
4. El transistor bipolar (BJT) ................................................
5. El tiristor y el TRIAC ............................................................
. Circuitos integrados (IC)...................................................
7. El relé .
138
En resumen .
139
Entra en internet.
139
Actividades finales .................................................................
Evalúa tus conocimientos ....................................................
Práctica resuelta: Polarización de un LED .
142
Ficha de trabajo 1: Conexión de dos LED en serie .
143
Ficha de trabajo 2: Encendido un LED bicolor .
144
Ficha de trabajo 3: Polarización de un diodo ................
Ficha de trabajo 4: Conversión de corriente alterna
a continua con un diodo y un condensador ..................
Ficha de trabajo 5: Rectificación de CC a CA
mediante puente de diodos y condensador ................
Ficha de trabajo : Construcción de una fuente
de alimentación ........................................................................
Circuitos en los equipos. ...........................
Ficha de trabajo 7: Comprobación de un transistor
1. Técnicas
de............................................................................
ejecución de circuitos ..............................
con
polímetro
2.
Circuitos
básicos
de electrónica .
Ficha de trabajo 8: Funcionamiento
1de2un transistor como interruptor ....................................
En resumen .
1 7
Entra en internet.
1 7
Actividades finales .................................................................
Evalúa tus conocimientos ....................................................
Práctica resuelta: Construcción de un comprobador
por la técnica de cableado ...................................................
Ficha de trabajo 1: Construcción de una placa
de circuito impreso .................................................................
Ficha de trabajo 2: Placa de circuito impreso
para fuente de alimentación estabilizada .....................
Ficha de trabajo 3: Placa de circuito impreso
para fuente de alimentación simétrica...........................
Ficha de trabajo 4: Placa de circuito impreso para
LED intermitente ......................................................................
Ficha de trabajo
5: Regulador
de velocidad para
Motores
y otros
actuadores
motor universal ........................................................................
134
13
137
179
3. Electroválvulas y bombas ............................................... 189
4. Elementos de caldeo ........................................................
191
5. Elementos de iluminación .
192
En resumen .
193
140
141
Entra en internet.
193
Actividades finales .
194
Evalúa tus conocimientos .
195
Práctica resuelta: Comprobación de un motor
de lavadora ................................................................................. 19
14
147
Ficha de trabajo 1: Preparación del motor
de lavadora para su comprobación .................................. 198
Ficha de trabajo 2: Arranque e inversión del sentido
de giro de un motor universal de lavadora ................... 199
148
Ficha de trabajo 3: Arranque de un motor
monofásico con condensador ........................................... 200
149
Ficha de trabajo 4: Comprobación del estado
. de
Electrodomésticos
y otros equipos. ..... 204
una electroválvula ............................................................. 202
154
155
150
152
1. Electrodomésticos ............................................................. 205
Ficha de trabajo 5: Comprobación del estado
2. Circuitos
de electrodomésticos
................................... 203
213
de
una resistencia
de caldeo ..............................................
3. Equipos informáticos ........................................................ 220
4. Herramientas eléctricas portátiles .
225
En resumen .
227
1 8
1 9
170
172
174
Entra en internet.
227
Actividades finales ................................................................. 228
Evalúa tus conocimientos .................................................... 229
Práctica resuelta: Comprobación de un filtro
antiparasitario ........................................................................... 230
Ficha de trabajo 1: Comprobación
de un blocapuertas ................................................................. 232
Ficha de trabajo 2: Comprobación de un presostato
175
233
17
Ficha de trabajo 3: Desensamblado de un pequeño
electrodoméstico .................................................................... 234
177
Ficha de trabajo 4: Comprobación de las tensiones
de salida de una fuente de alimentación de PC .......... 23
de electrodomésticos . .............................. 178
1. Motores y otros actuadores
de electrodomésticos ......................................................
2. Motores eléctricos .............................................................
179
Anexo . .................................................................. 241
Ficha de trabajo 5: Mantenimiento de un ordenador
A Recursos auxiliares para la reparación
portátil .......................................................................................... 238
de equipos eléctricos o electrónicos.......................... 242
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CÓMO SE USA ESTE LIBRO
Cada unidad didáctica se inicia con una imagen motivadora, un
breve índice de contenidos con los epígrafes que presenta la
unidad en el apartado Vamos a conocer y los objetivos a alcanzar al término de la misma en el apartado Y al finalizar esta unidad.
Magnitudes eléctricas y su medida
3
1. Tipos de corriente eléctrica
Magnitudes eléctricas
y su medida
La corriente eléctrica es un movimiento de cargas eléctricas a través de
los conductores de un circuito. En función de cómo se produzca este
movimiento, se pueden distinguir dos tipos de corriente: corriente continua y corriente alterna.
1.1. Corriente continua
Vamos a conocer...
1. Tipos de corriente eléctrica
2. Circuito eléctrico
3. Magnitudes eléctricas básicas
4. Relaciones entre magnitudes eléctricas
La corriente continua, también denominada de forma abreviada CC (o
DC por las siglas inglesas), se genera en baterías, pilas, paneles solares,
fuentes de alimentación, etc.
Saber más
En un circuito de corriente continua el movimiento de cargas se hace en
el mismo sentido, de polo positivo al polo negativo de la alimentación,
por lo que se dice que este tipo de corriente es unidireccional.
Las tomas de corriente de una vivienda
tienen corriente alterna.
Las pilas y baterías de los dispositivos
eléctricos tienen corriente continua.
1.2. Corriente alterna
5. Medidas eléctricas con el polímetro
PRÁCTICA RESUELTA
FICHA DE TRABAJO 1
Medidas en un circuito de resistencias en serie
FICHA DE TRABAJO 2
Medidas en un circuito de resistencias en paralelo
+
Medida de tensión y corriente en un circuito de
corriente continua
En la corriente alterna, también denominada CA (o AC del inglés), el
movimiento de cargas se hace en ambos sentidos alternativamente. Este
movimiento se produce en un segundo cincuenta veces en un sentido
y cincuenta veces en el otro y se denomina frecuencia. Así la frecuencia
de la red eléctrica es de cincuenta hercios (50 Hz) y el símbolo general
de la corriente alterna es una sinusoide.
Vcc
Figura 3.1. Corriente continua.
Muchos equipos eléctricos y electrónicos se conectan a la red de 230 V
de corriente alterna y, sin embargo, su interior trabaja en corriente continua. Se necesita entonces un elemento conversor, denominado fuente
de alimentación, que adapta el tipo de corriente.
Corriente
alterna
Corriente
continua
Vca
Figura 3.2. Corriente alterna.
Transformador
230 Vca
Equipo
Y al finalizar esta unidad…
■
Conocerás cuáles son las magnitudes eléctricas
básicas y cómo se miden.
■
Identificarás las posibles conexiones entre los
receptores de un circuito eléctrico y cómo se
comportan en ellos las magnitudes eléctricas.
■
Relacionarás los diferentes tipos de magnitudes
entre sí.
■
Utilizarás el polímetro para medir las magnitu
magnitudes eléctricas básicas.
Circuito
rectificador
Circuito electrónico principal
Figura 3.3. Corriente alterna y continua en un equipo electrónico.
Los símbolos asociados a los tipos de corriente son los siguientes:
Corriente continua
en general
Corriente alterna
en general
+
Pila
+
Generador o fuente
de corriente alterna
+
Batería
Figura 3.4. Símbolos de los tipos de corriente.
59
A continuación, comienza el desarrollo de contenidos ordenado
en epígrafes y subepígrafes y acompañado de numerosas ilustraciones, seleccionadas de entre los equipos y herramientas
más frecuentes que te vas a encontrar al realizar tu trabajo. Los
márgenes incluyen ampliaciones de contenidos y recomendaciones profesionales a tener en cuenta.
Unidad 2
Son cables de vidrio muy finos, que permiten transportar gran cantidad
de datos en formato digital a largas distancias. En los cables de fibra
óptica la información se transporta en haces de luz, desde un emisor
hasta un receptor.
Están formados por un revestimiento, que puede disponer de varias
capas, y un núcleo, que es el hilo de vidrio encargado de transportar la
información.
Figura 2.9. Cable de fibra óptica.
Cableado y conexiones en equipos
2. Herramientas para trabajar con cables
1.4. Cables de fibra óptica (F. O.)
El manejo de cables requiere realizar de forma continuada operaciones
de corte y pelado. Para ello se pueden utilizar algunas de las herramientas de propósito general vistas en la unidad anterior, como la tijera, el
alicate de corte y el alicate universal, pero debes conocer otras específicas que permiten realizar dichas operaciones de forma más eficaz.
En tu profesión
Algunas tijeras disponen de una muesca
al final de las hojas de corte, y cercana a
la articulación, que permite pelar cables
multipolares con bastante facilidad.
Pelacables
Es la herramienta ideal para pelar cables eléctricos, ya que si está bien
ajustada, permite realizar una operación rápida, limpia y segura. Hay
muchos tipos y modelos en el mercado adaptables a todo tipo de cables,
desde el más básico tipo alicate, hasta el más completo tipo pistola.
Núcleo
Revestimiento
Figura 2.10. Partes de un cable de fibra óptica.
La unión entre cables, y entre cables y conectores, requiere herramientas especiales que generalmente suelen ser caras e inaccesibles para
técnicos de reparación de equipos. Su estudio no está contemplado en
los objetivos de este libro.
Algunos equipos de telecomunicaciones, audio y vídeo disponen en su
interior de sistemas emisores y receptores de señales procedentes de
cables de fibra óptica.
1.5. Circuitos impresos
Figura 2.13. Pelacables.
También existen herramientas para pelar cables especiales, como pueden ser los cables multipolares de cinta plana o los de tipo coaxial utilizados en instalaciones de recepción de televisión y radio.
Figura 2.14. Uso de la tijera para pelar cables
multipolares.
Se puede decir que una placa de circuito impreso es una forma de ca
cableado utilizada principalmente en la técnica electrónica.
Vocabulario
PCB: siglas del término inglés printed circuit board, que designa habitualmente a
las placas de circuito impreso.
En estas placas, en lugar de unir los elementos que constituyen el circir
cuito mediante cables, se hace a través de pistas de cobre que están
adheridas a una placa aislante basada en resinas de fibra de vidrio y
baquelita.
La unión de los componentes electrónicos y conectores se lleva a cabo
utilizando la técnica de soldadura blanda.
Figura 2.15. Pelacables para cable de cinta plana y coaxial (cortesía de KNIPEX).
Pelamangueras
Es una herramienta diseñada específicamente para pelar cables multipolares o cables redondos de gran sección. Dispone de un cabezal con
forma de ángulo redondeado, en el que se inserta el cable, una cuchilla
giratoria e intercambiable, un mango y un regulador de profundidad de
corte.
Figura 2.11. Placa de circuito impreso vista por el lado de los componentes y por el lado de las pistas.
La unión de la placa de circuito impreso con otros componentes que
no se encuentran sobre ella se puede hacer soldando directamente los
cables de unión o mediante conectores o terminales enchufables.
Figura 2.12. Detalle del cableado entre una placa
de circuito impreso y el exterior.
Figura 2.16. Pelamangueras (cortesía de KNIPEX).
El cable que se va a pelar se ubica en el cabezal, previa regulación de la
altura de la cuchilla. El corte se realiza girando el útil sobre el cable una
o dos veces, hasta que se produce el corte de la funda.
Figura 2.17. Uso del pelamangueras.
34
35
El desarrollo de contenidos finaliza con el apartado En resumen,
mapa conceptual con los conceptos esenciales de la unidad.
Este apartado sirve para recapitular lo tratado en la unidad.
En el apartado Entra en internet se incluyen unas actividades
para cuya resolución es necesario navegar por internet.
Unidad 9
Interruptor
de activación
Inversión
de giro
Rotor
L
L
tº
Estator
L
N
N
L
M
N
230 V
Unidad 9
EN RESUMEN
Interruptor
erruptor
de activación
Inversión
de giro
L
230 V
N
L
N
Rotor
Equipos eléctricos y electrónicos
M
tº
Estator
N
Electrodomésticos
Equipos informáticos
Herramientas eléctricas
portátiles
Figura 9.53. Detalle de la inversión el sentido de giro del motor del taladro.
Interruptor
de activación
Los taladros y destornilladores eléctricos que funcionan con batería
tienen un circuito de conmutación similar al de los que se conectan a
la red de 230 V. No obstante, en estos casos, el motor utilizado es de
corriente continua.
Tipos de
electrodomésticos
Las herramientas eléctricas que requieren regulación de velocidad
pueden ser de dos tipos: de regulación por TRIAC para los motores de
corriente alterna o de regulación por tiristores para los de corriente
continua. Este circuito es de las mismas características que los de los
dimenestudiados en unidades anteriores y, debido a sus reducidas dimen
siones, es posible integrarlo incluso en las herramientas de tamaño
más pequeño.
Dispositivos internos
Regulación
de velocidad
Inversión
de giro
De sobremesa
Partes
Portátiles
Placa base
Memoria RAM
Puertos
Filtro antiparasitario
Microprocesador
Circuitos
Blocapuertas
Timmer-programador
Conmutador de funciones
Presostato
Termostato
Caudalímetro
Fuente de alimentación
Horno de cocción
Elementos de refrigeración
Placa vitrocerámica
Dispositivos de almacenamiento
Lavadora
Cableado interno
Lavavajillas
Pila
Secadora
Plancha de tejidos
Rotor
L
Plancha de cocina
M
tº
230 V
N
Motor
Estator
Circuito electrónico
de regulación basado
en TRIAC
Figura 9.54. Esquema genérico de un taladro-destornillador con regulador de velocidad e inversión
de giro.
Las herramientas eléctricas que no requieren ni inversión del sentido de
giro, ni regulación de velocidad, como taladros de sobremesa, máquinas
esmeriladoras o sierras de cinta, utilizan motores monofásicos con concon
densador permanente. Estos motores, que no necesitan mantenimiento,
al no disponer de escobillas, son muy silenciosos y su velocidad es muy
estable.
Entra en internet
1. Localiza páginas web de repuestos para electrodomésticos. Nombra dos partes que no se hayan estudiado aquí y que te
hayan llamado la atención. Anota en tu cuaderno el nombre del elemento, para qué se utiliza y en qué tipos de electrodomésticos se emplea.
2. Busca información sobre la grasa o pasta térmica y explica para qué se utiliza en equipos informáticos.
Las herramientas industriales utilizan motores trifásicos de inducción.
226
4
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
227
IMPORTANTE: Todas las actividades propuestas en este libro deben
realizarse en un cuaderno de trabajo, nunca en el propio libro.
Tras ello se proponen una serie de Actividades finales para que
apliques los conocimientos adquiridos y, a su vez, te sirvan de
repaso.
Unidad 5
Unidad 5
ACTIVIDADES FINALES
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC
OC DE NOTAS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Coge diez resistencias de carbón y tres de tipo bobinado y elabora en tu cuaderno una tabla similar a la mostrada en la
práctica resuelta de esta unidad. Sigue los mismos pasos que en ella se muestran para la toma de datos.
El apartado Evalúa tus conocimientos consiste en una batería de
preguntas que te permitirán comprobar el nivel de conocimientos adquiridos tras el estudio de la unidad.
1. ¿Cuál es el valor de una resistencia de carbón que tiene
los siguientes colores: marrón, naranja, naranja?:
9. Si un componente pasivo se dice que tiene 100 nF, estamos hablando de:
a) Una resistencia dependiente de la temperatura.
a) 130 ohmios.
2. Junto con un compañero, coged una resistencia variable con la luz (LDR) y con un polímetro comprobad cómo cambia su
valor óhmico cuando se oscurece o recibe el máximo de luz. Para ello, cubridla total o parcialmente con la mano.
b) Un condensador.
b) 133 ohmios.
c) Un varistor.
c) 1 300 ohmios.
TTL
400 mA
MAX
d) Una bobina.
d) 13 000 ohmios.
1000 V
750 V
500 V MAX
10. ¿Qué valor tiene un condensador que tiene xerografiado
473J?:
2. ¿Y si tiene amarillo, violeta y verde?:
LDR
a) 470 Ω.
c) 4,7 MΩ.
b) 47 kΩ.
d) 470 MΩ.
a) 47 nF +/- 10 % de tolerancia.
b) 47 pF +/- 5 % de tolerancia.
3. ¿Y si los colores son verde, gris, oro, oro?:
Figura 5.54. Comprobación de un LDR con polímetro.
3. Indica qué valor óhmico corresponde a las siguientes resistencias. Compara tu resultado con el de tu compañero.
1
2
3
4
5
6
c) 47 nF +/- 5 % de tolerancia.
a) 5,8 Ω 5 %.
c) 58 Ω 5 %.
b) 5,8 KΩ 10 %.
d) 58 Ω 10 %.
d) 47 µF +/- 10 % de tolerancia.
4. Si una resistencia bobinada tiene estampado en su cuerpo
el siguiente valor K47 J, ¿qué valor y tolerancia tiene?:
11. ¿Qué tipo de condensador puede tener valores capacitivos más elevados?:
a) El cerámico.
a) 47 Ω 5 %.
b) El de poliéster.
b) 47 KΩ 5 %.
Figura 5.55. Resistencias.
4. Calcula la capacidad equivalente del siguiente circuito de condensadores en paralelo sabiendo que C1 = 10 nF, C2 = 2,2 nF y
C3 = 4,7 nF.
C1
c) Tantalio.
c) 470 Ω 10 %.
d) Electrolítico.
d) 47 KΩ 10 %.
5. ¿Cuáles de estas son potencias normalizadas en las resistencias de carbón?:
C3
12. ¿Cuáles de los siguientes tipos de condensadores tienen
polaridad?:
a) El cerámico.
a) 1,5 W.
b) Electrolítico.
b) 1/5 W.
C2
c) El de poliéster.
c) 1/52W.
d) Tantalio.
d) 1/8 W.
Figura 5.56. Condensadores en paralelo
5. En el circuito de la actividad anterior, ¿cuál será el valor de la capacidad equivalente si los condensadores utilizados son
C1 = µ1, C2 = 220 k y C3 = 330 n?
6. Si se mide la resistencia entre los terminales de los extremos
(que no sean los del cursor) de un potenciómetro, se obtiene:
a) Un valor óhmico que no varía aunque se mueva el cursor.
b) Un valor óhmico que depende en qué posición se encuentre el cursor.
6. Comprueba con el polímetro los resultados de las dos actividades anteriores y compara los resultados con los de tu
compañero.
7. Utilizando los valores de los condensadores de las actividades anteriores, calcula la capacidad equivalente si se conectan
en serie en ambos circuitos.
C1
C2
C3
13. El valor de las inductancias se da en:
d) 10 H.
a) Una resistencia de valor fijo.
b) Un núcleo magnético.
b) Un condensador electrolítico.
c) Un núcleo de aire.
d) Un solo devanado.
d) Una resistencia bobinada.
16. Si el devanado secundario de un transformador tiene tres
terminales 12 V - 0 -12 V, se puede obtener:
8. Un LDR es:
9. Indica qué valores tienen las siguientes inductancias:
c) 0,00001 H.
b) 10 mH.
a) Dos devanados.
c) Un componente cuyo valor es ajustable.
8. Comprueba con el polímetro los resultados de los dos circuitos en serie y compara los resultados con tu compañero.
d) Henrios.
a) 0,01 mH.
15. Un trasformador tiene:
7. Si se hace referencia a un trimmers, se está hablando de:
Figura 5.57. Condensadores en serie.
c) Microfaradios.
14. 10 µH son:
c) 0 ohmios.
d) 100 ohmios.
a) Ohmios.
b) Amperios.
a) Una resistencia dependiente de la luz.
a) Una tensión de 24 V.
1
2
3
b) Una resistencia dependiente de la temperatura.
b) Una tensión de 6 V.
4
5
6
c) Una resistencia dependiente de la tensión.
c) Una tensión de 12 V.
d) Un potenciómetro variable.
d) No es posible que esto ocurra.
Figura 5.58. Inductancias moldeadas.
118
En la sección Práctica resuelta se plantea el desarrollo de un
caso práctico, en el que se describen las operaciones que se
realizan, se detallan las herramientas y el material necesario, y
se incluyen fotografías que ilustran los pasos a seguir. Estas
prácticas resueltas se ajustan a los objetivos planteados en la
página inicial de la unidad y están en consonancia con los programas oficiales del curso.
119
Unidad 1
PRÁCTICA RESUELTA
Desensamblado y ensamblado
de una herramienta eléctrica
■
■
Un destornillador de estrella con
punta imantada
Material
■
■
7. Los tornillos se deben guardar en la caja compartimentada. No es aconsejable dejarlos sobre la mesa, ya que se corre el riesgo de perderlos.
La utilización de un destornillador imantado puede ser de gran ayuda
para evitar su extravío.
Objetivos
Herramientas
Un destornillador eléctrico averiado
o cualquier otro equipo
de similares características
Caja compartimentada
Conocer los procesos de ensamblado y desensamblado de un equipo
eléctrico tomando como ejemplo una sencilla máquina-herramienta.
Precacuciones
■
Organizar y liberar de objetos el banco de trabajo antes de comenzar
el proceso de desensamblado.
■
Utilizar cajas compartimentadas para el acopio de piezas que se reti
retiraran del equipo.
■
Desconectar el equipo de la red eléctrica o, en su caso, retirar la batería.
■
No usar destornilladores con cabeza diferente a los tornillos que tiene
el equipo que se va a desmontar.
Figura 1.69. Recogiendo cada uno de los tornillos que ensamblan el equipo.
8. Retirar la carcasa principal con sumo cuidado. En el caso del ejemplo,
el destornillador tiene algunas piezas en el interior que se sujetan con
la tapa que se va a retirar. Si no se tiene la precaución de retirarla de
forma cuidadosa, se corre el riesgo de que se salgan de su ubicación
original, pudiendo ser un problema volver a colocarlas en su sitio.
Desarrollo
1. Despejar la mesa de trabajo de objetos y herramientas.
2. Preparar las cajas compartimentadas para recoger las piezas.
3. Localizar los tornillos o elementos que fijan la carcasa del
equipo.
4. Anotar o hacer una foto con su disposición en el equipo para
tenerla como referencia para cuando sea necesario volver a
montar el equipo.
Figura 1.67. Todo listo para desensamblar el
equipo.
5. Elegir el destornillador o la herramienta adecuados para co
comenzar el desensamblado.
6. Desatornillar uno a uno todos los tornillos que fijan la carcasa
del taladro.
Figura 1.68. Aflojando los tornillos de la carcasa.
Figura 1.70. Retirando la carcasa superior.
9. Observar el interior del equipo y hacer varias fotos. No importa que de
momento no se conozcan los componentes que lo forman.
10. Cerciorarse de tener todos los tornillos que se han retirado en el proceso de desensamblado.
11. Realizar el proceso inverso y montar de nuevo el equipo para que quede en las mismas condiciones que antes de comenzar esta práctica. No
se debe dejar la carcasa montada con holguras o mal ensamblada.
Figura 1.71. Montando el equipo de nuevo.
26
Para finalizar, las Fichas de trabajo sirven a modo de actividades
prácticas en las cuales a partir de un planteamiento, se pide
completar el desarrollo de la actividad. Al igual que en la sección
anterior, se detallan las herramientas y el material necesario.
Además, regístrate en nuestra web y accede a los recursos adicionales: <www.editex.es>
27
Unidad 9
Unidad 9
FICHA DE TRABAJO 1
FICHA DE TRABAJO 2
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC
OC DE NOTAS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Comprobación de un blocapuertas
Herramientas
■
Herramientas básicas del
electricista
Precauciones
■
Tenaza de crimpar
terminales
■
Un metro de manguera
de 2 x 1 mm2
■
Una clavija Schuko
■
Dos terminales Faston
aislados
■
Un blocapuertas de
lavadora
Objetivo
Comprobar si el dispositivo de un blocapuertas actúa de forma correcta.
Polímetro
■
Material
Comprobación de un presostato
Objetivo
■
■
Herramientas
Comprobar si un termostato actúa correctamente.
Si el presostato es de dos niveles, será necesario aplicar más presión de
aire para que se dispare el contacto de segundo nivel.
Los terminales Faston del cable de red para alimentar la PTC del blocapuertas
deben estar aislados correctamente.
■
■
No toques el blocapuertas cuando esté conectado a la red eléctrica, ya que
trabajar con 230 V puede resultar peligroso e incluso mortal.
Desarrollo
Desarrollo
1. En la manguera de 2 x 1 mm2, conecta en uno de los extremos una clavija
Schuko y en los dos cables del otro un par de terminales Faston aislados.
2. Con un polímetro comprueba que no existe continuidad entre los bornes L y C
del blocapuertas.
230 V
Manguera
Ω
■
Polímetro
Material
Precauciones
■
■
0,5 m de tubo flexible
■
Presostato de lavadora de un nivel
1. Con un polímetro comprueba que no hay continuidad entre los terminales
11 y el 13 del presostato, y que si la hay entre los terminales 11 y 12.
2. Coloca un tubo flexible en la entrada de aire del presostato y sopla hasta
que se escuche un clic en su interior.
3. Dobla el tubo para evitar que el aire se escape del interior.
Blocapuertas
Clavija Schuko
Tubo flexible
CN L
12
13
TTL
11
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
14
Terminales Faston
Figura 9.61. Cable de prueba y comprobación de continuidad entre C-L de los contactos del blocapuertas.
3. Conecta los terminales Faston en los terminales L y N del blocapuertas.
4. Conecta la manguera a una toma de corriente de 230 V y espera unos segundos.
Presostato
Figura 9.63. Comprobación del disparo del presostato y retención del aire en su interior.
4. Comprueba con un polímetro que la continuidad entre los terminales 11 y
13 y entre los terminales 11 y 12 ha cambiado.
Blocapuertas
Ω
14
CN L
TTL
400 mA
MAX
11
13
Figura 9.62. Conexión de la PTC del blocapuertas.
5. Desconecta primero la manguera de la toma de corriente y después los ter
terminales Faston del blocapuertas.
1000 V
750 V
500 V MAX
12
230 V
6. Comprueba que ahora si existe continuidad entre los terminales L y N.
7. Mantén las puntas de prueba del polímetro en dicha posición y comprueba
que el contacto del blocapuertas se abre después de unos minutos.
8. Si esto es así significa que su funcionamiento es correcto.
Figura 9.64. Comprobación del contacto de un presostato.
5. Suelta el aire del interior del presostato y comprueba con el polímetro
que los contactos han vuelto a su posición de reposo.
232
233
5
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1
Herramientas del taller
de reparación
Vamos a conocer...
1. Herramientas
2. Ensamblado y desensamblado de equipos
PRÁCTICA RESUELTA
Desensamblado y ensamblado de una herramienta
eléctrica
FICHA DE TRABAJO
Uso de diferentes herramientas para atornillado y
desatornillado
Y al finalizar esta unidad…
■
Conocerás los diferentes tipos de herramientas
utilizadas en el taller de reparación para el ensamblado y desensamblado de equipos.
■
Desmontarás un equipo eléctrico.
■
Utilizarás diferentes tipos de tornillería.
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Herramientas del taller de reparación
1. Herramientas
Las herramientas más utilizadas en la reparación y mantenimiento de
equipos eléctricos y electrónicos son las que se detallan a continuación.
1.1. Destornilladores
También denominados «atornilladores», son herramientas destinadas a
poner o quitar los tornillos que fijan las envolventes y/o los elementos
que conforman un equipo eléctrico o electrónico.
Pueden ser manuales o eléctricos.
1.1.1. Destornilladores manuales
Están formados por un mango, un vástago y una punta.
Mango
El mango es la parte por la que se sujeta el destornillador y sobre la
que se ejerce la fuerza para el atornillado o desatornillado. Los hay de
diferentes formas y tamaños adaptados a todo tipo de aplicaciones.
Recuerda
El atornillado se hace en el sentido de
las agujas del reloj, y el desatornillado en
sentido contrario.
Vástago
El vástago es una varilla de metal que suele ser de acero. Un extremo
se inserta en el mango y el otro tiene incorporada la punta para encajar
en la cabeza del tornillo. Por lo general se presenta desnudo, pero en
aplicaciones de electricidad y electrónica es necesario que se encuentre
aislado en toda su longitud.
El vástago puede ser fijo o extraíble. El segundo tipo es el utilizado en
destornilladores con cabezas intercambiables.
Figura 1.2. Destornillador de vástago fijo y
aislado.
Atornillar
Desatornillar
Figura 1.1. Atornillar y desatornillar.
Figura 1.3. Destornillador con vástago y cabeza
intercambiable.
Algunos destornilladores modulares permiten acoplar un vástago flexible, que es de gran utilidad para realizar operaciones de apriete y ajuste
de tornillos que se encuentran en lugares poco accesibles.
Figura 1.4. Diferentes tipos de cabezas de
destornilladores (hexagonal o Allen, TORX,
de estrella y plano).
Figura 1.5. Destornillador con vástago flexible.
7
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Unidad 1
Cabeza
La cabeza es la parte que se apoya en la ranura del tornillo. Sobre ella
se ejerce la fuerza para su atornillado o desatornillado y puede tener
diferentes formas. A continuación se muestran algunas de ellas, pero
no son las únicas.
Plano
Estrella Philips
Estrella Pozidriv
TORX
TORX de seguridad
Hexagonal
Doble cuadrado
Tri-Wing
Spanner
Doble estrella
Tabla 1.1. Diferentes tipos de cabezas de tornillos.
Saber más
Algunos destornilladores poseen mangos con formas especiales.
La cabeza del destornillador debe ser del mismo tipo y de la misma
medida que la del tornillo sobre el que se va a trabajar. De lo contrario,
además de no conseguir atornillar o desatornillar el tornillo, el destornillador y la cabeza se pueden deteriorar.
En las siguientes figuras se muestra cómo no se debe utilizar un destornillador. En la foto de la izquierda, el destornillador, a pesar de ser
del mismo tipo que la cabeza del tornillo, es demasiado pequeño. En la
foto de la derecha, la cabeza del tornillo es de estrella y, sin embargo,
se utiliza un destornillador plano.
Figura 1.6. Destornillador TORX con mango
horizontal.
En tu profesión
En el taller de reparaciones no debe faltar
un utensilio denominado «magnetizadordesmagnetizador», que permite magnetizar y desmagnetizar la punta de los
destornilladores según las necesidades.
Figura 1.7. Uso incorrecto del destornillador.
Destornillador pequeño (izquierda). Destornillador inadecuado (derecha).
1.1.2. Destornilladores eléctricos
Son herramientas portátiles que permiten atornillar y desatornillar sin
apenas esfuerzo. Funcionan mediante una batería o por conexión directa
a la red de 230 Vca.
Los hay de muchos tamaños y formas, pero todos tienen en común que
las cabezas y los vástagos son intercambiables, pudiéndose utilizar para
todo tipo de tornillos y aplicaciones.
Figura 1.8. Magnetizador-desmagnetizador de
destornilladores (Wiha).
Algunos taladros de mano disponen de la función de destornillador.
Estos cuentan con un regulador de velocidad para el motor y con un
conmutador para invertir el sentido de giro y así poder atornillar y desatornillar. En los taladros-destornilladores es importante desactivar el
conmutador del percutor.
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Herramientas del taller de reparación
Figura 1.9. Diferentes cabezas para
destornillador eléctrico.
Figura 1.10. Destornillador de batería.
Figura 1.11. Taladro destornillador.
1.2. Herramientas tipo llave
Son herramientas portátiles y manuales utilizadas en técnicas de apriete.
Pueden ser de diferentes tipos, como veremos a continuación.
1.2.1. Llaves para tornillos
Son llaves que sustituyen en algunos casos a los destornilladores convencionales, especialmente en operaciones de ajustes con difícil acceso.
No disponen de mango. Presentan forma de ángulo recto, de cuyos
lados uno es más corto que el otro, pudiéndose utilizar indistintamente
por ambos.
Las más habituales son las de tipo Allen (hexagonales interiores) y las
de cabeza TORX.
Figura 1.13. Juego de llaves Allen.
Figura 1.12. Uso de la llave Allen.
Figura 1.14. Juego de llaves TORX.
1.2.2. Llaves para sistemas tornillo-tuerca hexagonales
Son herramientas de mano que permiten el ajuste de tornillos y tuercas
de tipo hexagonal. Son muy utilizadas en tecnología mecánica y automoción, pero en ocasiones también son requeridas para la reparación
de equipos eléctricos y electrónicos, especialmente para el ensamblado
y el desensamblado de electrodomésticos.
Pueden ser fijas o ajustables.
9
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Unidad 1
1.2.3. Llaves de boca fija
En tu profesión
La medida de la boca de la llave debe ser
la misma que la de la cabeza del tornillo o
tuerca. Nunca se debe utilizar para ajustar
medidas inferiores.
Existen muchas formas y tamaños, pero las más conocidas son las de
tipo plano. Estas suelen disponer de dos bocas abiertas con medidas
contiguas ubicadas en cada uno de los extremos de la llave.
La medida de la boca se da en milímetros según el Sistema Internacional de Unidades (SI), aunque es habitual encontrar las dimensiones en
pulgadas.
En el taller de reparación es aconsejable disponer de un set de llaves
que abarquen desde los números más bajos (4-5) hasta números más
altos (16-17).
También existen modelos combinados, que en un lado disponen de una
boca fija de tipo abierto, y en el otro extremo, de una boca cerrada de
la misma medida.
Figura 1.17. Mal uso de la llave.
Figura 1.15. Llave fija (Bellota).
Figura 1.16. Llave mixta (RATIO).
Las llaves fijas están diseñadas para usarse con desplazamientos de 30°.
Cada vez que se hace un desplazamiento, la llave debe rotarse sobre
sí misma para embocar la tuerca de forma correcta. De esta forma se
pueden realizar operaciones de ajuste en lugares con poca libertad de
movimiento.
30°
En tu profesión
En trabajos eléctricos es aconsejable que
las herramientas estén aisladas.
30°
1
2
3
4
Figura 1.18. Uso de la llave fija.
1.2.4. Llave de boca ajustable
También conocida como «llave inglesa», permite, mediante un tornillo
sin fin, ajustar la apertura de la boca facilitando así su adaptación a diferentes medidas de tuercas y tornillos.
Figura 1.19. Llave inglesa.
Figura 1.20. Llave inglesa con mango aislado.
El uso de la llave inglesa es similar al de la llave de boca fija.
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Herramientas del taller de reparación
1.2.5. Llaves de tubo
Se utilizan como complemento o en sustitución de las llaves de boca
fija. Reciben este nombre pos su aspecto tubular, y en cada extremo
disponen de una boca para una medida de tornillo.
En su cuerpo tienen un par de orificios para meter un pasador y así poder
girar la llave.
Figura 1.21. Llave de tubo.
Saber más
En ocasiones las llaves de tubo se presentan con forma curvada, denominándose en este caso «llaves de pipa».
Figura 1.22. Llave de pipa (Stanley).
1.2.6. Llaves de carraca
Son muy populares en la actualidad en todas las profesiones que requieren realizar operaciones de apriete.
Su funcionamiento se basa en un sistema mecánico de carraca que permite apretar o aflojar, sin necesidad de separar la llave de la tuerca o
tornillo sobre la que se trabaja.
Disponen de un mango al que se le pueden acoplar diferentes tipos de
vástagos (fijos y flexibles), y cabezas con llaves de vasos o de destornillador.
Un gatillo, tipo palanca, permite seleccionar el funcionamiento de la
carraca, bien para apretar, o bien para aflojar.
Figura 1.23. Maletín con llave de carraca y cabezas de todo tipo.
1.3. Alicates
Son herramientas manuales tipo tenaza que se pueden utilizar en cualquier operación de mecanizado, aunque adquieren especialmente
importancia en el montaje de instalaciones eléctricas y circuitos electrónicos.
Un alicate está formado por el mango, la articulación y la boca.
Se comercializan con muchas formas y tamaños, siendo los tipos mencionados a continuación los más utilizados en electricidad y electrónica.
11
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Unidad 1
1.3.1. Alicates universales
Muy utilizados por los electricistas, su boca está diseñada para realizar
diferentes operaciones: agarrar, doblar y cortar.
1.3.2. Alicates de punta plana
Su boca es de tipo plano y se utiliza para sujetar cables y pequeñas
piezas.
Figura 1.24. Alicate universal y plano (CHAVES).
1.3.3. Alicates de punta redonda
Son de aspecto similar a los anteriores, pero en este caso las puntas son
redondas o semirredondas.
Permiten doblar cables rígidos con gran precisión y se pueden utilizar
a modo de pinzas para sujetar pequeños elementos, como los componentes de los circuitos electrónicos.
1.3.4. Alicates de punta curvada
Similares a los de punta redonda, pero en ellos la boca está ligeramente
curvada.
Son especialmente útiles cuando es necesario amarrar algún elemento
o componente en un lugar poco accesible.
Figura 1.25. Alicate de punta y de punta curvada (CHAVES).
1.3.5. Alicates de corte
Su boca está formada por dos dientes afilados que permiten cortar todo
tipo de cables y alambres.
Los de mayor tamaño se utilizan en electricidad y los más pequeños en
operaciones que requieren cortes con mayor precisión, como es el corte
de las patillas de los componentes electrónicos cuando están soldados
a la placa de circuito impreso.
Figura 1.27. Uso del alicate de corte.
Figura 1.26. Dos tipos de alicates de corte (Torqueleader).
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Herramientas del taller de reparación
1.3.6. Alicates Seeger
Son alicates para extraer las arandelas o anillos denominados Circlip o
Seeger. Este tipo de arandelas se utilizan como retén, especialmente
en aquellos equipos que disponen de ejes rotativos o lineales, como
pueden ser los motores o cilindros neumáticos. Son de acero flexible
y de tipo abierto. En ambos extremos del arco tienen orificios para su
fijación y extracción.
Los alicates Seeger o de retén tienen un aspecto similar al de los alicates
de puntas redondas (rectas o curvadas). Sin embargo, los extremos de
las bocas disponen de dos dientes puntiagudos, que se insertan en los
orificios de las arandelas.
Figura 1.28. Arandela o anillo Circlip o Seeger.
Los hay para exteriores e interiores, dependiendo de si abre o cierra la
arandela al presionar sobre sus mangos. Los de exteriores disponen de
un resorte que facilita la extracción y al presionar el mango del alicate
abre la arandela. Los de interiores hacen lo contrario, al presionar sobre
el mango cierra la arandela.
Figura 1.29. Alicates Seeger de interiores y exteriores y su forma de uso (cortesía Torqueleader).
1.4. Pinzas
La pinza es una herramienta que se utiliza para sujetar y coger objetos.
En electrónica es especialmente útil para manipular componentes electrónicos de tamaño reducido.
Se comercializan en diferentes formas y tamaños, y pueden ser de tipo
recto, curvo, de puntas, de palas, cruzadas, de metal, aisladas, de plástico, etc.
Figura 1.30. Uso de la pinza.
Figura 1.31. Diferentes tipos de pinzas.
13
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Unidad 1
1.5. Tijeras
La tijera es una herramienta de mano que permite cortar y pelar cables
entre otros objetos.
No debe faltar en el maletín de herramientas de todo técnico dedicado
a la electricidad y la electrónica.
Su mango tiene que estar aislado. Una característica muy valorada por
los técnicos es que con ella se pueda «puntear», es decir, que se pueda
utilizar su punta para cortar con facilidad y precisión.
Figura 1.32. Uso de la tijera para cortar
punteando patillas en circuitos impresos.
Figura 1.33. Tijera de electricista y forma de uso.
1.6. Limas
Son herramientas manuales que se utilizan para el devastado y acabado
de piezas.
Una lima está formada por un cuerpo de acero con una superficie rugosa,
denominada picado, que se encajada en un mango de madera o plástico
a través de la espiga.
Mango
Espiga
Cuerpo (Picado)
Punta
Forma
Figura 1.34. Partes de una lima.
Las limas pueden tener diferentes formas, como se muestra en la figura
siguiente.
Plana
En tu profesión
Las limas para madera se denominan
«escofinas» y tienen un picado muy
pronunciado. No se pueden utilizar para
materiales duros ser los metales.
Media caña
Triangular
Cuadrada
Redonda
Figura 1.35. Formas de las limas.
Figura 1.36. Picado de lima escofina.
El picado puede ser más fino o más rugoso en función de la aplicación
que se le quiera dar. El picado fino se utiliza para operaciones de acabado y pulido. El picado rugoso o basto, se usa para desgaste rápido
de la pieza.
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Herramientas del taller de reparación
1.7. Tornillo de banco
Es una herramienta que se instala en el banco de trabajo y se utiliza para
sujetar objetos y piezas con firmeza mientras se realizan operaciones de
mecanizado como el aserrado, taladrado, limado, devastado o, incluso,
la soldadura.
Pueden ser de instalación fija o móvil. Los primeros requieren perforar la
mesa de trabajo y su fijación mediante tornillos. Los segundos, que no
suelen ser de grandes dimensiones, disponen de un sargento o tornillo
con mariposa, ajustable manualmente, que se coloca en el borde de la
mesa.
En muchas ocasiones el tornillo de banco se convierte en la «tercera»
mano del técnico reparador.
Figura 1.37. Ejemplo de uso de tornillo de banco
para sujetar un conector en una operación de
soldadura.
Figura 1.38. Tornillos de banco de instalación fija y móvil.
1.8. Lupa-flexo
Es un instrumento para realizar trabajos de precisión. Se instala sobre
el banco de trabajo del reparador de los equipos eléctricos y electrónicos.
Dispone de una lupa de grandes dimensiones, a la que se le ha incorporado iluminación, y se encuentra montada sobre una estructura de
flexo, que permite movimientos en cualquier posición.
En el mercado existen diferentes modelos. Los modelos de propósito
general pueden adaptarse a cualquier profesión que requiera visualizar
pequeños objetos con precisión. No obstante, hay otros modelos, especialmente destinados para los técnicos electrónicos, que disponen de
brazos articulados con pinzas, para sujetar las placas de circuito impreso
que se van a analizar.
Figura 1.39. Lámpara flexo de propósito general.
Figura 1.40. Lupas-flexo para electrónicos (Lens for Vision – Sonicolor).
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Unidad 1
1.9. Herramientas de medida
Permiten medir la distancia entre dos puntos. Las más utilizadas en el
taller de reparaciones eléctricas y electrónicas son el flexómetro, el calibre y el micrómetro.
1.9.1. Flexómetro
También denominado «cinta métrica», está formado por una fina chapa
metálica sobre la que se encuentran impresas las divisiones de centímetros y milímetros. Se enrolla en el interior de una carcasa metálica o
de plástico. Es la herramienta de medida más usada debido a su flexibilidad, pequeño tamaño y facilidad de uso. Se fabrican con diversas
longitudes (3 m, 5 m, 8 m, etc.).
Figura 1.41. Flexómetro y ejemplo de utilización.
1.9.2. Calibre
El calibre, también llamado «pie de rey», es un instrumento de medida
que ofrece una precisión mucho mayor que las reglas y los flexómetros.
Se utiliza para medir piezas y orificios de pequeño tamaño, donde la
exactitud de la medida es importante.
Con un calibre se pueden medir interiores, exteriores y profundidades.
Para ello dispone de dos bocas, una en la parte superior para los interiores, y otra en la inferior para los exteriores, y una verilla que sale de
la parte trasera para la profundidad.
También dispone de un botón o freno que permite desplazar o bloquear
la parte móvil del instrumento.
Boca para medir interiores
Nonio para
pulgadas
Figura 1.42. Uso del calibre para medir el
diámetro de una broca.
00
0
1
8
4
1/1288
1
0
2
0 1
3
2
3
5
5
6
7
8
6
9
0
4
3
2
4
4
Regla en
pulgadas
7
8
9
10
11
5
12
13
14
6
15
16
inch
17
cm
1/20
Nonio para
milímetros
Varilla para medir
profundidad
Botón de desplazamiento
del nonio
Boca para medir exteriores
Regla en
milímetros
Figura 1.43. Partes de un calibre o pie de rey.
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Herramientas del taller de reparación
Consta de una pieza con una escala graduada (fija) y de otra pieza con
una graduación distinta que se desliza sobre la anterior, también denominada «nonius» (nonio).
El número de divisiones que presenta el nonio determina la precisión
del calibre de acuerdo a la siguiente expresión:
Interior
Exterior
Profundidad
1
0
1
2
3
0 1
2
2
4
3
4
5
5
6
7
6
8
9
7
0
1/20
6
00
14
1/128
1
0
0
8
4
1
2
3
16
inch
17
cm
2
4
3
2
1
15
4
5
5
6
7
6
8
9
7
0
1/20
Figura 1.44. Ejemplo de medida de interiores, exteriores y profundidad con el calibre.
Para realizar una medida, se desliza el nonio sobre la escala principal.
Con la escala fija se miden los milímetros y gracias al nonio se pueden
apreciar hasta décimas de milímetro.
Para interpretar la lectura se siguen los siguientes pasos:
Saber más
1. Se ajusta la boca o la varilla a la pieza que se va a medir.
Cada vez se utilizan más calibres digitales
en los que no es necesario contar divisiones, sino que disponen de una pantalla
digital en la que se indica directamente
la medida.
2. Se busca el cero del nonio y se cuentan los milímetros que en la escala
fija quedan a la izquierda.
3. Se busca una coincidencia (la mejor posible) de la escala de nonio
con la escala de la regla fija.
4. La lectura total es la suma de los milímetros marcados en la escala fija
(con el cero del nonio) más las décimas de milímetros de la escala móvil.
Medida: 21 mm
Medida: 17,4 mm
21 mm en escala fija
00
1
8
4
00
1/128
1
0
2
3
1
2
2
4
3
4
17 mm en escala fija
5
5
6
7
6
8
9
0
7
8
1/20
Mejor coincidencia
en el nonio 0 mm
1
8
4
1/128
1
0
2
3
1
2
3
2
4
4
5
5
6
7
8
6
9
0
7
8
1/20
Figura 1.45. Calibre digital (cortesía Pro’sKit).
Mejor coincidencia
en el nonio 0,4 mm
Figura 1.46. Ejemplos de medida con el calibre.
El calibre es una herramienta que no debe faltar en el maletín de herramientas del técnico de reparación de equipos eléctricos y electrónicos,
ya que permite conocer con precisión la medida de piezas y componentes a sustituir.
17
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Unidad 1
1.9.3. El micrómetro
Saber más
En el taller de reparaciones el micrómetro
se puede utilizar para medir el diámetro
de los conductores eléctricos.
También conocido como «palmer», es un instrumento de precisión que
puede medir centésimas y/o milésimas de milímetro. Basa su funcionamiento en el desplazamiento de un tornillo micrométrico a través de una
tuerca. Así, la precisión del instrumento viene marcada por la longitud
del avance de dicho tornillo en cada vuelta completa (paso).
Husillo
Tambor fijo
Tope
Trinquete
Nonio
Tambor móvil
Seguro
Figura 1.47. Calibre midiendo hilo esmaltado.
Cuerpo
Figura 1.48. Partes de un micrómetro.
En tu profesión
Para realizar la medida con el micrómetro,
se sitúa el objeto que se quiere medir en
la boca del mismo, de forma que el husillo haga cierta presión sobre él pero sin
forzarlo.
La lectura se realiza como se muestra en los siguientes ejemplos. En
todos ellos se supone que el micrómetro tiene un paso de rosca de 0,5
mm. Esto significa que con cada vuelta completa que se le da al tambor
giratorio este avanza esa distancia. El nonio del tambor giratorio está
graduado en centésimas de milímetro. Así, cada división corresponde
a 0,01 mm.
La lectura se toma de la siguiente manera:
1. Se cuenta el número de divisiones del tambor fijo, sabiendo que cada
una de ellas corresponde a 0,5 mm.
2. Se lee el valor de la línea del tambor giratorio que coincide con la línea
horizontal del tambor fijo.
3. Se suman los valores de ambos tambores obteniéndose así la medida.
0
0
0
45
40
35
30
25
40
35
30
25
20
30
25
20
15
10
5
Tambor fijo: 1,5 mm
Tambor giratorio: 0,35 mm
Medida: 1,85 mm
Tambor fijo: 3 mm
Tambor giratorio: 0,30 mm
Medida: 3,30 mm
Tambor fijo: 2,5 mm
Tambor giratorio: 0,17 mm
Medida: 2,67 mm
Figura 1.49. Ejemplos de medida con el micrómetro.
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Herramientas del taller de reparación
1.10. El taladro
El taladro es una herramienta eléctrica que permite realizar orificios de
diferentes diámetros y en diversos tipos de materiales.
El taladro puede ser de columna o de mano.
■
Taladro de columna: también denominado «de sobremesa», es ideal
para ser instalado de forma fija en el taller del reparador. Dispone de
una mesa regulable en altura, para colocar y sujetar la pieza que se va
a taladrar. En muchas ocasiones viene acompañado de un pequeño
tornillo de banco. Existen taladros de sobremesa de reducido tamaño,
ideales para la fabricación de circuitos impresos en electrónica.
Figura 1.50. Detalle de minitaladro de
sobremesa para electrónica.
Caja de transmisión
Motor eléctrico
Palanca para
desplazamiento
vertical
Portabrocas
Mesa de taladrado
Palanca para regular
la altura de la mesa
Base para fijar en
el banco de trabajo
Figura 1.51. Taladro de sobremesa de propósito general (Shop Fox).
■
En tu profesión
Muchos taladros de mano tienen regulador de velocidad y un conmutador para
invertir el sentido de giro del motor. Esto
los convierte en ideales para ser utilizados como destornilladores eléctricos.
Taladro eléctrico de mano: es portátil y permite hacer orificios en
cualquier dirección. Pude ser de baterías o de conexión por cable.
Tope de seguridad
Conmutador
del percutor
Regulador de
velocidad
En tu profesión
Portabrocas
(Mandril)
Inversor del
sentido de giro
Mango
auxiliar
Pulsador de
activación
Botón de
bloqueo
Algunos taladros requieren una herramienta para la fijación de brocas en el
portabrocas y otros disponen de sistemas de inserción rápida.
Mango
principal
Cable de la
alimentación eléctrica
Figura 1.52. Partes de un taladro de mano.
Figura 1.53. Llave para taladro de mano.
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Unidad 1
1.10.1. Brocas
Madera
Widia
Hierro
Figura 1.54. Tipos de brocas.
Son los elementos que realizan el corte de material en la operación
de taladrado. Tienen aristas cortantes dispuestas de forma helicoidal,
encargadas de extraer las virutas de material en el objeto taladrado.
Pueden ser de diferentes tipos en función del material que vaya a taladrar: madera, metal o pared. Las destinadas a taladrar paredes y tabiques se denominan brocas de Widia, por el material del que están
construidas, y a simple vista se diferencian de las utilizadas para hierro
o madera porque su cabeza es más ancha que su cuerpo. Este tipo de
brocas no es adecuado para taladrar otros materiales como el plástico,
la madera o el hierro. De igual forma, no se puede utilizar para taladrar
en pared una broca para metal.
En tu profesión
Las brocas se identifican por su diámetro en milímetros. Así, una broca
de 8 realizará un orificio de 8 mm.
En el taller de reparación no debe faltar
un juego de brocas para metal completo.
1.10.2. Procedimiento para taladrar correctamente
1. El taladro debe colocarse perpendicular a la superficie que se va a
taladrar, evitando movimientos de vaivén que podrían dañar o romper
la broca.
Bien
Mal
Figura 1.55. Forma correcta de colocar el taladro.
Figura 1.56. Juego de brocas.
2. Se debe utilizar el tope de seguridad cuando no sea necesario taladrar
por completo el objeto.
3. En el taladrado de orificios de gran diámetro es aconsejable realizar
previamente un orificio con una broca más pequeña.
Paso 1: Taladrado con broca pequeña
Uso del tope de seguridad
Paso 2: Taladrado con broca definitiva
En tu profesión
La operación de taladrado requiere el uso
de gafas protectoras.
Figura 1.57. Uso del tope de seguridad y taladrado de materiales duros.
4. En materiales duros, es aconsejable realizar el taladrado en varios
pasos, facilitando así el enfriamiento de la broca.
Figura 1.58. Gafas de protección.
5. Debido al desprendimiento de virutas, siempre que se taladre es obligatorio el uso de gafas de seguridad.
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Herramientas del taller de reparación
2. Ensamblado y desensamblado de equipos
La reparación de equipos eléctricos y electrónicos requiere el desensamblado previo para acceder a su interior, y así subsanar el fallo o avería.
Posteriormente es necesario su ensamblado para dejarlos en las mismas
condiciones que estaban antes de la reparación.
De esta operación depende, en gran medida, que un cliente quede o no
plenamente satisfecho con la intervención.
En tu profesión
No se puede entregar a un cliente un
aparato reparado con rozaduras o daños
externos. Debes ser cuidadoso y tener
la máxima precaución para que esto no
ocurra.
Para ello es necesario tener en cuenta algunas pautas de actuación:
1. No se debe desmontar un equipo si no se tienen las herramientas
adecuadas para hacerlo.
2. Se debe disponer de un banco de trabajo con todos los útiles y equipos necesarios para trabajar con comodidad.
3. El banco de trabajo tiene que estar despejado de todo tipo de objetos. Esto evitará el extravío de piezas y golpes fortuitos que pueden
deteriorar el equipo que hay que reparar.
4. Si el exterior del equipo es delicado, se debe apoyar sobre un paño
o una plancha de material blando, como puede ser una fina capa de
gomaespuma, para evitar rozaduras y desperfectos.
5. Por supuesto, nunca se debe comenzar la operación de desensamblado con el equipo conectado a la red eléctrica.
6. Ante de comenzar el desensamblado, se deben localizar todos los
tornillos que se han de retirar. Si es necesario, se toma nota de ello o
se hace una foto de su ubicación. Es posible que no todos los tornillos
que se ven desde el exterior sean para quitar la tapa. En ocasiones
algunos de ellos se utilizan para fijar algún elemento del interior, como
ocurre con los tornillos marcados en verde en la siguiente fotografía,
que sujetan el ventilador.
Practica
Realiza la ficha de trabajo de esta unidad.
Figura 1.59. Tornillos para retirar la tapa de un equipo electrónico, marcados en rojo.
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Unidad 1
En tu profesión
Una solución económica y práctica para
organizar tornillos y piezas que se quitan
en el momento de desmontar un equipo
eléctrico o electrónico consiste en utilizar
los recipientes utilizados para realizar cubitos de hielo en el congelador.
7. Todos los tornillos y piezas que se retiren en el desensamblado, especialmente los de pequeño tamaño, deben guardarse de forma organizada. Para ello se puede recurrir a soluciones comerciales, como
es el uso de cajas compartimentadas, o a soluciones «caseras», como
pueden ser pequeñas cajas de cartón o de plástico.
Figura 1.61. Organización de tornillos del
aparato desmontado.
Figura 1.60. Un momento del desensamblado de una herramienta eléctrica.
En tu profesión
En el mercado existen recipientes imanados que son ideales para evitar que
los tornillos y piezas metálicos de los
equipos desensamblados se extravíen.
Con ellos se puede trabajar incluso en
posición vertical, como se muestra en la
fotografía.
Si es necesario, las cajas o compartimentos deben ser etiquetados con
el nombre de la parte del aparato al que pertenecen, por ejemplo:
tapa exterior, motor, interior, circuito principal, etc.
Figura 1.62. Organización de todas las piezas que se retiran durante el desensamblado.
Figura 1.63. Recipiente imanado.
Practica
Realiza la práctica resuelta de esta unidad.
8. Hay que ser especialmente cuidadoso al desmontar aparatos con
elementos mecánicos, como pueden ser los reproductores de DVD
o similares, ya que quitar alguna de sus piezas puede suponer un
verdadero «quebradero de cabeza» para luego volverlas a montar.
9. Una vez en el interior del aparato, si es necesario retirar algún cable
de su conector, se debe anotar su posición, el orden de los colores
de los cables, etc. En este caso, hacer previamente una foto puede
resultar de gran ayuda en el momento de montar de nuevo todo el
conjunto.
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Unidad 1
EN RESUMEN
Herramientas para el ensamblado y el desensamblado de equipos
Destornilladores
Alicates
Pinzas
Tijeras
Limas
El tornillo de banco
Lupa-flexo
Flexómetro
Herramientas de medida
Calibre
Micrómetro
Portátil
De sobremesa
El taladro
Entra en internet
1. Busca otros tipos de cabezas de tornillos diferentes a las estudiadas en esta unidad. ¿Existen más?
2. Investiga qué diferencia hay entra los siguientes tipos de tornillos: tirafondo, roscachapa y roscachapa autoperforante. ¿Se
utilizan para los mismos materiales? ¿Cuáles son los tornillos que necesitan tuerca?
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Unidad 1
ACTIVIDADES FINALES
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Siguiendo los pasos descritos en la práctica resuelta de esta unidad, toma la fuente de alimentación de un antiguo ordenador y retira su tapa para llegar a su interior. Describe lo que ves.
Figura 1.64. Fuente de alimentación de un PC.
2. Indica qué medidas marcan los calibres de las siguientes figuras:
0
0
0
1
2
0 1
2
3
3
4
5
4
6
7
5
8
1
1/20
0
9
6
1
2
2
0 1
3
4
3
5
6
4
7
8
9
0 1
2
5
0
1/20
3
4
6
2
0
0
1
2
3
0 1
2
4
3
4
5
5
6
7
0
6
8
9
0
1
2
0
3
3
4
5
5
6
6
7
8
4
Figura 1.65. Distintas medidas tomadas con el calibre.
3. Escribe en tu cuaderno las medidas que marcan los micrómetros de las figuras que se muestran a continuación:
35
45
05
0
5
10
15
20
00
05
30
25
0
5
10
10
15
15
45
40
25
0
5
10
15
25
00
20
45
15
25
10
15
20
25
40
35
30
40
25
Figura 1.66. Distintas medidas tomadas con el micrómetro.
4. Utilizando un pliego de chapa de 0,3 mm, realiza con tus compañeros las actividades pedidas en la ficha de trabajo de
esta unidad. Seguid los pasos descritos en el desarrollo y trabajad de forma conjunta, teniendo en cuenta los siguientes
aspectos:
• En este caso sustituid los tirafondos de las dos filas superiores por tornillos roscachapa (normales y autoperforantes).
• Para la fijación de estos tornillos debéis pasar previamente una broca de un número más pequeño que el diámetro del
cuerpo del tornillo.
• En la operación de taladrado utilizad gafas y guantes de protección. Además, tenéis que sujetar la chapa fuertemente
con un alicate o tenaza.
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Unidad 1
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. ¿Cuáles de estas partes no pertenecen a un destornillador?:
8. Los alicates Seeger se utilizan para:
a) Cortar alambre.
a) Mango.
b) Apretar tuercas hexagonales interiores.
b) Cabeza.
c) Extraer las arandelas denominadas Circlip.
c) Picado.
d) Ajustar todo tipo de arandelas.
d) Vástago.
2. Un destornillador Allen tiene la cabeza:
9. En una lima, la espiga es:
a) La parte con la que se hace el devastado del material.
a) Triangular.
b) El mango.
b) Cuadrada.
c) La punta delantera.
c) Circular con dos puntos de anclaje.
d) Hexagonal.
3. El tipo de cabeza Pozidriv es de tipo:
d) La parte de la lima que entra en el mango.
10. El picado de una lima escofina es:
a) Muy vasto.
a) Hexagonal.
b) Muy fino.
b) TORX.
c) Extrafino para operaciones de pulido.
c) Spanner.
d) Estrella.
4. Una cabeza TORX tiene forma de:
d) Normal.
11. Una lima escofina se utiliza para limar:
a) Hierro.
a) Ranura diametral.
b) Acero.
b) Estrella de seis puntas.
c) Madera.
c) Hélice de tres puntas.
d) Metacrilato.
d) Estrella de ocho puntas.
5. Los destornilladores eléctricos:
12. Un tornillo de banco es:
a) Un alicate de gran tamaño.
a) Son todos de baterías.
b) Un taladro.
b) Pueden ser de baterías o de conexión a la red de 230 Vca.
c) Un banco de trabajo.
c) El vástago y las cabezas son intercambiables.
d) Una mordaza que se fija en la mesa de trabajo.
d) Tienen una cabeza fija sin posibilidad de ser cambiada.
6. Una llave de boca fija permite el ajuste de:
13. El calibre:
a) También se denomina flexómetro.
a) Tornillos de estrella.
b) Es lo mismo que un micrómetro.
b) Todo tipo de tornillos.
c) También se denomina «palmer».
c) Tuercas hexagonales.
d) También se denomina «pie de rey».
d) Tuercas triangulares.
7. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta en la utilización de una llave fija?:
a) La cabeza de la tuerca debe ser de la misma medida
que la de la llave.
b) La cabeza de la llave debe ser un número menos que la
de la tuerca.
c) La cabeza de la llave debe ser un número más que la
de la tuerca.
d) Si la tuerca es más pequeña se pueden poner dos tacos
de madera para ajustar los tamaños.
14. Un micrómetro:
a) Puede medir milésimas de milímetro.
b) También se denomina «palmer».
c) También se denomina «pie de rey».
d) Puede medir interiores, exteriores y profundidades.
15. El percutor de un taladro se utiliza para:
a) Taladrar madera.
b) Taladrar metal blando.
c) Taladrar acero.
d) Taladrar paredes.
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Unidad 1
PRÁCTICA RESUELTA
Desensamblado y ensamblado
de una herramienta eléctrica
Herramientas
■
Un destornillador de estrella con
punta imantada
Material
■
■
Un destornillador eléctrico averiado
o cualquier otro equipo
de similares características
Caja compartimentada
Objetivos
■
Conocer los procesos de ensamblado y desensamblado de un equipo
eléctrico tomando como ejemplo una sencilla máquina-herramienta.
Precacuciones
■
Organizar y liberar de objetos el banco de trabajo antes de comenzar
el proceso de desensamblado.
■
Utilizar cajas compartimentadas para el acopio de piezas que se retiraran del equipo.
■
Desconectar el equipo de la red eléctrica o, en su caso, retirar la batería.
■
No usar destornilladores con cabeza diferente a los tornillos que tiene
el equipo que se va a desmontar.
Desarrollo
1. Despejar la mesa de trabajo de objetos y herramientas.
2. Preparar las cajas compartimentadas para recoger las piezas.
3. Localizar los tornillos o elementos que fijan la carcasa del
equipo.
4. Anotar o hacer una foto con su disposición en el equipo para
tenerla como referencia para cuando sea necesario volver a
montar el equipo.
Figura 1.67. Todo listo para desensamblar el
equipo.
5. Elegir el destornillador o la herramienta adecuados para comenzar el desensamblado.
6. Desatornillar uno a uno todos los tornillos que fijan la carcasa
del taladro.
Figura 1.68. Aflojando los tornillos de la carcasa.
26
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7. Los tornillos se deben guardar en la caja compartimentada. No es aconsejable dejarlos sobre la mesa, ya que se corre el riesgo de perderlos.
La utilización de un destornillador imantado puede ser de gran ayuda
para evitar su extravío.
Figura 1.69. Recogiendo cada uno de los tornillos que ensamblan el equipo.
8. Retirar la carcasa principal con sumo cuidado. En el caso del ejemplo,
el destornillador tiene algunas piezas en el interior que se sujetan con
la tapa que se va a retirar. Si no se tiene la precaución de retirarla de
forma cuidadosa, se corre el riesgo de que se salgan de su ubicación
original, pudiendo ser un problema volver a colocarlas en su sitio.
Figura 1.70. Retirando la carcasa superior.
9. Observar el interior del equipo y hacer varias fotos. No importa que de
momento no se conozcan los componentes que lo forman.
10. Cerciorarse de tener todos los tornillos que se han retirado en el proceso de desensamblado.
11. Realizar el proceso inverso y montar de nuevo el equipo para que quede en las mismas condiciones que antes de comenzar esta práctica. No
se debe dejar la carcasa montada con holguras o mal ensamblada.
Figura 1.71. Montando el equipo de nuevo.
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Unidad 1
FICHA DE TRABAJO
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Herramientas
Uso de diferentes herramientas para
atornillado y desatornillado
■
Flexómetro
■
Regla
■
Escuadra
Objetivos
■
Lapicero
■
■
Destornilladores de diferentes cabezas
Reconocer los diferentes tipos de tornillos y usar las herramientas
con las que se ajustan.
■
Brocas de 6 y 10 mm
■
Utilizar el taladro eléctrico.
■
Taladro de sobremesa o portátil
■
Destornilladores de estrella
Precacuciones
■
Destornilladores TORX
■
■
Juego de llaves fijas
Utiliza cajas compartimentadas para organizar los diferentes tornillos que se van a utilizar.
■
Llave inglesa
■
Ponte gafas de seguridad cuando uses herramientas de tipo eléctrico.
■
Elige el destornillador con el tamaño de cabeza adecuado para
cada uno de los tornillos utilizados.
Material
■
Panel de madera de 21 x 30 cm y 12 mm
de grosor
■
Siete tirafondos de 1 cm de longitud con
cabeza de estrella
■
Siete tirafondos de 1 cm de longitud
con cabeza TORX
■
Tornillos y tuercas M6 de 3 cm de
longitud cabeza ranurada
Tornillos y tuercas M10 de
aproximadamente 3 cm
de longitud cabeza hexagonal
■
Arandelas para tornillos M6 y M10
1. Lee al anexo del final de libro dedicado a los diferentes tipos de
tornillos y prepara en una caja compartimentada los que vas a utilizar en esta ficha de trabajo.
2. Coge el tablero de madera y, utilizando un flexómetro, una escuadra y un lapicero, divídelo en seis filas y ocho columnas, como
muestra la figura 1.72.
3. Coge la broca de 6 mm.
30 cm
21 cm
■
Desarrollo
Figura 1.72. División del panel de madera en 6 filas y 8 columnas.
28
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4. Móntala en el taladro de sobremesa y
realiza orificios en las intersecciones
entre la cuarta línea (contando desde
arriba), y las líneas verticales.
Broca de 7 mm
Broca de 10 mm
5. Haz lo mismo con la broca de 10 mm en
la línea horizontal de la parte inferior
del panel.
6. Utilizando un destornillador de estrella,
atornilla los siete tirafondos de cabeza
de estrella en las intersecciones de la
primera línea horizontal con las verticales.
Figura 1.73. Orificios que hay que realizar con el taladro.
7. Haz lo mismo con los tornillos TORX en
las intersecciones de la segunda línea
horizontal con las líneas verticales.
Panel
Figura 1.74. Tornillería que se va a utilizar.
8. Atornilla el conjunto tornillo, tuerca y
arandela M6 como se muestra en el
detalle de la figura 1.75.
Arandela
Arandela
Tuerca
Tornillo
Figura 1.75. Detalle de la fijación del conjunto M6 y M10.
Tirafondos con cabeza de estrella
Tirafondos TORX
9. Haz lo mismo con el conjunto M10. Para
estos utiliza la llave inglesa y la llave fija
correspondiente.
10. El panel, una vez terminado, debe tener
este aspecto. Debes cuidar la estética
del acabado de forma que todos los
tornillos estén centrados con perfección en los puntos de intersección.
Tornillos M6 con
tuerca y arandela
Tornillos M10 con
tuerca y arandela
Figura 1.76. Fijación de los tornillos en el panel de madera.
29
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2
Cableado y conexiones
en equipos
Vamos a conocer...
1. Cables y sus tipos
2. Herramientas para trabajar con cables
3. Guiado y fijación de cables
4. Terminaciones de cables
5. Soldadura blanda
PRÁCTICA RESUELTA
Crimpado de un terminal
FICHA DE TRABAJO 1
Empalme de dos conductores mediante soldadura
blanda
FICHA DE TRABAJO 2
Soldadura sobre placa de circuito impreso
FICHA DE TRABAJO 3
Guiado de cables
Y al finalizar esta unidad…
■
Conocerás los distintos tipos de cables que se
utilizan en el interior de los equipos eléctricos
y electrónicos.
■
Serás capaz de identificar los elementos utilizados para el guiado de cables en el interior
de equipos.
■
Conocerás los diferentes tipos de conexiones
utilizados en los equipos eléctricos y electrónicos.
■
Utilizarás un equipo de soldadura para realizar
conexiones en el interior los equipos.
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Cableado y conexiones en equipos
1. Cables y sus tipos
Un conductor eléctrico es un material que permite el paso de la corriente eléctrica a través de él con facilidad. Los metales, como el cobre, el
aluminio o el oro, son buenos conductores de la electricidad. Por el contrario, un aislante es un material que no permite el paso de la corriente
a través de él. Los plásticos, los materiales cerámicos o la madera son
buenos aislantes de la electricidad.
Los cables eléctricos disponen de una parte conductora, que generalmente es de cobre (aunque en instalaciones eléctricas en ocasiones
puede ser de aluminio), y un aislante que los cubre en toda su longitud.
El calibre del cable se da en milímetros cuadrados, siendo las secciones
comerciales 0,5 mm2, 0,75 mm2, 1 mm2, 1,5 mm2, 2,5 mm2, etc.
Saber más
En ocasiones el calibre de los conductores está expresado por el sistema americano AWG - American Wire Gauge. Este
sistema no se utiliza en Europa, pero sí
que se referencia en equipos importados
de EEUU.
El calibre de los cables se indica con un
número. Así, los calibres 12, 14, 16 y 18
son medidas equivalentes a los cables
que aquí utilizamos en instalaciones domésticas.
El uso de los cables permite la interconexión de los diferentes componentes y elementos que constituyen un equipo eléctrico o electrónico.
Los cables utilizados en el montaje de equipos eléctricos y electrónicos
pueden ser de diferentes tipos, como se detalla a continuación.
1.1. Cables unipolares
Están formados por un único cable conductor que puede ser rígido o
flexible.
Rígidos: están construidos por un alambre cilíndrico, de una determinada sección. En el argot del electricista se les suele denominar «hilos» o
«alambres». Se fabrican de una sección de hasta 4 mm2.
Hay que tener especial cuidado cuando se retira el conductor de un
cable rígido, ya que si el cobre queda marcado con la tijera o la herramienta de pelado, este se puede romper si sufre una torsión.
Flexibles: están formados por un conjunto de alambres lo suficientemente finos, unidos eléctricamente entre sí para formar un solo conductor.
Figura 2.1. Cable rígido.
Figura 2.2. Cable flexible.
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Unidad 2
1.2. Cables multipolares
Están formados por varios cables unipolares agrupados entre sí. Según
la aplicación, pueden tener diferentes formatos.
1.2.1. Cables multipolares tipo manguera
Están constituidos por varios cables unipolares cubiertos por una funda
común, que es necesario retirar para acceder a cada uno de ellos.
Los más comunes son los cables multipolares utilizados para la alimentación de los equipos eléctricos y electrónicos desde la red eléctrica.
Estos disponen de dos, tres o cuatro cables, en función del número de
fases del circuito que se ha de alimentar.
También existen mangueras con un mayor número de hilos para aplicaciones especiales. En muchas ocasiones, estos cables se encuentran
apantallados mediante un sistema de malla que se ubica entre la cubierta principal y los conductores unipolares.
Figura 2.3. Diferentes tipos de cables multipolares.
1.2.2. Cables apantallados
En este tipo de cables multipolares uno de los conductores está en
formato de malla y en su interior se encuentra el resto de conductores.
Se utilizan en aplicaciones de audio y telecomunicaciones que son muy
sensibles a las interferencias electromagnéticas.
2 cables + malla
Aislante del «vivo»
Funda
«Vivo»
Malla
1 cable + malla
Figura 2.4. Cable apantallado para aplicaciones de audio.
Es importante saber que la malla es uno de los polos del cable y debe
conectarse de la misma forma que los que se encuentran en su interior.
32
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Cableado y conexiones en equipos
1.2.3. Cables de cinta
También denominados cables planos flexibles, son cables multipolares que tienen forma plana, de ahí su nombre. Están constituidos por
un determinado número de conductores flexibles de pequeña sección,
unidos entre sí en línea mediante una funda aislante.
Se utilizan mucho en el interior de equipos informáticos y electrodomésticos con circuitos electrónicos.
Figura 2.5. Marca del primer cable de la cinta.
Figura 2.6. Cables planos.
Para evitar errores en su conexión, disponen de un sistema de codificación que pude ser de dos tipos:
■
Identificación de cada cable o ruta por un color, en el que el marrón
que se encuentra en uno de los extremos corresponde con el número
uno.
■
Si la cinta es de un solo color, como puede ser el gris, se marca el
primer cable (PIN 1) con una franja de color rojo.
1.3. Cables esmaltados
Se trata de cables de tipo rígido cuya principal característica es que se
encuentran aislados en toda su longitud por una fina capa de barniz o
esmalte.
Se utilizan en los devanados de los motores eléctricos, de los transformadores y de todo tipo de bobinas.
Para su conexión eléctrica es necesario retirar el esmalte que los recubre.
Recuerda
Los devanados de los motores de los
electrodomésticos utilizan cable esmaltado.
Figura 2.7. Hilo con y sin esmalte.
El calibre de los cables esmaltados se indica según su diámetro expresado en milímetros, en lugar de por su sección, como ocurre en otros
tipos de cables.
Figura 2.8. Motor de un pequeño
electrodoméstico.
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Unidad 2
1.4. Cables de fibra óptica (F. O.)
Son cables de vidrio muy finos, que permiten transportar gran cantidad
de datos en formato digital a largas distancias. En los cables de fibra
óptica la información se transporta en haces de luz, desde un emisor
hasta un receptor.
Figura 2.9. Cable de fibra óptica.
Están formados por un revestimiento, que puede disponer de varias
capas, y un núcleo, que es el hilo de vidrio encargado de transportar la
información.
Núcleo
Revestimiento
Figura 2.10. Partes de un cable de fibra óptica.
La unión entre cables, y entre cables y conectores, requiere herramientas especiales que generalmente suelen ser caras e inaccesibles para
técnicos de reparación de equipos. Su estudio no está contemplado en
los objetivos de este libro.
Algunos equipos de telecomunicaciones, audio y vídeo disponen en su
interior de sistemas emisores y receptores de señales procedentes de
cables de fibra óptica.
1.5. Circuitos impresos
Vocabulario
PCB: siglas del término inglés printed circuit board, que designa habitualmente a
las placas de circuito impreso.
Se puede decir que una placa de circuito impreso es una forma de cableado utilizada principalmente en la técnica electrónica.
En estas placas, en lugar de unir los elementos que constituyen el circuito mediante cables, se hace a través de pistas de cobre que están
adheridas a una placa aislante basada en resinas de fibra de vidrio y
baquelita.
La unión de los componentes electrónicos y conectores se lleva a cabo
utilizando la técnica de soldadura blanda.
Figura 2.11. Placa de circuito impreso vista por el lado de los componentes y por el lado de las pistas.
Figura 2.12. Detalle del cableado entre una placa
de circuito impreso y el exterior.
La unión de la placa de circuito impreso con otros componentes que
no se encuentran sobre ella se puede hacer soldando directamente los
cables de unión o mediante conectores o terminales enchufables.
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Cableado y conexiones en equipos
2. Herramientas para trabajar con cables
El manejo de cables requiere realizar de forma continuada operaciones
de corte y pelado. Para ello se pueden utilizar algunas de las herramientas de propósito general vistas en la unidad anterior, como la tijera, el
alicate de corte y el alicate universal, pero debes conocer otras específicas que permiten realizar dichas operaciones de forma más eficaz.
En tu profesión
Algunas tijeras disponen de una muesca
al final de las hojas de corte, y cercana a
la articulación, que permite pelar cables
multipolares con bastante facilidad.
Pelacables
Es la herramienta ideal para pelar cables eléctricos, ya que si está bien
ajustada, permite realizar una operación rápida, limpia y segura. Hay
muchos tipos y modelos en el mercado adaptables a todo tipo de cables,
desde el más básico tipo alicate, hasta el más completo tipo pistola.
Figura 2.13. Pelacables.
También existen herramientas para pelar cables especiales, como pueden ser los cables multipolares de cinta plana o los de tipo coaxial utilizados en instalaciones de recepción de televisión y radio.
Figura 2.14. Uso de la tijera para pelar cables
multipolares.
Figura 2.15. Pelacables para cable de cinta plana y coaxial (cortesía de KNIPEX).
Pelamangueras
Es una herramienta diseñada específicamente para pelar cables multipolares o cables redondos de gran sección. Dispone de un cabezal con
forma de ángulo redondeado, en el que se inserta el cable, una cuchilla
giratoria e intercambiable, un mango y un regulador de profundidad de
corte.
Figura 2.16. Pelamangueras (cortesía de KNIPEX).
El cable que se va a pelar se ubica en el cabezal, previa regulación de la
altura de la cuchilla. El corte se realiza girando el útil sobre el cable una
o dos veces, hasta que se produce el corte de la funda.
Figura 2.17. Uso del pelamangueras.
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Unidad 2
Pinza pelacables
Especialmente diseñada para retirar el esmalte o barniz de los cables
esmaltados de pequeño diámetro (hasta 1 mm) y de los cables extremadamente finos aislados mediante fundas plásticas.
Figura 2.18. Pinza pelacables (KNIPEX).
Peladora eléctrica de hilos esmaltados
Diseñada para el taller del bobinado de máquinas eléctricas, puede ser
utilizada siempre que sea necesario retirar el barniz de los cables esmaltados.
El mecanismo se basa en el cierre de tres cuchillas sobre el hilo. Cuando
esto ocurre, por accionamiento del motor eléctrico, las cuchillas chocan
contra el esmalte y lo erosionan, retirándolo así del conductor y evitando
que el cobre sea dañado.
Estas herramientas disponen de una fuente de alimentación externa
que permite regular la velocidad de las cuchillas. Esto es especialmente
útil para ajustar el pelado en función del diámetro del conductor y del
grosor de su aislante.
Figura 2.19. Peladora eléctrica de cable esmaltado y detalle de su boca.
Herramientas para cables de fibra óptica
Para trabajar con fibra óptica no es posible utilizar herramientas convencionales. Así, tanto el corte como el pelado de este tipo de cables
requiere herramientas específicas y de gran precisión, especialmente
diseñadas para tal fin.
Figura 2.20. Alicate de corte y peladora de cable de fibra óptica (cortesía de KNIPEX).
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Cableado y conexiones en equipos
3. Guiado y fijación de cables
Tan importante como la conexión entre los elementos que forma un
equipo eléctrico y electrónico es la organización el cableado en su interior, ya que de ello depende, en gran medida, su durabilidad y la exención de fallos.
A continuación se describen los sistemas de guiado del cableado más
utilizados.
3.1. Fundas y mallas protectoras
Son elementos con forma tubular por cuyo interior se guían los cables, y
pueden ser de diferentes tipos: tubos flexibles de fibra de vidrio, fundas
trenzadas de poliéster y fundas termorretráctiles.
3.1.1. Tubos flexibles de fibra de vidrio
Conocidos también como «macarrones», son fundas aislantes muy flexibles, que se utilizan para el guiado del cableado principalmente en el
interior de máquinas eléctricas. No obstante, se pueden encontrar y utilizar en todo tipo de electrodomésticos y equipos electrónicos.
Están formados por trenzas de fibra de vidrio barnizadas con resina de
silicona. Se distribuyen en diferentes diámetros, grosores, colores, propiedades dieléctricas y clases térmicas.
3.1.2. Fundas trenzadas de poliéster
Se trata de fundas en forma de tubo, formadas por finos hilos de poliéster trenzados entre sí. Se cortan fácilmente con una tijera, pero existen
herramientas específicas para ello y así evitar que se deshilachen. En
cualquier caso, si el corte se realiza con una tijera convencional, se debe
aplicar calor, por ejemplo con un mechero, para evitar el deshilachado.
Figura 2.21. Tubos flexibles de fibra de vidrio.
Son recomendables para el guiado de cables en lugares en los que no
se va a modificar el cableado una vez que se ha finalizado.
Tienen gran flexibilidad y resistencia a la fricción, que las convierten
en ideales para conexiones de elementos móviles en el interior de un
equipo, como la tapa o la puerta de un electrodoméstico.
En tu profesión
En el mercado existen fundas trenzadas
de poliéster con autocierre, que permiten
añadir o quitar cables sin necesidad de
desconectar todo el mazo de los bornes.
Figura 2.22. Malla trenzada de poliéster.
En tramos muy largos, puede ser necesario recurrir a una guía pasacables.
Figura 2.23. Funda trenzada con autocierre
(HallermannTyton).
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Unidad 2
3.1.3. Fundas termorretráctiles
Un material termorretráctil es aquel que se retrae o encoge con el calor. Esta propiedad se utiliza para cubrir empalmes entre conductores
eléctricos o entre conductores y sus terminales, asegurando plenamente
su aislamiento.
También se utiliza para guiar el cableado interno de un equipo, ya que
permite hacer un bloque sólido del mazo de cables, evitando la entrada
de polvo y humedad en su interior.
Figura 2.24. Terminales aislados con material
termorretráctil (HallermannTyton).
Se comercializan de dos formas: como tubos o como manguitos.
Tubos termorretráctiles: son fundas de tipo tubular, que se comercializan
en diferentes diámetros y colores. En su interior se alojan los cables y
empalmes eléctricos.
Manguitos termorretráctiles: son piezas con una forma determinada que
se utilizan para hacer derivaciones de conductores en forma de T o Y.
Figura 2.25. Tubo o funda termorrectráctil.
Figura 2.26. Manguitos y formas termorretráctiles (HallermannTyton).
En cualquier caso, una vez realizada la unión o el guiado del cableado,
hay que aplicar calor con una pistola de aire caliente. La pistola se debe
mover suavemente por toda su longitud, evitando mantenerla fija en un
solo punto de la funda.
En tu profesión
La pistola de calor o «decapador» no es
un secador de pelo y su aplicación directa
sobre el cuerpo humano puede generar
graves quemaduras.
Si no se dispone de una pistola de aire caliente, y el tramo retráctil es
pequeño, se pude usar de forma provisional un simple mechero. De
igual forma que con la pistola de calor, este no se debe mantener en un
punto fijo del elemento termorretráctil.
Pistola de
aire caliente
Funda termorretráctil
Cables
Figura 2.27. Forma de aplicar calor al elemento termorretráctil.
Para elegir el diámetro del elemento termorretráctil en función de la
aplicación en la que se va a utilizar, hay que tener en cuenta que se
retraen como mínimo un 20 % y como máximo un 80 % de su tamaño.
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Cableado y conexiones en equipos
3.2. Bridas
En la actualidad las bridas son elementos comunes en la vida cotidiana.
Se utilizan para la sujeción de todo tipo de objetos, tanto en el hogar
como en la industria. No obstante, en electricidad y electrónica adquieren un especial protagonismo, ya que son ampliamente utilizadas para
el guiado de cables en las instalaciones y en el interior de equipos.
Figura 2.28. Bridas de nailon (Unex).
Figura 2.29. Uso de las bridas.
Se fabrican en nailon, aunque también pueden se metálicas. Disponen
de una cabeza con trinquete y una cinta con una cremallera dentada.
Cuando la cinta pasa por la cremallera, el trinquete la bloquea evitando
que se salga.
Aunque existen modelos reutilizables, en general, una vez que se han
cerrado todas las bridas, es necesario cortarlas para poder retirarlas.
Las bridas se pueden tensar a mano o mediante un alicate, pero existen
herramientas para el tensado y corte que son de gran utilidad cuando
es necesario su uso en serie.
3.2.1. Bases y tacos para bridas
Son elementos auxiliares utilizados en la fijación mural para el guiado
de cables mediante bridas, que evitan moverse libremente. Pueden ser
de dos tipos: bases o tacos.
Figura 2.30. Tensor de bridas (HallermannTyton).
Las bases pueden ser a su vez de fijación por tornillo o mediante un
adhesivo.
Los tacos requieren hacer un orificio de diámetro adecuado para su inserción, pudiéndose instalar en cualquier material, incluso en paredes
y techos de cemento o yeso.
Figura 2.31. Bases y tacos para bridas (PRECYGRAP).
Figura 2.32. Base adhesiva para bridas (Unex).
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Unidad 2
3.3. Cinta helicoidal
Es una cinta plástica que se encuentra enrollada helicoidalmente en
forma de tubo.
A diferencia de otros sistemas de fijación, como puede ser la malla de
poliéster, no es necesario desconectar los cables de los bornes para
poder enrollarla sobre ellos, pudiéndose instalar y retirar con relativa
facilidad.
Otorga gran flexibilidad a los mazos de cables y permite hacer ramificaciones de forma sencilla. No requiere herramientas específicas, ya que
se corta con una tijera y se enrolla a mano.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 3 de esta unidad.
Figura 2.33. Cinta helicoidal.
3.4. Sistemas de identificación del cableado
La identificación del cableado consiste en etiquetar los dos extremos de
cada cable con un código (número, letra o ambos), de forma que con un
simple vistazo se localicen en el circuito y en el esquema, sin necesidad
de hacer ninguna comprobación eléctrica.
La forma más sencilla de etiquetar los cables consiste en poner el mismo código al principio y al final del cable, no pudiéndose repetir dicho
código para ningún otro cable del mismo circuito.
Figura 2.34. Numeración mediante manguito
transparente.
Los sistemas de etiquetado son muy numerosos, pero los que aquí se
nombran son los más utilizados:
■
Anillos de plástico numerados y codificados por colores.
■
Manguitos transparentes.
■
Manguitos rotulables.
■
Bridas rotulables para mazos de cables y mangueras.
Figura 2.35. Sistema de numeración de cables.
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Cableado y conexiones en equipos
4. Terminaciones de cables
Los cables tienen como finalidad conectar internamente los circuitos y
elementos que constituyen los equipos eléctricos y electrónicos. Para
ello se pueden utilizar diferentes técnicas y componentes como los que
se describen a continuación.
Saber más
Los terminales engastados mediante la
técnica de crimpado no son reutilizables.
4.1. Crimpado o engastado
El crimpado o engastado, es una técnica que consiste en poner terminales o punteras en los extremos de los cables eléctricos.
Figura 2.36. Terminales en cables de pequeña y gran sección.
Figura 2.37. Terminales de ojal.
El uso de terminales es muy habitual en las conexiones del interior de
equipos eléctricos y electrónicos.
Para el crimpado de un cable es necesario uno o varios terminales o
punteras y una tenaza de crimpar o engastar.
4.1.1. Terminales y punteras
Son pequeñas piezas que disponen de un orificio adaptado a la sección
del conductor para el que se ha diseñado, y un cabezal sobre el cual se
realizará la conexión con el dispositivo eléctrico.
Figura 2.38. Terminales de horquilla.
En función del tipo de conexión pueden ser de puntera, de ojal, de
horquilla o enchufable (Faston). Este último es muy utilizado en la interconexión de todo tipo de equipos eléctricos y electrónicos.
Los terminales pueden disponer o no de funda aislante. En los casos
que no la lleven, es necesario aislarlos de alguna manera, como puede
ser utilizando una funda termorretráctil.
Figura 2.39. Terminales de pin.
Es importante no utilizar secciones de cables superiores o inferiores a
las del diseño del terminal, ya que el engastado no se realizará de forma
correcta, pudiendo provocar averías y fallos graves una vez que el circuito
esté en funcionamiento. Tampoco se debe insertar más de un cable por
terminal, salvo que dicho terminal haya sido diseñado para ello.
En el siguiente ejemplo se muestra cómo se debe y no se debe utilizar
una puntera diseñada para alojar dos cables.
Figura 2.42. Uso correcto e incorrecto de una puntera para dos cables.
Figura 2.40. Terminales Faston.
Figura 2.41. Piezas de empalme.
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Unidad 2
4.1.2. Tenaza de crimpar o engastar
Es la herramienta utilizada para fijar el terminal y los extremos del cable. Las hay de diferentes tipos y tamaños, desde las más sencillas tipo
tenaza manual, a la más compleja de tipo hidráulico para el engastado
de terminales en conductores de gran sección.
Figura 2.43. Tenazas de crimpado para terminales.
El crimpado de terminales es sumamente importante, ya que de ello
depende que los equipos funcionen correctamente. De lo contrario podrían surgir averías e, incluso, si la corriente que circula por el terminal
es elevada, podría provocar un incendio.
Figura 2.44. Detalle de crimpado con dos tipos de tenazas
Practica
Realiza la práctica resuelta de esta unidad.
La operación de poner punteras en las terminaciones de los cables es
similar al crimpado de terminales. Algunas crimpadoras de punteras son
enormemente sofisticadas, ya que permiten cortar, pelar y preparar el
cable para su posterior engastado. Disponen de cargadores con hileras
de punteras para trabajar rápidamente y sin cambio de herramienta.
Corte
Retorcimiento
del cable
Pelado
Cargador de
punteras
Crimpado
Figura 2.45. Crimpadora de punteras multifunción.
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Cableado y conexiones en equipos
4.2. Bornes y conectores
Son los puntos de conexión que unen los cables entre sí o con algún
dispositivo eléctrico o electrónico del equipo.
4.2.1. Bornes
Los bornes, también denominados regletas, permiten conectar y desconectar el cable de otros cables o de un dispositivo eléctrico. Los más
comunes son los que realizan el ajuste mediante un tornillo, pero también están muy extendidos los sistemas de conexión rápida sin tornillo.
Regletas o clemas
Las regletas de conexión permiten unir y realizar derivaciones entre conductores. Se comercializan en diferentes formas y tamaños en función
de la aplicación en la que se van a utilizar y la sección del conductor
que van a alojar. El material aislante suele ser de plástico, pero también existen de tipo cerámico o de baquelita, de amplia utilización en
algunos electrodomésticos que generan calor mediante de resistencias
calefactoras.
Saber más
En aplicaciones de potencia es habitual
el uso de bornes de carril. Aunque su uso
no está muy extendido en electrodomésticos, sí que lo está en instalaciones
industriales.
Figura 2.46. Bornes de carril.
Figura 2.47. Regleta estándar y regleta cerámica.
Existen bornes para soldar en placa de circuito impreso. En estos, una
conexión se hace mediante soldadura a las pistas de la placa, y la otra
mediante cables por tornillo al exterior.
Figura 2.48. Bornes para salir con cable de una placa de circuito impreso.
En ocasiones, este tipo de bornes, en lugar de un tornillo de apriete,
dispone de un sistema de resorte con trinquete que permite realizar la
conexión eléctrica por inserción rápida.
Figura 2.49. Bornes de circuito impreso para la conexión del cable por inserción rápida.
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Unidad 2
Bornes enchufables
Saber más
En ocasiones, la conexión cable-cable
también se puede presentar mediante
terminales enchufables como los de la
figura.
Son conectores con un aspecto similar a los bornes para circuito impreso, pero en estos, la parte que se conecta al cable se puede conectar y
desconectar sin necesidad de soltar el cableado o desoldar el conector
de la placa.
Se utilizan en aquellas aplicaciones en las que está previsto que un
circuito electrónico se puede cambiar con facilidad.
Dispone de dos partes: la hembra, que por un lado tiene tornillos para la
fijación de cable, y por otro la clavija de conexión, y el macho, que por
un lado se suelda a la placa de circuito impreso, y por el otro se conecta
con la pieza hembra extraíble.
Figura 2.51. Terminales enchufables (Knipes).
Figura 2.50. Borne enchufable y detalle de la parte macho montada en un circuito impreso.
4.2.2. Otros tipos de conectores
En tu profesión
La fuente de alimentación de los ordenadores de sobremesa dispone de un buen
número de conectores enchufables para
conectar todos los componentes que intervienen en el equipo.
A continuación se muestran algunos de los tipos de conectores más
utilizados en los equipos eléctricos y electrónicos. No son los únicos,
pero su estudio permite dar una visión global de los sistemas de conexión existentes.
Dependiendo del tipo de señales que transportan, se pueden clasificar
en:
■
Conectores para señales de datos.
■
Conectores para alimentación (12 Vcc, 24 Vcc, 230 Vac, etc.).
En función del tipo de conexión se clasifican en conectores cable-cable,
conectores cable-placa y conectores placa-placa.
Conectores cable-cable
Figura 2.53. Conectores enchufables para
elementos de un ordenador.
Permiten realizar conexiones entre dos grupos de cables mediante una
conexión de tipo aéreo. En esta clase de conexión, ni la clavija ni la base
están fijadas eléctricamente a los elementos de los equipos, salvo a otro
grupo o mazo de cables.
Figura 2.52. Clavijas macho y hembra de un conector cable-cable.
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Cableado y conexiones en equipos
Conectores cable-placa
Permiten la conexión entre una placa de circuito impreso y un cable
externo.
■
Pines y espadines:
Los conectores basados en pines son muy utilizados en todo tipo de
circuitos, tanto para el transporte de datos como para los de la alimentación eléctrica.
Los pines suelen disponer de una varilla rectangular, redonda o plana
sobre la que se hace la conexión eléctrica. La conexión a los pines se
realiza mediante los denominados espadines. Estos tienen un aspecto
muy similar a los terminales Faston, pero mucho más estrechos.
Vocabulario
Pin: punto de conexión en un circuito
eléctrico o electrónico.
Figura 2.54. Espadín y tira de pines.
■
Conectores de pines:
En circuitos impresos es habitual encontrarlos individualmente o en forma de tira o matriz. Una parte se inserta en la placa, y se suelda sobre
las pistas de cobre, y la otra sale al exterior para realizar la conexión.
Figura 2.55. Pines para circuito impreso y detalle de conexión en placa electrónica.
Con este tipo de conectores, la conexión se realiza por inserción sin
necesidad de utilizar herramientas.
Pare evitar un error en la conexión, estos conectores suelen disponer
de una forma asimétrica o algún elemento saliente, que no permite el
cambio de polaridad.
En muchas ocasiones se utilizan grupos de pequeños pines, puenteados
mediante conectores denominados jumpers, que permiten realizar un
cambio de configuración o funcionamiento del circuito.
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Unidad 2
Figura 2.56. Uso de pines para realizar puentes de configuración en el circuito.
■
Conectores de aplicación:
Son conectores cable-placa, que tienen como finalidad la conexión de
elementos externos, mediante una clavija estandarizada, como es el
caso de los periféricos en los equipos informáticos o las clavijas audio
de los equipos de sonido.
Por lo general, este tipo de conectores se une mediante soldadura a la
placa de circuito impreso y al exterior a través de una conexión estandarizada.
El objetivo es facilitar al usuario final la conexión, mediante cables con
las clavijas, de dispositivos externos asociados al equipo.
Figura 2.57. Conectores USB y Jack de audio para placas de circuito impreso.
Conectores placa-placa
La parte hembra suele ir soldada en una placa de circuito impreso, sobre la
que se conecta otra placa de circuito impreso con forma de conector plano.
Figura 2.58. Conexión placa-placa.
Es muy habitual el uso en equipos informáticos de sobremesa para añadir tarjetas de ampliación, pero se utilizan en todo tipo de dispositivos
con tarjetas extraíbles.
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Cableado y conexiones en equipos
5. Soldadura blanda
Se basa en el calentamiento de estaño sobre el punto que se tiene que
soldar. Este se funde con rapidez, lo que origina su esparcimiento de
forma fluida sobre el material base, realizando así la unión eléctrica.
La técnica de soldadura blanda se utiliza para hacer conexiones eléctricas duraderas y con carácter definitivo.
Se puede utilizar tanto para la unión entre cables como para la conexión
de componentes en las placas de circuito impreso.
Las herramientas y materiales para realizar la soldadura blanda son las
explicadas a continuación.
Figura 2.59. Detalle de operación de soldadura.
5.1. El estaño
El estaño es un metal que funde con facilidad cuando se le aplica calor.
El estaño utilizado en electricidad y electrónica se encuentra aleado con
plomo en una proporción 60 % - 40 %. Tiene forma de hilo de diferentes
diámetros, siendo muy común en electrónica el de 0,8 mm.
En tu profesión
No se debe tocar la punta de un soldador
eléctrico en funcionamiento, ya que puede producir graves quemaduras.
Dispone de un núcleo de decapante o resina que facilita la distribución
por el material base y que, en la mayoría de las ocasiones, no requiere
el uso extra de este producto.
5.2. Decapante
También conocido como resina de soldar, es una solución que elimina
el óxido y las impurezas del metal que se va a soldar, facilitando así la
aplicación del estaño.
Puede presentarse en formato líquido o sólido y se debe aplicar con
un pincel. Es especialmente útil para soldar conductores de gran sección.
5.3. Soldador
Figura 2.60. Estaño y resina de soldar.
Es la herramienta que permite fundir el estaño en el punto que se ha
de soldar. Su funcionamiento se basa en el calentamiento de una resistencia que se encuentra en su interior y cuyo calor se concentra en la
punta del soldador.
Las partes de un soldador eléctrico son las que se muestran en la figura
siguiente:
Mango o empuñadura
Practica
Realiza la ficha de trabajo 1 de esta unidad.
Punta intercambiable
Cable de conexión
Cuerpo para la resistencia
Figura 2.61. Partes de un soldador eléctrico.
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Unidad 2
Los soldadores se eligen por su tamaño, por la forma de la punta y,
especialmente, por su potencia en vatios. Los soldadores entre 15 W y
30 W son los adecuados para aplicaciones de electrónica. Las potencias
superiores a 30 W son adecuadas para soldar cables a partir de 1,5 mm2.
El soldador se conecta a la red eléctrica y está listo para trabajar después
de unos minutos del caldeo de su resistencia.
Figura 2.62. Soldador rápido de pistola.
En el mercado existen los denominados soldadores de calentamiento
rápido, que para su uso no requieren tiempos de caldeo. Estos disponen de un pulsador que se acciona mientras se realiza la operación de
soldadura. Si dicho pulsador se suelta, el soldador se desconecta.
5.4. Soporte de soldador
Es un elemento auxiliar de gran utilidad, ya que permite apoyar el soldador en la mesa de trabajo, sin peligro de quemaduras al operario o a
los componentes que sobre ella se encuentran.
Algunos modelos disponen de una base con una lámina de material esponjoso, que sirve para limpiar la punta del soldador de restos de estaño.
5.5. Desoldador
Es una herramienta imprescindible para reparaciones. Permite retirar la soldadura de los componentes electrónicos de las placas de circuito impreso.
Figura 2.63. Soporte para soldador.
Tienen una boca perforada que está unida, mediante un tubo, a una pera
o elemento de succión. Así, cuando el desoldador está bien caliente, se
aplica al punto de soldadura hasta que se funde por completo el estaño.
En ese momento, se presiona la pera repetidas veces, absorbiéndolo.
En este tipo de desoldadores es necesario mantener la punta bien limpia, para evitar que se obstruya, y vaciar la pera de los restos del estaño
absorbido.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 2 de esta unidad.
Figura 2.65. Desoldador y detalle de su uso.
Otros modelos de desoldadores son los basados en bomba de vacío. Se
aplican en el punto a desoldar, y se deben utilizar junto con un soldador
convencional.
Figura 2.64. Desoldador de bomba de vacío.
En el mercado existen estaciones de soldadura, que permiten cambiar
el tipo de punta del soldador según el tipo de operación a que hay que
realizar, y regular de forma precisa su temperatura. Esto último es especialmente útil cuando es necesario soldar componentes electrónicos
delicados que se pueden dañar con facilidad por un exceso de calor.
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Unidad 2
EN RESUMEN
Cables
Unipolares
Multipolares
Tipos
Esmaltados
De fibra óptica
Circuitos impresos
Pelacables
Pelamangueras
Herramientas
Pinza pelacables
Peladora eléctrica de hilos esmaltados
Herramientas para fibra óptica
Fundas y mallas protectoras
Guiado y fijación
Bridas
Cinta helicoidal
Sistemas de identificación del cableado
Terminaciones
Crimpado o engastado
Bornes y conectores
Estaño
Decapante
Soldadura
Soldador
Soporte
Desoldador
Entra en internet
1. Busca las tablas con los calibres de los cables y su equivalente en milímetros del estándar AWG.
2. Localiza algún vídeo en el que se muestre cómo se realiza un empalme de fibra óptica.
3. ¿Qué es una estación de soldadura? Investiga en internet y enumera las diferencias que presenta respecto a un soldador
convencional.
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Unidad 2
ACTIVIDADES FINALES
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Coge retales de cables de diferentes secciones y pélalos utilizando al menos tres tipos de herramientas: una tijera, una
tenaza de crimpar y un pelacables. ¿Cuál de ellas te resulta más cómoda para trabajar?
Figura 2.66. Operaciones de corte y pelado de la actividad.
2. Basándote en lo realizado en la práctica resuelta de esta unidad, practica el crimpado sobre cables de los diferentes tipos
de terminales: de horquilla, pin, Faston y manguitos de empalme.
3. Una vez finalizada la ficha de trabajo 3 y junto con un compañero, poned terminales en las terminaciones de los cables
según lo indicado a continuación:
a) Terminaciones en la manguera: terminales de ojal en un extremo y punteras en el otro.
b) Terminaciones de los cables de la rama central: Faston en el lado interior y punteras en el exterior.
c) Terminaciones de los cables del mazo de la izquierda: terminales de pin afilado en el lado interior y punteras en el
exterior.
4. Sobre el montaje de la actividad anterior, trabaja con tu compañero y poned identificadores en los cables. Cada cable se
debe diferenciar de los demás con un número en cada uno de sus extremos, teniendo en cuenta que no puede haber
dos cables con el mismo número. También debéis numerar los mazos de cables de la siguiente forma W1, W2 y W3. Para
ello puedes utilizar etiqueta plásticas rotulacables y sujetarlas con bridas.
Identificador de los cables
1
Identificador del mazo de cables
Punteras
3
W 1
Bridas
2
Mazo de cables
Figura 2.67. Numeración de cables y mazos de cables.
5. Utilizando cables rígidos de 1,5 mm2, realiza las siguientes figuras mediante la técnica de soldadura blanda.
Figura 2.68. Actividad de soldadura blanda.
6. Para practicar la técnica de desoldado, retira todos los cables puentes y conectores que fijaste en la actividad propuesta
en la ficha de trabajo 2 de esta unidad.
7. Utilizando un desoldador y una placa de electrónica averiada y sin uso, retira de ella al menos tres componentes.
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Unidad 2
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Un cable unipolar:
9. La operación de crimpado consiste en:
a) Es siempre rígido.
a) Cortar cables de gran sección.
b) Tiene varios cables bajo un mismo aislante.
b) Poner terminales.
c) Es solamente flexible.
c) Soldar un conector a una placa de circuito impreso.
d) Está formado por un único conductor.
d) Soldar un cable.
2. Un cable apantallado:
a) Tiene uno de sus conductores con formato de malla.
b) Es el que se utiliza para las pantallas de televisión.
c) Es un cable multipolar.
d) Es un cable unifilar.
3. En un cable plano:
a) El orden de los hilos o vías es indiferente.
b) Se ha de identificar cuál es el primer hilo del conjunto.
c) Se pueden hacer empalmes con cinta aislante.
d) Todos los hilos están unidos eléctricamente entre sí.
4. Los cables esmaltados:
a) Se utilizan para construir bobinas y devanados.
b) No tienen aislante.
c) Son flexibles.
d) Son de tipo multipolar.
5. Se denomina PCB a:
a) Un tipo de cable.
b) Un tipo de aislante.
c) Una placa de circuito impreso.
d) Los componentes que se sueldan en las placas de circuito impreso.
6. Para cortar o pelar un cable de fibra óptica se utiliza:
a) Un alicate universal.
b) Una tijera bien afilada.
c) Una peladora eléctrica.
d) Una herramienta diseñada específicamente para ello.
7. Se denominan fundas termorretráctiles a:
10. En un terminal o puntera diseñado para alojar dos cables:
a) Solamente se pueden conectar dos cables para los que
ha sido diseñado.
b) Se pueden conectar cables de mayor sección si se le
cortan algunos de sus hilos.
c) Se pueden conectar uno o dos cables.
d) Se pueden conectar tres o más cables si se adaptan al
hueco de la puntera.
11. ¿Cuáles de estas respuestas no son correctas en relación
con los terminales y las punteras:
a) Se pueden reutilizar.
b) Pueden estar aislados o no.
c) Pueden tener diferentes formas y tamaños.
d) Es necesario soldar siempre el cable al terminal.
12. Las regletas con aislante cerámico:
a) No existen.
b) Se utilizan en equipos que generan mucho calor.
c) Se sueldan a las placas de circuito impreso.
d) Tienen uso en equipos informáticos.
13. Los conectores denominados cable-cable:
a) Se sueldan a las placas de circuito impreso.
b) Por un lado se conectan a un cable, y por el otro a un
dispositivo eléctrico.
c) Se utilizan para unir dos líneas de cables.
d) Una de las partes de conector es una placa de circuito
impreso.
14. La aleación del estaño utilizada en aplicaciones eléctricas y electrónicas tiene una proporción de:
a) Las que se encogen cuando se les aplica calor.
a) 60 % de estaño y 40 % de plomo.
b) Las mallas de poliéster.
b) 40 % de estaño y 60 % de plomo.
c) Los tubos de fibra de vidrío.
c) 50 % de estaño y 50 % de plomo.
d) Los aislantes de los cables multipolares.
8. ¿Cuáles de estos sistemas de guiado se deben destruir
para retirar los cables de su interior?:
d. No tiene plomo.
15. El decapante es:
a) Un tipo de aislante líquido.
a) La cinta helecoidal.
b) Un producto que limpia el óxido del cobre.
b) Las bridas.
c) Un lubricante.
c) La malla de poliéster.
d) Un producto que se utiliza para pintar las placas de circuito impreso de color verde.
d) La funda termorretráctil.
51
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Unidad 2
PRÁCTICA RESUELTA
Crimpado de un terminal
Herramientas
■
Crimpadora de terminales
■
Tijera de electricista
■
20 cm de cable de 1,5 mm2
Material
■
Un terminal de ojal para
cable de 1,5 mm2
Objetivo
■
Utilizar de forma correcta la tenaza de crimpar.
Precauciones
■
Utilizar terminales adecuados para la sección del conductor en el que
se van a utilizar.
Desarrollo
1. Coger 20 cm de cable de 1 mm2.
2. Cortar la punta en la que se va a crimpar el terminal.
3. Utilizando una tijera o la propia crimpadora, si es que dispone de boca
de pelar, retirar el aislamiento aproximadamente 1 cm.
4. Insertar el terminal en el extremo pelado, teniendo la seguridad de que
el cobre sale por la parte delantera unos 2 mm.
5. Poner el terminal en la boca adecuada de la crimpadora por la parte
metálica que está debajo de la funda del terminal.
6. Cerrar fuertemente la tenaza hasta que la parte metálica quede crimpada en el cobre del cable.
7. Asegurarse de que al tirar del terminal no se sale del cable.
Figura 2.69. Cortar el cable.
Figura 2.70. Pelar el extremo.
Figura 2.71. Preparar el terminal.
Figura 2.72. Insertar el terminal.
Figura 2.73. Crimpar con la boca adecuada.
Figura 2.74. Crimpado finalizado
52
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Unidad 2
FICHA DE TRABAJO 1
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Empalme de dos conductores mediante soldadura blanda
Objetivos
■
■
Utilizar la técnica de soldadura blanda para realizar un empalme entre dos cables.
Utilizar funda termorretráctil para cubrir un empalme de cables.
Herramientas
■
■
■
■
Precauciones
■
■
■
■
Tijera de electricista
Cortacables
Soldador eléctrico de 40 W
Soporte de soldador
Pistola de aire caliente o un mechero
No toques con la mano la zona metálica del soldador cuando
esté en funcionamiento.
Material
Antes de comenzar a soldar, asegúrate de que el soldador está
bien caliente.
■
Utiliza un soporte para el soldador.
■
■
■
Estaño
20 cm de cable de 1,5 mm2
Resina de estañar
Funda termorretráctil de 5 mm de diámetro
Desarrollo
1. Pela las puntas de los dos cables que tienes que empalmar unos
3 cm.
2. Corta unos 5 cm la funda termorretráctil e insértala en uno de los
cables.
3. Retuerce un cable sobre otro.
4. Aplica un poco de resina sobre el cobre del empalme.
5. Asegúrate que el soldador está bien caliente y aplica su punta
sobre la unión de los cables.
6. Mantenlo en la misma posición hasta que la resina se funda por
completo. No te preocupes por la emisión de humo, es normal
que ocurra.
7. Sin mover el soldador del punto en el que se colocó anteriormente, aplica estaño hasta que observes que se ha extendido
por completo por todo el cobre, con un aspecto brillante y liso.
8. Espera unos instantes a que la soldadura se enfríe.
9. Desplaza la funda termorretráctil de forma que cubra todo el
empalme.
10. Aplica calor con la pistola o con el mechero hasta que la funda
termorretráctil se encoja por completo.
Figura 2.75. Procedimiento.
Figura 2.76. Procedimiento.
53
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Unidad 2
FICHA DE TRABAJO 2
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Soldadura sobre placa de circuito impreso
Objetivo
Herramientas
■
Tijera de electricista
■
Cortacables pequeño
■
Soldador eléctrico de 15 W
■
Soporte de soldador
Material
■
Estaño
■
Placa de circuito impreso para
prototipos
■
Cable de 0,5 mm2
■
Cable desnudo de 0,25 mm2
■
Un conector de pines
■
Una tira de bornes para soldar
en placa de circuito impreso
■
Utilizar la técnica de soldadura blanda para conectar cables y conectores a
una placa de circuito impreso de prototipos.
Precauciones
■
No toques con la mano la zona metálica del soldador cuando esté en funcionamiento.
■
Antes de comenzar a soldar, asegúrate de que el soldador está bien caliente.
■
Utiliza un soporte para el soldador.
■
Debes evitar unir con estaño las pistas contiguas en la placa de circuito
impreso.
Desarrollo
1. Corta el cable de 0,5 mm2 en trozos de 10 cm.
2. Pela las puntas de los cables e insértalas en ocho orificios contiguos de la
placa de circuito impreso.
3. Suéldalos a su pista correspondiente.
4. Toma los bornes e insértalos en los orificios de la placa de circuito impreso.
5. Suelda sus terminales por la parte del cobre.
6. Haz lo mismo con el conector de pines.
7. Utilizando cable rígido desnudo de 0,25 mm2, realiza cinco puentes entre
orificios de la placa de circuito impreso, de forma similar a como se muestra
en la figura 2.77.
Placa de prototipos
Bornes para placa
de circuito impreso
Conector de pines
Cables de 0,5 mm2
Puentes con cable
rígido desnudo
Figura 2.77. Esquema de la placa de circuito impreso.
54
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Unidad 2
FICHA DE TRABAJO 3
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Guiado de cables
Objetivo
■
Herramientas
Conocer los elementos requeridos para el guiado de cables en el
interior de equipos eléctricos y electrónicos.
Precauciones
■
■
■
■
Ponte gafas de seguridad para utilizar el taladro eléctrico.
Sé cuidadoso con la organización del cableado. Procura que las
líneas de cables queden paralelas y perpendiculares a las paredes
de madera cuando corresponda.
Las bases de bridas no se deben poner en las esquinas del cableado. Siempre se deben fijar unos centímetros antes y después
de la curva.
Esta actividad debe hacerse en grupo (dos personas).
Desarrollo
1. Coged uno de los tableros de madera y realizad dos orificios con la
broca de 10 mm, como se muestra en la figura 2.78. Ambos orificios
deben estar separados aproximadamente 7 cm de sus centros.
Orificios de 10 mm
■
Destornilladores
■
Broca de 10
■
Taladro eléctrico
■
Tijera de electricista
■
Pelamangueras
■
Cortacables
Material
■
Dos tableros de madera de
aglomerado de 40 x 30 mm
y 12 mm de grosor
■
Quince bases atornillables
para bridas
■
Quince bridas
■
Tirafondos
■
Malla trenzada
■
Cinta helicoidal
■
1 m de manguera de 2 x 1,5
mm2 + toma de tierra
■
Cables de diferentes secciones
(0,5; 0,75 y 1 mm2) y colores
Figura 2.78. Ubicación de los orificios.
2. Utilizando tres tirafondos, unid los dos paneles formando un ángulo recto entre ellos.
3. Utilizando escuadra y cartabón, marcad con lapicero las líneas de
referencia que se muestran en la figura 2.79.
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Unidad 2
FICHA DE TRABAJO 3
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Paneles
de madera
Orificios
de 10 mm
Líneas de
referencia
Figura 2.79. Localización de las líneas de referencia sobre los paneles.
4. Fijad con tirafondos de longitud adecuada las piezas de sujeción de las bridas.
Tirafondo
Bases
para bridas
Figura 2.80. Ubicación de los tirafondos y de las bases de las bridas.
5. Coged la manguera y presentadla por el recorrido que debe hacer en el montaje.
6. Cortad lo que sea necesario para adaptarla a su recorrido.
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7. Pelad 5 cm de ambos extremos.
8. Insertadla por el orificio de la derecha y fijadla en las bases con sus respectivas bridas.
9. Medid y cortad la longitud para los cables unipolares.
10. Haced un mazo con todos los tramos de cable.
11. Enfundadlos todos juntos con cinta helicoidal hasta el punto de la primera bifurcación.
12. Separad cuatro de los cables para la ramificación.
13. Poned la cinta helecoidal hasta el final del tramo principal.
Figura 2.81. Detalle de la ramificación.
14. Cubrid la ramificación de los cuatro cables con malla trenzada.
15. Fijad con bridas el mazo de cables.
Cinta helecoidal
Cable de diferentes
secciones y colores
Entrada
de cables
Malla trenzada
Manguera de 2 x 1,5 mm2
+ toma de tierra
Figura 2.82. Resultado del procedimiento para el guiado de cables.
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3
Magnitudes eléctricas
y su medida
Vamos a conocer...
1. Tipos de corriente eléctrica
2. Circuito eléctrico
3. Magnitudes eléctricas básicas
4. Relaciones entre magnitudes eléctricas
5. Medidas eléctricas con el polímetro
PRÁCTICA RESUELTA
Medida de tensión y corriente en un circuito de
corriente continua
FICHA DE TRABAJO 1
Medidas en un circuito de resistencias en serie
FICHA DE TRABAJO 2
Medidas en un circuito de resistencias en paralelo
Y al finalizar esta unidad…
■
Conocerás cuáles son las magnitudes eléctricas
básicas y cómo se miden.
■
Identificarás las posibles conexiones entre los
receptores de un circuito eléctrico y cómo se
comportan en ellos las magnitudes eléctricas.
■
Relacionarás los diferentes tipos de magnitudes
entre sí.
■
Utilizarás el polímetro para medir las magnitudes eléctricas básicas.
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Magnitudes eléctricas y su medida
1. Tipos de corriente eléctrica
La corriente eléctrica es un movimiento de cargas eléctricas a través de
los conductores de un circuito. En función de cómo se produzca este
movimiento, se pueden distinguir dos tipos de corriente: corriente continua y corriente alterna.
1.1. Corriente continua
La corriente continua, también denominada de forma abreviada CC (o
DC por las siglas inglesas), se genera en baterías, pilas, paneles solares,
fuentes de alimentación, etc.
Saber más
En un circuito de corriente continua el movimiento de cargas se hace en
el mismo sentido, de polo positivo al polo negativo de la alimentación,
por lo que se dice que este tipo de corriente es unidireccional.
Las tomas de corriente de una vivienda
tienen corriente alterna.
Las pilas y baterías de los dispositivos
eléctricos tienen corriente continua.
1.2. Corriente alterna
+
En la corriente alterna, también denominada CA (o AC del inglés), el
movimiento de cargas se hace en ambos sentidos alternativamente. Este
movimiento se produce en un segundo cincuenta veces en un sentido
y cincuenta veces en el otro y se denomina frecuencia. Así la frecuencia
de la red eléctrica es de cincuenta hercios (50 Hz) y el símbolo general
de la corriente alterna es una sinusoide.
Vcc
Figura 3.1. Corriente continua.
Muchos equipos eléctricos y electrónicos se conectan a la red de 230 V
de corriente alterna y, sin embargo, su interior trabaja en corriente continua. Se necesita entonces un elemento conversor, denominado fuente
de alimentación, que adapta el tipo de corriente.
Corriente
alterna
Corriente
continua
Vca
Figura 3.2. Corriente alterna.
230 Vca
Transformador
Equipo
Circuito
rectificador
Circuito electrónico principal
Figura 3.3. Corriente alterna y continua en un equipo electrónico.
Los símbolos asociados a los tipos de corriente son los siguientes:
Corriente continua
en general
Corriente alterna
en general
+
Pila
+
+
Batería
Generador o fuente
de corriente alterna
Figura 3.4. Símbolos de los tipos de corriente.
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Unidad 3
2. Circuito eléctrico
Para que se produzca el desplazamiento de las cargas eléctricas se requiere
al menos una fuente de tensión, ya sea en corriente continua o en corriente
alterna, un receptor o carga eléctrica y un conjunto de cables que los unan.
Así, con esta combinación de elementos, se pueden dar dos situaciones:
■
Que el circuito esté cerrado, con el consiguiente desplazamiento de
cargas actuando sobre los receptores.
■
Que el circuito esté abierto, sin desplazamiento de cargas y sin actuación sobre los receptores.
Si esta acción se controla mediante un elemento de conmutación, como
puede ser un interruptor, el circuito se puede conectar y desconectar a
voluntad.
Interruptor
+
Receptor
(Carga)
Interruptor
I
-
+
Receptor
(Carga)
-
Fuente de tensión
(Pila)
Fuente de tensión
(Pila)
Figura 3.5. Circuito eléctrico básico.
Los circuitos eléctricos y electrónicos se representan de forma esquemática mediante los símbolos de los componentes y sus conexiones
entre ellos.
Interruptor
+
Pila
Saber más
En Europa se se suele utilizar la norma
IEC (Comité Electrotécnico Internacional)
para la representación de esquemas. Sin
embargo, en Norteamérica se utiliza una
norma diferente que hace que los esquemas no sean exactamente iguales.
Lámpara
Figura 3.6. Esquema eléctrico básico.
Los símbolos eléctricos están normalizados. Esto permite que cualquier
técnico pueda interpretar sin problemas el mismo esquema.
En esta unidad conocerás algunos símbolos de uso inmediato, pero a
lo largo del libro irán apareciendo muchos más.
60
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Magnitudes eléctricas y su medida
2.1. Conexiones en serie y en paralelo
Los conceptos de conexión en serie y conexión en paralelo son muy
utilizados en electricidad y electrónica. Cualquier aparato en algún momento deberá conectarse de alguna de estas formas a otros elementos
del circuito. Por este motivo, debes tener muy claro cómo se realizan y
representan estos tipos de conexión, para entender los circuitos con los
que trabajarás en las próximas unidades.
2.1.1. Conexión en serie
Se dice que dos o más aparatos eléctricos están en serie cuando se une
el final del primero con el principio del siguiente y los extremos de dicho
circuito resultante se conectan a la alimentación.
En el caso de la figura siguiente, para que todas las lámparas se iluminen,
es necesario que ninguna esté averiada o desconectada del circuito.
+
-
Figura 3.7. Receptores en serie.
2.1.2. Conexión en paralelo o derivación
Se dice que dos o más aparatos eléctricos están conectados en paralelo cuando se unen todos sus principios a un mismo punto y todos sus
finales a otro.
En el caso de la figura siguiente, las lámparas funcionan de forma totalmente independiente. Si una de ellas está mal conectada o averiada,
las otras continúan funcionando sin problemas.
+
-
Figura 3.8. Receptores en paralelo.
Así, los esquemas de ambos circuitos son:
Figura 3.9. Esquema de lámparas en serie.
Figura 3.10. Esquema de lámparas en paralelo.
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Unidad 3
3. Magnitudes eléctricas básicas
La reparación y mantenimiento de equipos eléctricos y electrónicos
requiere conocer cuáles son las magnitudes eléctricas básicas y sus
unidades, así como el uso adecuado de los instrumentos para medirlas,
tanto en corriente continua (CC) como en corriente alterna (CA).
3.1. Múltiplos y submúltiplos
En circuitos electrónicos que trabajan mediante fuentes de baja tensión,
como pilas o baterías, los valores de los componentes que utilizan y las
medidas de sus magnitudes suelen darse en múltiplos y submúltiplos
de la unidad.
Para ello hay que conocer cuál es la relación que existe entre ellos, para
así sustituir de forma adecuada el componente o identificar claramente
el problema mediante una medida con un instrumento de comprobación. En electrónica es habitual hablar de miliamperios, picofaradios o
megohmios.
A continuación se muestra una tabla con los múltiplos y submúltiplos
más utilizados en electricidad y electrónica, su símbolo y el factor que se
debe aplicar. Existen otros, pero se han omitido al no ser de aplicación
directa en el campo de la electricidad y de la electrónica.
Factor
Múltiplos
Prefijo
Símbolo
1012 = 1 000 000 000 000
tera
T
109 = 1 000 000 000
giga
G
106 = 1 000 000
mega
M
103 = 1 000
kilo
k
Unidad
100 = 1
Submúltiplos
10-3 = 0,001
mili
m
10-6 = 0,000001
micro
μ
10-9 = 0,000000001
nano
n
10-12 = 0,000000000001
pico
p
Tabla 3.1. Múltiplos y submúltiplos.
Así, para conocer cuál es la relación que tiene un múltiplo o submúltiplo
con la unidad, se debe multiplicar por su factor. Véanse los siguientes
ejemplos:
1 k = 1 000 unidades.
6 G = 6 000 000 000 unidades.
1 µ = 0,000003 unidades.
4 n = 0,000000003 unidades.
200 m = 200 x 0,001 = 0,2 unidades.
4,7 k = 4,7 x 1 000 = 4 700 unidades.
3 n = 3 x 0,000000001 = 0,000000003 unidades.
62
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Magnitudes eléctricas y su medida
3.2. Resistencia eléctrica
Todo cuerpo presenta una resistencia al paso de la corriente eléctrica.
En función de que esa resistencia sea mayor o menor, la conducción de
corriente se realiza con mayor o menor dificultad.
La resistencia eléctrica se mide en ohmios (Ω). Cuanto menor es el número de ohmios que presenta un cuerpo, mejor circula la corriente eléctrica a través de él. Por contra, cuanto mayor es el valor óhmico, más
dificultad encontrará dicha corriente para circular por el cuerpo.
La resistencia eléctrica está presente, en mayor o menor medida, en todos los receptores y materiales que intervienen en un circuito eléctrico.
No obstante, existe un componente electrónico, que se estudiará en
próximas unidades, que se denomina resistencia, el cual será utilizado
como ejemplo en los circuitos que se muestran a continuación.
En la siguiente figura se muestran dos circuitos eléctricos con diferente
valor resistivo en la carga. El circuito de la derecha presenta el doble
valor óhmico que el de la izquierda. Por tanto, en el primero la oposición al paso de la corriente es menor, aumentando la corriente, y en el
segundo es mayor, disminuyéndola.
R
R
I
+
Saber más
En la próxima unidad estudiarás los diferentes tipos de resistencias que existen
en el mercado y cómo identificar su valor.
En tu profesión
El óhmetro, también denominado «ohmnímetro», es el instrumento destinado a
medir la resistencia eléctrica.
Figura 3.11. Símbolo del óhmetro.
R
I
+
-
+
-
Saber más
Figura 3.12. Circuitos eléctricos con menor y mayor resistencia.
El símbolo de la resistencia puede representarse de dos formas. Aquí se utilizará
la primera representación.
3.2.1. Asociación de resistencias
Las resistencias, al igual que otro tipo de receptores eléctricos, se pueden
conectar de dos maneras: en serie y en paralelo. Así, el valor del circuito
equivalente de dicha asociación es el que se muestra a continuación.
Resistencias en serie
La resistencia equivalente del circuito es el resultado de sumar cada uno
de los valores de las resistencias.
R1
R2
R3
Figura 3.13. Dos formas de representar el
símbolo de la resistencia.
Re = R1 + R2 + R3
=
Figura 3.14. Resistencia equivalente de un circuito en serie.
El valor de un grupo de resistencias en serie es equivalente a sustituir
dicho grupo por una única resistencia que coincide con el resultado de
la suma del valor óhmico de todas ellas.
Re = R1 + R2 + R3
R1
R2
R3
Figura 3.15. Resistencias en serie.
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+
+
+
+
Unidad 3
+
Resistencias en paralelo
De igual forma, cuando se asocian resistencias en paralelo, el valor equivalente de grupo corresponde con la siguiente relación matemática:
R1
R2
R1
R3
R2
1
1
1
1
+
+
+
Re R1 R2 R3
Figura 3.16. Resistencias en paralelo.
R3
Figura 3.17. Resistencia equivalente del circuito en paralelo.
Así, se puede decir que la resistencia equivalente de un circuito paralelo
es la inversa de la suma de las inversas de las demás resistencias.
Saber más
En un circuito de resistencias en paralelo,
el valor de la resistencia equivalente (Re)
siempre será de menor valor que cualquiera de las resistencias asociadas.
1
1
1
1
+
+
+
Re R1 R2 R3
3.3. Intensidad de corriente
La cantidad de cargas que circulan por un circuito eléctrico por unidad
de tiempo recibe el nombre de intensidad de corriente. Esta se mide
con un instrumento denominado amperímetro y tiene como unidad el
amperio (A). No obstante, en muchos de los circuitos de los equipos
electrónicos, es habitual la medida en miliamperios (mA).
Figura 3.18. Símbolo del amperímetro.
3.1.1. Medida de la intensidad de corriente
El amperímetro se conecta en serie con la carga. Por tanto, es necesario
cortar o desconectar algún conductor eléctrico para su utilización.
Así, si se desea medir la intensidad de corriente que atraviesa una lámpara, el amperímetro se debe conectar en serie con ella.
Amperímetro
I
Receptor
(Carga)
Amperímetro
I
+
+
-
Pila
Lámpara
Figura 3.19. Conexión en serie del amperímetro y su esquema
64
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Magnitudes eléctricas y su medida
Intensidad en un circuito en serie
En un circuito en serie, la corriente del circuito es la misma que la que
recorre todos sus receptores.
I = I1 = I2 = I3
L1
L2
L3
L1
I
L2
L3
I
+
+
-
Pila
Figura 3.20. Amperímetro de cuadro.
Figura 3.21. Corriente en un circuito de receptores en serie.
Intensidad en un circuito paralelo
En un circuito en paralelo, la corriente se divide en cada una de las ramas
en función del consumo de cada uno de los receptores. Así, la intensidad
total es la suma de las intensidades parciales.
I = I1 + I2 + I3
L1
L2
L3
I1
I2
I1
I2
L1
L2
I3
L3
I
I3
I
+
+
-
Pila
Figura 3.22. Corriente en un circuito de receptores en paralelo.
3.4. Tensión eléctrica
En un circuito eléctrico, las cargas circulan siempre que existe una diferencia de potencial entre dos puntos del mismo. Esa diferencia de
potencial es la denominada tensión eléctrica o voltaje.
3.4.1. Medida de la tensión eléctrica
La tensión se mide en voltios (V) con un instrumento denominado voltímetro. Este se conecta en paralelo entre los dos puntos con diferente
potencial. Así, si se desea conocer la tensión que hay entre la fase y el
neutro de una red de alimentación, se debe conectar cada una de las
puntas de prueba del voltímetro a cada uno de los bornes de la red.
Figura 3.23. Símbolo del voltímetro.
65
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Unidad 3
Voltímetro
Lámpara
I
I
Voltímetro
+
+
Figura 3.25. Voltímetro de cuadro.
-
Lámpara
Pila
Figura 3.24. Conexión del voltímetro.
Tensión en un circuito en serie
En un circuito en serie la tensión de la red se reparte entre cada uno de
los receptores que intervienen en función de las características eléctricas
de los mismos. Así, la suma de las tensiones parciales da como resultado
la tensión total, que es la de la red del circuito.
V = V1 + V2 + V3
V1
V2
V3
L1
L2
L3
V1
V2
V3
L1
L2
L3
V
I
+
+
V
-
Figura 3.26. Tensión en un circuito de receptores en serie.
Medida de tensión en un circuito en paralelo
En un circuito en paralelo las tensiones en los bornes de los receptores
y la de la red de alimentación son iguales.
V = V1 = V2 = V3
L1
L2
L3
L1
V1
V2
V3
L2
I
L3
V
+
Recuerda
+
En un circuito de receptores en paralelo,
las tensiones parciales, independientemente del tipo de receptor y de su potencia, son las mismas en todos ellos.
-
V
V1 = V2 = V3
Pila
Figura 3.27. Tensión en un circuito de receptores en paralelo.
66
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Magnitudes eléctricas y su medida
4. Relaciones entre magnitudes eléctricas
Las magnitudes estudiadas hasta ahora están relacionadas entre sí, ya
que su valor depende en proporción directa o inversa del valor de las
demás variables. Así, si se conocen dos de ellas, es posible calcular una
tercera de forma indirecta.
4.1. Ley de Ohm
Saber más
De la ley de Ohm se deduce que si disminuye el valor de la resistencia para una
misma tensión de trabajo, aumenta la
corriente proporcionalmente.
Esta ley relaciona la corriente, la tensión y la resistencia de un circuito
eléctrico. En ella se establece que la corriente que circula por un circuito
eléctrico es directamente proporcional a la tensión de la alimentación
e inversamente proporcional a su resistencia.
I=
I: intensidad (A)
V
R
V: tensión (V)
R: resistencia (Ω)
De igual forma, partiendo de la misma ley, es posible calcular cualquiera
de las variables si se conocen las otras dos:
R=
V
I
V
V = I⋅R
Para recordar cómo debes aplicar las ecuaciones de la ley de Ohm, se
puede usar el gráfico de relaciones de la ley de Ohm que se muestra
en la figura 3.28. En él están representadas las tres magnitudes (I, V y
R). Con el dedo se tapa la variable que se desea calcular y las otras dos
se operan según muestra el gráfico. Si las que quedan visibles están en
diferentes filas, se dividen, y si están en la misma fila, se multiplican.
I
R
Figura 3.28. Gráfico de la ley de Ohm.
9V
(?)
I
V
I
100 Ω
R
I=
V
R
I=
+
9V
V
= 0,09A = 90mA
=
R 100Ω
Figura 3.29. Cálculo de la corriente conociendo V y R.
0,01 A
V
+
V (?)
2000 Ω
I
V = I⋅R
V = I ⋅ R = 0,01A ⋅ 2000Ω = 20V
R
Figura 3.30. Cálculo de la tensión conociendo I y R.
12 V
V
0,04 A
R
(?)
I
R
R=
V
I
R=
12V
V
=
= 300Ω
I
0,09A
+
Figura 3.31. Cálculo de la resistencia conociendo V e I.
67
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Unidad 3
4.2. Potencia eléctrica
En corriente continua, la potencia eléctrica es el producto de la tensión
por la intensidad. Se mide en vatios (W).
Saber más
En corriente alterna, si los receptores son
puramente resistivos, la potencia se calcula de la misma forma que en corriente
continua.
Sin embargo, si los receptores son inductivos, es decir, aquellos que tienen
devanados, como los motores y los
transformadores, el cálculo por esta expresión solamente es aproximado, ya que
en dicho producto también interviene una
variable denominada factor de potencia
(cos ϕ), cuyo valor es menor que uno y no
tiene unidades.
P = V ⋅I
P: potencia (W)
I: intensidad (A)
Así, por ejemplo, en un receptor eléctrico alimentado a 24 Vcc, que consume una corriente de 0,1 A, la potencia es:
P = V ⋅ I = 24V ⋅ 0,1A = 2,4W
De igual forma que en la ley de Ohm, es posible conocer cualquiera de
las variables si se conocen las otras dos:
I=
P = V ⋅ I cos ϕ
El estudio del factor de potencia va más
allá de los objetivos de esta obra.
V: tensión (V)
P
V
V=
P
I
Por tanto, utilizando un voltímetro y un amperímetro es posible conocer
la potencia de un circuito. A este método se le denomina voltamperimétrico.
24 Vcc
0,1 A
I
0,1 A
+
I
+
24 Vcc
24 Vcc
2,4 W
2,4 W
24 Vcc
–
Figura 3.32. Medida de potencia con voltímetro y amperímetro.
No obstante, existe un instrumento que permite medir directamente la
potencia en vatios consumida por un receptor eléctrico. Este se denomina vatímetro y tiene cuatro bornes para su conexión. Dos corresponden
a la bobina amperimétrica y los otros dos a la bobina voltimétrica. La
primera se conecta en serie y la segunda en paralelo.
V
A
Vatímetro
A
V
I
V
+
A
A
V
Figura 3.33. Símbolo del vatímetro.
Figura 3.34. Conexión de un vatímetro.
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Magnitudes eléctricas y su medida
5. Medidas eléctricas con el polímetro
El polímetro o multímetro es un instrumento multifunción que permite
efectuar medidas de diferentes magnitudes eléctricas, tanto en corriente
continua como alterna, y con diferentes fondos de escala.
Un polímetro digital consta de las siguientes partes:
Pantalla (Display)
En tu profesión
Aunque existen polímetros de marcación
analógica mediante aguja, en la actualidad los más extendidos son los de visualización digital, y por este motivo serán
los estudiados en este libro.
Botón HOLD
Conmutador
de funciones
Botón de encendido
Figura 3.35. Polímetro de marcación analógica.
Puntas
de prueba
Terminales
para puntas
de prueba
Figura 3.36. Partes de un polímetro digital.
■
■
■
■
■
■
Conmutador de funciones: permite, mediante un selector rotativo,
elegir la función y escala en la que se va a medir.
Pantalla o display: es la parte en la que se visualiza la lectura de la
medida, además de la información adicional sobre el propio funcionamiento del polímetro (ejemplo: batería baja).
Puntas de prueba: son los elementos con los que se realiza la conexión eléctrica en el circuito. Constan de una clavija, que se conecta
en los terminales del polímetro, un cable y dos terminaciones con las
puntas de comprobación.
Terminales para las puntas de prueba: son orificios enchufables en
los que se insertan las puntas de prueba. Suelen disponer de entre
dos y cuatro puntos de conexión, en los que uno de ellos es común
(COM) para todo tipo de medidas. En él se conecta de forma fija una
de las puntas de prueba.
Botón de encendido: permite activar y desactivar el instrumento. Muchos modelos disponen de apagado automático temporizado para
el ahorro de la batería.
Botón HOLD: Permite «congelar» la lectura aunque se retiren las puntas de prueba del lugar de medición. Es especialmente útil para tomar
lectura de la medición en lugares poco accesibles.
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Unidad 3
5.1. Uso del polímetro
A continuación se muestran algunas indicaciones y consejos que se deben tener en cuenta a la hora de utilizar el polímetro:
En tu profesión
Aquí se ha tomado como ejemplo un polímetro con cuatro tomas de conexión.
1. Se debe prestar atención a la conexión de las puntas de prueba en los
terminales del polímetro, ya que una mala conexión podría dañarlo
gravemente. El terminal COM es el borne común para todas las medidas. En él se debe conectar el cable de color negro de las puntas de
prueba, que será negativo en aquellas medidas que requieren conocer
la polaridad.
Figura 3.37. Tomas para las puntas de prueba
del polímetro de los ejemplos de esta unidad.
2. Hay que observar con detenimiento los cables de las puntas de pruebas para comprobar que no tienen defectos de aislamiento.
Debes tener en cuenta que no todos los
polímetros son iguales, por lo que siempre es recomendable leer el manual de
instrucciones que facilita el fabricante.
3. Se debe poner el selector en el rango y la función que se desea medir.
Si no se conoce el valor de la medida que se va a realizar, se debe
elegir la escala de mayor rango. Si el polímetro marca de forma intermitente un uno en el lado izquierdo de la pantalla es debido a que
la medida se está haciendo fuera de rango y se debe elegir otra más
elevada en el selector.
En la figura que se muestra a continuación, la disposición de terminales es diferente a la anterior:
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
4. Si en la pantalla se muestra un mensaje similar a este: low bat, hay
que cambiar la pila del instrumento.
5.2. Medida de tensión
500 V MAX
Figura 3.38. Otro modelo de polímetro.
Para medir la tensión, tanto en corriente continua como en alterna, hay
que insertar la punta de prueba negra en el borne COM y la roja en el
terminal V. El tipo de corriente (CC o CA) y fondo de escala se elige conmutando el selector del instrumento.
Las puntas de prueba se deben conectar en paralelo con el receptor o
fuente de alimentación en el que se desea medir.
Tensión en CC
Tensión en CA
V
Puntas de prueba
Figura 3.39. Medida de tensión con un polímetro.
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Magnitudes eléctricas y su medida
5.3. Medida de intensidad de corriente
En el caso del polímetro que se ha tomado de ejemplo, existen dos
posibles formas de conexión para realizar esta medida:
1. Medida hasta 2 A.
2. Medida de 2 A hasta 10 A.
La primera (hasta 2 A) se realiza insertando la punta de prueba negra
en el terminal COM y la roja en el terminal A. Y la segunda (de 2 A hasta
10 A) se lleva a cabo insertando la punta de prueba negra en el terminal
COM y la roja en el terminal 10 A.
En tu profesión
La medida de corriente, especialmente
en escalas grandes, puede resultar peligrosa. La conexión en serie del polímetro
debe hacerse con la alimentación desconectada, asegurando que las puntas de
prueba están firmemente conectadas y
no haya posibilidad de que se suelten.
El tipo de corriente (CC o CA) y fondo de escala se elige conmutando
el selector del instrumento. Las puntas de prueba se deben insertar en
serie en el circuito en el que se desea hacer la medida.
Intensidad en CC
En tu profesión
Nunca se debe conectar el polímetro en
paralelo con las puntas de prueba conectadas para medir corriente. A tensiones
elevadas, como pueden ser los 230 V de
la red eléctrica, el instrumento podría dañarse.
Intensidad en CA
V
Puntas de prueba
Figura 3.40. Ejemplo de medida de corriente hasta 2 A en CC.
Intensidad en CC
Intensidad en CA
V
Puntas de prueba
Figura 3.42. Conexión incorrecta de las puntas
de prueba.
Figura 3.41. Ejemplo de medida de corriente entre 2 y 10 A en CA.
5.4. Medida de resistencia óhmica
Permite utilizar el polímetro como si fuera un óhmetro. Se debe insertar
la punta de prueba negra en el borne COM y la roja en el terminal Ω.
El selector se debe poner en algunas de las posiciones de Ω. Si el valor
medido se sale fuera de rango, en la pantalla se muestra el número 1 a
la izquierda.
Valor óhmico
Valor óhmico
Resistencia
V
Puntas de prueba
Figura 3.43. Medida de resistencia con un polímetro.
Recuerda
La comprobación de continuidad debe
hacerse siempre con el circuito sin alimentación eléctrica, ya que el polímetro
podría dañarse.
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Unidad 3
5.5. Comprobación de continuidad
Practica
Realiza la práctica resuelta de esta unidad.
La comprobación de continuidad es una función especial del modo de
medición de resistencia. Con ella se pude comprobar, de forma acústica,
si un elemento conductor permite el paso de la corriente entre los dos
puntos en los que se hace la comprobación.
La reproducción acústica solamente se realiza cuando el valor óhmico
medido es muy bajo.
En la actualidad todos los polímetros disponen de una posición de comprobación de continuidad en su selector, ya que es una buena forma
de saber si un cable, o componente, está roto o ha perdido la conexión
eléctrica. Así, sí el polímetro marca 0 Ω significa que el conductor es
correcto y si se obtiene un valor infinito (∞), significa que el conductor
está roto o ha perdido la conexión.
Continuidad
Continuidad
Cable correcto
Cable roto
Figura 3.44. Comprobación de continuidad con un polímetro.
5.6. Protección del polímetro
Practica
Realiza las fichas de trabajo 1 y 2 de esta
unidad.
Una conexión equivocada, como por ejemplo conectar una tensión de
230 V cuando el polímetro se encuentra en la posición de continuidad
o para la medida de corriente, puede provocar una avería grave del instrumento. No obstante, para evitar en todo lo posible que esto ocurra,
los polímetros disponen de fusibles internos de disparo rápido que, en
numerosas ocasiones, evitan que se dañen.
Cuando el fusible se funde, es necesario abrir el polímetro y sustituirlo
por otro de iguales características. En ningún caso se debe sustituir por
uno de diferente calibre y, sobre todo, no se debe puentear manualmente mediante hilos de cobre o similares.
Fusible
Detalle de componente
electrónico dañado en el
interior de un polímetro
Figura 3.45. Fusible de un polímetro y componente dañado en su interior debido a una mala conexión.
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Unidad 3
EN RESUMEN
Tipos de corriente eléctrica
CC
CA
Magnitudes eléctricas
Múltiplos y submúltiplos
Circuito eléctrico
Resistencia
Circuitos en serie y en paralelo
Tensión
Corriente
Ley de Ohm
Potencia eléctrica
Uso del polímetro
Entra en internet
1. Investiga qué es una pinza amperimétrica y para qué se utiliza. ¿Qué diferencias presenta respecto a un polímetro?
2. Busca el simulador de circuitos CircuitLab y simula los circuitos de resistencias en serie y en paralelo propuestos en las
fichas de trabajo de esta unidad. Comprueba que los resultados obtenidos son similares a los conseguidos de forma
práctica.
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Unidad 3
ACTIVIDADES FINALES
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Dibuja en tu cuaderno los siguientes esquemas:
a) Circuito de cuatro lámparas en paralelo controladas mediante un interruptor.
b) Circuito de tres lámparas en paralelo, cuyo bloque está conectado en serie con una cuarta lámpara.
c) Circuito de dos ramas de dos lámparas en serie, las cuales están conectadas en paralelo entre sí.
2. Junto con tu compañero de mesa, expresad en unidades los siguientes múltiplos y submúltiplos.
• 3M
• 6p
• 10 µ
• 25 m
• 4,5 k
• 150 p
• 0,3 k
• 1000 m
• 0,5 m
Comparad vuestros resultados con los de los dos compañeros más cercanos. ¿Hay alguna diferencia? Si es así, realizad
de nuevo el cálculo correspondiente entre los cuatro.
3. Utilizando el montaje propuesto en la ficha de trabajo 3 de la unidad 2, comprueba con un polímetro, en modo continuidad,
que el cableado es correcto.
Para ello toca con una de las puntas en todos los extremos de los cables de la parte externa y con la otra en todos los
extremos internos de los mismos.
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 3.46. Comprobación de continuidad en el montaje de cableado.
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4. Toma cinco resistencias con el siguiente código de colores y comprueba con el polímetro su valor óhmico:
a) Marrón, negro, rojo.
b) Rojo, rojo, rojo.
c) Naranja, naranja, naranja
d) Amarillo, violeta, marrón.
e) Marrón, negro, verde.
(La interpretación del código de colores se estudiará en la próxima unidad).
5. Observa los datos del circuito de la figura y calcula:
a) La resistencia equivalente del circuito.
b) La corriente total del circuito.
c) La potencia absorbida en el circuito.
+
12 V
R1
1 kΩ
R2
2,2 kΩ
R3
470 Ω
Figura 3.47. Circuito de resistencias en serie.
6. Sigue el procedimiento de la ficha de trabajo 1 de esta unidad y realiza las siguientes actividades:
• Comprueba el circuito de la actividad anterior en una placa de prototipos.
• Anota los resultados en tu cuaderno.
• Compara los resultados con los obtenidos de forma matemática.
7. Observa los datos del circuito de la figura 3.48. y calcula:
a) La resistencia equivalente.
b) La corriente total del circuito.
c) Las corrientes parciales de cada una de las resistencias.
d) La potencia absorbida en el circuito.
Compara los resultados con los de tu compañero de mesa. ¿Son los mismos?
+
12 V
R1
1 kΩ
R2
2,2 kΩ
R3
470 Ω
Figura 3.48. Circuito de resistencias en paralelo.
8. Sigue el procedimiento de la ficha de trabajo 2 de esta unidad y realiza las siguientes actividades:
• Comprueba el circuito de la actividad anterior en una placa de prototipos.
• Anota los resultados en tu cuaderno.
• Compara los resultados con los obtenidos de forma matemática.
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Unidad 3
ACTIVIDADES FINALES
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
9. Monta el siguiente circuito sobre una placa de prototipos. Toma medida de lo siguiente y anótalo en tu cuaderno:
a) Tensión en la resistencia R1.
b) Tensión en la resistencia R2.
c) Tensión en la resistencia R4.
d) Tensión en la resistencia R5.
e) Corriente total del conjunto.
f) Corrientes parciales de cada una de las ramas en paralelo.
g) Mide la resistencia equivalente de todo el conjunto.
R1
100 Ω
R4
470 Ω
+
R2
1 kΩ
9V
R3
2,2 kΩ
R5
220 Ω
Figura 3.49. Circuito para comprobar en una placa de prototipos.
10. Una vez medida la resistencia equivalente del circuito de la actividad anterior, comprueba, mediante la ley de Ohm, que
la corriente del circuito es la que se ha obtenido de forma práctica. Calcula también la potencia disipada por la resistencia
equivalente del circuito.
11. Fíjate en el circuito de la figura y realiza lo siguiente:
• Calcula la resistencia equivalente de cada una de las ramas de resistencias en serie.
• Calcula la resistencia equivalente del circuito.
• Mediante la ley de Ohm, determina la corriente de cada una de las derivaciones y de la corriente general.
• Calcula la potencia disipada de cada una de las ramas que están en serie.
• Halla la potencia disipada del conjunto.
• Monta el circuito en una placa de prototipos y comprueba los resultados de forma práctica con un polímetro.
R2
680 Ω
R3
470 Ω
R1
2,2 kΩ
R2
4,7 kΩ
R3
1 000 Ω
+
R1
2,2 kΩ
9V
Figura 3.50. Circuito mixto.
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Unidad 3
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Cuanto más resistencia tiene un circuito eléctrico:
9. 20 mA equivalen a:
a) Mayor es la tensión.
a) 20 A.
c) 0,2 A.
b) Mejor circula la corriente.
b) 0,002 A.
d) 0,02 A.
c) Peor circula la corriente.
d) No ocurre nada en especial.
2. Según la ley de Ohm:
a) I =
V
R
b) I = V ⋅ R
c) V = I ⋅ R
d) R = V ⋅ I
3. La resistencia eléctrica se mide en:
a) Vatios.
b) Ohmios.
c) Amperios.
d) Miliamperios.
4. El producto de la tensión por la corriente es:
a) La resistencia.
10. El óhmetro:
a) Se conecta en serie con el circuito que se va a medir.
b) Se conecta en paralelo con la pila que alimenta el circuito.
c) Se debe utilizar con el circuito de alimentación desconectado.
d) Se utiliza para medir corriente.
11. 3 MΩ equivalen a:
a) 30 Ω.
b) 0,000003 Ω.
c) 3 millones de ohmios.
d) 300 000 Ω.
12. En un circuito de resistencias en paralelo, la resistencia
equivalente es:
b) El número de vatios.
a) Más pequeña que cualquiera de las resistencias.
c) La potencia.
b) Mayor que cualquiera de las resistencias.
d) El número de voltios con los que trabaja el circuito.
c) La suma de las resistencias parciales.
5. En un circuito con resistencias en serie, la resistencia
equivalente siempre será:
a) Más pequeña que cualquiera de las resistencias.
d) La inversa de la suma de las resistencias.
13. En un circuito de resistencias en paralelo, la tensión en
los bornes de una de ellas:
b) Mayor que cualquiera de las resistencias.
a) Es diferente a la de las otras.
c) La suma de las resistencias parciales.
b) Es siempre menor a las de las otras.
d) La inversa de la suma de las resistencias.
c) No hay tensión en ese punto.
6. El valor resistivo de un receptor eléctrico se mide con:
a) El voltímetro.
b) El amperímetro.
c) El vatímetro.
d) El óhmetro.
7. El amperímetro se conecta:
a) En serie.
b) En paralelo.
c) Tiene dos circuitos: uno en serie y otro en paralelo.
d) Desconectando la alimentación del circuito.
8. El voltímetro se conecta:
a) En serie.
b) En paralelo.
c) Tiene dos circuitos: uno en serie y otro en paralelo.
d) Desconectando la alimentación del circuito.
d) Es la misma que la de las otras.
14. Si un resistencia tiene 10 kΩ, es lo mismo que decir que
tiene:
a) 100 000 Ω.
b) 10 000 Ω.
c) Un millón de ohmios .
d) 100 Ω.
15. La medida de continuidad permite:
a) Conocer la tensión de un circuito.
b) Saber la corriente que circula por una resistencia.
c) Saber si un fusible se ha fundido.
d) Conocer la potencia de un circuito de resistencias.
16. Si en un circuito la potencia del receptor es de 40 W y la
tensión de alimentación es de 100 Vcc, ¿cuál es el valor
de la corriente?:
a) 40 mA.
b) 400 mA.
c) 4 A.
d) 40 A.
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Unidad 3
PRÁCTICA RESUELTA
Medida de tensión y corriente
en un circuito de corriente continua
Herramientas
■
Tijera de electricista
■
Polímetro
Material
■
Pila de 9 V
■
Placa de pruebas protoboard
Objetivos
■
Medir resistencia, tensión y corriente con el polímetro en un circuito
electrónico básico de corriente continua.
■
Aplicar la ley de Ohm y calcular el valor de la potencia.
Precauciones
■
Se debe conocer cómo están unidos internamente los orificios de la
placa de pruebas (protoboard) que se va a utilizar.
■
Asegurarse de que las puntas de prueba del polímetro y el conmutador se
encuentran en la posición adecuada para la medida que se va a realizar.
Desarrollo
1. Representar en el cuaderno de trabajo una tabla para anotar las medidas y los resultados de las comprobaciones.
V
I
R
R
(Medida con (Calculada con la
el polímetro)
ley de Ohm)
P
Tabla 3.2.
Medida de resistencia
2. Conectar las puntas de prueba del polímetro entre los bornes COM y Ω.
3. Conmutar el selector del instrumento para medir un valor óhmico de
1 000 Ω.
4. Poner las puntas de prueba entre los dos terminales de la resistencia,
medir su valor y anotarlo en la tabla de recogida de datos.
Medida de tensión
5. Coger una placa de prototipos similar a la de la figura.
Figura 3.51. Placa protoboard.
Figura 3.52. Conexiones entre orificios de la placa protoboard utilizada.
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6. Conectar la resistencia entre dos de los orificios de la placa que no estén unidos eléctricamente entre sí.
7. Poner el portapilas a la pila de 9 V.
8. Insertar los cables del portapilas con los orificios de la placa, de forma que la pila y la resistencia
quede conectadas en paralelo.
+
-
Figura 3.53. Montaje.
9. Conectar las puntas de pruebas y el selector del polímetro para medir tensión en corriente continua.
10. Aplicar las puntas de prueba entre las dos patillas de la resistencia y anotar en el cuaderno de trabajo
el resultado de la medida.
+
9,4 V
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 3.54. Medida de tensión en corriente continua.
Medida de corriente
11. Soltar el positivo de la pila.
12. Conmutar el polímetro para medir intensidad en CC y conexionar las puntas de prueba entre los
terminales COM y A. Hay que tener en cuenta que la medida estará en el rango de los mA.
13. Conectar en serie el polímetro con el circuito como se muestra en la figura y anotar el resultado en
la tabla de recogida de datos.
+
9,5 mA
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 3.55. Medida de intensidad en corriente continua.
Cálculo de la resistencia por la ley de Ohm
14. Medidos los valores de la tensión (9,4 V) y de la corriente del circuito (9,5 mA), calcular el valor de la
resistencia aplicando la ley de Ohm.
R=
V
9,4V
=
= 989,5Ω
I
0,0095A
Cálculo de la potencia
15. Con los valores de tensión y corriente, calcular el valor de la potencia disipada en el circuito.
P = V ⋅ I = 9,4V ⋅ 0,0095A = 0,089W
79
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Unidad 3
FICHA DE TRABAJO 1
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Medidas en un circuito de resistencias
en serie
Herramientas
■
Tijera de electricista
■
Polímetro
■
Pinzas para electrónica
Material
■
Pila de 9 V y su portapilas
■
Placa de pruebas
protoboard
■
Tres resistencias de 1 000 Ω
(marrón-negro-rojo)
■
Cables y puentes para
placas de prototipos
Objetivo
■
Medir resistencia, tensión y corriente con el polímetro en un circuito
de resistencias en serie.
Precauciones
■
Se debe conocer cómo están unidos internamente los orificios de la
placa de pruebas (protoboard) que se va a utilizar.
■
Asegurarse de que las puntas de prueba del polímetro y el conmutador
se encuentran en la posición adecuada para la medida que vas a realizar.
Desarrollo
1. Representa en tu cuaderno de trabajo una tabla para anotar las medidas
y los resultados de las comprobaciones.
V
V1
V2
V3
I
Requivalente
Medida
Calculada
Tabla 3.3.
2. Inserta las tres resistencias en la placa de pruebas de forma que queden
conectadas entre ellas en serie.
Figura 3.56. Resistencias en serie en placa de pruebas.
Medida de resistencia
3. Mide con el polímetro el valor de la resistencia equivalente del conjunto
y anótalo en tu cuaderno.
80
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Ω
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 3.57. Medida de la resistencia equivalente.
Medida de tensión
4. Dibuja en tu cuaderno el esquema que vas a seguir para medir las tensiones de cada una
de las resistencias y la de la pila.
5. Prepara el polímetro para medir tensión en corriente continua.
6. Mide y anota los valores de tensión que hay entre los bornes de cada una de las resistencias. ¿La suma de ellas es el valor de la tensión que hay en bornes de la pila?
V
+
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 3.58. Ejemplo de medida de tensión en los terminales de una de las resistencias.
Medida de corriente
7. Conecta el polímetro en serie con el circuito de resistencias. Para ello suelta el puente que
alimenta el circuito por el lado izquierdo y conéctalo como se muestra en la figura 3.58.
mA
+
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 3.59. Medida de la intensidad de corriente.
81
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Unidad 3
FICHA DE TRABAJO 2
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Medidas en un circuito de resistencias
en paralelo
Herramientas
■
Tijera de electricista
■
Polímetro
■
Pinzas para electrónica
Material
Objetivo
■
Medir resistencia, tensión y corriente con el polímetro en un circuito de resistencias en serie.
Precauciones
■
Pila de 9 V y su portapilas
■
■
Placa de pruebas
protoboard
Se debe conocer cómo están unidos internamente los orificios de la placa de
pruebas (protoboard) que se va a utilizar.
■
■
Tres resistencias de 1 000
Ω (marrón-negro-rojo)
Asegurarse de que las puntas de prueba del polímetro y el conmutador se
encuentran en la posición adecuada para la medida que vas a realizar.
■
Cables y puentes para
placas de prototipos
Desarrollo
1. Representa en tu cuaderno de trabajo, una tabla para anotar las medidas y los
resultados de las comprobaciones.
V
I
I1
I2
I3
Requivalente
Medida
Calculada
Tabla 3.4.
2. Inserta las tres resistencias en la placa de pruebas de forma que queden conectadas en paralelo entre ellas. Hazlo según se muestra en la figura 3.59. De
esta forma será más sencillo medir las corrientes parciales de cada una de ellas.
Figura 3.60. Resistencias en serie en placa de pruebas.
Medida de resistencia
3. Sin conectar el circuito a la pila, mide con el polímetro el valor de la resistencia
equivalente del conjunto y anótalo en tu cuaderno. Compara el resultado con
el de tu compañero más cercano.
4. Comprueba matemáticamente que el valor de la resistencia equivalente es el
medido.
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Medida de tensión
5. Conecta la pila a las dos filas de contactos superiores: el negativo a la
superior y el positivo a la inferior.
6. Comprueba que todas las resistencias tienen la misma tensión en sus
terminales.
Medida de corriente
7. Observa el esquema que vas a seguir para medir las intensidades de
cada una de las resistencias.
I
I2
I3
R1
R2
R3
+
I1
Figura 3.61. Esquema de conexión de los amperímetros.
8. Prepara el polímetro para medir corriente en CC en el rango de mA.
9. Para medir la corriente total del circuito, inserta el polímetro entre el
positivo de la pila y la placa pruebas.
10. Para medir las corrientes parciales de una de las resistencias, retira el
cable que une el terminal (en color verde en la figura) de la izquierda
de una de ellas, con los orificios de la placa que se conectan a la alimentación en la placa de pruebas y sustituye dicha conexión con el
polímetro.
mA
mA
TTL
+
400 mA
MAX
-
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 3.62. Medida de la corriente total del conjunto.
+
-
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 3.63. Medida de la corriente parcial de una de las resistencias.
11. Pon de nuevo el puente de la primera resistencia y haz lo mismo para
medir las corrientes parciales de las otras dos.
83
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4
Elementos de conmutación
y protecciones
Vamos a conocer...
1. Elementos de conmutación
2. Circuitos básicos de conmutación
3. Protecciones en el interior de equipos
PRÁCTICA RESUELTA
Comprobación de un conmutador con un polímetro
FICHA DE TRABAJO 1
Inversión del sentido de giro de un motor CC con
un conmutador DPDT
FICHA DE TRABAJO 2
Conmutación de dos lámparas con un conmutador
de palanca
Y al finalizar esta unidad…
■
Conocerás cuáles son los diferentes tipos de
dispositivos de conmutación utilizados en el
interior de los equipos eléctricos y electrónicos.
■
Identificarás los dispositivos de conmutación
por su número de polos y vías.
■
Conocerás cuáles son las protecciones más utilizadas en los equipos eléctricos y electrónicos.
■
Montarás varios circuitos básicos de conmutación.
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Elementos de conmutación y protecciones
1. Elementos de conmutación
Se utilizan para realizar operaciones de conmutación en equipos eléctricos y electrónicos, como pueden ser el encendido y apagado, el redireccionamiento de señales, la alimentación de receptores de potencia,
el rearme de dispositivos, etc.
Se pueden clasificar en función del modo de accionamiento o en función
del número de polos y vías que son capaces de conmutar.
1.1. Modo de accionamiento
El modo de accionamiento es la forma de actuación sobre el elemento
de conmutación.
Figura 4.1. Elementos de conmutación en un
electrodoméstico.
1.1.1. Pulsadores
Son dispositivos de accionamiento momentáneo que permiten conmutar uno o más circuitos mientras se mantiene la acción sobre ellos. El
contacto retorna a su posición de reposo mediante un muelle o resorte,
una vez que ha cesado la acción sobre el botón de mando.
Suelen tener forma de botón, aunque también los hay de palanca. Según
su instalación, pueden ser de diferentes tipos:
■
■
■
Montaje en chasis: están diseñados para montarse sobre el chasis o la
carcasa del equipo, de forma que el usuario pueda interactuar sobre
él desde el exterior.
Para placa de circuito impreso: se instalan en las propias placas de
circuito impreso mediante la conexión por soldadura. En ocasiones
disponen de un mando o botón que permite accionarlos desde el
exterior del equipo.
De final de carrera: también denominados interruptores de posición,
se instalan en partes móviles del equipo, de forma que se accionan
cuando este se encuentra en una posición determinada.
Figura 4.2. Pulsador en placa de circuito
impreso (PCB).
Muchos electrodomésticos, como la lavadora o el microondas, disponen
de finales de carrera en su puerta que impiden su funcionamiento si esta
no se ha cerrado.
Figura 4.3. Pulsador de botón.
Figura 4.4. Finales de carrera.
Figura 4.5. Pulsador para PCB.
85
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Unidad 4
1.1.2. Interruptores y conmutadores
En tu profesión
Interruptores de montaje en chasis:
Son dispositivos de accionamiento permanente, que conmutan uno o
más circuitos una vez que se ha actuado sobre ellos. El contacto se
mantiene conmutado, aunque se cese la acción que lo originó. Para
pasarlo a la posición inicial, es necesario actuar nuevamente sobre su
accionamiento.
Los interruptores pueden ser de diferentes tipos: deslizantes, de palanca,
de botón, basculantes o rotativos y, de igual forma que los pulsadores,
se pueden instalar en chasis o en placas de circuito impreso.
Figura 4.6. Conmutador de palanca.
Figura 4.8. Interruptores para placa de circuito impreso: deslizantes y microrruptores.
Figura 4.7. Interruptor basculante
con iluminación.
1.2. Número de polos y vías
El número de polos hace referencia a la cantidad de circuitos que el
dispositivo es capaz de conmutar a la vez. Por tanto, un polo controla
un circuito, dos polos, dos circuitos y así sucesivamente.
Un polo
Dos polos
Figura 4.9. Forma y símbolo de interruptores de uno y dos polos.
El número de vías es la cantidad de caminos que un polo es capaz de
conmutar.
Saber más
En muchas ocasiones, para hacer referencia a un interruptor o elemento de
conmutación se utiliza la acepción inglesa: switch.
Una vía
Tres vías
Dos vías
Cinco vías
Figura 4.10. Ejemplos de número de vías en un contacto de un solo polo.
Así, combinando el número de polos y vías, se pueden encontrar numerosas configuraciones en el mercado. Estas se conocen por las siglas de
su denominación en inglés. A continuación se muestran algunas de ellas.
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Elementos de conmutación y protecciones
Abreviatura
Denominación en inglés
En español
SPST
Single pole, single throw
Un polo, una vía.
SPDT
Single pole, double throw.
Un polo, dos vías.
DPST
Double pole, single throw.
Doble polo, una vía.
DPDT
Double pole, double throw.
Doble polo, dos vías.
SP6T
Single pole, six throw
Un polo, seis vías
DP6T
Double pole, six throw
Doble polo, seis vías
Símbolo
Tabla 4.1. Combinaciones de polos y vías en un conmutador.
Con este formato de siglas, se podría denominar cualquier tipo de configuración polo-vía.
Así, el número de polos siempre se escribe antes de la letra P y el de
vías antes de la letra T. Por ejemplo: 3P4T sería un conmutador de tres
polos cuatro vías.
1.3. Características eléctricas de los dispositivos
de conmutación
Las características eléctricas más importantes de los pulsadores, los interruptores y los conmutadores son las siguientes:
■
■
En tu profesión
Tensión de trabajo: se expresa en voltios (V) e indica cuál es la tensión
máxima con la que puede trabajar el elemento de conmutación. Por
ejemplo: 12 V, 125 V o 230 V.
En operaciones de reparación de equipos
eléctricos y electrónicos es necesario
conocer las características eléctricas del
elemento que se va a sustituir.
Corriente de corte: se expresa en amperios (A), e indica cuál es la
corriente máxima que puede circular por los contactos sin que corran
el peligro de destruirse. En ocasiones se indica la máxima corriente
para un determinado valor de tensión.
Realiza la práctica resuelta de esta unidad.
Practica
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Unidad 4
2. Circuitos básicos de conmutación
A continuación se muestran algunos circuitos básicos de conmutación
de propósito general. En ellos se explican diferentes formas de utilizar
los elementos de conmutación.
Punto de luz
La lámpara se enciende cuando sus bornes están conectados al positivo
y al negativo de la fuente de alimentación. Si uno de ellos, en este caso
el positivo, es controlado por un interruptor, la lámpara se activa cuando
se cierra su contacto y se desactiva cuando se abre.
2A
A 250V
Interruptor SPST
+
Fuente de
tensión
+ -
Interruptor
SPST
Receptor
(Carga)
Pila
Lámpara
Figura 4.11. Punto de luz simple.
Punto de luz con lámparas en paralelo
De igual forma que se controla el encendido una lámpara con un interruptor, es posible hacerlo con varias lámparas a la vez conectadas en
paralelo. En este caso, la corriente total de la carga no debe superar la
corriente de corte del elemento de conmutación.
Fuente de
tensión
2A
A 250V
+
+ -
Interruptor
SPST
Receptor
(Carga)
Interruptor
SPST
Pila
Figura 4.12. Punto de luz con lámparas en paralelo.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 2 de esta unidad.
Encendido alternativo de lámparas
En este caso, se utiliza como elemento de conmutación un conmutador
SPDT, es decir, un polo y doble vía. Cuando el conmutador está en una
posición se enciende una lámpara y, cuando está en la otra, la primera
lámpara se apaga y se enciende la segunda.
Es necesario identificar adecuadamente el común del conmutador. En
el caso del ejemplo es el terminal central.
Conmutador SPDT
L1
Fuente de
tensión
Conmutador SPDT
2A
A 250V L2
+
L1 L2
+ -
Pila
Figura 4.13. Encendido alternativo de lámparas.
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Elementos de conmutación y protecciones
Conmutación de tres circuitos
De igual forma que en el circuito anterior, si se utiliza un conmutador
SP3T, un polo y tres vías, es posible conmutar tres circuitos diferentes.
L1
Conmutador
SP3T
L2
L3
+
2AA250V
Fuente de
tensión
Conmutador
SP3T
L3
L2
L1
Pila
+
Figura 4.14. Conmutación de tres circuitos.
Lámpara conmutada
El circuito de lámpara conmutada es muy habitual en las instalaciones
en viviendas, ya que con él es posible encender y apagar lámparas desde
dos puntos.
Conmutador
SPDT
Conmutador
SPDT
2A 250VAC
Realiza la ficha de trabajo 1 de esta unidad.
Conmutador
SPDT
2A 250VAC
Conmutador
SPDT
L
+
Fuente de
tensión
Practica
L
+
Pila
-
Figura 4.15. Lámpara conmutada.
Activación de un motor mediante pulsador
En este circuito, el motor gira solamente mientras se mantiene accionado
el pulsador. Este circuito es común en máquinas herramientas, como
taladros y destornilladores eléctricos o en electrodomésticos, como la
batidora.
Pulsador
SPST
Fuente de
tensión
Pulsador
SPST
2A 250VAC
Motor
+
+
Pila
Motor
M
-
Figura 4.16. Activación de un motor mediante un pulsador.
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Unidad 4
Activación de un motor condicionado a un final de carrera
Este circuito está basado en el anterior, pero en este caso se ha conectado un interruptor de posición o final de carrera en serie con el pulsador
de puesta en marcha. De esta forma, si el final de carrera no es accionado, el motor nunca podrá activarse aunque se presione el pulsador.
Saber más
En próximas unidades se estudiarán con
detenimiento cómo son y cómo se conectan los diferentes tipos de motores
utilizados en electrodomésticos y herramientas eléctricas.
Este circuito es muy utilizado en electrodomésticos que requieren colocar algún elemento previo para que puedan funcionar. Por ejemplo,
en una picadora, si previamente no se ha colocado la tapa y se ha accionado su final de carrera, no es posible girar las cuchillas del interior
mediante el motor.
Final de carrera
SPST
Fuente de
tensión
Pulsador
SPST
2A 250VAC
2A 250VAC
Motor
+
+
Pila
Final de Pulsador
carrera
SPST
SPST
Motor M
-
Figura 4.17. Funcionamiento de un motor condicionado a la acción de un final de carrera.
Activación de dos circuitos con un pulsador DPST
En este circuito se activan a la vez dos circuitos independientes mediante
un pulsador de doble polo y una vía.
Pulsador
DPST
Motor
+
M
Pila
-
La inversión de giro de los pequeños motores de corriente continua se lleva a cabo
cambiado la polaridad de la alimentación.
+
Recuerda
Motor
Pulsador
DPST
Fuente de
tensión
Lámpara
2A 250VAC
Figura 4.18. Activación de dos circuitos con un pulsador DPST utilizando una sola fuente de tensión.
Motor
El pulsador se utiliza para activar y desactivar el motor. El conmutador,
para invertir su sentido de giro. Cuando el conmutador está en la posición
de la figura, el motor recibe el positivo en el terminal superior y el negativo
en el inferior. Cuando el conmutador cambia de posición, la polaridad en
los terminales del motor se invierte, y con ella su sentido de giro.
-
-
Inversión del sentido de giro de un motor
Pulsador
SPST
Motor
Pulsador
SPST
Conmutador
DPDT
2A 250VAC
Motor
+
Fuente de
tensión
+
Pila
-
+
Conmutador
DPDT
2A 250VAC
+
Figura 4.20. Inversión del sentido de giro en un
motor.
Figura 4.19. Circuito para la inversión del sentido de giro de un motor utilizando una sola fuente
de tensión.
90
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M
Elementos de conmutación y protecciones
3. Protecciones en el interior de equipos
De igual forma que otro tipo de receptores, los equipos eléctricos y
electrónicos se deben proteger contra anomalías que los podrían dañar
o que podrían poner en peligro a la instalación eléctrica y a las personas
que la utilizan.
Los equipos eléctricos y electrónicos se deben proteger contra:
■
Sobrecorrientes.
■
Exceso de temperatura.
■
Sobretensiones.
3.1. Protección contra sobrecorrientes
Una sobreintensidad o sobrecorriente es un aumento no controlado
de la corriente eléctrica que puede ser perjudicial para el circuito en el
que se produce.
Forma 1
Los motivos por los que aparecen sobreintensidades son los siguientes:
■
■
Sobrecarga: es un aumento anómalo de la corriente del circuito durante un tiempo determinado.
Cortocircuito: es la unión directa de dos conductores que están a
diferente potencial, lo que produce una corriente muy grande en un
breve periodo de tiempo, que destruye de forma casi instantánea las
partes más débiles del circuito.
Forma 2
Figura 4.21. Símbolo del fusible.
3.1.1. Fusibles
Protegen el interior del equipo contra cortocircuitos o sobrecargas.
Tienen forma de cartucho cilíndrico y están construidos de material
cerámico y de cristal. En su interior hay un hilo que se funde cuando
se sobrepasa la corriente para la que ha sido calibrado. Cuando esto
sucede, se interrumpe la alimentación eléctrica del equipo, protegiéndolo.
En tu profesión
El modo de comprobación de continuidad
de los polímetros permite comprobar si
los fusibles están fundidos.
El calibre de los fusibles se da en A y mA, cuyo valor se encuentra impreso en el propio cuerpo del cartucho. Los fusibles fundidos deben ser
sustituidos por otros del mismo calibre.
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
10 A / 400 V
Figura 4.22. Comprobación de un fusible.
Figura 4.23. Dos tipos de fusibles: cerámico y de cristal.
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Unidad 4
Los portafusibles tienen diferentes formas y tamaños. Pueden encontrarse instalados en las placas de circuito impreso, de forma aérea o en
el chasis del propio equipo.
Figura 4.24. Diferentes formas de ubicación del fusible.
Los fusibles se suelen instalar en serie con el circuito de alimentación
del equipo, bien en la parte de 230 Vca o bien en la parte de corriente
continua.
Fusibles
Equipo
230 Vca
Transformador
Fuente de
alimentación
Figura 4.25. Posibles ubicaciones de los fusibles en el interior de un equipo.
3.2. Protección contra el exceso de temperatura
Muchos electrodomésticos basan su funcionamiento en la generación
de calor de forma controlada, como puede ser la cafetera eléctrica, la
plancha, el horno eléctrico, la vitrocerámica, la lavadora, etc.
Estos electrodomésticos disponen de un termostato que desconecta las
resistencias calefactoras cuando se sobrepasa la temperatura ajustada
por el usuario. En condiciones normales, dicho termostato es el encargado de desconectar el circuito de alimentación del equipo calefactor.
No obstante, si dicho termostato llegase a fallar, el calor generado en su
interior sería de tal magnitud que podría ser peligroso.
Para evitar que esto ocurra, todos los equipos deben disponer, por normativa, de un fusible o termostato térmico instalado en su interior, que
desconecta el equipo cuando se dan esas condiciones anómalas.
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Elementos de conmutación y protecciones
3.2.1. Fusible térmico
También denominado termofusible, es un componente que se dispara
cuando detecta un exceso de calor en el dispositivo.
t°
Dispone de dos patillas o terminales que se sueldan en serie con el circuito de alimentación. En el mercado existen modelos con diferentes
formas y tamaños. Algunos de ellos disponen de una base metálica para
fijar sobre el elemento calefactor que hay que controlar.
Figura 4.26. Símbolo del fusible térmico.
Figura 4.27. Diferentes tipos de fusibles térmicos (cortesía de Molgar y SETfuse).
En condiciones normales, el fusible permite el paso de corriente. Si se
supera la temperatura para la que ha sido diseñado, este se destruye
interrumpiendo el circuito. Por tanto, su comprobación puede hacerse
con un polímetro de la misma forma que un fusible de cartucho.
En tu profesión
El fusible térmico no sustituye en ningún
caso al fusible para sobrecorrientes.
Los datos técnicos de un fusible térmico son tres: la temperatura, la
tensión de trabajo y la corriente que es capaz de soportar. Por ejemplo:
250 °C, 250 V y 10A.
Por lo general los fusibles térmicos son de un solo uso, ya que una vez
que se funden deben ser sustituidos por otros de idénticas características.
No obstante, existen modelos rearmables, que, una vez que ha desaparecido la anomalía térmica, vuelven a sus condiciones de conducción.
El rearme puede ser automático, una vez que el equipo ha conseguido
la temperatura ambiente, o manual, mediante el accionamiento de un
botón.
Figura 4.28. Fusibles rearmables: automático y manual (cortesía de Shoptronica).
A los termofusibles rearmables también se los denomina interruptores
térmicos o termostatos de seguridad.
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Unidad 4
3.3. Protección contra sobretensiones
Los equipos sensibles a los picos de tensión deben ser protegidos contra
sobretensiones. Si bien esto se puede hacer desde el exterior con dispositivos rearmables, en muchas ocasiones se hace en el propio aparato,
integrándolo en su circuito interno.
Para ello se utilizan los denominados varistores (VCR), que son resistencias dependientes de la tensión y se instalan en paralelo con el circuito
de alimentación.
Figura 4.29. Varistor.
En condiciones normales, dichas resistencias tienen un valor óhmico
muy elevado, permitiendo así el paso de la corriente. Sin embargo,
cuando se someten a los valores de tensión de umbral, se cortocircuitan, impidiendo la alimentación del circuito en el que se encuentran
instaladas. Si esto ocurre, es posible que cada vez que se conecte el
equipo a la red eléctrica, salte el interruptor magnetotérmico de la línea
general.
Fusible
L
U
Figura 4.30. Símbolo del varistor.
230 Vca
Al circuito
del equipo
Varistor
N
Figura 4.31. Ejemplo de conexión de un varistor en un circuito que se quiere proteger.
Cuando un varistor se dispara, debe ser sustituido por otro de idénticas
características.
La comprobación del varistor se hace con el polímetro en modo continuidad. En este caso, y al contrario que lo que ocurre con los fusibles
estándar, si la comprobación indica continuidad es que el componente
está mal.
Mal
Figura 4.32. Varistor en circuito electrónico.
Bien
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 4.33. Comprobación de un varistor con el polímetro.
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Unidad 4
EN RESUMEN
Elementos de conmutación y protección
Conmutación
Protección
Pulsadores
Tipos de accionamiento
Interruptores
Conmutadores
Número de polos y de vías
Sobrecorrientes
Sobretensiones
Fusibles
Varistor
Circuitos básicos
Exceso de temperatura
Fusible térmico
Entra en internet
1. Localiza catálogos de elementos de conmutación y observa los diferentes tipos que existen en función de su accionamiento
y del número de polos y vías.
2. Haz lo mismo para los diferentes tipos de fusibles. ¿Cómo son los utilizados en aplicaciones industriales?
95
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Unidad 4
ACTIVIDADES FINALES
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Siguiendo los pasos de la práctica resuelta de esta unidad, realiza las mismas comprobaciones para un conmutador del
tipo DPDT.
2. Siguiendo el proceso descrito en las fichas de trabajo de esta unidad, realiza y comprueba con tu compañero el siguiente
circuito. Debéis utilizar un conmutador rotativo de un polo y seis posiciones.
Conmutador
1SP6T
L1 L2 L3 L4 L5
Pila
Figura 4.34. Conmutador rotarito 1P6T.
Figura 4.35. Circuito a comprobar.
Contesta a las siguientes preguntas:
a) En este circuito, ¿es posible encender más de una lámpara a la vez?
b) ¿Dónde está ubicado el terminal común del conmutador? ¿Se identifica claramente entre los demás?
3. De igual forma que la actividad anterior, monta y comprueba, junto con tu compañero, el siguiente circuito utilizando dos
conmutadores SPDT y cuatro lámparas.
C1
C2
1 2
1 2
L1
L2
L3
L4
Figura 4.36.
Utilizando un polímetro, anotad en vuestro cuaderno la tensión que hay en cada una de las lámparas, según la posición
de los conmutadores:
C1
C2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
L1
L2
L3
L4
Tabla 4.2.
¿Qué conclusiones extraéis de esta actividad? ¿Cómo quedan conectadas las lámparas entre sí en cada momento?
96
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Unidad 4
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Cuando un pulsador se deja de pulsar:
a) El contacto se mantiene en la posición que quedó después de la acción.
10. En el interior de los equipos, las sobretensiones se protegen con:
a) Un interruptor magnetotérmico.
b) El contacto vuelve a su posición original.
b) Un fusible.
c) Se queda siempre cerrado.
c) Un fusible térmico.
d) Se queda en la posición contraria a la que estaba antes
de la pulsación.
d) Un varistor.
2. Un final de carrera:
a) Funciona como un interruptor.
b) Es un elemento que se acciona manualmente.
c) Es un elemento que lo acciona el propio equipo.
d) Funciona como un pulsador.
3. Un pulsador DPST tiene:
a) Un polo, doble vía.
c) Dos polos, dos vías.
b) Un polo, una vía.
d) Doble polo, una vía.
4. En un conmutador SP4T hay:
a) Cuatro polos, una vía.
c) Cuatro polos, dos vías.
b) Un polo, cuatro vías.
d) Dos polos, cuatro vías.
5. La corriente de corte de un elemento de computación
define:
a) El número de polos y vías que tiene.
b) El tipo de accionamiento.
c) La intensidad máxima con la que puede trabajar.
d) La tensión máxima con la que puede trabajar.
6. La inversión del sentido de giro de un pequeño motor de
corriente continua se lleva a cabo:
11. Un cortocircuito produce:
a) Una sobretensión.
b) Una sobrecorriente.
c) Un exceso de temperatura.
d) Un enfriamiento excesivo del equipo.
12. El calibre de un fusible es:
a) El valor en voltios.
b) El diámetro de cartucho.
c) El valor en amperios que es capaz de soportar antes
de fundirse.
d) La sección del hilo interno.
13. Para comprobar un fusible con un polímetro, el selector
se debe poner:
a) En modo continuidad.
b) En modo tensión.
c) En modo corriente.
d) En modo de medida de resistencia.
14. Si un fusible térmico se dice que es rearmable, significa
que:
a) Aumentando la tensión.
a) Una vez que se dispara no se puede recuperar.
b) Aumentando la corriente.
b) Se puede recuperar una vez que ha cesado el exceso
de temperatura.
c) No es posible hacerlo.
d) Cambiado la polaridad de la alimentación.
c) Se debe cambiar por otro cada vez que se dispara.
7. La protección contra sobrecorrientes en un equipo:
d) No existe ese tipo de componente.
a) Evita que se estropee por una tensión elevada.
15. ¿A qué se denomina interruptor térmico?:
b) Evita que el equipo se averíe por una intensidad elevada.
a) A un fusible térmico no rearmable.
c) Se realiza con un varistor.
b) A un varistor.
d) Se realiza con un fusible térmico.
c) A un fusible que es capaz de soportar mucha temperatura.
8. El fusible se utiliza para proteger al equipo contra:
a) Sobrecorrientes.
c) Incendios.
b) Un exceso de temperatura.
d) Sobretensiones.
9. Para proteger un equipo contra un exceso de temperatura
se utiliza:
d) A un fusible térmico rearmable.
16. ¿Qué componente recibe el nombre de VCR?:
a) Un fusible térmico.
b) Un varistor.
a) Un ventilador.
c) Un fusible térmico.
c) Un termostato de seguridad.
b) Un fusible.
d) Un varistor.
d) Un fusible de cristal.
97
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Unidad 4
PRÁCTICA RESUELTA
Comprobación de un conmutador
con un polímetro
Herramientas
Polímetro
■
Material
Conmutador de palanca
SPDT
Precacuciones
■
Asegurarse de que las puntas de prueba y el sector del polímetro se encuentran
en la posición adecuada para la medida que se va a realizar.
Desarrollo
1. En el cuaderno de trabajo, realizar una tabla para tomar nota de los resultados de la comprobación.
2. Poner el polímetro en la posición comprobación de continuidad.
3. Con el conmutador en una posición, comprobar la continuidad que existe entre cualquiera de los
terminales y los demás.
4. Anotar los resultados en el cuaderno.
5. Cambiar la posición del conmutador y repetir
la medida.
6. Anotar los resultados en el cuaderno.
7. Dibujar en el cuaderno cómo es la posición
de los contactos en todas las situaciones.
2A 250VAC
TTL
8. Sacar conclusiones respondiendo a las siguientes preguntas:
■
500 V MAX
¿Cuál es el común del conmutador?
– El terminal del centro.
■
Si entre el común del conmutador y uno de
los terminales de los extremos hay continuidad, ¿la habrá entre el común y el otro?
Figura 4.37.
Terminales que hay
que comprobar
en el conmutador
Posición del
conmutador
– No, al ser un conmutador de doble vía,
cuando un contacto está cerrado, el otro
estará abierto.
■
1000 V
750 V
400 mA
MAX
1
¿En algún momento puede haber continuidad entre los dos terminales de los extremos?
– No, ya que no existe una conexión eléctrica entre ellos.
2A 250VAC
■
Utilizar el polímetro en modo continuidad para conocer el funcionamiento de
un conmutador SPDT.
2A 250VAC
■
Objetivo
NO
C
2
1
SI
C
2
1
NO
C
Posición
de los contactos
2
1
C
2
SI
NO
NO
1
C
Tabla 4.3.
98
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2
Unidad 4
FICHA DE TRABAJO 1
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Inversión del sentido de giro de un motor CC
con un conmutador DPDT
Objetivo
Herramientas
■
Conectar un conmutador de palanca de doble polo y doble vía.
■
■
Invertir el giro de un pequeño motor CC.
Material
■
Precacuciones
■
■
■
Identifica los comunes de cada polo del conmutador.
■
■
Realiza el montaje y la comprobación con un compañero de trabajo.
■
Polímetro
Pila de 4,5 V
Cables con pinzas de cocodrilo
Un conmutador de palanca DPDT
Un motor de juguetería de 4.5 V
Una pila de 4,5 V
Desarrollo
1. Utilizando la misma técnica que en la ficha de trabajo 2 de esta unidad, comprueba el funcionamiento del siguiente circuito, para la activación e inversión del sentido de giro de un pequeño motor de
corriente continua.
Pulsador
SPST
Conmutador
DPDT
M
Pila
Figura 4.38. Esquema de conexión 2.
2. Monta, junto con tu compañero, el circuito conectando los diferentes elementos con cables con pinzas
de cocodrilo.
Fuente de
tensión
Conmutador
DPDT
2A
A 250V
Pulsador
SPST
2A
A 250V
Motor
+ -
Figura 4.39. Conexión para la inversión del sentido de giro de un motor.
3. Comprobad su funcionamiento y contestad a las siguientes preguntas:
a) ¿Qué misión tiene el pulsador en el circuito? ¿Se puede prescindir de él?
b) ¿Por qué es necesario utilizar un conmutador DPDT?
c) ¿Qué tensión llega a los bornes de motor cuando está funcionando?
99
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Unidad 4
FICHA DE TRABAJO 2
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Conmutación de dos lámparas
con un conmutador de palanca
Herramientas
■
Polímetro
Material:
■
Pila de 4,5 V
■
Cinco cables con pinzas de cocodrilo
■
Un conmutador de palanca SPDT
■
Dos lamparitas de 4,5 V y su
respectivo portalámparas
■
Una pila de 4,5 V
Objetivo
■
Conectar un conmutador de palanca y comprobar su funcionamiento.
■
Utilizar cables con pinzas de cocodrilo para realizar la prueba.
Precacuciones
■
No uses lamparitas de menor tensión que la de la pila utilizada como
alimentación.
Desarrollo
1. Estudia el esquema para el encendido alternativo de dos lámparas
mediante un conmutador.
Conmutador
SPDT
L1
L2
Pila
Figura 4.41. Circuito montado.
2. Utilizando cables con pinzas de cocodrilo, realiza las conexiones entre
los diferentes elementos del circuito.
Conmutador SPDT
Lamparitas de 4,5 V
L1
Pila
L2
2A 250VAC
Figura 4.40. Esquema para el encendido alternativo de dos lámparas.
100
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3. Contesta a las siguientes preguntas:
a) ¿Qué tensión hay en los bornes de las lámparas cuando están
encendidas?
b) ¿Es la misma en ambas?
c) Si en el conmutador el cable central se permuta por uno de los
extremos, ¿qué ocurre?
d) Si se conecta en paralelo una tercera lámpara con la de la derecha, ¿cuándo se enciende? ¿Qué tensión tendrá en sus terminales?
4. Fíjate en el siguiente cambio del esquema:
Conmutador
SPDT
+
L1
Pila
L2
Figura 4.42. Esquema con los cambios en el circuito de encendido alternativo.
5. Realiza los cambios pertinentes en las conexiones y prueba el circuito.
Conmutador SPDT
Lamparitas de 4,5 V
L1
Pila
L2
2A 250VAC
Figura 4.43. Esquema de conexión 2.
6. Contesta a las siguientes preguntas:
a) ¿Qué tensión hay en los bornes de las lámparas en esta ocasión?
b) Explica el funcionamiento del circuito y el motivo por el que
ocurre eso.
101
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5
Componentes
electrónicos pasivos
Vamos a conocer...
1. Componentes electrónicos pasivos
2. Resistencias
3. Condensadores
4. Inductancias o bobinas
5. El transformador
PRÁCTICA RESUELTA
Identificación y medida de resistencias
FICHA DE TRABAJO 1
Comprobación de potenciómetros
FICHA DE TRABAJO 2
Comparación entre potenciómetros lineales y
logarítmicos
FICHA DE TRABAJO 3
Uso de una resistencia variable para hacer un ajuste
de tensión
FICHA DE TRABAJO 4
Identificación del valor de condensadores
FICHA DE TRABAJO 5
Construcción de bobinas y su medida
FICHA DE TRABAJO 6
Montaje y medida de tensiones de salida de un
transformador
Y al finalizar esta unidad…
■
Conocerás cuáles son y cómo se identifican los
diferentes tipos de componentes pasivos en la
electrónica.
■
Comprobarás de forma práctica el valor de resistencias, condensadores e inductores.
■
Identificarás los valores de los componentes por
sus sistemas de codificación.
■
Realizarás el montaje de un transformador.
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Componentes electrónicos pasivos
1. Componentes electrónicos pasivos
Los componentes pasivos son aquellos cuyo modo de funcionamiento no varía aunque cambien las condiciones eléctricas en su entorno.
Principalmente pueden ser de tres tipos: resistencias, condensadores
y bobinas.
2. Resistencias
También denominadas resistores, son componentes que permiten disipar energía eléctrica en forma de calor. En electrónica, se utilizan para
limitar la corriente y polarizar otros componentes como los diodos o los
transistores. En los electrodomésticos, se utilizan como elementos de
potencia para caldeo.
Las características que se deben conocer de las resistencias son su valor
óhmico y su potencia de disipación.
2.1. El valor óhmico
Se expresa en ohmios (Ω), y en sus múltiplos y sus submúltiplos.
Dicho valor suele estar impreso en el mismo cuerpo de las resistencias
y puede estar codificado de dos formas:
■
Por código de colores.
■
Por código alfanumérico.
Identificación por código de colores
Consiste en codificar el valor de la resistencia mediante un código de
colores estandarizado. Dichos colores se aplican con forma de banda en
el propio cuerpo de las resistencias. Así, es posible encontrar resistencias
de cuatro, cinco y seis bandas, siendo las primeras las más utilizadas y
las que a continuación se van a estudiar.
Negro
Primer
dígito
–
Segundo
dígito
0
× 100
x1
–
Marrón
1
1
× 101
x1
± 1%
Rojo
2
2
× 102
x 100
± 2%
Naranja
3
3
× 103
x 1000
Amarillo
4
4
× 104
x 10 000
–
Verde
5
5
× 105
x 100 000
± 0,5 %
Azul
6
6
× 106
x 1000 000
± 0,25%
Violeta
7
7
× 107
x 10 000 000
± 0,1%
Gris
8
8
× 108
x 100 000 000
± 0,05 %
Blanco
9
9
× 109
x 1000 000 000
Oro
–
–
× 10-1
x 0,1
± 5%
Plata
–
–
× 10-2
x 0,01
± 10 %
Nada
–
–
–
Color
Multiplicador
Figura 5.1. Código de colores para resistencias de cuatro bandas.
Recuerda
Con el polímetro se puede medir el valor
óhmico de una resistencia.
Tolerancia
–
–
± 20 %
Saber más
Consulta los anexos de este libro para saber cómo se aplica el código de colores de
cinco bandas y conocer más sobre la normalización de los valores de resistencias.
103
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Unidad 5
1 0 x 100 = 1000 Ω ± 5%
5 6 x 10000 = 560000 Ω ± 10%
2 0
6 8 x 1000
x1
= 20 Ω ± 5%
= 68000 Ω ± 5%
Figura 5.2. Ejemplos de interpretación del código de colores.
En tu profesión
Aunque ya están en desuso, existen resistencias con un 20 % de tolerancia. Estas resistencias solamente tienen tres
bandas de colores.
El valor del código de colores se debe interpretar de la siguiente forma:
la primera banda se corresponde con el primer dígito, la segunda banda
con el segundo dígito, la tercera banda con el multiplicador y la cuarta
con el valor de la tolerancia.
La cuarta banda (la tolerancia) suele estar separada de las anteriores.
Dicho valor se expresa en tanto porciento (%) y tiene un valor positivo
y negativo.
Así, si el código de colores de una resistencia señala que tiene un valor
de 1 000 Ω y una tolerancia de ± 5 %, indica que el valor real, medido
con el polímetro, puede oscilar un valor de ± 50 Ω, es decir, puede estar
comprendido entre 950 y 1 050 Ω.
Identificación por código alfanumérico
En muchas ocasiones, especialmente en las resistencias de gran tamaño,
el valor óhmico se encuentra estampado por un código alfanumérico. En
este caso, se utilizan los siguientes símbolos literales para los múltiplos
de ohmios:
■
R: para unidades de ohmio.
■
K: para kiloohmios.
■
M: para megaohmios.
Para valores enteros, el símbolo se pone al final de la cantidad.
Saber más
En el sistema de codificación alfanumérico, la tolerancia se expresa mediante
una letra.
Para valores con decimales, el símbolo se utiliza a modo de separador
entra la parte entera y la parte decimal. También se pueden expresar
valores con el separador decimal clásico, en cuyo caso el símbolo se
pone al final (ejemplo: 2,2 K).
1%
F
2%
G
5%
J
10 %
K
0R47
0,47 Ω
4R7
4,7 Ω
20 %
M
0R01
0,01 Ω
10R
10 Ω
0K38
380 Ω
1K
1 000 Ω
1K2
1 200 Ω
100K
100 000 Ω
1M
1 000 000 Ω
4M7
4 700 000 Ω
Tabla 5.1.
En la tabla siguiente se muestran algunos ejemplos:
Código
Valor en ohmios
Código
Valor en ohmios
Tabla 5.2. Ejemplos de codificación alfanumérica en resistencias.
104
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Componentes electrónicos pasivos
2.2. La potencia de disipación
La potencia que las resistencias son capaces de disipar viene expresada en vatios (W). Así, a mayor número de vatios, mayor tamaño de la
resistencia.
Las resistencias de carbón, de aplicación en la electrónica, suelen tener
potencias normalizadas de 1/8, 1/4, 1/2, 1 y 2 W.
Las resistencias bobinadas se fabrican a partir de 2 W, siendo habituales
potencias de 5, 7, 10 y 50 W.
Las resistencias calefactoras utilizadas en electrodomésticos son de gran
potencia: 500, 1 000, 1 800, 2 000 y 3 000 W.
2W
1/2 W
1/4 W
Figura 5.3. Diferentes potencias de las resistencias de carbón.
2.3. Tipos de resistencias
En función de la posibilidad de alteración de su valor, las resistencias
pueden ser fijas y variables.
2.3.1. Resistencias de valor fijo
Son aquellas que se fabrican con un valor fijo, el cual no se pude variar
en condiciones de funcionamiento normales. Dentro de este grupo se
encuentran las que se enumeran a continuación.
Resistencias de carbón
Son las más utilizadas en electrónica. El elemento resistivo está basado
en el carbón, bien prensado o en película, recubierto por un barniz en
el que se encuentran estampadas las bandas de colores.
Se fabrican en potencias de 1/8, 1/4, 1/2, 1 y 2 W, y disponen de dos terminales, o patillas, para soldar en las placas de circuito impreso.
Figura 5.4. Resistencias de carbón en placa en circuito electrónico.
105
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Unidad 5
Resistencias bobinadas
Su construcción se basa en un hilo resistivo bobinado sobre un núcleo
cerámico. Son resistencias diseñadas para disipar grandes potencias. Se
fabrican a partir de 2 W y se pueden encontrar hasta de 100 W. El valor
óhmico de este tipo de resistencias no suele ser muy elevado (como
máximo 1 o 2 KΩ), pudiéndose fabricar en valores inferiores al ohmio
(desde 0,1 Ω).
Dependiendo del material que cubre el hilo bobinado, pueden ser cerámicas o de cubierta de metálica. Estas últimas facilitan la disipación
del calor generado a través de su envoltura.
Figura 5.5. Resistencias bobinadas de tipo cerámico y de cubierta metálica.
Resistencias calefactoras
En tu profesión
Las resistencias de caldeo de los electrodomésticos utilizan tensiones elevadas
(entre 100 y 230 V), por lo que no se debe
trabajar con ellas en funcionamiento.
Son resistencias para aplicaciones de potencia. Se utilizan en electrodomésticos que funcionan por caldeo, como puede ser el horno, la cafetera, la plancha, el lavavajillas, etc.
Tienen formas serpenteantes para poder adaptarse al tamaño del equipo en el que se instalan. Se encuentran alojadas en un tubo metálico
que las protege del exterior, del cual están aisladas mediante un recubrimiento cerámico. En ambos extremos están los terminales de conexión,
que normalmente suelen ser de tipo Faston, para su conexión al circuito
de alimentación.
Figura 5.6. Resistencia de caldeo para lavadora (cortesía de Zanussi).
Redes de resistencias
Figura 5.7. Resistencia de tostadora eléctrica.
Son conjuntos de resistencias de valor fijo que se encuentran encapsuladas en el mismo componente. También son conocidas como arrays
de resistencias y disponen de una o más patillas comunes para facilitar
su conexión.
– 82
3
C11
11
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Figura 5.8. Array de resistencias (cortesía de Bourns).
Practica
Realiza la práctica resuelta de esta unidad.
La instalación de este tipo de componentes requiere consultar la hoja
de características del fabricante para conocer cómo están conectadas
internamente las resistencias.
106
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Componentes electrónicos pasivos
2.3.2. Resistencias variables
Son aquellas que permiten ajustar su valor, bien de forma manual o por
la variación de alguna magnitud física (luz, temperatura, etc).
Potenciómetros
Disponen de un mando de ajuste manual que permite variar su valor
entre un mínimo y un máximo. Se utilizan para todo tipo de aplicaciones
que requieren ajustes externos por parte del usuario del equipo, como
puede ser el ajuste de la tensión de salida en una fuente de alimentación regulable.
No obstante, tienen especial protagonismo en equipos de audio, para
regular el volumen y ajustar los filtros de ecualización.
Figura 5.9. Potenciómetros en un equipo de
audio doméstico.
Pueden ser giratorios, lineales-deslizantes, miniatura, múltiples. etc.
Figura 5.10. Potenciómetro estándar y doble para aplicaciones de audio.
Un potenciómetro dispone habitualmente de tres patillas de conexión.
Las dos de los extremos están conectadas a una base de material resistivo de valor fijo, normalmente basado en carbón. El terminal central
se encuentra conectado al cursor deslizante, que se apoya en la capa
de material resistivo y se mueve mediante el mando externo del potenciómetro.
Figura 5.11. Potenciómetro deslizante.
Así, dependiendo de la posición en la que se encuentre el cursor, el
valor resistivo varía entre el terminal común y cualquiera de los de los
extremos.
Capa de material
resistestivo
Terminal del cursor
Cursor deslizante
Terminales de valor
fijo de la resistencia
Figura 5.12. Símbolo del potenciómetro (dos
formas).
Figura 5.13. Detalle interno de un potenciómetro.
El valor de los potenciómetros se da en ohmios (Ω) y corresponde al
valor máximo que se puede ajustar.
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Unidad 5
Resistencias ajustables
Figura 5.14. Símbolo de la resistencia ajustable.
También conocidas por su denominación en inglés trimmers, son resistencias variables cuyo funcionamiento es idéntico que el de los
potenciómetros, pero en este caso, el ajuste se hace mediante una herramienta, como puede ser un destornillador.
Las resistencias ajustables se instalan en el interior de los equipos y son
utilizadas por los fabricantes para realizar el ajuste fino del dispositivo.
En algunos casos incluso pueden estar selladas para evitar que un usuario atrevido pueda actuar sobre ellas.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 1, 2 y 3 de esta
unidad.
Las hay de diferentes tipos y formas, pero la mayoría de ellas están diseñadas para su montaje en una placa de circuito impreso, mediante la
técnica de soldadura.
Figura 5.15. Diferentes tipos de resistencias ajustables.
Resistencias dependientes de la luz
También conocidas por fotorresistencias o por sus siglas del inglés LDR
(light dependent resistor), son resistencias que varían su valor óhmico
en función de la luz que reciben. Cuando la luz aumenta, disminuye el
valor de la resistencia.
Resistencias dependientes de la temperatura
También conocidas como termistores, son resistencias que varían su
valor óhmico en función de la temperatura de su entorno, y las hay de
dos tipos:
Figura 5.16. Fotorresistencia y su símbolo.
■
NTC: disminuye la resistencia cuando aumenta la temperatura. Se dice
que tiene «coeficiente térmico negativo».
■
PCT: aumenta la resistencia cuando aumenta la temperatura. Se dice
que tiene «coeficiente térmico positivo».
Son muy utilizadas para fabricar todo tipo de dispositivos electrónicos
que requieren controlar la temperatura de alguno los elementos del
equipo, como calderas, motores, planchas, etc.
t°
Figura 5.17. Símbolo de la termorresistencia.
Figura 5.18. Diferentes tipos de termorresistencias (cortesía EPCOS).
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Componentes electrónicos pasivos
3. Condensadores
También denominados capacitores, son componentes pasivos que tienen la propiedad de almacenar energía. De esta forma, aprovechando
su carga y su descarga, es posible utilizarlos en circuitos electrónicos
para filtrar señales, acoplar circuitos, construcción de osciladores, etc.
Los condensadores están formados por dos láminas metálicas (armaduras), separadas por un elemento dieléctrico como puede ser el papel,
el poliéster, un material cerámico, etc.
Terminal de conexión
Figura 5.19. Diferentes tipos de
condensadores en un circuito electrónico.
Láminas metálicas
Material dieléctrico
Terminal de conexión
Figura 5.20. Partes de un condensador.
Las principales características eléctricas de los condensadores son: su
capacidad y su tensión de trabajo.
3.1. El valor de los condensadores
La capacidad del condensador se mide en faradios (F). No obstante, al
ser una unidad muy grande, el valor de los condensadores siempre se da
en submúltiplos del faradio como: el microfaradio (µF), el nanofaradio
(nF) y el picofaradio (pF). Dicho valor suele estar impreso en el mismo
cuerpo de los condensadores e, igual que en las resistencias, puede
estar codificado por un código de colores (casi en desuso) o por un
código alfanumérico.
En tu profesión
El uso continuado de los condensadores
produce un desgaste en el dieléctrico.
Si esto ocurre, es necesario sustituir el
condensador afectado por uno nuevo de
similares características.
Identificación por código de colores
Se utilizan en condensadores con cinco bandas de colores. Los dos primeros colores son los dos primeros dígitos y el tercer color es el multiplicador. El valor de estos condensadores se obtiene en picofaradios
(pF). La cuarta banda de color corresponde a la tolerancia y la quinta y
última, a la tensión de trabajo del condensador.
Figura 5.21. Condensadores codificados por
colores.
pF
Color
Negro
Marrón
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
Gris
Blanco
Primer dígito
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Segundo dígito
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Multiplicador
0
X 10
X 100
X 1000
X 10 000
X 100 000
X 1000 000
X 10 000 000
X 100 000 000
X 1000 000 000
Figura 5.23. Código de colores para condensadores.
Tolerancia
+-/ 2%
+-/ 1%
+-/ 2 %
+-/ 5 %
+-/ 10 %
Tensión
100 V
250 V
400 V
630 V
-
Figura 5.22. Símbolos del condensador de valor
fijo y valor variable.
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Unidad 5
Identificación por código alfanumérico
F
+/– 1 %
G
+/– 2%
En este caso, el valor del condensador expresado en picofaradios se
muestra mediante tres cifras y una letra. Las dos primeras corresponden
a las unidades y las decenas, el tercer número indica la cantidad de ceros
que hay detrás de las dos primeras unidades y la letra es la tolerancia.
J
+/– 5 %
Véanse los siguientes ejemplos:
K
+/– 10 %
M
+/– 20%
Letra
Tolerancia
■
■
Tabla 5.3. Tolerancia de los condensadores.
473F = 47 000 pF +/–1 %
101K = 100 pF +/–10 %
■
■
224J = 220 000 pF +/–5 %
102M = 1 000 pF +/–20 %
También existen otras formas de expresar el valor de la capacidad del
condensador:
Ejemplo 1
En ocasiones, no se expresan las unidades, simplemente se muestra un número decimal, cuyo valor viene dado en nanofaradios.
■
0,047 = 47 nF
■
0,68 = 68 nF
Ejemplo 2
Recuerda
1 µF = 0,000 001 F
1 nF = 0,000 000 001 F
1 pF = 0,000 000 000 001 F
Otras veces, el valor viene expresado mediante la letra k (de kilo).
En este caso, k equivale a nF (nanofaradios).
■
10 k = 10 nF
■
22 k = 22 nF
Ejemplo 3
En otras ocasiones, la letra de las unidades se utiliza como separador de la parte entera y decimal
■
µ1 = 100 nF
■
4n7 = 4k7 = 4 700 pF
De igual forma que las resistencias, pueden tener valor fijo o variable.
3.2. Tipos de condensadores
Los condensadores más utilizados son los que se enumeran a continuación.
Figura 5.24. Condensadores ajustables
(cortesía de Murata y Conrad).
De poliéster
No están polarizados y reciben su nombre por el tipo de material dieléctrico que se encuentra entre sus armaduras. Tienen forma plana o
cilíndrica y su valor de capacidad suele ser inferior a 1 µF, aunque en
aplicaciones especiales, filtros de altavoces, se pueden encontrar de
mayor valor.
Figura 5.25. Diferentes tipos de condensadores de poliéster.
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Componentes electrónicos pasivos
Cerámicos
También denominados «de lenteja», son de pequeño tamaño y el dieléctrico es de material cerámico. Se fabrican para valores de capacidad
muy bajos, menores de 1 000 pF.
Electrolíticos
Son condensadores cuyas armaduras están formadas por dos láminas
de aluminio, entre las que se ha insertado un papel impregnado en un
líquido electrolítico.
Figura 5.26. Condensadores cerámicos.
Figura 5.27. Símbolos de los condensadores
polarizados.
Figura 5.28. Condensadores electrolíticos.
Estos condensadores están polarizados. Por tanto, para su conexión es
necesario respetar escrupulosamente su polaridad.
Tienen forma cilíndrica y se fabrican para capacidades elevadas, superiores al 1 µF, pudiéndose encontrar incluso en valores superiores a
47 000 µF.
Pueden ser de dos tipos: axiales o radiales.
Los axiales disponen de un terminal en cada una de las caras y el terminal positivo se marca mediante una muesca en el cuerpo del condensador.
Los de tipo radial tienen los terminales en la misma cara. El terminal
negativo se distingue del positivo por una marca estampada en su envoltura. Cuando el condensador está sin usar, el terminal positivo es más
largo que el negativo.
–
Radial
+
Figura 5.29. Equipo electrónico con
condensadores electrolíticos de alta capacidad.
+
Axial
–
Figura 5.30. Tipos de condensadores electrolíticos.
Además de la capacidad, otra característica importante del condensador
electrolítico es su tensión de trabajo. En ningún caso se sustituirá un
condensador con una tensión menor que la que requiere el circuito en
el que trabaja, ya que se destruiría.
Saber más
Cuanto mayor es la tensión de trabajo de
un condensador, mayor es su tamaño.
111
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Unidad 5
Supercondensadores
Saber más
Los supercondensadores están sustituyendo a las baterías en muchos equipos
que requieren mantener de forma permanente datos en memoria.
Son condensadores polarizados, que tienen valores de capacidad muy
altos (superiores al faradio), y un tamaño muy pequeño. Así, es posible
encontrar condensadores con valores del orden de los 200 F, mucho
más pequeños que los electrolíticos estándar y con tensiones de trabajo
muy reducidas (2,5 V y 5 V).
Figura 5.31. Supercondensador en circuito.
Condensadores de tantalio
Son una variante de los condensadores electrolíticos, con la diferencia
de que para la construcción de sus armaduras utilizan tantalio en lugar
de aluminio.
Figura 5.32. Condensador de tantalio.
También son conocidos como condensadores «de gota» por su aspecto
externo. Están polarizados y se fabrican para valores de capacidad entre
0,1 µF y 100 µF.
Condensadores de corriente alterna
Son condensadores que están diseñados para trabajar en circuitos de
corriente alterna de tensiones elevadas, entre 100 y 1 000 V.
En tu profesión
Cuando se retiran los condensadores
de corriente alterna, se deben descargar uniendo sus terminales en un objeto
metálico, ya que puede resultar peligroso
si la descarga se realiza sobre la persona.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 4 de esta unidad.
Tienen un gran tamaño y su envoltura es de material plástico o aluminio. No disponen de terminales tipo patilla como los vistos hasta el
momento, sino que en ellos la conexión se hace mediante cables o con
terminales tipo Faston.
Se utilizan para el arranque de motores y de equipos fluorescentes. Su
valor capacitivo suele estar entre 10 y 200 µF.
Figura 5.33. Condensador de corriente alterna (cortesía EPCOS) y aplicación en
equipo de refrigeración.
112
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Componentes electrónicos pasivos
3.3. Asociación de condensadores
De igual forma que con las resistencias, los condensadores se pueden
asociar en serie o en paralelo. En este caso se opera con los valores de
capacidad de todos los condensadores en las mismas unidades. Es decir,
las unidades deben estar en microfaradios, nanofaradios o picofaradios.
3.3.1. Condensadores en paralelo
El valor de un grupo de condensadores en serie es equivalente a sustituir
dicho grupo por un único condensador que coincide con el resultado
de la suma del valor capacitivo de cada uno de ellos.
0,01 u J
C1
0,01 u J
C2
Ce
0,01 u J
C3
0,01 u J
C1
C3
C2
Ce = C1 + C 2 + C3
Figura 5.34. Condensadores en paralelo.
Figura 5.35. Condensadores en paralelo.
Es decir, el valor de la capacidad resultante es la suma de las capacidades de cada uno de los condensadores.
Saber más
Ce = C1 + C2 + C3
3.3.2. Condensadores en serie
La capacidad total de un circuito de condensadores en serie es la inversa
de la suma de las inversas de cada uno de los condensadores.
En un circuito de condensadores en paralelo, el valor resultante siempre será
de mayor valor que cualquiera de los valores de cada uno de los condensadores
del circuito.
1
1
1
1
=
=
=
Ce C1 C2 C3
En un circuito de condensadores en serie el valor de la capacidad total siempre será de menor valor que cualquiera de los condensadores
asociados.
C1
C2
C3
Figura 5.36. Condensadores en serie.
C1
0,01 u J
C2
0,01 u J
C3
C
0,01 u J
0,01 u J
1
1
1
1
= +
+
Ce C1 C2 C3
Figura 5.37. Resistencia equivalente de un circuito serie.
Si los condensadores están polarizados, como es el caso de los de tipo
electrolítico, se debe tener en cuenta la polaridad de los terminales. En
la conexión en serie se une el positivo del primer condensador con el
negativo del siguiente, y así sucesivamente. En la conexión en paralelo
se unen todos los positivos al mismo punto y todos los negativos al suyo.
C1
+
C2
–
+
C3
–
+
C1
–
+
+
C2
–
+
C3
–
+
–
+
Figura 5.38. Asociación de condensadores polarizados: en serie y en paralelo.
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Unidad 5
4. Inductancias o bobinas
Figura 5.39. Bobina lineal con núcleo de ferrita
(cortesía de Fastron).
También denominados choques o inductores, son elementos pasivos
que se encuentran en numerosos equipos eléctricos y electrónicos. Su
misión es almacenar y liberar energía mediante fenómenos basados en
campos magnéticos. Se utilizan como filtros, sintonizadores, supresores
de interferencias, etc.
El valor de la inductancia (L) viene dado en henrios (H) y, de igual forma que ocurre con la capacidad de los condensadores, al ser el henrio
una unidad muy grande, el valor se suele dar utilizando submúltiplos:
milihenrios (mH) y microhenrios (µH).
4.1. Tipos de inductores
Figura 5.40. Bobina con núcleo toroidal
(cortesía de Radionm)
Los inductores pueden presentarse con varias formas y tamaños. Los
que se muestran a continuación son los más comunes.
Bobinas
Figura 5.41. Símbolo general del inductor (dos
formas).
Están construidas de hilo esmaltado y pueden tener o no núcleo. Aquellas que tienen núcleo pueden ser de hierro o ferrita. Si el núcleo es de
tipo circular se las denomina bobinas «toroidales» o «toroides».
Inductores encapsulados o moldeados
a)
Su forma es muy parecida a la de otros componentes electrónicos, como
pueden ser las resistencias o los condensadores, por lo que es importante no confundirlos.
b)
Figura 5.42. a) Símbolo de inductor con núcleo
de ferrita y de hierro, y b) símbolo del inductor
ajustable.
En estos, el valor puede estar rotulado en el cuerpo del componente
mediante un código alfanumérico, o mediante el ya conocido sistema de
bandas de colores. En este caso, el valor se obtiene en microhenrios µH.
En tu profesión
En el mercado existen medidores de
inductancias. Suelen recibir también el
nombre de polímetros RLC.
Figura 5.43. Medidor de inductancias (cortesía
de Mastech).
Color
Primer
dígito
Segundo
dígito
Negro
0
0
× 100
x1
Marrón
1
1
× 101
x 10
Rojo
2
2
× 102
x 100
Naranja
3
3
× 103
x 1000
Amarillo
4
4
× 104
x 10 000
Verde
5
5
Multiplicador
Tolerancia
± 20 %
Azul
6
6
Violeta
7
7
Gris
8
8
Blanco
9
9
Oro
–
–
× 10-1
x 0,1
± 5%
Plata
–
–
× 10-2
x 0,01
± 10 %
Figura 5.44. Código de colores para inductores de tipo moldeado.
Inductores ajustables
Practica
Realiza la ficha de trabajo 5 de esta unidad.
De igual forma que ocurre con las resistencias y con los condensadores,
existen inductores variables a los cuales se les puede ajustar el valor
entre un mínimo y un máximo.
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Componentes electrónicos pasivos
5. El transformador
Un transformador es una máquina eléctrica estática que funciona por el
efecto de inducción magnética. Está formado por dos bobinas, denominadas devanados. Uno es el devanado primario, al que se le aplica
tensión de entrada, y por el que circula un corriente que induce un campo magnético en el núcleo. Y otro es el secundario, en el que el campo
magnético producido por el primero induce una corriente en la bobina,
de forma que en sus bornes se genera una tensión proporcional a la del
primario, en función del número de espiras de un devanado respecto
al otro.
Saber más
La corriente continua no se puede transformar. Solamente es posible transformar la corriente alterna.
Primario
Ф
V1
N1
N2
V2
Secundario
Flujo magnético
Núcleo
Figura 5.45. Representación de un transformador.
En los equipos eléctricos y electrónicos, el transformador se utiliza para
reducir la tensión de la red eléctrica de 230 Vca a una tensión más reducida. Dicha tensión alterna, posteriormente, se transforma en continua
mediante un circuito electrónico, adaptándose así al circuito electrónico
interno del equipo.
Primario
N
230 V
L
Secundario
12 V
230 V
12V
Figura 5.47. Transformador de 230 Vca a 12 Vca.
Los transformadores de los equipos eléctricos y electrónicos pueden ser
de diferentes tipos. Desde los clásicos, en los que el núcleo magnético
está a la vista y las conexiones a los devanados se realizan soldando
cables a sus terminales, a los encapsulados, diseñados para ser soldados
directamente sobre las placas de circuito impreso.
Figura 5.48. Transformador encapsulado para PCB.
Figura 5.46. Diferentes tipos de símbolos para
la representación del transformador.
Figura 5.49. Transformador estándar.
En numerosas ocasiones, tanto el primario como el secundario disponen
de tomas intermedias en sus devanados. Esto permite que el mismo
transformador sea usado para diferentes valores de tensión.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 6 de esta unidad.
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Unidad 5
0V
0V
5V
125 V
9V
12 V
230 V
18 V
Figura 5.50. Transformador multitoma.
A continuación se muestran un ejemplo de cómo utilizar un transformador multitoma. En este caso, el devanado primario tiene tres terminales
de conexión etiquetados como 0,125 V y 230 V, y el secundario como
9 V,0 V y 9 V.
0
9V
125 V
0
230 V
9V
Figura 5.51. Transformador multitoma del
ejemplo.
El primario puede conectarse a dos tensiones. El borne denominado 0
es común para ambas. Así, para una conectarlo a 125 V, se debe conectar
los terminales 0 y 125. Y para conectarlo a 230 V, debe hacerse con los
terminales 0 y 230.
Primario
N
230 V
0
125 V
230 V
Secundario
9V
0
9V
Primario
N
125 V
L
Secundario
9V
0
9V
0
125 V
230 V
L
Figura 5.52. Dos formas de conectar el primario del transformador del ejemplo.
En el secundario existen tres posibilidades:
Primario
0
125 V
230 V
■
Salida a 9 V.
■
Salida a 9 V – 9 V.
■
Salida 18 V.
Secundario
9V
0
9V
9V
Primario
0
125 V
230 V
Secundario
9V
0
9V
9V
9V
Primario
Secundario
0
125 V
230 V
9V
0
9V
Figura 5.53. Diferentes posibilidades de conexión del devanado secundario del transformador de
ejemplo multitoma.
116
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18 V
Unidad 5
EN RESUMEN
Componentes electrónicos pasivos
Características
Valor óhmico
Potencia
De carbón
Resistencias
Fijas
Bobinadas
Calefactoras
Redes de resistencias
Tipos
Potenciómetros
Variables
Ajustables
Dependientes de la luz
Dependientes de la temperatura
Valor de la capacidad
Poliéster
Cerámicos
Condensadores
Tipos
Electrolíticos
Tantalio
Supercondensadores
De corriente alterna
Asociación
Serie
Paralelo
Valor de la inductancia
Bobinas
Inductores
Tipos
Encapsulados o moldeados
Ajustables
El transformador
Tipos de devanados
Entra en internet
1. Busca información sobre los magnetorresistores. ¿Qué son exactamente? ¿Para qué se utilizan? ¿Cuál es su símbolo?
2. Investiga qué son las resistencias SMD y cómo está codificado su valor.
117
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Unidad 5
ACTIVIDADES FINALES
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Coge diez resistencias de carbón y tres de tipo bobinado y elabora en tu cuaderno una tabla similar a la mostrada en la
práctica resuelta de esta unidad. Sigue los mismos pasos que en ella se muestran para la toma de datos.
2. Junto con un compañero, coged una resistencia variable con la luz (LDR) y con un polímetro comprobad cómo cambia su
valor óhmico cuando se oscurece o recibe el máximo de luz. Para ello, cubridla total o parcialmente con la mano.
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
LDR
Figura 5.54. Comprobación de un LDR con polímetro.
3. Indica qué valor óhmico corresponde a las siguientes resistencias. Compara tu resultado con el de tu compañero.
1
2
3
4
5
6
Figura 5.55. Resistencias.
4. Calcula la capacidad equivalente del siguiente circuito de condensadores en paralelo sabiendo que C1 = 10 nF, C2 = 2,2 nF y
C3 = 4,7 nF.
C1
C3
C2
Figura 5.56. Condensadores en paralelo
5. En el circuito de la actividad anterior, ¿cuál será el valor de la capacidad equivalente si los condensadores utilizados son
C1 = µ1, C2 = 220 k y C3 = 330 n?
6. Comprueba con el polímetro los resultados de las dos actividades anteriores y compara los resultados con los de tu
compañero.
7. Utilizando los valores de los condensadores de las actividades anteriores, calcula la capacidad equivalente si se conectan
en serie en ambos circuitos.
C1
C2
C3
Figura 5.57. Condensadores en serie.
8. Comprueba con el polímetro los resultados de los dos circuitos en serie y compara los resultados con tu compañero.
9. Indica qué valores tienen las siguientes inductancias:
1
2
3
4
5
6
Figura 5.58. Inductancias moldeadas.
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Unidad 5
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. ¿Cuál es el valor de una resistencia de carbón que tiene
los siguientes colores: marrón, naranja, naranja?:
9. Si un componente pasivo se dice que tiene 100 nF, estamos hablando de:
a) 130 ohmios.
a) Una resistencia dependiente de la temperatura.
b) 133 ohmios.
b) Un condensador.
c) 1 300 ohmios.
c) Un varistor.
d) 13 000 ohmios.
d) Una bobina.
2. ¿Y si tiene amarillo, violeta y verde?:
a) 470 Ω.
c) 4,7 MΩ.
b) 47 kΩ.
d) 470 MΩ.
3. ¿Y si los colores son verde, gris, oro, oro?:
a) 5,8 Ω 5 %.
c) 58 Ω 5 %.
b) 5,8 KΩ 10 %.
d) 58 Ω 10 %.
4. Si una resistencia bobinada tiene estampado en su cuerpo
el siguiente valor K47 J, ¿qué valor y tolerancia tiene?:
10. ¿Qué valor tiene un condensador que tiene xerografiado
473J?:
a) 47 nF +/- 10 % de tolerancia.
b) 47 pF +/- 5 % de tolerancia.
c) 47 nF +/- 5 % de tolerancia.
d) 47 µF +/- 10 % de tolerancia.
11. ¿Qué tipo de condensador puede tener valores capacitivos más elevados?:
a) 47 Ω 5 %.
a) El cerámico.
b) 47 KΩ 5 %.
b) El de poliéster.
c) 470 Ω 10 %.
c) Tantalio.
d) 47 KΩ 10 %.
5. ¿Cuáles de estas son potencias normalizadas en las resistencias de carbón?:
d) Electrolítico.
12. ¿Cuáles de los siguientes tipos de condensadores tienen
polaridad?:
a) 1,5 W.
a) El cerámico.
b) 1/5 W.
b) Electrolítico.
c) 1/52W.
c) El de poliéster.
d) 1/8 W.
d) Tantalio.
6. Si se mide la resistencia entre los terminales de los extremos
(que no sean los del cursor) de un potenciómetro, se obtiene:
a) Un valor óhmico que no varía aunque se mueva el cursor.
b) Un valor óhmico que depende en qué posición se encuentre el cursor.
c) 0 ohmios.
d) 100 ohmios.
7. Si se hace referencia a un trimmers, se está hablando de:
13. El valor de las inductancias se da en:
a) Ohmios.
c) Microfaradios.
b) Amperios.
d) Henrios.
14. 10 µH son:
a) 0,01 mH.
c) 0,00001 H.
b) 10 mH.
d) 10 H.
15. Un trasformador tiene:
a) Dos devanados.
a) Una resistencia de valor fijo.
b) Un núcleo magnético.
b) Un condensador electrolítico.
c) Un núcleo de aire.
c) Un componente cuyo valor es ajustable.
d) Un solo devanado.
d) Una resistencia bobinada.
8. Un LDR es:
16. Si el devanado secundario de un transformador tiene tres
terminales 12 V - 0 -12 V, se puede obtener:
a) Una resistencia dependiente de la luz.
a) Una tensión de 24 V.
b) Una resistencia dependiente de la temperatura.
b) Una tensión de 6 V.
c) Una resistencia dependiente de la tensión.
c) Una tensión de 12 V.
d) Un potenciómetro variable.
d) No es posible que esto ocurra.
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Unidad 5
PRÁCTICA RESUELTA
Identificación y medida de resistencias
Herramientas
■
Polímetro
Objetivo
■
Material
Identificar diferentes tipos de resistencias por el código de colores y el alfanumérico,
y comprobar con un polímetro su valor.
■
Tres resistencias
de carbón
Precacuciones
■
Una resistencia
bobinada
■
Asegúrate de que las puntas de prueba del polímetro y el conmutador se encuentran
en la posición adecuada para la medida que se va a realizar.
■
En algunos modelos de resistencias los colores gris y plata o marrón y oro pueden
ser muy parecidos.
Desarrollo
1. Realizar una tabla para la toma de los siguientes datos: código (de colores o alfanumérico), valor obtenido por el código, valor medido con el polímetro, valor de la
tolerancia, rango de valor según tolerancia y valor de la potencia de disipación.
2. Identificar el valor de la resistencia por su código.
3. Medir con el polímetro si coincide dicho valor.
4. Anotar el % de la tolerancia.
5. Calcular el +/- valor correspondiente a dicha tolerancia.
■
Para hacerlo de forma manual: tomar el valor obtenido por el código de colores,
multiplicar por el valor de la tolerancia y dividir el resultado entre 100.
■
Para hacerlo con la calculadora: escribir el valor obtenido por el código de colores,
pulsar la tecla x, escribir el valor de la tolerancia y pulsar la tecla %.
6. Anotar el valor en ohmios correspondiente al porcentaje de la tolerancia.
7. Sumar y restar el valor obtenido para la tolerancia, al valor leído por el código de
colores o el código alfanumérico.
8. Anotar el valor de la potencia de disipación de la resistencia.
Colores o código
68R - K 5W
Valor
Código
Medido
Tolerancia
+/– %
+/– valor
Rango
Potencia
W
1 MΩ
1,12 MΩ
5%
50 KΩ
1 050 000-950 000
1/2 W
980 Ω
850 Ω
10 %
98 Ω
1078-882
1/2 W
560 kΩ
56,8 kΩ
5%
28 kΩ
588.000-532.000
1/2 W
68 Ω
68,5 Ω
10 %
6,8 Ω
74,8-61,2
Tabla 5.4.
120
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5W
Unidad 5
FICHA DE TRABAJO 1
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Comprobación de potenciómetros
Objetivo
■
Herramientas
Comprobar los valores óhmicos entre los diferentes terminales de un potenciómetro y una resistencia ajustable.
Precacuciones
■
Asegúrate de que las puntas de prueba del polímetro y el conmutador se encuentran en la posición adecuada para la medida que vas a realizar.
■
Puedes ayudarte de cables con pinzas de cocodrilo para sujetar las pinzas del
polímetro a los terminales de los componentes.
Desarrollo
■
Polímetro
Material
■
Potenciómetro lineal
■
Potenciómetro
multivuelta
■
Una resistencia
ajustable
■
Cables con pinzas
de cocodrilo
1. Coge el potenciómetro.
2. Con el polímetro, mide la resistencia que hay entre sus terminales, según se
muestra en la figura 5.59. Mueve el mando en todas las comprobaciones.
3. Anota el resultado en tu cuaderno.
1
2
3
Figura 5.59. Comprobación del potenciómetro.
4. Responde a las siguientes preguntas:
■
¿Cómo es el valor de la primera medida?
■
¿Cómo es valor de la segunda medida respecto a la tercera?
5. Haz las mismas comprobaciones con el potenciómetro multivuelta. ¿Qué diferencias encuentras con el anterior?
6. Haz las mismas comprobaciones con la resistencia ajustable. Mueve el cursor con
un pequeño destornillador. ¿Observas alguna diferencia con la comprobación
realizada sobre el potenciómetro?
1
2
3
Figura 5.60. Comprobación de la resistencia ajustable.
121
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Unidad 5
FICHA DE TRABAJO 2
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Comparación entre potenciómetros
lineales y logarítmicos
Herramientas
■
Polímetro
Objetivo
■
Material
Comprobar la diferencia que existe entre un potenciómetro lineal y uno
logarítmico.
■
Potenciómetro de 1 kΩ
lineal
Precacuciones
■
Potenciómetro de 1 kΩ
logarítmico
■
Asegúrate de que las puntas de prueba del polímetro y el conmutador se
encuentran en la posición adecuada para la medida que vas a realizar.
■
Dos botones para
los mandos del
potenciómetro
■
Intenta poner el mando en la misma posición, en los dos tipos de potenciómetros.
■
Cables con pinzas
de cocodrilo
■
Utiliza cables con pinzas de cocodrilo para mejorar la conexión en los
terminales de los potenciómetros.
Desarrollo
1. Coge el potenciómetro lineal.
2. Con el polímetro, mide la resistencia que hay entre sus terminales, y
anota el valor óhmico que existe en las cinco posiciones propuestas en
la figura 5.61. Si es necesario, puedes poner el potenciómetro en más
posiciones.
3. Anota el resultado en tu cuaderno.
Pos. 1
Pos. 2
Pos. 3
Pos. 4
Pos. 5
Figura 5.61.
4. Sustituye el potenciómetro lineal por uno logarítmico.
5. Haz las medidas en las mismas posiciones y anota los resultados en tu
cuaderno.
6. ¿Qué conclusiones sacas? ¿Qué diferencias encuentras entre los dos tipos
de potenciómetros?
7. Discute con tu compañero los resultados obtenidos. ¿Habéis llegado a
las mismas conclusiones?
122
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Unidad 5
FICHA DE TRABAJO 3
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Uso de una resistencia variable para hacer
un ajuste de tensión
Objetivo
■
Herramientas
Utilizar una resistencia ajustable para hacer un sencillo reductor de tensión.
Precacuciones
■
Asegúrate de que las puntas de prueba del polímetro y el conmutador se encuentran en la posición adecuada para la medida que vas a realizar.
Desarrollo
1. Monta el circuito del esquema en la placa de prototipos.
■
Tijera de electricista
■
Polímetro
■
Pinzas para electrónica
Material
■
Resistencia de 1 kΩ
■
Resistencia ajustable
5 kΩ
■
Pila de 9 V y su
portapilas
■
Placa de pruebas
protoboard
■
Cables y puentes para
placas de prototipos
1K
+
9V
5K
Salida
V
Figura 5.62. Esquema a realizar.
2. Mide la tensión de salida del circuito que hay entre el cursor de la resistencia
ajustable y el negativo.
3. Con un destornillador, gira el cursor de la resistencia ajustable entre el máximo
y el mínimo. ¿Cuál es la tensión máxima y cuál es la mínima que puede entregar
el circuito?
V
+
-
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 5.63. Montaje en la placa de prototipos.
123
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Unidad 5
FICHA DE TRABAJO 4
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Identificación del valor de condensadores
Herramientas
■
Polímetro con conexión
para condensadores
Material
■
Tres condensadores
de código de colores
■
Dos condensadores
cerámicos
■
Tres condensadores
de poliéster
■
Dos condensadores
de tantalio
■
Tres condensadores
electrolíticos
Objetivo
■
Reconocer diferentes tipos de condensadores, leer su valor y medirlo
con un polímetro.
Precacuciones
■
La comprobación de condensadores con el polímetro debe hacerse con
las puntas de prueba sin conexión a la fuente de tensión y seleccionada
con el conmutador la escala adecuada para cada caso.
■
Algunos polímetros no permiten comprobar condensadores de tipo
electrolítico.
Desarrollo
1. En tu cuaderno, realiza una tabla para la toma de los siguientes datos:
■
Código (de colores o alfanumérico).
■
Valor obtenido por el código.
■
Valor medido con el polímetro.
■
Valor de la tolerancia.
■
Rango de valor según tolerancia.
■
Tipo de condensador.
2. Identifica el valor del condensador por su código.
3. Mide con el polímetro si coincide dicho valor.
Condensador
que hay que probar
0,01 u J
TTL
Figura 5.64. Medida de un condensador con el polímetro.
4. Anota el % de la tolerancia.
5. Calcula el +/– valor correspondiente a dicha tolerancia.
124
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6. Anota el valor de la capacidad correspondiente al porcentaje de la tolerancia.
7. Suma y resta el valor obtenido para la tolerancia al valor leído por el
código de colores o el código alfanumérico.
8. Anota el tipo de condensador.
9. Coteja los resultados con tu compañero de clase.
Colores o código
del condensador
Valor
Del código
Tolerancia
Medido
+/- %
D
A
CU
+/- valor
Rango
Tipo de
condensador
O
N
ER
Tabla 5.5.
Figura 5.65. Polímetro con zócalo para comprobar condensadores.
125
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Unidad 5
FICHA DE TRABAJO 5
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Construcción de bobinas y su medida
Herramientas
Objetivos
■
Cortacables
■
Trabajar con hilo esmaltado.
■
Alicate
■
Construir una bobina y hacer su medida con y sin núcleo.
■
Un medidor de
inductancias
Material
■
Hilo esmaltado de
0,9 o 1 mm de diámetro
■
Una barra de ferrita de
8 o 9 mm de diámetro
Precacuciones
■
Para medir la bobina con el medidor de inductancias se debe retirar el
esmalte de ambos externos del conductor esmaltado.
Desarrollo
1. Coge el hilo esmaltado y enróllalo, dando entre veinte y treinta vueltas
sobre la barra de ferrita. Procura que las espiras queden lo más próximas
posible.
Figura 5.65. Bobina con núcleo de ferrita.
2. Retira un centímetro aproximadamente de ambos extremos del hilo esmaltado.
3. Conecta las puntas de la bobina al medidor de inductancias y anota en
tu cuaderno el valor obtenido.
4. Repite la medida con el núcleo de ferrita fuera de la bobina. ¿Qué valor
se obtiene? ¿Qué diferencias encuentras con la medida anterior?
Figura 5.66. Bobina al aire.
5. Haz otras medidas introduciendo la ferrita progresivamente en el interior
de la bobina. ¿Qué conclusiones sacas de esta comprobación?
126
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Unidad 5
FICHA DE TRABAJO 6
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Montaje y medida de tensiones de salida
de un transformador
Objetivos
Herramientas
■
Montar el transformador que se utilizará para comprobar los circuitos de próximas unidades.
■
Herramientas básicas
del electricista
■
Comprobar las tensiones de salida de un transformador.
■
Polímetro
■
Soldador
■
Soporte de soldador
Precacuciones
■
■
Material
No se debe conectar el transformador a la red de 230 V fuera de la caja de protección y sin la tapa que la cierra.
El selector de polímetro debe conmutarse para medir tensiones en corriente
alterna.
Desarrollo
■
Clavija Schuko
■
Un metro de manguera
de 3 x 1,5 mm2
■
Bridas
■
Un transformador
de 0,5 A con primario de
230 V y secundario
de 9 + 9 V
■
Tres regletas
■
Una caja de plástico tipo
fiambrera
■
Dos tornillos con tuerca
1. Haz un par de orificios en las paredes laterales de la caja de plástico, para la
entrada de la manguera y la salida de los cables del secundario.
2. Utilizando dos tornillos con sus respectivas tuercas, fija el transformador en el
fondo de la caja de plástico.
3. Pon la clavija Schuko en uno de los extremos de la manguera.
4. Introduce el otro extremo de la manguera por el orificio que más cerca está del
primario.
5. Suelda los dos cables de fase y neutro entre los terminales 0 y 230 V del transformador.
6. Utilizando un terminal de horquilla, conecta el cable de toma de tierra al chasis
del trasformador.
7. Suelda tres cables al secundario del transformador y saca fuera de la caja sus
puntas unos 10 cm.
8. Fija los cables de entrada y salida mediante bridas para evitar que se muevan
y se desconecten del transformador.
9. Cierra la caja poniéndole la tapa.
10. Enchufa la manguera a la red eléctrica y
con un polímetro comprueba las tensiones de salida del secundario. ¿Coinciden
con las que marca el fabricante?
11. Guarda el montaje en un lugar seguro,
ya que te será necesario para algunas
actividades de las próximas unidades.
Manguera de
2 x 1.5 + PE mm2
Transformador
Caja de plástico
Cableado del
secundario
230 V
0
125 V
230 V
9V
0
9V
Bridas
Cableado del
primario y conductor
de protección
9V
0
9V
Regleta
de salida
Tapa de la caja
Figura 5.67.
127
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6
Componentes electrónicos
activos
Vamos a conocer...
1. Componentes electrónicos activos
2. El diodo
3. El diodo LED
4. El transistor bipolar (BJT)
5. El tiristor y el TRIAC
6. Circuitos integrados (IC)
7. El relé
PRÁCTICA RESUELTA
Polarización de un LED
FICHAS DE TRABAJO
1. Conexión de dos LED en serie
2. Encendido de un LED bicolor
3. Polarización de un diodo
4. Conversión de corriente alterna a continua con
un diodo y un condensador
5. Rectificación de CC a CA mediante puente
de diodos y condensador
6. Construcción de una fuente de alimentación
7. Comprobación de un transistor con
polímetro
8. Funcionamiento de un transistor como
interruptor
Y al finalizar esta unidad…
■
Conocerás cuáles son y cómo se identifican los
diferentes tipos de componentes activos de la
electrónica.
■
Identificarás por su código algunos tipos de
componentes activos.
■
Realizarás varios montajes electrónicos que
utilizan este tipo de componentes electrónicos.
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Componentes electrónicos activos
1. Componentes electrónicos activos
Los componentes electrónicos activos son aquellos cuyo comportamiento cambia en función de variaciones eléctricas que se producen
en el circuito. Con ellos se pueden transformar señales, amplificarlas,
disparar circuitos, etc.
A continuación se describen algunos de los componentes activos más
característicos.
2. El diodo
Saber más
Los componentes activos que se van a
estudiar aquí basan su funcionamiento
en un material denominado semiconductor, que tiene la propiedad, al contrario que los conductores y los aislantes, de
modificar su comportamiento eléctrico
en función diferentes factores: magnéticos, eléctricos, términos, etc.
Es un semiconductor que tiene la propiedad de facilitar el paso de corriente en un sentido y bloquearla en el otro.
Los diodos tienen forma cilíndrica (aunque puede adoptar otros formatos) con dos terminales conectados de forma axial.
El diodo está formado por dos partes: una denominada ánodo (a) y otra
cátodo (k).
ánodo
cátodo
a
k
En tu profesión
Figura 6.2. Símbolo y partes del diodo.
Figura 6.1. Diodos.
Así, si un diodo se inserta en un circuito eléctrico y la parte positiva se
conecta al cátodo, el diodo deja pasar la corriente a través de él. Entonces, se dice que el diodo se ha polarizado de forma directa.
Un diodo se puede comprobar fácilmente
con un polímetro en modo continuidad.
Modo continuidad
El diodo
conduce
Por el contrario, si el positivo de la fuente de tensión se aplica en el
cátodo, el diodo se polariza de forma inversa y no permite el paso de
la corriente a través de él.
a
k
+
Polarización directa
a
Polarización inversa
k
k
Receptor
(Carga)
I
–
+ -
Figura 6.4. El diodo conduce.
a
Receptor
(Carga)
El diodo
no conduce
k
+ -
a
+
–
Figura 6.3. Polarización directa e inversa de un diodo.
Figura 6.5. El diodo no conduce.
129
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Unidad 6
2.1. Rectificación de la corriente
a
k
Figura 6.6. Rectificación de media onda
mediante un diodo.
Practica
Realiza las fichas de trabajo 3 y 4 de esta
unidad.
En tu profesión
Los diodos y puentes de diodos se eligen
por la corriente que son capaces de soportar.
Esta propiedad de los diodos es especialmente útil para rectificar la
corriente alterna y, así, convertirla en corriente continua. Si en el circuito del ejemplo anterior, en lugar de a la fuente de tensión de corriente
continua se conecta a una fuente de corriente alterna (como puede ser
la procedente de un transformador), el diodo solamente permite el paso
de los semiciclos positivos, eliminando los negativos. La corriente obtenida es de tipo pulsatoria y se encuentra polarizada, ya que no existen
los semiciclos negativos. Se puede decir que es una corriente continua,
pero que todavía no se ha filtrado. En este caso, la tensión de salida es
aproximadamente la mitad que la de la entrada.
Así, si no se desea perder la mitad de la tensión en la salida respecto a
la de la entrada, lo que se hace habitualmente es utilizar cuatro diodos
conectados en puente, como se muestra en la figura 6.7. Con esta disposición, es posible obtener en la salida una corriente pulsatoria polarizada, pero con todos los semiciclos de la señal original de la corriente
alterna de entrada.
AC
+
-
AC
Figura 6.7. Rectificador de onda completa con puente de diodos.
Practica
Realiza las fichas de trabajo 5 y 6 de esta
unidad.
Este circuito es la base de las fuentes de alimentación que utilizan muchos de los equipos eléctricos y electrónicos. En la próxima unidad se
detallará cómo construir una fuente de alimentación completa.
2.2. Puente de diodos
Figura 6.8. Símbolo del puente de diodos.
El circuito de puentes puede realizarse con cuatro diodos individuales,
teniendo en cuenta la polaridad de los mismos, pero también existen
componentes que los tienen encapsulados en una única pieza. Estos
se denominan puentes rectificadores y tienen cuatro terminales de conexión, dos para la corriente alterna de entrada y dos para la corriente
continua de salida, etiquetados como positivo (+) y negativo (-).
Figura 6.9. Diferentes tipos de puentes de diodos.
130
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Componentes electrónicos activos
3. El diodo LED
El diodo LED, o diodo emisor de luz, es un componente semiconductor que tiene la propiedad de emitir luz cuando es atravesado por una
corriente en polarización directa.
De igual forma que los diodos rectificadores, los LED tienen un ánodo y
un cátodo. Cuando el diodo es nuevo, el terminal largo es el ánodo (+)
y el corto el cátodo (-). También es posible diferenciarlos observando
el LED a trasluz. El cátodo es una pieza de mayor tamaño que el ánodo.
Además, en los LED con el cuerpo redondeado el lado del cátodo es
plano.
a
k
Cátodo
Ánodo
a
k
a
k
+
Figura 6.10. Diodo LED y su símbolo.
Los diodos LED se fabrican en diferentes colores, tamaños y formas.
Saber más
LED es el acrónimo del inglés Light-Emitting Diode.
Figura 6.11. Diferentes tipos de diodos LED.
Las características eléctricas que hay que tener en cuenta al trabajar con
diodos LED son la tensión de umbral y la corriente de paso máxima.
■
■
La tensión de umbral es el número de voltios máximo que el LED es
capaz de soportar en sus terminales, sin ponerlo en peligro. Dicha
tensión depende del color del LED.
De igual forma, la corriente de paso en el LED no debe superar la recomendada por el fabricante, ya que podría destruirse. Para los LED
de alta luminosidad es aconsejable una corriente máxima de 20 mA.
Para los demás, un corriente de 10 mA.
Color
V
En tu profesión
Los LED se han utilizado tradicionalmente
en equipos eléctricos y electrónicos como
elemento de señalización. No obstante,
en la actualidad se están empleando de
forma masiva para iluminación y creación
de pantallas de dispositivos de televisión
e informáticos
I
Rojo:
1,7 V
10 mA
Naranja:
2,1 V
10 mA
Amarillo:
2,1 V
10 mA
Verde:
2,2 V
10 mA
Azul:
4,5 V
20 mA
Blanco:
3,6 V
20 mA
Tabla 6.1. Código de colores, tensión de umbral y corriente de paso de los LED.
En general, para los LED estándar, se puede tomar como tensión 2 V y
como corriente 10 mA.
Practica
Realiza la práctica resuelta de esta unidad.
131
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Unidad 6
3.1. Resistencia de polarización del LED
Para que todos los tipos de LED se puedan adaptar a las tensiones de
trabajo del circuito en el que se desean instalar, es necesario conectar
con ellos una resistencia de polarización.
R
+
+
LED
R
+
-
Vcc
V cc
LED
Figura 6.12. Resistencia de polarización de un LED.
El cálculo de dicha resistencia se hace con la siguiente fórmula basada
en la ley de Ohm:
R=
V – VLED
ILED
R: valor óhmico de la resistencia de polarización (Ω).
V: tensión de la fuente de alimentación (V).
VLED: tensión de umbral del LED (V)
ILED: corriente de paso del LED (A).
Practica
Así, si desea utilizar un LED de color rojo en un circuito alimentado por
una fuente de 12 V, la resistencia de polarización se calcula teniendo en
cuenta que la tensión de umbral para el LED es de 1,7 V y la corriente
de 10 mA (0,01 A):
Realiza la ficha de trabajo 1 de esta unidad.
R=
V – VLED 12V – 1, 7V
=
= 1 030Ω
ILED
0, 01A
En este caso, se puede elegir una resistencia comercial de 1 kΩ.
Saber más
3.2. Asociación de LED en serie y en paralelo
Si un diodo LED se polariza a la inversa no
se enciende, pero tampoco se estropea.
Esta propiedad puede ser utilizada para
encender los LED en función de la polaridad de la fuente de alimentación.
+
Los LED se pueden conectar en serie y en paralelo y utilizar una única
resistencia de polarización.
■
R
En serie: se conecta el cátodo del primero con el ánodo del siguiente
y así sucesivamente.
+
-
+
V cc
Vcc
+
-
R
L1
L2
Figura 6.13. Diodos LED en serie.
Al estar en serie los LED, la corriente de paso por ambos es la misma, es
decir 10 mA (con LED rojos). Por el mismo motivo, es necesario sumar la
tensión de polarización de ambos LED, que en el ejemplo es 1,7 V + 1,7 V:
R=
V – VLED 12V – ( 1, 7V + 1, 7V )
=
= 860Ω
ILED
0, 01A
132
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Componentes electrónicos activos
En paralelo: se conectan los ánodos de todos los LED al positivo de
la alimentación a través de la resistencia de polarización, y todos lo
cátodos al negativo.
■
R
+
+
+
-
-
+
V cc
V cc
R
Figura 6.14. Diodos LED en serie.
Al estar en paralelo los LED, la tensión en los terminales de todos
LED es la misma, es decir, 1,7 V, si los LED son rojos. Sin embargo, la
corriente total es la suma de las corrientes parciales de cada uno de
los LED, es decir, 10 mA + 10 mA en el caso del ejemplo:
R=
V – VLED 12V – 1, 7V
=
= 515Ω
ILED
0, 02 A
3.3. LED de varios colores
Son diodos LED que pueden cambiar de color y los hay de diferentes
tipos:
R
LED bicolor de dos terminales
Es un LED que se comporta como si en su interior tuviera dos LED conectados en antiparalelo. Así, cuando el LED es alimentado, se enciende
el color que está correctamente polarizado.
Vcc
Figura 6.15. LED bicolor en de dos patillas.
LED bicolor de tres terminales
Es un LED que se comporta como si en su interior existieran dos LED con
ánodo o el cátodo común. Así, el LED se enciende con el color correspondiente cuando la patilla se polariza de forma correcta. La resistencia
de polarización se conecta a la patilla común.
3.4. Fotodiodos
Son diodos LED que permiten el paso de la corriente a través de ellos,
en función de la luz que reciben. Trabajan con luz visible o infrarroja.
Cátodo común
a1
Ánodo común
a2
k2
k1
a
k
k
a1 a2
R
k1 k 2
a
R
Figura 6.16. LED bicolor de cátodo y ánodo
común.
En aplicaciones domésticas están presentes en la mayoría de los mandos a distancia de los equipos como la televisión, el DVD, etc.
Figura 6.17. Símbolo del fotodiodo.
Practica
Figura 6.18. Diferentes tipos de fotodiodos.
Realiza a la ficha de trabajo 2 de esta
unidad.
133
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Unidad 6
4. El transistor bipolar (BJT)
Saber más
El transistor se inventó en el año 1956 y
revolucionó por completo la industria de
la electrónica, ya que permitió fabricar
equipos mucho más pequeños.
NPN
El transistor es un semiconductor formado por la unión de tres capas de
cristales de silicio, polarizadas negativa (N) o positivamente (P). En función de cómo estén distribuidas dichas capas en el interior, se pueden
obtener transistores PNP o NPN. Ambos tipos tienen un funcionamiento
similar, pero se diferencian en la polaridad que entregan a su salida,
positiva o negativa.
PNP
C
C
B
B
E
Es un componente electrónico que permite obtener una señal de salida
amplificada partiendo de una señal de entrada mucho más débil y de
similares características. Esta propiedad del transistor lo hace idóneo
para el desarrollo de sistemas de amplificación y de conmutación de
potencia.
E
Figura 6.19. Símbolos del transistor.
Los transistores disponen de tres patillas que permiten conectar los cristales con el exterior. Estas se denominan: base, emisor y colector.
Se puede decir que el funcionamiento del transistor consiste en aplicar
una corriente débil en la base, IB, para así controlar, proporcionalmente, una corriente mucho mayor en el colector IC. La relación que existe
entre ambas corrientes se denomina ganancia y se identifica con el
símbolo hFE.
NPN
C
En tu profesión
IC
Muchos polímetros disponen de un zócalo en el que se debe insertar el transistor, y permite comprobar si la ganancia
es correcta.
B
hfe =
IB
IC
IB
E
Figura 6.20. Corriente de la base y del colector en un transistor NPN y relación que existe entre ellas.
La ganancia se expresa mediante un número sin unidades.
Figura 6.21. Toma del polímetro para comprobar
transistores.
De igual forma que los diodos LED, los transistores también requieren
ser polarizados. Esto se consigue insertando una resistencia en la base RB,
en función del valor resistivo que se va a utilizar como carga en el colector RC. Existen otras formas de polarización, pero su estudio se sale
de los objetivos de esta obra.
Los transistores pueden trabajar de dos modos:
■
RC
IC
Vcc
C
RB
B
IB
E
Figura 6.22. Esquema de polarización directa de
un transistor.
Como interruptor: en este caso, el transistor se comporta de igual
forma que un interruptor eléctrico, dejando pasar o no la corriente y
controlando así la carga que se encuentra conectada en el colector.
En este modo, se dice que el transistor trabaja en corte o en saturación. En el modo en corte, al no haber corriente en la base, tampoco la
hay en el colector y por tanto el LED del ejemplo permanece apagado.
En el modo en saturación, al aplicar corriente a la base, el transistor
se hace conductor, haciendo que el LED se encienda y, por tanto,
pasando corriente por el colector.
134
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Componentes electrónicos activos
En corte
En saturación
IC
Carga
Int
RB B
C
C
RB B
Int IB
E
Carga
E
Figura 6.23. Transistor como interruptor electrónico.
■
Como amplificador: en esta configuración, el transistor permite convertir señales débiles que se aplican en la base en otras de mayor
magnitud que salen por el colector.
Señal de entrada
B
C
NPN
E
Señal de salida
amplificada
Saber más
Para comprender el comportamiento
del transistor como interruptor se puede recurrir a un símil eléctrico en el que
se dispone de un contacto, que simula
el colector y el emisor del transistor, y
un accionamiento manual, que simula la
base. Cuando la base no está accionada,
el contacto está en corte. Sin embargo,
cuando la base se acciona, el contacto
se cierra.
En corte
En saturación
C
C
B
B
E
E
Figura 6.24. El transistor como amplificador.
Los transistores, de igual forma que otros tipos de semiconductores,
se comercializan encapsulados con diferentes formas y tamaños. Es
importante comprender que no todos los componentes con el mismo
encapsulado son transistores y viceversa.
Figura 6.25. Símil eléctrico del funcionamiento
de un transistor en corte y en saturación.
Modelo
Símbolo
BC239
Patillaje
COLECTOR
1
2
BASE
12
3
EMISOR
BC556
COLECTOR
1
2
BASE
12
Figura 6.26. Diferentes tipos de cápsulas para semiconductores de tres patillas.
Para conocer la disposición de las patillas de un transistor («pineado»),
se debe consultar la hoja de características (datasheet) que facilita el
fabricante. En la actualidad, dichas hojas se encuentran con facilidad en
internet. En la tabla 6.2. se muestran varios modelos de transistores y la
disposición de las patillas.
Algunos transistores de potencia tienen cápsulas de grandes dimensiones y, debido al calor que generan, deben refrigerase mediante disipadores metálicos.
3
3
3
EMISOR
BDX53
COLECTOR
2
1
BASE
12
3
3
EMISOR
BD140
COLECTOR
2
3
BASE
1
EMISOR
1 2 3
Tabla 6.2. Ejemplos del patillaje de cuatro
modelos de transistores.
Practica
Figura 6.27. Transistor de potencia en disipador de aluminio.
Realiza las fichas de trabajo 7, 8 y 9 de
esta unidad.
135
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Unidad 6
5. El tiristor y el TRIAC
Son dos semiconductores de potencia muy utilizados en todo tipo de
electrodomésticos y máquinas herramientas, como por ejemplo en batidoras, en licuadoras o en taladros de mano, para regular su velocidad de giro.
5.1. El tiristor o SCR
Es un diodo de tipo controlado. Es decir, tiene un ánodo y un cátodo,
como cualquier diodo, y un tercer terminal, denominado puerta (G), que
permite gestionar el modo de funcionamiento del diodo mediante una
circuitería auxiliar.
G
A
K
Figura 6.28. Símbolo del tiristor.
Sirva de ejemplo el circuito para controlar una carga de potencia mediante un tiristor. En este caso, la lámpara se conecta entre el ánodo y
el positivo de la fuente de alimentación de potencia, y la puerta (G) es
controlada, previa polarización con una resistencia, mediante una fuente
de alimentación auxiliar y de baja tensión.
A
R
Vcc
Vcc
110 V
G K
5V
Figura 6.29. Ejemplo de uso de un tiristor.
5.2. El TRIAC
Es como el tiristor, pero de control bidireccional. Se asemeja a dos tiristores conectados en antiparalelo con una puerta de control común,
como se puede observar en su símbolo (figura 6.30). Esta bidireccionalidad los hace idóneos para controlar cargas en corriente alterna. Entonces, se puede decir que un tiristor sirve para controlar cargas de potencia
en corriente continua, y un TRIAC es su equivalente en corriente alterna.
G
A1
A2
Figura 6.30. Símbolo del TRIAC.
A2
A1
A1
R
Vcc
G
Vca
G
5V
230 V
A2
Figura 6.31. Ejemplo de uso del TRIAC.
A2
A1 A 2 G
Figura 6.32. Ejemplo de patillaje del TRIAC
modelo BTA06.
De la misma forma que los transistores, para saber cuál es el patillaje
de los tiristores y TRIAC es necesario consultar la hoja de características
del fabricante. Hay que tener en cuenta que el encapsulado metálico de
muchos componentes es uno de los terminales del mismo.
136
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Componentes electrónicos activos
6. Circuitos integrados (IC)
También conocidos como chips o microchips, son componentes electrónicos basados en semiconductores, que alojan en su interior circuitos completos con una función determinada. Esto facilita el diseño de
equipos electrónicos, su miniaturización y, además, abarata el precio
del producto final.
Se sale de los objetivos de este libro el estudio del funcionamiento interno de los circuitos integrados, pero se debe saber que existen modelos
para todo tipo de aplicaciones: audio, microinformática, control digital,
control analógico, etc.
La disposición clásica de los circuitos integrados es con el cuerpo horizontal y con dos filas de patillas dobladas hacia la parte de abajo, con
inserción vertical en la placa de circuito impreso, a la cual se sueldan
con estaño.
Figura 6.33. Circuitos integrados de catorce y
ocho patillas.
El exceso de calor puede dañar el circuito y afectar a su funcionamiento.
Por este motivo, desde el punto de vista de la reparación, si hay que
sustituir un circuito integrado dañado por otro, es aconsejable colocar
un zócalo previo. De esta forma, en el momento de la soldadura el zócalo no sufre con el calor y, además, la inserción y retirada del circuito
integrado se realizará con suma facilidad en futuras intervenciones.
Figura 6.34. Circuitos integrados con zócalo en placa de circuito impreso.
Los circuitos integrados se deben sustituir por la misma referencia o una
equivalente.
Existen circuitos integrados para aplicaciones de potencia, como puede
ser la amplificación de audio. Estos suelen instalarse verticalmente en
la placa de circuito impreso y requieren disipadores pasivos de calor.
También existen circuitos integrados con tres patillas y un encapsulado
similar al que utilizan los transistores.
Figura 6.35. Circuito integrado de potencia.
137
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Unidad 6
7. El relé
El relé es un dispositivo electromagnético que está formado por una bobina y un contacto o grupo de contactos. Cuando a la bobina se le aplica
tensión, el núcleo que está en su interior atrae a un sistema mecánico
que mueve los contactos asociados, cerrando los abiertos y abriendo
los cerrados. Si cesa la excitación sobre la bobina, los contactos vuelven
a su posición de reposo mediante un resorte.
Un relé consta de las siguientes partes:
Figura 6.36. Relés.
Armadura
Núcleo
Contactos
Bobina
Sistema de
balanceo
Base
Terminales
de la bobina
Terminales del
contactos
Figura 6.37. Partes de un relé.
De igual forma que otros elementos de conmutación, los contactos de
un relé se clasifican en función del número de polos y de vías.
Así, se pueden encontrar relés: SPST, SPDT, DPDT, etc.
Bobina
Contactos
Contactos
Bobina
Bobina
Relé (forma 1)
Contactos
Relé (forma 2)
Figura 6.38. Dos formas del símbolo del relé.
Vcc
Vcc
SPST
Vcc
SPDT
DPDT
Figura 6.39. Diferentes configuraciones de los contactos de un relé.
Pulsador
Las características eléctricas que hay que conocer de un relé son las
siguientes:
2A
A
+ -
9 Vcc
230 Vca
L
N 230 Vca
■
■
Figura 6.40. Aplicación de un relé para controlar
con 9 Vcc una carga de 230 Vca.
Tensión de la bobina: es la tensión en voltios (V) que necesita para
su correcta excitación. Una tensión inferior puede hacer que el relé
no funcione adecuadamente y una tensión superior podría dañarlo.
Poder de corte de los contactos: se da en amperios (A) y es la corriente máxima que los contactos son capaces de soportar.
Con un relé es posible controlar cargas de potencia mediante una tensión reducida. En el caso de la figura 6.40. el relé, cuya bobina funciona
a 9 Vcc, controla, a través de su contacto, una lámpara conectada a la
red eléctrica de 230 Vac.
138
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Unidad 6
EN RESUMEN
Componentes activos
El puente de diodos
El diodo
Polarización
El diodo LED
Tipos
Asociación
Tipos
El transistor
NPN
PNP
Polarización
Modos de funcionamiento
El tiristor
El TRIAC
Circuitos integrados
Partes
El relé
Características
Entra en internet
1. Busca cómo es la disposición de las patillas y el tipo de polaridad de los siguientes modelos de transistores: BC237, BSX20,
SC115, BC549, AC126, 2SA1282, 2SC945, BC107, 2N3440.
2. Averigua qué son los siguientes componentes: 2N2222, 1N4007, TIC126, VSKT105, P0102DA, DSP25, BZX55, 1N48, BY396P,
BD678, ZVN4306A, TIP125G, 2N3440.
139
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Unidad 6
ACTIVIDADES FINALES
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Tomando como referencia la actividad realizada en la ficha de trabajo 2, calcula la resistencia de polarización para conectar
dos LED en paralelo y comprueba el circuito en una placa de prototipos.
2. Calcula la resistencia de polarización para encender dos LED conectados en antiparalelo. Utiliza LED de color naranja y
verde, ya que sus características eléctricas son similares.
Nota: como los dos LED no se encienden nunca a la vez, debes calcular la resistencia como si de uno solo se tratase.
LED naranja
R
+
9V
LED verde
Figura 6.41. LED en antiparalelo.
3. Basándote en el circuito de la actividad anterior, ¿cómo se debe conectar un conmutador DPDT para hacer que cuando
esté en una posición, se encienda el LED verde, y cuando esté en la otra lo haga el LED naranja? Dibuja el esquema en tu
cuaderno y compáralo con el de tu compañero. Monta el circuito sobre una placa de prototipos y prueba su funcionamiento.
4. Después de realizar la ficha de trabajo 5, sustituye el puente de diodos por cuatro diodos individuales y realiza las comprobaciones que en ella se proponen. ¿Existe alguna diferencia en el funcionamiento del circuito respecto al del puente
de diodos moldeado? ¿Qué ventajas e inconvenientes encuentras entre este y el otro circuito?
5. Basándote en el desarrollo de la ficha de trabajo 7 para la comprobación de un transistor con polímetro, comprueba otros
cinco transistores con diferentes encapsulados, como pueden ser: 2N3055, BDX53, MC140, MC150 y SC 107.
Nota: pueden servir otros similares que dispongas en tu aula-taller.
6. Basándote en el montaje de la ficha de trabajo 8, sustituye el pulsador por una resistencia dependiente de la luz, como
se muestra en el siguiente esquema. Monta el circuito sobre una placa de prototipos y prueba su funcionamiento.
1 kΩ
R2
LDR
+
12V
4K7
C
B
BC548
R1
E
Figura 6.42. Circuito transistor con LDR.
7. Utilizando el circuito propuesto en la ficha de trabajo 9 de esta unidad, monta sobre una placa de prototipos el siguiente
esquema. Con él se activa un relé mediante el transistor controlado por el LDR, a la vez que su contacto controla el circuito
de un pequeño motor, que funciona a una tensión diferente.
Relé
LDR
+
R2
1 kΩ
12 V
+
12 V
4K7
R1
B
C
BC548
E
4,5 V
M
Motor
de 4,5 V
Figura 6.43. Circuito para controlar un motor mediante una LDR.
140
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Unidad 6
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Un semiconductor:
8. Un fotodiodos es:
a) Es un condensador.
a) Un diodo que emite luz.
b) Deja pasar la corriente fácilmente a través de él en cualquier situación.
b) Un diodo que recibe luz.
c) Su comportamiento eléctrico depende de diferentes
factores.
d) Se utiliza como aislante.
c) Un diodo que recibe y emite luz dependiendo de cómo
sea polarizado.
d) No existe este tipo de componte.
9. Un transistor consta de:
2. Un diodo está formado por:
a) Base, emisor y colector.
c) Ánodo y cátodo.
b) Fase y neutro.
d) Base y neutro.
3. Un diodo en polarización inversa:
a) Fase y neutro.
c) Cátodo y puerta.
b) Ánodo y cátodo.
d) Base, emisor y colector.
10. La ganancia de un transistor :
a) Se expresa en faradios.
a) No deja pasar la corriente.
b) No tienen unidades.
b) Deja pasar la corriente.
c) Es la relación entre la corriente del colector y la de la
base.
c) Deja pasar la corriente si se polariza su base.
d) Solamente deja pasar la corriente en semiciclos positivos.
4. Una aplicación de los diodos es:
d) Se denomina hFE.
11. Un transistor se dice que está en saturación cuando:
a) Está a punto de quemarse.
a) Hacer intermitentes.
b) No conduce electricidad.
b) Almacenar electricidad.
c) Se hace conductor.
c) Convertir la corriente continua en alterna.
d) Recibe más corriente de la que pude soportar.
d) Convertir la corriente alterna en continua.
5. Si un diodo LED tiene una tensión de umbral de 1,7 V significa que:
12. Un tiristor es:
a) Un diodo controlado.
b) Lo mismo que un TRIAC.
a) No debe superarse dicha tensión.
c) Como un transistor pero para corriente continua.
b) Siempre debe superarse para que se encienda.
d) Un transistor que solamente tiene dos patillas.
c) En función de si se supera o no, se encenderá de un color
o de otro.
d) Es la tensión máxima que debe tener el circuito en el
que se instale.
6. La resistencia de polarización de un LED sirve para:
a) Poder poner en serie diodos LED entre sí.
b) Para aumentar la potencia del circuito.
c) Para elevar la tensión que llega a los terminales del
LED.
d) Limitar la tensión que llega a los terminales del diodo.
7. Si dos LED se conectan en serie:
a) La suma de las corrientes que consumen cada uno de
ellos es la corriente total.
13. Un TRIAC está formado por:
a) Base, emisor y colector.
c) Ánodo 1, ánodo 2 y puerta.
b) Ánodo, cátodo y puerta.
d) Ánodo y cátodo.
14. Un TRIAC tiene un funcionamiento similar a:
a) Un relé.
b) Un tiristor, pero para corriente alterna.
c) Un transistor, pero para corriente continua.
d) Un diodo.
15. Un relé consta de:
a) Una bobina.
c) Un emisor.
b) Un grupo de contactos.
d) Un cátodo.
16. La principal característica de la bobina de un relé es:
b) La corriente es la misma.
a) La polaridad.
c) La tensión en los terminales de ambos LED es la misma
que la de la fuente de tensión.
b) El número de polos y de vías de que dispone.
d) Cada LED consume una corriente diferente.
d) La corriente que son capaces de soportar sus contactos.
c) La tensión de trabajo de la bobina.
141
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Unidad 6
PRÁCTICA RESUELTA
Polarización de un LED
Objetivos
Herramientas
■
Polímetro
■
Calcular la resistencia de polarización de un LED.
■
Tijera de electricista
■
Montar el circuito para el encendido de un LED.
Material
Precauciones
■
Un LED de color rojo
■
Un placa prototipos
■
Un resistencia de 680 Ω
■
Una pila de 9 V con su portapilas
■
Cablecillos para placa de prototipos
■
Asegurarse de que las puntas de prueba del polímetro y el conmutador se
encuentran en la posición adecuada para la medida que hay que realizar.
■
Identificar el ánodo y el cátodo del LED según lo indicado en esta
unidad.
Desarrollo
1. Elegir un color de LED.
2. Definir la tensión de umbral y la corriente para dicho LED. Al ser rojo estándar son: 1,7 V y 10 mA.
3. Calcular la resistencia de polarización, con la fórmula vista en la unidad, sabiendo que el circuito se
va a alimentar a 9 V.
R=
V – VLED 9V – 1,7V
=
= 730Ω
0,01A
ILED
4. Elegir la resistencia comercial más próxima, que en este caso es una de 680 Ω con el 5 % de tolerancia.
5. Identificar el ánodo y cátodo del LED y pincharlo en la placa de prototipos.
6. Hacer lo mismo con la resistencia para que quede conectada en serie con el LED.
7. Poner los cables necesarios para que el conjunto quede conectado entre el positivo y negativo de
la pila.
8. Con un polímetro, comprobar la tensión que existe entre los dos terminales del LED.
9. Hacer lo mismo en los de la resistencia y anotar el resultado. La suma de ambas tensiones debe ser
igual a la de la alimentación.
10. Invertir la polaridad de la alimentación y comprobar que el LED no se enciende.
+
+
–
–
+
a
k
+ –
9V cc
680 Ω
LED
rojo
Figura 6.44. Esquema y circuito para polarizar un led de color rojo.
142
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Unidad 6
FICHA DE TRABAJO 1
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Conexión de dos LED en serie
Objetivo
■
Herramientas
Calcular la resistencia de polarización de LED conectados en serie y
en paralelo.
■
Polímetro
■
Tijera de electricista
Material
Precauciones
■
■
■
Dos LED de color verde
Asegúrate de que las puntas de prueba del polímetro y el conmutador se
encuentran en la posición adecuada para la medida que hay que realizar.
■
Un placa prototipos
■
Una resistencia de 470 Ω
Identifica el ánodo y el cátodo del LED y conéctalos entre ellos de forma
adecuada según lo indicado en esta unidad.
■
Una pila de 9 V con su portapilas
■
Cablecillos para placa de prototipos
Desarrollo
1. Elige dos LED de color verde.
2. Conociendo la tensión de umbral y la corriente para un LED de color verde (2,2 V y 10 mA), calcula
la resistencia de polarización, sabiendo que la tensión a los extremos de los LED debe ser de 4,4 V
y la misma corriente por estar en serie.
3. R =
V – VLED 9V – 4,4V
=
= 460Ω
0,01A
ILED
4. Elige la resistencia comercial más próxima al valor obtenido, que en este caso es una de 470 Ω con
el 5 % de tolerancia.
5. Pincha los LED para queden conectados en serie entre sí y con la resistencia.
+
+
–
–
k a
– +
k
–
+
a
+
9Vcc
470 Ω
LED
verdes
Figura 6.45. Esquema y circuito para polarizar un LED de color rojo.
6. Cablea el conjunto para que los dos LED y la resistencia queden conectados en serie y todo ello,
entre el positivo y negativo de la pila.
Debes tener en cuenta que el cátodo del primer LED debe conectarse con el ánodo del segundo, y
el cátodo de este, con el negativo de la alimentación.
7. Con un polímetro, comprueba y anota en tu cuaderno la tensión que existe entre los dos terminales
del primer LED, entre los del segundo, en los extremos de la conexión serie de ambos LED y en los
terminales de la resistencia.
143
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Unidad 6
FICHA DE TRABAJO 2
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Encendido un LED bicolor
Objetivo
Herramientas
■
Polímetro
■
Tijera de electricista
■
Precauciones
Material
■
Un placa prototipos
■
LED bicolor de cátodo común
■
Polarizar y encender un LED bicolor.
Dos resistencias (valor según
cálculos)
■
Conmutador DPST
■
Pulsador SPST
■
Una pila de 9 V con su portapilas
■
Cablecillos para placa de prototipos
■
Identifica si el LED bicolor es de ánodo o de cátodo común y localiza
el terminal común.
■
Si no se conocen las características eléctricas del LED, se pueden utilizar
las vistas en esta unidad para los diferentes tipos de colores.
■
La resistencia de polarización de este LED se puede conectar de dos
formas:
1. Si no se van a polarizar los dos colores a la vez, se inserta una única
resistencia en la patilla común.
2. Si se van a polarizar los dos colores a la vez, para conseguir un tercer
color, se insertan dos resistencias.
Desarrollo
Caso 1. Encendido de los dos colores individualmente
1. Localiza el terminal común. En el siguiente ejemplo se ha tomado un
LED con cátodo común.
2. Conociendo la tensión de umbral y la corriente del LED, calcula la resistencia de polarización.
3. Selecciona la resistencia comercial más próxima al valor calculado.
4. Diseña el circuito para polarizar y conmutar el encendido de ambos
colores.
Conmutador
SPDT
a2
k
Resistencia de
polarización
+
LED bicolor
9V
a1
Figura 6.46. Encendido de un LED bicolor con conmutador.
5. Monta sobre la placa de prototipos el circuito y prueba su funcionamiento.
144
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+
+
–
–
k a2
2A 250V
50VAC
a1
Figura 6.47. Montaje en placa de prototipos.
Caso 2. Encendido de los dos colores a la vez
1. En este caso, es necesario polarizar cada color de forma independiente con su respectiva resistencia.
Para ello haz el cálculo según lo estudiado en la unidad, en función del tipo de color.
2. El circuito de conmutación, además del conmutador SPDT, requiere de un pulsador SPST conectado,
según se muestra en el esquema, para poder encender los dos colores a la vez.
R1
Conmutador
SPDT
a2
Pulsador
SPST
LED bicolor
k
+
9V
R2
a1
Figura 6.48. Encendido de un LED bicolor con dos resistencias de polarización.
3. Monta el circuito sobre una placa de prototipos.
4. Aliméntalo con la pila y pruebas su funcionamiento. Si el pulsador permanece inactivo, los dos colores
del LED se pueden accionar de forma independiente mediante el conmutador. Sin embargo, si se
acciona el pulsador, en cualquiera de las posiciones del conmutador, los dos colores se encienden
a la vez.
+
+
–
–
a1
k a2
Conmutador
2A 250V
50VAC
Pulsador
Figura 6.49. Montaje en placa de prototipos.
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Unidad 6
FICHA DE TRABAJO 3
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Polarización de un diodo
Objetivo
Herramientas
■
Polímetro
■
Tijera de electricista
■
Material
Comprobar cómo se comporta un diodo cuando está directa o
inversamente polarizado.
■
Una placa prototipos
Precauciones
■
Un LED de color rojo
■
■
Un diodo rectificador
■
Resistencia de 680 Ω
■
Una pila de 9 V con su portapilas
■
Identifica el ánodo y el cátodo del diodo que vas a utilizar.
Desarrollo
1. Utiliza el montaje realizado en la práctica resuelta de esta unidad
para polarizar un diodo LED.
Cablecillos para placa de
prototipos
2. Inserta en serie un diodo con el circuito de forma que el ánodo
reciba el positivo de la fuente de tensión. ¿Qué ocurre con el diodo
LED?
3. Mide la tensión en los terminales del diodo que has insertado.
¿Qué valor obtienes? ¿Qué indica dicho valor?
+
680 Ω
+
k
-
LED
+
a
+
9 V cc
Figura 6.50. Polarización directa del diodo.
4. Invierte la conexión del diodo para que quede conectado en polarización inversa. ¿Qué ocurre con el diodo LED? ¿Llega tensión a
sus terminales?
+
Diodo
+
680 Ω
k
-
+
a
+
9 V cc
Figura 6.51. Polarización inversa del diodo.
146
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LED
Unidad 6
FICHA DE TRABAJO 4
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Conversión de corriente alterna a continua
con un diodo y un condensador
Objetivos
■
■
Herramientas
Comprobar cómo hacer un circuito rectificador
básico utilizando un diodo y un condensador
electrolítico.
■
Desarrollo
1. En la placa de prototipos, conecta un diodo
en serie con una resistencia de aproximadamente 1 kΩ.
2. Conecta dicho circuito a la salida de 0 - 9 V
del transformador que montaste en una de las
fichas de trabajo de la unidad anterior.
3. Enchufa el transformador a una toma de corriente de 230 V y mide la tensión en la salida
del secundario del transformador y anota el
resultado en tu cuaderno.
4. Invierte las puntas de prueba y repite la medida. En el polímetro no debe aparecer el signo
negativo, ya que la corriente alterna no tiene
polaridad.
5. Con el selector del polímetro en Vca, mide la
tensión que existe en los terminales de la resistencia. Debes observar que el valor de la
tensión queda reducido aproximadamente a
la mitad del valor de entrada.
Tijera de electricista
■
Conmuta el polímetro adecuadamente para
elegir entre tensión en corriente continua y
corriente alterna.
No abras la caja del transformador cuando este
se encuentre conectado a la red eléctrica. Entrar en contacto con un circuito de 230 V, puede resultar peligroso e incluso mortal.
Polímetro
■
Material
Medir tensiones en alterna y en continua.
Precauciones
■
■
El montaje del transformador realizado
en una de las fichas de trabajo de la unidad
anterior
■
Un placa prototipos
■
Un diodo
■
Un condensador electrolítico de 100 uF
6. Cambia el selector del polímetro en Vcc y mide
la tensión en los terminales de la resistencia.
Debes observar que el valor incluso ahora es
más bajo que la medida anterior.
7. Invierte la polaridad de las puntas de prueba y observa que en el polímetro aparece
una tensión negativa. Esto significa que a la
salida del diodo, es decir, en los terminales
de la resistencia, existe un tipo de corriente
continua.
8. Pon el condensador de 100 uF en paralelo
con la resistencia y repite las medidas. Compara los resultados con los obtenidos anteriormente.
Vca
-
0
125 V
230 V
9V
0
9V
Vcc
-
+
9V
0
9V
+
+
-
Figura 6.52. Montaje del rectificador con condensador.
147
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Unidad 6
FICHA DE TRABAJO 5
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Rectificación de CC a CA mediante puente
de diodos y condensador
Objetivos
Herramientas
■
Polímetro
■
Tijera de electricista
Material
■
El montaje del transformador
realizado en una de las fichas
de trabajo de la unidad anterior
■
Un placa prototipos
■
Un puente de diodos
■
Una resistencia de 1 kΩ
■
Un condensador electrolítico
de 470 µF
■
Cablecillos para placa de
prototipos
■
Comprobar el comportamiento de un sistema de rectificación de CC a CA
mediante un puente de diodos.
■
Medir tensiones en alterna y en continua en diferentes puntos del circuito.
Precauciones
■
Conmuta el polímetro adecuadamente para elegir entre tensión en corriente continua y corriente alterna.
■
No abras la caja del transformador cuando este se encuentre conectado a
la red eléctrica. Entrar en contacto con un circuito de 230 V puede resultar
peligroso e incluso mortal.
■
Debes respetar la polaridad del condensador, ya que de lo contrario podría
destruirse.
■
Identifica los terminales del puente de rectificadores.
Desarrollo
1. En el circuito de la ficha de trabajo anterior, sustituye el diodo por un
puente rectificador.
2. Realiza las medidas propuestas en la ficha de trabajo sin y con el condensador en paralelo con la resistencia.
9V
0
Puente de diodos
AC
230 Vca
125 V
0
230 V
9V
+
–
AC
100 uF
1 kΩ
Figura 6.53. Circuito con puente rectificador.
3. Anota los resultados en tu cuaderno en una tabla similar a la siguiente.
Sin condensador
Vca secundario
del transformador
Vca en resistencia
Vcc en resistencia
con condensador
Vca en resistencia
Vcc en resistencia
Tabla 6.4. Tabla de recogida de datos del experimento.
148
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Unidad 6
FICHA DE TRABAJO 6
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Construcción de una fuente de alimentación
Objetivo
■
Herramientas
Montar una fuente de alimentación para usarla en futuros montajes.
Precauciones
■
■
Debes respetar la polaridad del condensador, ya que de lo contrario
podría destruirse.
■
Polímetro
■
Herramientas básicas del electricista
■
Soldador de estaño
Material
■
Conecta adecuadamente los terminales del puente de diodos.
El montaje del transformador realizado
en una de las fichas de trabajo de la
unidad anterior
■
Un puente de diodos
■
Un condensador electrolítico de 470 µF
1. Suelda dos cables de color azul a los terminales de corriente alterna del puente de diodos.
■
Cable de 0,75 mm2
■
Cinco regletas
2. Une el positivo del condensador con el positivo del puente de
diodos, y todo ello con un cable de color rojo. Suelda la unión
con estaño.
■
Bridas
Desarrollo
3. Haz lo mismo con los negativos y un cable de color negro.
■
■
Una caja de plástico con tapa (una
solución económica es utilizar cajas tipo
fiambrera)
Cinta aislante o cinta termorretráctil
4. Cubre las uniones con cinta aislante o cinta termorretráctil.
5. Coge una caja de plástico y haz dos orificios laterales con la tijera para la salida de cables.
6. Inserta el conjunto en su interior.
7. Conecta dos regletas en ambas salidas de cables e identifica la polaridad en la parte de continua.
8. Fija el cableado de salida mediante bridas para evitar que se mueva en el interior.
9. Pon la tapa de la caja para que el circuito quede protegido.
Bridas
Condensador de 470 uF
Soldaduras con estaño
Al transformador
0-9V
+
+
Conexión al
secundario del
transformador
+
–
Salida en CC
Caja de plástico
Puente de diodos
Figura 6.54. Circuito de la fuente de alimentación
10. Conecta la entrada de alterna entre los terminales 0-9 V del transformador.
11. Comprueba con un polímetro la tensión de salida en la regleta de corriente continua. ¿Cuántos
voltios salen?
149
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Unidad 6
FICHA DE TRABAJO 7
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Comprobación de un transistor
con polímetro
Objetivo
Herramientas
■
Polímetro con toma para
comprobar hFE de transistores
Material
■
Probar un transistor, fuera de circuito, con un polímetro.
Precauciones
■
Un transistor NPN (BC547)
■
Un transistor PNP (BC557)
■
Debes conocer el tipo de transistor que se va a comprobar (PNP o NPN) y
cuál es la disposición de sus patillas. Se recomienda tener la hoja de características del transistor a mano para hacer esta comprobación.
Desarrollo
Com robación de la continuidad de un transistor
A efectos de comprobación, un transistor se comporta como dos diodos
conectados en un punto común, que sería el equivalente al terminal de la
base. Así, la comprobación se hace como si de diodos individuales se tratase.
Es decir, que si el diodo se polariza de forma directa con las puntas de prueba del polímetro, habrá continuidad entre los terminales. Por contra, si se
polariza de forma inversa, no la habrá.
NPN
PNP
colector
colector
C
C
B
base
B
base
E
E
emisor
emisor
Figura 6.55. Circuito equivalente, a efectos de comprobación, de los dos tipos de transistores.
1. Localiza el emisor, la base y el colector del transistor que vas a utilizar.
Aquí se ha tomado como ejemplo un transistor BC547 que es de tipo NPN,
pero otros modelos, incluso con el mismo tipo de cápsula, pueden tener
otra disposición de las patillas.
Comprobación del transistor NPN
-
+
c
b
e
-
+
c
C
B
b
-
+
c
C
B
E
e
b
e
-
+
c
C
B
E
b
e
C
B
E
Figura 6.56. Comprobación de un transistor NPN modelo BC547.
150
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E
2. La comprobación de un transistor consiste en hacer las cuatro comprobaciones mostradas en la figura. En dos de ellas, las representadas a la
derecha, debe marcar continuidad y en las otras no. Si esto no es así, el
transistor puede estar defectuoso.
3. De igual forma se debe proceder para comprobar un transistor PNP. En
este caso, la polarización es la contraria al transistor NPN y, por tanto, el
resultado de la comprobación también lo será. El modelo de transistor
elegido en el ejemplo es el BC557.
Comprobación del transistor PNP
-
+
c
b
e
-
+
c
C
B
b
e
-
c
C
b
e
-
+
c
C
B
E
+
B
b
e
C
B
E
E
E
Figura 6.57. Comprobación de un transistor NPN modelo BC557.
Com robación de la ganancia de un transistor con el olímetro
Esta comprobación permite conocer si la ganancia de un transistor, hFE, es la
que se indica en la hoja de características y, por tanto, el transistor funciona
correctamente.
Para ello debes hacer lo siguiente:
1. Identifica cuáles son las patillas del transistor y su polaridad (PNP o NPN).
2. Conmuta el selector del polímetro en el modo hFE.
3. Inserta las patillas en el zócalo del polímetro en el orden correcto.
4. El valor de la ganancia debe estar próximo al indicado en la hoja de características, si no es así, el transistor está mal o no es fiable.
Transistor
Zócalo del polímetro
para transistores
Posición del selector
del polímetro
Figura 6.5 . Comprobación de hFE con polímetro.
151
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Unidad 6
FICHA DE TRABAJO 8
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Funcionamiento de un transistor como
interruptor
Herramientas
■
■
Polímetro
Herramientas básicas
del electricista
Objetivo
Material
■
■
■
■
■
■
■
■
■
El monta e del transformador y la
fuente de alimentación montado
en fichas de traba o anteriores
Un transistor BC548
Un diodo LED de color ro o
Una resistencia de 1 kΩ
Una resistencia de 4 700 Ω
Una placa de prototipos
Cablecillos paraplaca deprototipos
Un pulsador para PCB
Comprender el funcionamiento de un transistor.
Precauciones
■
Debes consultar la hoja de características del transistor para identificar
cada una de sus patillas.
Desarrollo
Caso 1. Transistor como interru tor NA
1. Recopila cada uno de los componentes correspondientes al esquema
de la figura 6.59.
–
12 Vcc
Pulsador
R2
1 kΩ
BC548
BC548
+
12V
a
+
4K7
R1
k
-
C
B
BC548
c
c
b e
b e
E
Figura 6.59. Circuito del transistor como interruptor normalmente abierto.
Figura 6.60. Monta e del transistor como interruptor.
2. Monta el circuito sobre una placa de prototipos, teniendo en cuenta
la correcta posición del transistor según sus patillas, y prueba su funcionamiento.
3. Alimenta el circuito utilizando la fuente de alimentación con el transformador que montaste en una ficha de trabajo anterior.
4. Observa que al alimentar el circuito el LED se encuentra apagado. Si
se acciona el pulsador, la base del transistor se polariza y el LED se
enciende. Por tanto, el transistor está funcionando como un interruptor
normalmente abierto (NA).
5. Con un polímetro, mide la tensión que hay en los terminales del conjunto R2 y el LED.
6. Anota el resultado en tu cuaderno.
152
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Caso 2. Transistor como interru tor NC
1. Desconecta el circuito de la fuente de alimentación.
2. Realiza el cambio propuesto en el esquema de la figura 6.61. En este
caso, el LED se ha conectado con el cátodo al negativo de la alimentación y, el ánodo, entre la unión del colector del transistor, con la
resistencia R2.
1 kΩ
R2
Pulsador
+
12V
4K7
R1
C
B
BC548
E
Figura 6.61. Circuito del transistor como interruptor normalmente cerrado.
–
12 Vcc
a
+
k
-
Figura 6.62. Monta e del transistor como interruptor normalmente cerrado.
3. Conecta de nuevo la alimentación.
4. En este caso, se observa que el LED se enciende de inmediato y permanece en esta situación mientras no se accione el pulsador.
5. Acciona el pulsador. El LED se apaga. Por tanto, el transistor está funcionando como un interruptor normalmente cerrado (NC).
6. Con un polímetro, mide la tensión que hay en los terminales del conjunto R2 y el LED.
7. Anota el resultado en tu cuaderno y compáralo con el del caso anterior.
¿Qué diferencias encuentras?
153
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7
Circuitos en los equipos
Vamos a conocer...
1. Técnicas de ejecución de circuitos
2. Circuitos básicos de electrónica
PRÁCTICA RESUELTA
Construcción de un comprobador por la técnica de
cableado
FICHAS DE TRABAJO 1
Construcción de una placa de circuito impreso
FICHA DE TRABAJO 2
Placa de circuito impreso para fuente de
alimentación estabilizada
FICHA DE TRABAJO 3
Placa de circuito impreso para fuente de
alimentación simétrica
FICHA DE TRABAJO 4
Placa de circuito impreso para LED intermitente
FICHA DE TRABAJO 5
Regulador de velocidad para motor universal
Y al finalizar esta unidad…
■
Conocerás cuales son las técnicas para la ejecución de circuitos en el interior de equipos y
electrodomésticos.
■
Conocerás algunos circuitos básicos de electrónica.
■
Fabricarás placas de circuito impreso para montar sobre ellas diferentes tipos de circuitos de
electrónica.
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Circuitos en los equipos
1. Técnicas de ejecución de circuitos
Los circuitos del interior de los equipos electrónicos y de los electrodomésticos pueden realizarse según diferentes tecnologías.
1.1. Circuitos cableados
Muy utilizados en electrodomésticos y máquinas herramientas para conectar entre sí los diferentes componentes de su circuito eléctrico y electrónico. Pare ello se utiliza la técnica de soldadura blanda o mediante
terminales tipo Faston.
El cableado se usa en equipos cuyos componentes están muy separados
entre sí, como por ejemplo la lavadora o el lavavajillas; o que no utilizan
gran número de componentes electrónicos y su conexión no requiere
placa de circuito impreso.
Figura 7.1. Circuito cableado en el interior de una
herramienta eléctrica.
1.2. Circuitos sobre placas de circuito impreso
Presentes en equipos con gran cantidad de componentes electrónicos,
su ejecución puede hacerse de dos formas.
1.2.1. Conexión por orificio pasante
Esta tecnología es ampliamente utilizada desde los albores de la electrónica. Consiste en montar los componentes atravesando con sus terminales la placa de circuito impreso, la cual ha sido previamente perforada. El
cuerpo del componente queda en una cara de la placa y las soldaduras
de los terminales a las pistas, en la otra.
Recuerda
A las placas de circuito impreso se las denomina habitualmente placas PCB, que
son las siglas del inglés: Printed Circuit
Board.
Componentes
Pista
de cobre
Soldadura
Placa de circuito
impreso
Terminales
Figura 7.2. Detalle de ejecución de placas de circuito impreso por orificio pasante.
En numerosas ocasiones, la complejidad de conexión entre los componentes de un circuito electrónico requiere utilizar placas de circuito
impreso de más de una cara, denominadas también multicapa. Esto
consiste en hacer un sándwich de placas de circuito impreso, cuyas pistas quedan conectadas entre sí mediante orificios metalizados u otras
técnicas.
En el ejemplo de la figura 7.2 se muestra una placa de circuito impreso
de doble cara. En este caso, las pistas de cobre se encuentran en ambas
caras, quedando unidas por orificios metalizados. Los terminales de los
componentes se pueden soldar por ambos lados.
Practica
Realiza la práctica resuelta de esta unidad.
155
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Unidad 7
Pista
de cobre de
la cara superior
En tu profesión
Después de la sustitución de un componente en una placa de doble cara, es
necesario comprobar que sus patillas o
terminales han quedado conectados correctamente por ambos lados.
Pistas de cobre
de la cara inferior
Orificios metalizados
Figura 7.3. Placa de circuito impreso de doble cara.
El acabado profesional de una placa de circuito impreso requiere aplicar una capa de esmalte o barniz aislante sobre las pistas, sin cubrir los
puntos de conexión, conocidos habitualmente como pads, para que
sobre ellos se pueda realizar la soldadura.
Figura 7.4. Detalle de pistas barnizadas y pads
para la soldadura.
Figura 7.5. Placa de circuito impreso de doble cara cubierta de esmalte de color verde.
1.2.2. Montaje en superficie
Recuerda
La conexión de entrada y salida de cables
en las placas de circuito impreso se hace
utilizando las técnicas y componentes
estudiados en la unidad de este libro.
Más conocida como montaje SMD, siglas de la denominación en inglés
Surface Mount Device, es una técnica que no requiere perforar la placa
de circuito impreso, ya que los componentes se sueldan directamente
sobre las pistas de cobre.
Esta técnica ha facilitado la miniaturización de los equipos y dispositivos electrónicos. No obstante, para su ejecución se requieren equipos
especiales de soldadura y manipulación, que no siempre son accesibles
a todo tipo de técnicos.
Los componentes electrónicos, tanto pasivos como activos, tienen un
tamaño muy pequeño y no disponen de terminales tipo patilla.
Figura 7.6. Placa de circuito impreso con componentes en superficie.
156
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Circuitos en los equipos
1.3. Fabricación de una placa de circuito impreso
La fabricación industrial de placas de circuito impreso (PCB) se realiza
mediante equipos muy sofisticados a partir de diseños realizados mediante ordenador. Su estudio se sale de los objetivos de esta obra. No
obstante, existen técnicas manuales que permiten la construcción de
placas PCB de una forma sencilla y rápida, que no requieren complejos
y caros sistemas de fabricación.
Desde el punto de vista de la reparación, no hay mejor forma para conocer cómo se trabaja con las placas de circuito impreso que fabricar
algunas de ellas.
A continuación se describe el método más sencillo para la fabricación
de placas de circuito impreso de forma manual.
1.° Composición de la placa de circuito impreso virgen
En tu profesión
Existen diferentes tipos de placas de
prototipos soldables que disponen de
pistas pretaladradas. Estas permiten
realizar circuitos electrónicos no demasiado complejos, sin necesidad de fabricar la placa.
La placa está constituida por un material aislante, que normalmente es
baquelita o fibra de vidrio, y una capa de cobre que la cubre por una o
por las dos caras.
Figura 7.7. Placa de circuito impreso virgen de una cara.
Las pistas de conexión entre componentes se crean eliminando el cobre
sobrante. Para ello se pueden utilizar procedimientos químicos o mecánicos mediante técnicas de devastado.
Figura 7.8. Placa pretaladrada para prototipos.
2.° Diseño de la disposición de los componentes
El primer paso consiste en dibujar la que será la disposición de los componentes sobre la placa de circuito impreso, representando el espacio
que van a ocupar y el lugar en el que se insertarán sus terminales.
Esta representación se puede hacer a mano, sobre un papel milimetrado,
o utilizando algún software de diseño gráfico basado en ordenador. En
el segundo caso, hay que asegurarse de que la impresión final tiene las
dimensiones reales de los componentes.
Figura 7.9. Ejemplo de diseño sobre papel
milimetrado.
Figura 7.10. Representación de la disposición de componentes en una futura placa de circuito impreso.
Es importante identificar cada uno de los elementos del esquema y marcar la polaridad de aquellos que lo requieran.
157
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Unidad 7
3.° Creación del fotolito de pistas
Utilizando papel transparente (vegetal o de seda), se coloca sobre el
diseño en el papel milimetrado y con un lapicero se realiza la conexión
entre componentes según el esquema. De esta forma se obtiene el fotolito positivo de las pistas representadas por el lado de los componentes.
Figura 7.11. Detalle de un fotolito realizado a
mano sobre papel vegetal.
Figura 7.12. Representación de las pistas por el lado de los componentes y fotolito positivo.
El diseño de las pistas de la placa de circuito impreso suele conocerse
como enrutado o por su denominación inglesa: route.
Las pistas no deben cruzarse entre sí y si en alguna ocasión no se encuentran huecos para su representación, se debe recurrir a realizar puentes o jumpers.
4.° Fijación del fotolito por el lado del cobre
El fotolito resultante del paso anterior es la representación de las pistas
por el lado de los componentes. Como el diseño de las pistas debe hacerse por el lado del cobre, es necesario girar el fotolito para así obtener
su negativo.
Este debe pegarse con celofán por el lado del cobre para evitar que se
mueva.
Placa por el
lado del cobre
Ftolito
invertido
sobre la placa
Figura 7.13. Ejemplo de fotolito realizado
manualmente sobre placa de circuito impreso
(cortesía proyecto REESS).
En tu profesión
Es importante no olvidar invertir el fotolito resultante para colocarlo sobre el lado
del cobre. Si la placa se mecaniza sin hacerlo, no se podrán montar los componentes según el diseño inicial.
Figura 7.14. Fotolito sobre la placa del lado del cobre.
158
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Circuitos en los equipos
5.° Taladrado de orificios
Con el fotolito sobre la placa de circuito impreso, se marcan los puntos
de los pads. Para ello se coloca un granete o puntero de pequeñas dimensiones en cada uno de ellos y se golpea suavemente con un martillo
dejando una ligera marca en el cobre.
Granete
Figura 7.15. Uso del granete para marcar orificios.
Figura 7.16. Resultado final una vez retirado el fotolito.
Es aconsejable marcar cuatro puntos en cada una de las esquinas de
la placa para su posterior fijación a la caja o al chasis sobre el que se
vaya a instalar.
Con un minitaladro de sobremesa, y utilizando las brocas de 1 mm o de
1,5 mm, dependiendo del grosor de los terminales de los componentes
a utilizar, se perforan todos los puntos marcados.
Figura 7.17. Placa completamente taladrada.
6.° Representación de las pistas en el lado del cobre
Con una lija de pulir de grano fino se eliminan las marcas y rebabas que
hay en el lado del cobre, tras la operación de taladrado.
apel
de lija
Placa por el
lado del cobre
Figura 7.18. Ejemplo de taladrado de una
placa de circuito impreso.
Figura 7.19. Operación de lijado sobre el lado del cobre.
Después de realizar esta operación no es aconsejable tocar el lado del
cobre con la mano, ya que las huellas dificultarían el posterior tratamiento químico de la placa.
159
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Unidad 7
7.° Representación de las pistas en la placa
Con un rotulador permanente se marcan los pads y las pistas en el lado
del cobre de la placa. El rotulador se debe pasar varias veces por cada
tramo y siempre en el mismo sentido, ya que un movimiento de vaivén
puede retirar la tinta que ya se había aplicado.
Rotulador permanente
Rotulado de las
pistas y pads
Figura 7.20. Representación de las pistas con rotulador permanente.
En esta operación también se debe evitar tocar el cobre con los dedos
de la mano ya que dejaría huella.
Dependiendo de las necesidades de cada diseño, se pueden utilizar
rotuladores de diferentes grosores.
8.° Tratamiento químico
El tratamiento químico de la placa permite eliminar el cobre sobrante
que no se ha marcado con el rotulador. Para esta operación pueden
usarse diferentes productos químicos, no obstante, aquí se ha decidido
utilizar el cloruro férrico, ya que aporta bastante seguridad respecto a
otros como la sosa cáustica.
El cloruro férrico se comercializa en formato sólido para su disolución en
las proporciones que indica el fabricante. Para ello es aconsejable utilizar
una cubeta o bandeja de material plástico con suficiente profundidad
para evitar que se derrame fuera.
Una vez que el cloruro férrico se ha disuelto por completo en el agua,
se inserta la placa de circuito impreso en la cubeta y, con unas pinzas
especiales o con un hilo de cobre esmaltado atado en alguno de los
orificios anteriormente realizados, se mueve de forma continuada para
acelerar el proceso.
Se debe observar la placa continuamente y sacarla cuando el cobre que
no está bajo el rotulador se haya eliminado completamente.
160
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Circuitos en los equipos
Figura 7.21. Proceso de fabricación de una placa de circuito impreso con cloruro férrico (cortesía
proyecto REESS).
Una vez llevado a cabo el procedimiento anterior, la placa debe limpiarse poniéndola bajo un chorro de agua y eliminando los restos de rotulador mediante un estropajo. De esta forma la placa de circuito impreso
quedará lista para su utilización.
Cobre que estaba
debajo del rotulador
En tu profesión
Ejemplo de un circuito construido por el
método manual descrito.
Huecos en los que el cobre se ha
eliminado con el tratamiento químico
Figura 7.22. Placa de circuito impreso completamente terminada.
9.° Soldadura de componentes
Figura 7.23. Lado del cobre.
El último paso consiste en insertar las patillas de los componentes en
el interior de los orificios, respetando su polaridad, y soldarlas por el
siguiente orden:
1.° Zócalos de circuitos integrados.
2.° Bornes y espadines.
3.° Resistencias.
4.° Condensadores.
5.° Componentes activos: diodos, transistores, integrados sin zócalo, etc.
Figura 7.24. Lado de los componentes.
Practica
Figura 7.25. Colocación de los componentes sobre la placa diseñada.
Realiza la ficha de tra ajo 1 de esta unidad.
161
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Unidad 7
2. Circuitos básicos de electrónica
A continuación se muestran algunos circuitos básicos de electrónica que
se deben conocer, ya que son de gran aplicación en todo tipo de equipos. Estos dan una visión general, muy elemental, de cómo son este
tipo de circuitos, pero será suficiente para poder realizar las actividades
propuestas en las fichas de trabajo de esta unidad y para identificar los
elementos que los constituyen.
2.1. Fuente de alimentación completa
no estabilizada
El siguiente circuito muestra una fuente de alimentación completa de
propósito general, construida con un puente de diodos y un condensador para filtrar la señal de salida.
AC
Fusible
0
Puente de diodos
0
230 V
+
–
2 1 kΩ
9
Transformador
AC
1
Figura 7.26. Fuente de alimentación no estabilizada.
En ella, la tensión de salida no se encuentra estabilizada. Es decir, si en
la red de alimentación se producen oscilaciones, se verán reflejadas, de
forma proporcional, en su salida. Esto es importante, ya que algunos
equipos pueden funcionar de forma incorrecta, incluso podrían dañarse
ante este tipo de variaciones.
Sa er más
En muchas ocasiones, el negativo de la
alimentación se representa con el símbolo de la masa, ya que suele estar unido
al chasis del equipo.
–
+
+V
1 kΩ
AC 1000 uF
–V
Figura 7.27. Representación del negativo con el
símbolo de masa.
También hay que tener en cuenta que el conjunto del rectificador, formado por el puente de diodos y el condensador, entrega una tensión
ligeramente superior a la que existe en su entrada. En el ejemplo anterior, la tensión de entrada al circuito rectificador es de 9 V en corriente
alterna, y, sin embargo, en la salida se obtienen aproximadamente 11 V
en corriente continua.
En aplicaciones de audio, es recomendable que la capacidad del condensador sea lo más alta posible, por ejemplo: 2 200 µF.
El diodo LED se utiliza como elemento de señalización para indicar
cuando la fuente de alimentación está encendida o cuando está apagada.
162
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Circuitos en los equipos
2.2. Fuente de alimentación simétrica no estabilizada
Muchos circuitos requieren una alimentación de tipo simétrico, que entregue valores de tensión positivos y negativos y una masa de referencia.
Para construir este tipo de fuente de alimentación, es necesario utilizar
transformadores que dispongan de devanados secundarios con toma
intermedia, por ejemplo + 9 V / 0 V / –9 V.
En tu profesión
Es importante prestar atención a la polaridad de los condensadores, ya que si no
se conectan de forma adecuada pueden
destruirse de forma irremediable.
AC
Fusible
0
230 V
Puente de diodos
+
–
+V
1 kΩ
Transformador
AC
0V
1 kΩ
–V
Figura 7.28. Fuente de alimentación simétrica no estabilizada.
En la fuente de alimentación de la figura anterior, se obtiene un valor
de aproximadamente + 11 V entre los terminales + V y 0 V, y – 11 V entre
los terminales – V y 0 V.
Los dos diodos LED se encargan de señalizar si existe tensión de salida
en ambos circuitos.
78xx
De igual forma que la fuente de alimentación anterior, la tensión no
está estabilizada y, por tanto, si en la entrada se producen oscilaciones,
también se verá afectada su salida.
Aunque existen otros métodos, la forma más sencilla de estabilizar la
tensión de salida de una fuente de alimentación consiste en utilizar circuitos integrados reguladores de tensión. Estos se encuentran encapsulados en diferentes formatos, pero el formato TO-220, que soporta una
corriente de hasta 1,5 A, es uno de los más utilizados. Tiene tres patillas:
entrada (input), salida (output) y masa (common).
Output
Input
Para que la tensión de salida de una fuente de alimentación no esté
afectada por las variaciones de la tensión de la red eléctrica, es necesario recurrir a la integración de componentes activos en el circuito de
rectificación
Common
2.3. Fuente de alimentación estabilizada
Figura 7.29. Circuito integrado regulador de
tensión con salida positiva en cápsula TO 0.
En este caso, si la tensión de entrada oscila, dentro de los márgenes que
indica el fabricante, la tensión de salida se mantiene estable.
Estos circuitos integrados disponen de un código con el siguiente formato: 78xx, donde el número que aparece en el lugar de xx es el valor
de la tensión de salida.
Practica
Realiza la ficha de tra ajo 2 de esta unidad.
163
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Unidad 7
7805
V
7809
7812
7815
V
V
V
Figura 7.30. Ejemplos de reguladores de tensión y sus tensiones de salida.
El esquema para una fuente de alimentación completa con salida de
tensión estable es el siguiente:
~
"usible
7805
P !u$%u &u &'(&()
0
7805
-. *
–
#
1
2
3
123
330 Ω
~
Transformador
!"
$"
!"
5 *,c
LED
Figura 7.31. Fuente de alimentación con regulador de tensión.
2.4. Fuente de alimentación simétrica estabilizada
Practica
Realiza la ficha de tra ajo 3 de esta unidad.
Las fuentes de alimentación simétricas con salida de tensión estable
se construyen utilizando un segundo circuito integrado regulador con
salida negativa.
Los circuitos integrados del tipo 78xx tienen sus equivalentes con salida
negativa y su código tiene el formato 79xx. En ellos la disposición de las
patillas coincide con los de salida positiva.
El esquema general para una fuente de alimentación simétrica con reguladores de tensión es el que se muestra a continuación.
~
Fusible
230 V
0
7 6
46
–
D3 D1
7809
+
1
D4 D2
/346
79xx
7 6
Transformador
C1
~
1000 uF
2
C2
100 nF
3
V+
C3
R1
680
10 uF
LED
C6
R2
680
10 uF
LED
0
C4
1000 uF
C5
100 nF
2
1
3
V–
7909
Input
Output
Common
Figura 7.32. Fuente de alimentación simétrica estabilizada.
Figura 7.33. Circuito integrado regulador de
tensión con salida negativa en cápsula TO 0.
Las resistencias R1 y R2, para los LED de señalización, deben calcularse
para la tensión de salida de la fuente de alimentación.
Tanto en los circuitos integrados 78xx como en los 79xx, la parte metálica
del encapsulado corresponde con el terminal común o negativo.
164
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Circuitos en los equipos
2.5. LED intermitente
El circuito que se muestra a continuación está basado en el uso de un
circuito integrado muy conocido por los técnicos electrónicos, denominado 555, que se utiliza para generar pulsos temporizados.
La configuración mostrada en el esquema permite encender el led D1 de
forma intermitente, en función de la carga y descarga del condensador
C1, que es controlada mediante el potenciómetro R2. Así, si el valor de
esta resistencia varía, también lo hace la cadencia de encendido del
LED.
R1
1k
IC
555
R2
10 k
+
12 V
7
2
4
8
3
6
5
1
C1
R3
1k
100 uF
D1
Figura 7.34. LED intermitente con circuito integrado 555.
Todos los circuitos integrados tienen una posición fija de patillas. Por
tanto, para su correcta conexión es importante identificar adecuadamente cada una de ellas.
En general la primera patilla suele estar identificada con una marca o
una señal. No obstante, todos los integrados suelen disponer de una
muesca o indicador que debe orientarse hacia el lado izquierdo. Así, la
primera patilla se encuentra siempre en la parte inferior izquierda y la
última en la parte superior izquierda.
8
7
6
5
555
8
4
1
2
3
4
2
3
1
Figura 7.35. Patillaje del integrado 555.
Para montajes autoconstruidos, como los propuestos en las fichas de
trabajo de esta unidad, es recomendable utilizar zócalos para los circuitos integrados. Esto permitirá su rápida sustitución sin necesidad de
soldadura y, en el montaje, evitará que se destruyan por un exceso de
calor.
Practica
Realiza la ficha de tra ajo 4 de esta unidad.
165
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Unidad 7
2.6. Regulador de velocidad basado en TRIAC
En tu profesión
Los circuitos mostrados en esta página
funcionan con la tensión de 30 V de la
red eléctrica. Su manipulación cuando
están conectados puede resultar enormemente peligrosa e incluso mortal.
Algunos de los electrodomésticos y máquinas herramientas que disponen de motor universal permiten regular de forma sencilla su velocidad
si se modifica su tensión de alimentación.
El circuito que se muestra a continuación basa su funcionamiento en el
disparo de un TRIAC mediante la carga y descarga de un condensador
conectado a su patilla G (puerta). El potenciómetro R4 permite al usuario
gestionar dicha carga y descarga desde el exterior, ajustando a voluntad
el valor de tensión que aplica al motor.
M
R1
8::
R2
47 k
Motor
R4
100 k
A1
R3
47 k
G
C1
100 n
C2
100 n
A2
;<: =ca
C3
100 n
Figura 7.36. Circuito de regulación de velocidad de un motor basado en un TRIAC.
Para el montaje de un TRIAC, de igual forma que otros semiconductores, es necesario identificar cada una de sus patillas, ya que una mala
conexión podría destruirlo irremediablemente.
Practica
Realiza la ficha de tra ajo 5 de esta unidad.
Un circuito de similares características es el que se muestra a continuación. En él aparece un componente que todavía no se ha estudiado,
denominado DIAC, que se utiliza para el control de disparo del TRIAC.
M
R2
22 k
Carga
R1
250 k
>1
TRIAC
BT136
G
>2
?@B Cca
DIAC
C3
220 nF
250 V
Figura 7.37. Otro circuito de regulador de velocidad con TRIAC.
Figura 7.38. Símbolo del DIAC.
El DIAC se comporta como dos diodos conectados en antiparalelo, y
solamente permite el paso de corriente cuando se ha superado la tensión de umbral para la que ha sido diseñado, que por lo general suele
ser de unos 30 V.
166
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Unidad 7
EN RESUMEN
Circuitos en los equipos
Técnicas de ejecución de circuitos
Ca leados
Conexión por
orificio pasante
En circuitos impresos
Fabricación
manual de PCB
Conexión
en superficie
Fuentes de alimentación
Circuitos ásicos
Uso de circuitos integrados
Electrónica de potencia
Entra en internet
1. Busca algún vídeo en el que se muestre cómo se sueldan y desueldan los componentes SMD.
. Localiza algún vídeo en el que se muestre cómo se regula la velocidad de un motor de lavadora con un circuito basado en
TRIAC.
167
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Unidad 7
ACTIVIDADES FINALES
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Tomando como referencia el proceso seguido para construir la fuente de alimentación de la ficha de trabajo número 3 de
esta unidad, monta sobre una placa de circuito impreso el circuito correspondiente a una fuente de alimentación con salida
de tensión regulable.
IH
M
–
LM317
3 (In) 2 (Out)
GH
DEG H
3 (Input)
2 (Output)
1 (Ajd)
LM
317
~
0
+ Vcc
1 (Adj)
IH
240 Ω
~
Transformador
JGGG KL
100 nF
5k
100 uF
0 Vcc
Figura 7.39. Fuente de alimentación regulable.
• Se utiliza un circuito integrado LM317, que es un regulador de tensión variable.
• Una vez construida la placa, debe conectarse a la salida del transformador construido en unidades anteriores.
2. Sobre una placa de circuito impreso, monta con tu compañero el circuito para el disparo de un relé mediante un transistor,
teniendo en cuenta lo siguiente:
• Los bornes 1 y se deben utilizar para conectar
componentes externos como un LDR, una NTC,
un pulsador o un potenciómetro y así comprobar
diferentes formas de disparo del relé. Probad varios de ellos y observad el comportamiento del
circuito.
3
+12 V
1
1 kΩ
R2
Relé
12 V
LDR
2
4
• Los bornes 3 y 4 serán para gestionar las cargas
mediante el contacto del relé.
• El circuito debe alimentarse con 1 Vcc.
C
4K7
B
BC548
R1
0
E
Figura 7.40. Disparo de un relé mediante un transistor.
3. Monta en una placa de circuito impreso el circuito del temporizador de la figura siguiente. Con él podrás comprobar cómo
la carga y descarga de un condensador (C1) afecta al control del encendido de un LED. El tiempo puede ser ajustado a
través de la resistencia ajustable R1 que puede tener un valor entre 100 kΩ y 1 MΩ.
+9 V
R1
100 kΩ
C1
100 uF
R3
4,7 k
R5
R2
680 Ω
4,7 k
E
B
BC558
C
C
B
Pulsador
0
R4
BC548
E
47 k
Figura 7.41. Temporizador con transistores.
168
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Unidad 7
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Un PCB es:
a) Un circuito integrado.
b) Una placa de circuito impreso.
c) Un sistema cableado.
d) Un componente electrónico.
2. Las pistas de un circuito impreso son de:
a) Un barniz aislante.
b) Baquelita.
9. En los circuitos impresos diseñados a mano, el rotulador
permanente se utiliza para:
a) Dibujar la ubicación de los componentes en el papel
milimetrado.
b) Dibujar las pistas en el lado de los componentes.
c) Realizar el esquema eléctrico en papel transparente.
d) Dibujar las pistas en el lado del cobre.
10. Se denominan pads a:
c) Cobre.
a) Los puntos de la placa de circuito impreso en los que
los componentes hacen las soldaduras.
d) Fibra de vidrio.
b) Las pistas de la placa de circuito impreso.
3. En la tecnología SMD los componentes electrónicos:
a) Se sueldan directamente a las pistas.
b) Se deben poner a doble cara.
c) Los componentes tienen un gran tamaño.
d) Tiene patillas tipo cable.
4. Una placa de circuito impreso de do le cara:
c) Las uniones eléctricas entre pistas.
d) La conexión a masa del circuito electrónico.
11. Un regulador de tensión es:
a) Un transistor.
c) Un puente rectificador.
b) Un tiristor.
d) Un circuito integrado.
12. El componente denominado 7912 es:
a) Tiene cobre por un solo dado.
a) Un regulador de tensión positiva de 1 V.
b) Es una palca multicapa.
b) Un transistor de 1 V.
c) Tiene doble aislante.
c) Un regulador de tensión negativa.
d) Es la que se utilizada para la tecnología SMD.
5. La tecnología denominada de orificio pasante:
d) Un puente de diodos de 1 V.
13. Una fuente de alimentación simétrica entrega:
a) Es la que se denomina como SMD.
a) Una tensión de valor estable.
b) Es la más antigua.
b) Una tensión con valor positivo.
c) Requiere perforar los puntos de conexión.
c) Una tensión con un valor positivo y otro negativo.
d) Es la que utiliza cloruro férrico para erosionar las pistas.
6. En el diseño de placas de cirquito impreso, lo primero que
se de e hacer es:
a) Taladrar la placa.
b) Meter la placa virgen en cloruro férrico.
c) Dibujar las pistas por el lado del cobre.
d) Representar la ubicación de los componentes.
7. Al meter una placa en cloruro férrico:
d) La correspondiente a un circuito integrado 78xx.
14. En una fuente de alimentación esta ilizada:
a) Se utilizan reguladores de tensión.
b) La tensión varía en función del valor de la tensión de la
red de alimentación.
c) La tensión de salida es simétrica.
d) La tensión de salida es estable aunque fluctúe el valor
de entrada.
15. En un circuito integrado 555 la patilla número 1 es:
a) Se eliminará la baquelita sobrante.
a) La de la parte inferior derecha.
b) Se realizarán los orificios para los componentes.
b) La de la parte inferior izquierda.
c) Se eliminará el cobre sobrante.
c) La de la parte superior derecha.
d) Se barnizará el conjunto.
8. En el diseño de placas, el fotolito es:
d) La de la parte superior izquierda.
16. Un DIAC es:
a) La representación de las pistas y pads.
a) Lo mismo que un diodo.
b) La ubicación de los elementos.
b) Lo mismo que un TRIAC.
c) Es esquema eléctrico del conjunto.
c) Como un doble diodo en antiparalelo.
d) La disposición de los elementos en el interior del equipo.
d) Un transistor.
169
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Unidad 7
PRÁCTICA RESUELTA
Herramientas
■
■
■
■
Polímetro
Taladro de sobremesa
Herramientas básicas del electricista
Soldador eléctrico
Material
■
■
■
■
■
■
■
■
Un LED de color verde y otro de color naranja
Cablecillo de 0,5 mm
Un resistencia de 680 Ω
Una resistencia de 100 Ω
Una pila de 9 V con su portapilas
Un conmutador DPDT
Una caja de dimensiones adecuadas
Dos puntas de prueba
Construcción de un comprobador
por la técnica de cableado
Objetivos
■
Realizar un circuito electrónico por la técnica de cableado.
■
Construir un comprobador que resulte de utilidad para el taller
de reparación.
Precauciones
■
El uso del taladro requiere utilizar gafas protectoras.
■
Se debe identificar el ánodo y el cátodo del LED según lo indicado en esta unidad.
Desarrollo
1. Observar el esquema del circuito que hay que realizar cuyo funcionamiento es el siguiente:
a) El circuito tiene doble función: comprobar continuidad y comprobar la polaridad de la alimentación
de otros circuitos.
b) Cuando el conmutador se encuentra en la posición 1, el comprobador funciona en modo «comprobador de polaridad». En este caso la pila queda anulada y los LED con las resistencias quedan
conectados en serie. La resistencia de 100 Ω permite que el comprobador se pueda utilizar con
fuentes de alimentación de aproximadamente 12 V.
Comprobador
Conmutador
DPDT
LED naranja
1
2
680 Ω
LED verde
100 Ω
+
c) Cuando el conmutador se
encuentra en la posición 2,
el comprobador funciona
en modo «comprobador de
continuidad». En este caso,
la pila se conecta en serie
con el LED verde y su resistencia. Así, si las puntas de
prueba se unen o se detecta
continuidad, el LED se enciende. En esta posición el
LED naranja no tiene ninguna utilidad.
9V
Puntas de prueba
1
2
Figura 7.42. Esquema del circuito.
2. Con un calibre, medir el diámetro de los LED y la rosca de fijación del conmutador.
3. Con las brocas adecuadas a dichos diámetros, realizar los orificios en la tapa de la caja para fijar
en ella los componentes nombrados. Para los LED se ha de elegir una broca con 0,5 mm menos de
diámetro. Esto permitirá que se inserten en el orificio con cierta presión para que no se caigan.
4. Fijar en la tapa de la caja los LED y el conmutador.
170
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5. Con un soldador, realizar el cableado del circuito según el esquema siguiente:
Conmutador
Tapa de
la caja
LED
a
k
–
–
N+
a
+
680
1 C 2
Pila
+
-
k
–
100
1 C 2
Puntas de prueba
Caja de
plástico
Figura 7.43. Cableado del conjunto.
6. Poner una pila en el portapilas.
7. Comprobar el funcionamiento en modo continuidad poniendo el conmutador en la posición 2.
8. Unir las puntas de prueba y comprobar que el LED verde se enciende.
9. Probar el circuito con otros elementos como fusibles, cables, etc. y observar que el funcionamiento
es correcto.
Conmutador
LED
Pos: 2
\[ZYW XW
C
a
k
a
k
+
-
+
-
680
1 C 2
]^la
_i
OQ
R
ST
100
QQ
U
1 C 2
Figura 7.44. Posición . Comprobación de continuidad.
10. Poner el conmutador en la posición 1.
11. Con una pila externa, comprobar su polaridad permutando las puntas de prueba. La polaridad según
en esquema será:
a) Si se enciende el LED naranja: cable rojo positivo y negro negativo.
b) Si se enciende el LED verde: cable rojo negativo y negro positivo.
Conmutador
LED
Pos: 1
`aa `bcdde
a
k
a
k
+
-
+
-
+
C
680
1 C 2
-
Pila
100
1 C 2
Figura 7.45. Posición 1. Comprobación de polaridad.
12. Comprobar el funcionamiento en fuentes de alimentación y otras pilas.
13. Etiquetar sobre la tapa las posiciones del conmutador, para qué sirve cada una de ellas y cuándo se
encienden cada uno de los LED según su polaridad.
171
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Unidad 7
FICHA DE TRABAJO 1
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Construcción de una placa de circuito impreso
Objetivo
Herramientas
Fabricación de una placa de circuito impreso.
■
Taladro de sobremesa
■
■
Herramientas básicas
del electricista
Precauciones
■
Soldador eléctrico
■
Una cubeta
■
Un rotulador permanente
■
Brocas de 1 y 1, 5 mm
Material
■
Un LED de color verde y otro
de color naranja
■
Cablecillo de 0,5 mm
■
Un resistencia de 680 Ω
■
Una resistencia de 100 Ω
■
Una pila de 9 V con su
portapilas
■
Dos bornes dobles para soldar
en PCB
■
Un conmutador DPDT
■
Dos puntas de prueba
■
Una placa de circuito impreso
virgen de una capa
■
Cloruro férrico
■
Un metro de hilo esmaltado
■
Papel milimetrado
■
Papel vegetal o seda
■
Papel de lija de pulir (grano fino)
■
Se deben utilizar guantes y gafas protectoras para trabajar con el cloruro
férrico.
■
Cubre con papel o cartón la superficie en la que se hace el tratamiento
químico para evitar salpicaduras o derrames del líquido sobre ella.
■
El conmutador y los LED no se soldarán directamente sobre la placa. Su
conexión se realizará sacando cables desde ella, a través de los orificios
de conexión.
Desarrollo
1. Basándote en el esquema de la práctica resuelta anterior, diseña la ubicación de los componentes sobre papel milimetrado. Ten en cuenta que el
conmutador requiere cinco puntos de conexión que deben estar correctamente identificados.
Figura 7.46. Disposición de los componentes en el papel milimetrado.
2. Coloca una hoja de papel vegetal o papel seda sobre el diseño anterior y
fíjala sobre él con celofán para evitar que se mueva.
3. Dibuja los pads de soldadura y el trazado de las pistas según el esquema
de conexiones. Recuerda que las pistas no deben cruzarse entre sí.
Figura 7.47. Trazado de pistas por el lado de los componentes.
4. Con las medidas obtenidas en el diseño anterior, corta un trozo de placa
de circuito impreso.
172
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5. Da la vuelta al papel vegetal y colócalo sobre el lado del cobre de la placa de circuito impreso. Pégalo
con celofán para evitar que se mueva.
Placa de circuito impreso virgen
Fotolito del lado del cobre
Figura 7.48. Placa y fotolito del lado del cobre.
6. Con un granete y un martillo, marca todos los puntos de inserción de componentes.
7. Retira el fotolito y, con un minitaladro, realiza los orificios en la placa de circuito impreso. Utiliza una
broca de 1,5 mm para los orificios de los conectores de entrada y de salida y del conmutador. Para
los restantes, usa una broca de 1 mm.
8. Pasa un papel de lija fino sobre el lado del cobre, de forma que se eliminen todas las impurezas y
huellas que pueda tener. A partir de este momento, evita tocar con la mano la parte del cobre.
9. Utilizando como referencia el fotolito del lado del cobre, dibuja con un rotulador permanente todas
las pistas del circuito. Haz varias pasadas por cada trazo y siempre en la misma dirección.
Figura 7.49. Trazado de las pistas con rotulador permanente del lado del cobre.
10. Utiliza un hilo fino de hilo esmaltado y átalo en uno de los orificios anteriormente taladrados.
11. Inserta la placa en la disolución de cloruro férrico.
12. Muévela continuamente hasta que el cobre se haya eliminado por completo.
13. Saca la placa del cloruro férrico y lávala con agua hasta que el rotulador se haya eliminado por completo.
14. Suelda los bornes y las resistencias en la placa.
15. Suelda cablecillos de unos 10 mm de largo entre los orificios destinados al conmutador y los terminales de dicho conmutador.
16. Haz lo mismo para los LED. Ten en cuenta la polaridad de los dichos componentes.
17. Conecta una pila al conjunto y prueba su funcionamiento siguiendo los pasos vistos en la práctica
resuelta de esta unidad.
Conmutador
LED
2 C 1
C
nm
hjk
l
+
-
a
+
2 C 1
k
-
fgrde +
D1
a
+
+
-
k
-
-
Naranja
D2
A las puntas
de prueba
Figura 7.50. Circuito terminado y cableado.
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Unidad 7
FICHA DE TRABAJO 2
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Placa de circuito impreso para fuente
de alimentación estabilizada
Objetivo
Herramientas
■
Las utilizadas en la ficha de trabajo
anterior
■
Material
Fabricación de una placa de circuito impreso para una fuente de
alimentación estabilizada con regulador de tensión.
■
Un LED de color rojo
Precauciones
■
Un resistencia de 330 Ω
■
■
Dos bornes dobles para soldar en PCB
Se deben utilizar guantes y gafas protectoras para trabajar con el
cloruro férrico.
■
Una placa de circuito impreso virgen
de una capa
■
■
Cloruro férrico
Cubre con papel o cartón la superficie en la que se hace el tratamiento químico para evitar salpicaduras o derrames del líquido sobre ella.
■
Un metro de hilo esmaltado
■
■
Papel milimetrado
Respeta la polaridad para los diodos, condensadores electrolíticos
y el circuito integrado regulador de tensión.
■
Papel vegetal o seda
■
Papel de lija de pulir (grano fino)
■
Un condensador electrolítico de 1 000 uF
■
Un condensador electrolítico de 100 uF
■
Un condensador de poliéster de 10 nF
■
Cuatro diodos (modelo 1N4007)
■
Un regulador de tensión 7805
■
El trasformador montado en la ficha
de trabajo 6 de la unidad 5
Desarrollo
1. Basándote en el esquema de la figura 7.31. de esta unidad, diseña
la placa de circuito impreso siguiendo los pasos vistos en la ficha
de trabajo anterior.
2. Una vez construida la placa, suelda los componentes sobre ella por
este orden: conectores, resistencias, diodos y, por último, el circuito
integrado.
3. Del lado del cobre, corta las patillas sobrantes.
4. Conecta la entrada de fuente de alimentación (CN1) al devanado secundario (0 - 9 V) del transformador
montado en unidades anteriores.
5. Con un polímetro, comprueba cuáles son las tensiones de entrada, en corriente alterna, y de salida,
en corriente continua, del circuito recién montado.
Transformador
opq r
0
stv w
txy w
zw
0
zw
Placa de la
fuente de alimentación
{|
0
zw
+
5 Vcc
Figura 7.51. Montaje de la fuente de alimentación estabilizada.
6. Cambia la conexión en la entrada de la fuente de alimentación a los bornes del secundario 9 V – 9 V.
7. Con el polímetro, comprueba cuál es la tensión alterna entre ambos bornes.
8. Con esta conexión en la entrada, mide la tensión de salida de la fuente de alimentación. ¿Ha cambiado respecto a la conexión anterior? ¿Por qué?
174
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Unidad 7
FICHA DE TRABAJO 3
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Placa de circuito impreso para fuente
de alimentación simétrica
Objetivo
■
Herramientas
Fabricar una placa de circuito impreso para una fuente de alimentación simétrica estabilizada con reguladores de tensión.
Se deben utilizar guantes y gafas protectoras para trabajar con el cloruro
férrico.
■
Cubre con papel o cartón la superficie en la que se hace el tratamiento químico
para evitar salpicaduras o derrames del líquido sobre ella.
■
Respeta la polaridad para los diodos, condensadores electrolíticos y de los
circuitos integrados reguladores de tensión.
Desarrollo
1. Basándote en el siguiente esquema, elige los componentes que necesitas para
la construcción del circuito.
Fusible
230 V
~
0
} €
€
}~€
Las utilizadas en la ficha
de trabajo anterior
Material
Precauciones
■
■
‡uente de diodos
1
2
V+
3
■
Dos resistencias de 690 Ω
■
Dos bornes triples para
soldar en PCB
■
Una placa de circuito
impreso virgen de una
capa
■
Cloruro férrico
■
Un metro de hilo esmaltado
■
Papel milimetrado
■
Papel vegetal o seda
■
Papel de lija de pulir
(grano fino)
■
Dos condensadores
electrolíticos de 1 000 uF
■
Dos condensadores
electrolíticos de 100 uF
■
Dos condensadores
de poliéster de 10 nF
■
Cuatro diodos (modelo
1N4007)
■
Un regulador de tensión
7 809 y otro simétrico 7 909
■
El trasformador montado
en la ficha de trabajo 6 de
la unidad 5
R1
} €
Transformador
Dos LED de color rojo
78xx
†
-
■
~
‚ƒƒƒ „
100 nF
10 uF
LED
0
R2
1000 uF
100 nF
10 uF
LED
2 1 3
V-
79xx
Figura 7.52. Esquema del circuito.
2. Diseña la placa de circuito impreso siguiendo los pasos descritos en la ficha
de trabajo número 1 de esta unidad.
3. Suelda todos los componentes teniendo en cuenta la polaridad de los mismos.
4. Conecta la entrada de fuente
de alimentación (CN1) a las
tres tomas del devanado secundario del transformador.
5. Aplica tensión al transformador y mide la tensión en los
bornes de salida de la placa.
Transformador
ˆ‰Š ‹
0
ŒŽ 
‘
’
0
’
Placa de la
fuente de alimentación
’
0
’
+
+9 Vcc
0V
-9 Vcc
Figura 7.53. Montaje de fuente de alimentación simétrica.
175
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Unidad 7
FICHA DE TRABAJO 4
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Placa de circuito impreso para LED
intermitente
Objetivo
Herramientas
■
Las utilizadas en la ficha de trabajo anterior
Material
■
Una fuente de alimentación de 1 Vcc
■
Un LED de color rojo
■
Dos resistencias de 1 k
■
Una resistencia ajustable de 10 kΩ
■
Un borne doble para soldar en PCB
■
Un condensador electrolítico de 100 uF
■
Un circuito integrado 555
■
Un zócalo de ocho patillas para circuito
integrado
■
Una placa de circuito impreso virgen
de una capa
■
Cloruro férrico
■
Un metro de hilo esmaltado
■
Papel milimetrado
■
Papel vegetal o seda
■
Papel de lija de pulir (grano fino)
■
Usar un circuito integrado en un circuito electrónico.
Precauciones
■
Las estudiadas en otras fichas de trabajo en relación con el tratamiento químico por cloruro férrico de placas de circuito impreso.
■
Identifica las patillas del integrado para su correcto cableado en
el circuito impreso.
■
Se debe soldar un zócalo en la placa de circuido impreso para evitar tener que soldar el integrado directamente en la placa.
Desarrollo
1. Utilizando el esquema que aparece en esta unidad en la figura
7.34., en relación con el uso del circuito integrado 555, elige los
componentes necesarios para la construcción del circuito.
2. Diseña la placa de circuito impreso siguiendo los pasos descritos
en la ficha de trabajo número 1.
3. Suelda todos los componentes teniendo en cuenta la polaridad de
los mismos, especialmente del circuito integrado. Es aconsejable
utilizar un zócalo de ocho patillas en lugar de soldar directamente
el chip directamente en la placa de circuito impreso.
4. Conecta el circuito a una fuente de alimentación de 12 Vcc.
5. Con un destornillador, regula la resistencia ajustable y comprueba,
en función de dónde se sitúe el cursor, que el LED parpadea con
mayor o menor cadencia.
“” •cc
0V
Figura 7.54. Placa de circuito impreso para el uso del circuito integrado 555.
176
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Unidad 7
FICHA DE TRABAJO 5
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Regulador de velocidad para motor universal
Objetivo
■
Herramientas
Construir un circuito de electrónica de potencia para regular la velocidad de
un motor de 230 Vca.
Precauciones
■
■
■
Las utilizadas en la ficha
de trabajo anterior
■
Calibre
■
Taladro
■
Brocas
Las ya estudiadas en otras fichas de trabajo en relación con el tratamiento
químico por cloruro férrico de placas de circuito impreso.
Material
■
Dos resistencias de 47 kΩ
Este circuito funciona por conexión directa a la red eléctrica de 230 V, por lo
que no se debe manipular nunca cuando esté bajo tensión, ya que puede
resultar peligroso e incluso mortal.
■
Una resistencia de 100 Ω
■
Un potenciómetro de 100 kΩ
■
Dos bornes dobles para
soldar en PCB
■
Tres condensadores 100 nF
■
Un TRIAC BT 136 o
equivalente
■
Una placa de circuito
impreso virgen de una capa
■
Cloruro férrico
■
Un metro de hilo esmaltado
■
Papel milimetrado
■
Papel vegetal o seda
■
Papel de lija de pulir (grano
fino)
5. Con un calibre, mide el diámetro de la rosca de fijación del potenciómetro y
haz un orificio con ese diámetro en la tapa de la caja de plástico.
■
Una caja de plástico
■
Bridas
6. Realiza dos orificios en las paredes laterales de la caja para pasar por el lado
izquierdo la manguera y por el lado derecho el cable que se conecta a los
bornes del motor.
■
Tornillos con tuerca M5
■
Una maguera de x 1,5 mm
■
Una clavija Schuko
■
Una regleta con tres bornes
Desarrollo
1. Utilizando el esquema que aparece en esta unidad en la figura 7.36, selecciona
los componentes necesarios para la construcción del circuito.
2. Diseña la placa de circuito impreso siguiendo los pasos descritos en fichas
de trabajo anteriores.
3. Haz cuatro orificios de 6 mm de diámetro en las esquinas de la placa para
poder fijarla sobre el fondo de la caja.
4. Suelda todos los componentes identificando claramente el patillaje del
TRIAC.
7. Suelda tres cables de unos 10 cm cada uno entre el potenciómetro y la placa
de circuito impreso.
Potenciómetro
8. Inserta la placa de circuito impreso
en el la caja y fíjala al fondo con tornillos.
9. Conecta una manguera a la entrada
de la placa y el motor a la regleta de
salida.
10. Conecta el circuito a una toma de corriente y prueba su funcionamiento.
instalado en la tapa
de la caja
–—˜ ™
0
Al motor
Figura 7.55. Montaje completo del regulador de velocidad con TRIAC.
177
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8
Motores y otros actuadores
de electrodomésticos
Vamos a conocer...
1. Motores y otros actuadores de electrodomésticos
2. Motores eléctricos
3. Electroválvulas y bombas
4. Elementos de caldeo
5. Elementos de iluminación
PRÁCTICA RESUELTA
Comprobación de los devanados de un motor de
lavadora
FICHA DE TRABAJO 1
Preparación del motor de lavadora para su
comprobación
FICHA DE TRABAJO 2
Arranque e inversión del sentido de giro de un
motor universal de lavadora
FICHA DE TRABAJO 3
Arranque de un motor monofásico con condensador
FICHA DE TRABAJO 4
Comprobación del estado de una electroválvula
FICHA DE TRABAJO 5
Comprobación del estado de una resistencia de
caldeo
Y al finalizar esta unidad…
■
Conocerás cuáles son los diferentes tipos de
motores utilizados en electrodomésticos.
■
Identificarás las partes que constituyen una
electroválvula y cómo es su funcionamiento.
■
Montarás diferentes circuitos para el arranque
y la inversión del sentido de giro de motores
utilizados en electrodomésticos.
■
Comprobarás electroválvulas y resistencias de
caldeo.
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Motores y otros actuadores de electrodomésticos
1. Motores y otros actuadores
de electrodomésticos
Muchos equipos y electrodomésticos requieren transformar la energía
eléctrica que reciben en energía mecánica o térmica para efectuar las
operaciones para las que han sido diseñados. Tómese como ejemplo
un taladro eléctrico en él la energía eléctrica es utilizada para generar un movimiento de giro que con las herramientas adecuadas como
puede ser una broca permite realizar orificios de diferentes diámetros
y profundidades y en todo tipo de materiales. En este caso el actuador
utilizado para conseguir tal fin es el denominado motor eléctrico que
transforma la energía eléctrica en energía mecánica.
Dependiendo de la operación que se desee realizar (mover líquido
calentar iluminar etc.) los actuadores más comunes utilizados en los
equipos y electrométricos son los que se estudian a continuación.
2. Motores eléctricos
En función de las aplicaciones en las que se van a usar los motores
utilizados en los equipos y electrodomésticos pueden ser de diferentes
tipos. A continuación se ofrece una visión general de los más comunes
en equipos domésticos.
2.1. Motores de corriente continua
Como su nombre indica son motores que se alimentan mediante un
sistema de corriente continua (CC) como puede ser una pila o una fuente
de alimentación.
Este tipo de motores constan de dos partes: una fija denominada estator, y otra móvil denominada rotor. En cada una de ellas hay un devanado: el devanado indu tor del estator y el devanado indu ido del rotor.
Estator
Inducido
Inducido
M
M
Inductor
Imán permanente
Figura 8.1. Símbolos del motor de corriente
continua.
Devanado
inductor
š›œ›r
Devanado
inducido
Colector
Figura 8.2. Partes de un motor de corriente continua.
179
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Unidad 8
Cuando ambos devanados son atravesados por una corriente eléctrica en su interior se generan sendos campos magnéticos. Si los polos
enfrentados de ambos campos son de diferente polaridad estos se repelen haciendo girar el rotor. Para hacer que la polaridad del campo
magnético del rotor se mantenga siempre en la misma posición y así
poder repeler el campo magnético del estator de forma continuada la
alimentación eléctrica se realiza mediante un elemento de conmutación
denominado ole tor.
r
Pa
Figura 8.3. Motor elemental.
F
F
N
S
N

B
S
N
S

A
A
A
B
B
-
1
+
-
2
+
-
3
+
Figura 8.4. Principio de funcionamiento del motor de CC.
El colector es un tambor formado por pequeñas láminas de cobre denominadas delgas, a las cuales se conectan los terminales de las numerosas
bobinas que forman el circuito del inducido. Las delgas están aisladas
entre sí y de otros elementos metálicos de la máquina mediante un
material no conductor que suele ser mica o micanita.
El sistema de delgas permite que la corriente se mantenga siempre en
el mismo sentido conservando así la polaridad del campo inducido
respecto al campo principal y por tanto permitiendo el giro continuado
de la bobina.
Sobre el colector se apoyan las escobillas que son las encargadas de
establecer la conexión eléctrica con el inducido a través de las delgas.
Cable de conexión
Escobilla
Colector
Figura 8.5. Detalle de colector de delgas y su
conexión con el devanado.
Figura 8.6. Detalle de escobilla sobre
colector.
Las escobillas son normalmente de grafito aunque en algunas ocasiones
se fabrican también de latón y pueden adoptar numerosas formas y
configuraciones. En general disponen de un cable flexible para su conexión a la caja de bornes de la máquina y un muelle-resorte para que
tengan un apoyo óptimo sobre el colector.
Figura 8.7. Diferentes tipos de escobillas
(fuente: Sintercarbo SA).
Las escobillas se alojan en el denominado «portaescobillas» que no es
más que un hueco que permite al técnico de reparación sustituirlas sin
necesidad de desmontar la máquina.
180
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Motores y otros actuadores de electrodomésticos
El conjunto de conmutación formado por el colector y las escobillas
es el elemento más crítico de la máquina de corriente continua. Con el
tiempo las escobillas se van erosionando y por tanto se van gastando.
Las máquinas de gran tamaño cuentan con «portaescobillas» que facilitan su sustitución. Por otro lado el roce mecánico y los chisporroteos
debidos a la conmutación eléctrica pueden hacer que en el colector
se acumule suciedad que dificulte su correcto funcionamiento. Si esto
ocurre es necesario limpiarlo.
Los motores de corriente continua utilizados en los equipos domésticos
suelen ser de pequeñas dimensiones y de baja potencia. En general se
usan en pequeños electrodomésticos que requieren mover un sistema
mecánico como pueden ser los reproductores de CD o DVD o los destornilladores eléctricos de batería.
Figura 8.8. Detalle de dos escobillas de un
motor universal.
Figura 8.9. Pequeños motores de corriente continua (cortesía CHE GFA G MOTOR).
Muchos de los motores de corriente continua de pequeña potencia disponen de imanes permanentes en el estator en lugar de un devanado.
En ellos la conexión del devanado del rotor se realiza mediante dos
terminales de conexión y la inversión del sentido de giro se lleva a cabo
permutando la polaridad de su alimentación eléctrica.
+
-
-
+
Figura 8.10. Inversión del sentido de giro de un motor CC de imanes permanentes.
2.2. Motores universales
Los motores universales son motores de corriente continua conectados
en corriente alterna (CA) que tienen algunas peculiaridades de funcionamiento.
Se utilizan principalmente para máquinas de poca potencia (no más de
1 kW) y tienen especial aplicación en máquinas herramientas y electrodomésticos como taladros de mano lavadoras lavavajillas trituradoras
batidoras etc.
Como cualquier máquina de continua están constituidos por el circuito
inductor alojado en el estator y el circuito inducido en el rotor. En este
caso ambos devanados se conectan en serie.
Figura 8.11. Motor universal para lavadora
doméstica.
181
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Unidad 8
Figura 8.12. Estator y rotor de un motor universal.
Estos motores presentan numerosas ventajas respecto a otros de corriente alterna:
■
Tienen un buen par de arranque por lo que son ideales para electrodomésticos que requieren arrancar con carga.
■
Pueden conseguir grandes velocidades (hasta 8 000 r. p. m.) y tienen
la gran ventaja de que su velocidad se puede regular de forma sencilla
mediante circuitos electrónicos basados en TRIAC como los vistos en
la unidad anterior.
Circuito regulador de velocidad
žŸ
Motor universal
¡
Figura 8.13. Motor universal con regulador de velocidad basado en TRIAC.
L
N
■
Inducido
M
L
Inductor
N
Inducido
M
Inductor
Figura 8.14. Forma de invertir el sentido de giro
de un motor universal.
Se puede invertir el sentido de giro permutando uno de sus devanados con respecto al otro. Esto los hace idóneos para máquinas herramientas como los destornilladores eléctricos que requieren realizar
operaciones de apriete y aflojado de tornillos.
No obstante estos motores presentan algunos inconvenientes que han
de tenerse en cuenta:
■
Al utilizar corriente alterna el chisporroteo en el colector es mayor y
por tanto también lo es su desgaste y el de las escobillas.
■
La velocidad de giro cambia en función de la carga por lo que no se
pueden utilizar para aplicaciones que requieren una velocidad estable.
■
Generan mucho ruido cuando están en funcionamiento.
182
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Motores y otros actuadores de electrodomésticos
Entre los motores de los electrodomésticos que se pueden encontrar en
la vivienda el motor de la lavadora adquiere un protagonismo especial
por ser el de mayor tamaño y potencia.
Estos motores suelen disponer de un conector tipo cable-cable que
permite conectarlos y desconectarlos con facilidad para su sustitución
o reparación.
El conector y la conexión de sus terminales en el mismo no se encuentran estandarizados. Muchos modelos de motores pueden tener un conector con el mismo tamaño y forma pero sus conexiones pueden ser
diferentes. Por tanto siempre que sea necesario realizar la conexión
fuera del electrodoméstico en el que se encuentra instalado requiere
comprobar la disposición de los terminales para evitar errores.
Figura 8.15. Conector motor de lavadora.
Tómese como ejemplo el motor de la figura 8.16 que dispone de un
conector con seis terminales con la siguiente disposición:
■
1-2. Devanado inducido del rotor.
■
3-4. Devanado inductor del estator.
■
5-6. Tacómetro.
Los cuatro primeros terminales corresponden con los dos devanados
del motor y los terminales 5 y 6 pertenecen al tacómetro.
Practica
Realiza la práctica resuelta y las fichas de
trabajo 1 y 2 de esta unidad.
El ta ómetro es un sensor que permite conocer la velocidad de giro
del motor. Se conecta a la placa de control principal de la lavadora
para así controlar las revoluciones de giro de los diferentes programas
de lavado.
Interior del motor
Conector
Rotor
M
1
2
Estator
3
4
5
Tacómetro
T
6
Conector
Rotor
Figura 8.16. Conexiones de un motor universal de lavadora.
M
En muchos modelos alguno de los devanados del motor como puede
ser el del rotor se encuentra conectado en serie con un fusible térmico
rearmable el cual se dispara cuando el motor adquiere una temperatura
excesiva no deseada.
En ocasiones el devanado del estator tiene una o más tomas intermedias permitiendo así en función de su conexión que la máquina gire a
diferentes velocidades.
Fusible
térmico
tº
1
2
Estator
3
4
Tacómetro
T
Figura 8.17. Detalle de la conexión del fusible
térmico.
183
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Unidad 8
N
U
2.3. Motores monofásicos de inducción
Son motores que están diseñados para conectarse a un sistema de alimentación monofásico (fase + neutro) como ocurre en las instalaciones
domésticas de viviendas.
En general suelen disponer de baja potencia aunque en algunas aplicaciones como ocurre con los utilizados en climatizadores rompen con
este patrón.
Figura 8.18. Símbolo general del motor
monofásico.
De la misma forma que otro tipo de motores están formados por dos
partes: una fija en el estator y una móvil en el rotor.
El estator se encuentra ranurado y en él se alojan los devanados del
motor. Las diferentes bobinas que los constituyen están interconectadas
entre sí dentro del motor y los cables finales salen al exterior a través
de una caja borne o conector de terminales.
Figura 8.19. Estator de una máquina síncrona.
En tu profesión
Al contrario que los motores universales,
los de rotor en jaula de ardilla no disponen
de colector de delgas ni de escobillas, por
lo que apenas requieren mantenimiento.
El rotor no dispone de bobinas. Sin embargo está constituido por un
número determinado de barras rígidas que se cierran en cortocircuito
en sus extremos formando así su propio devanado que debido a su
aspecto se denomina «jaula de ardilla».
Figura 8.20. Rotor en jaula de ardilla de un motor de inducción.
Los motores monofásicos de inducción se clasifican de la siguiente manera:
■
De fase partida o fase auxiliar.
■
Motor de condensador (de arranque y/o permanente).
■
Motor de espira.
184
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Motores y otros actuadores de electrodomésticos
2.3.1. Motores de fase partida o fase auxiliar
Están constituidos por un circuito eléctrico y otro magnético. El circuito
eléctrico se encuentra en el estator y está formado por dos devanados
de tipo distribuido. Uno de ellos es el devanado de trabajo o prinipal y el otro es el devanado de arranque o auxiliar. Ambos están
desfasados entre sí 90° eléctricos. Además el devanado auxiliar está
constituido por bobinas con más espiras y un conductor de menor
diámetro.
Este tipo de motor está diseñado para trabajar con un único devanado (el principal). Como con él es incapaz de arrancar por sí mismo es
necesario conectar otro devanado (el auxiliar) para hacerlo funcionar
durante unos instantes como si de uno bifásico se tratase. El devanado
de arranque o auxiliar no está diseñado (por el número de espiras y el
diámetro del conductor) para trabajar de forma continuada y debe desconectarse una vez que ha cumplido su función que es el arranque del
motor. Para ello se utiliza un dispositivo denominado interruptor entrífugo, que no es más que un contacto eléctrico normalmente cerrado
acoplado a uno de los escudos de la carcasa. Este se abre mediante un
sistema acoplado al eje que se desplaza debido a la fuerza centrífuga
producida por el propio giro del motor.
El interruptor centrífugo se conecta en serie con el devanado de arranque y este a su vez en paralelo con el devanado de trabajo. Las conexiones entre ambos se hacen en el interior del motor y rara vez se sacan
los terminales de ambos devanados de forma independiente a la caja
de bornes.
Figura 8.21. Accionamiento del eje y contacto
del interruptor centrífugo.
La inversión del sentido de giro se lleva a cabo permutando los dos
terminales de conexión de un devanado respecto al otro.
L
N
L
N
Devanado de trabajo
Devanado de trabajo
Devanado de arranque
Devanado de arranque
Int. centrífugo
Int. centrífugo
Figura 8.22. Conexión de los devanados de un motor de fase partida para ambos sentidos de giro.
Este tipo de motores presenta un bajo par de arranque. Por eso solamente son utilizados para aplicaciones domésticas en las que la carga
mecánica sobre su eje no resulte demasiado crítica.
A diferencia de los motores universales los motores monofásicos no
modifican su velocidad de giro por la variación de corriente que pasa por
sus devanados. Por tanto su velocidad no se puede regular mediante
el uso de un circuito basado en el TRIAC. Sin embargo tienen la ventaja
de emitir menos ruido cuando están en funcionamiento.
Figura 8.23. Motor monofásico con
condensador en equipo de refrigeración.
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Unidad 8
2.3.2. Motores monofásicos con condensador
De igual forma que los de fase partida están constituidos por dos
devanados, uno de trabajo y otro auxiliar. En lugar de un interruptor centrífugo se conecta un ondensador en serie con el devanado
auxiliar permitiendo así aumentar el desfase entre las corrientes de
ambos devanados y hacer funcionar al motor como si de uno bifásico
se tratase.
Figura 8.24. Condensador utilizado en el
arranque de motores.
Figura 8.25. Motores monofásicos con uno y dos condesadores de arranque (fuente: Waylead).
a)
L
N
Los motores de condensador pueden ser de dos tipos: on ondensador
de arranque y/o on ondensador permanente.
Devanado de trabajo
Con condensador de arranque
Condensador
arranque Dev. de arranque
Int
Consiste en conectar un condensador de alta capacidad (entre 50 y
600 µF) y de alta tensión (400 V) en serie con el devanado de arranque
para provocar el desfase suficiente entre ambos devanados y así poner
en marcha el motor.
Dev. de aranque
b)
L
N
Devanado de trabajo
Condensador
permanente
Este tipo de arranque tiene un buen par por lo que puede ser utilizado
para aplicaciones con cargas como puede ser una lavadora.
Dev. de arranque
Figura 8.26. Motor monofásico con
condensador de arranque (a) y permanente (b).
L
N
Devanado de trabajo
Int
Condensador
arranque
Dev. de arranque
Condensador
permanente
Figura 8.27. Motor con dos condensadores.
El condensador debe desconectarse una vez que el motor consigue su
velocidad nominal. Esto se realiza mediante un interruptor centrífugo
conectado en serie con el condensador.
Con condensador permanente
Consiste en conectar de forma permanente un condensador en serie
con el devanado de auxiliar.
Este condensador es de menor capacidad (hasta 60 µF) que los utilizados en el caso del condensador de arranque. El arranque con condensador permanente se utiliza en aquellos motores monofásicos de
potencia media (aproximadamente de 1 CV o más).
Si bien el par de arranque es menor que los anteriores disponen de
buen rendimiento en funcionamiento continuado disminuyendo la corriente que consume el conjunto.
Motores con dos condensadores
Se utilizan para motores de gran potencia y consiste en dotarlos de los
dos métodos de arranque por condensador vistos anteriormente mejorando así el par de arranque y en general el rendimiento del conjunto.
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Motores y otros actuadores de electrodomésticos
2.3.3. Motores monofásicos de dos velocidades
Son motores que disponen de tres devanados, uno de arranque y dos
devanados de trabajo independientes. Cada uno de ellos está diseñado
para que el motor funcione a una velocidad diferente. Estos devanados
nunca pueden alimentarse a la vez por lo que es necesario un sele tor
que permita dar corriente a uno o al otro.
Este tipo de motor se utiliza en lavadoras sencillas para hacer el lavado
a un velocidad más baja y el centrifugado a velocidad más alta.
L
N
Devanado velocidad baja
Devanado velocidad alta
Int
Condensador
arranque Dev. de arranque
2.3.4. Motores de espira
También denominados de espira de sombra o espira en orto ir uito,
son motores monofásicos de inducción de potencia muy reducida cuyo
principal campo de aplicación se centra en la fabricación de electrodomésticos y herramientas eléctricas de baja potencia.
El rotor es de «jaula de ardilla» y el estator de polos salientes. La piezas
polares del estator están divididas en dos partes. Una de ellas dispone
de un anillo de cobre que la rodea de forma transversal denominado
«espira de sombra».
Figura 8.29. Motor de espira de sombra.
Figura 8.28. Motor monofásico de dos
velocidades.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 3 de esta unidad.
Figura 8.30. Detalle de la espira de sombra.
El devanado del estator suele ejecutarse sobre un carrete aislante similar a los utilizados para los transformadores y en cuya ventana se
introduce el núcleo magnético.
No necesitan condensador ni interruptor de arranque como los motores estudiados anteriormente por lo que resultan muy económicos. No
obstante las aplicaciones de este tipo de motores son muy limitadas
debido a su bajo par de arranque y pobre rendimiento.
Además estos motores no pueden invertir su sentido de giro ya que la
espira de sombra lo determina de fábrica. Sin embargo tienen la ventaja
de que pueden fabricarse en tamaños muy reducidos.
Figura 8.31. Motor de espira de sombra para el
plato del microondas.
Figura 8.32. Sentido de giro del motor de espira de sombra.
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Unidad 8
2.4. Motores sin escobillas
Los motores sin escobillas más conocidos por su denominación inglesa
brushless son máquinas que se caracterizan por disponer de un buen
par y una gran precisión en el posicionamiento.
Este tipo de motor se caracteriza por no tener escobillas de ahí su nombre (brushless), ya que el rotor no dispone de circuito eléctrico al estar
formado por imanes permanentes de gran potencia.
Figura 8.33. Motores brushless (cortesía
Scorpion Brushless Motors).
Las bobinas de su devanado se encuentran instaladas sobre el estator.
Este está formado por tres bobinas conectadas entre sí en forma de
estrella.
Algunos motores especialmente los de baja potencia disponen del
rotor externo. En este caso el estator es el que se ubica en su interior
quedando «cerrado» por la carcasa del rotor. Esta configuración es muy
utilizada en motores destinados a dispositivos informáticos.
Estator interno
A
Vca
Sensores
Driver
(Dispositvo de
conmutación
electrónica)
b
a c
C
B
Motor
Figura 8.34. Accionamiento de un motor
brushless.
Imanes
Rotor externo
Figura 8.35. Rotor externo de máquina de baja potencia.
La conmutación en los devanados se realiza mediante dispositivos electrónicos de accionamiento (drivers). El sistema de conmutación se encarga de generar un campo magnético giratorio en el circuito magnético
del estator. De esta forma los imanes del rotor tienden a alinearse con
él produciéndose su rotación y posicionamiento.
Figura 8.36. Rotor de imanes permanentes
(instalación interna).
La posición del rotor es controlada por sensores instalados sobre su eje
que envían información al accionamiento para así conocer con precisión
cuál es el devanado que se debe conmutar.
Desde hace años se utilizan de forma masiva en equipos informáticos
(unidades de disco discos duros etc.). Sin embargo en la actualidad
algunos fabricantes los están incorporando a algunos electrodomésticos
como la lavadora ya que presentan las siguientes ventajas:
■
Se acoplan directamente al tambor no siendo necesario sistema de
transmisión mecánica por correa.
■
Son mucho más silenciosos que sus equivalentes con escobillas.
■
Su mantenimiento es mínimo.
No obstante al requerir un sistema electrónico de control su precio
se dispara tanto en un electrodoméstico nuevo como en el caso de
reparación.
188
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Motores y otros actuadores de electrodomésticos
3. Electroválvulas y bombas
Muchos electrodomésticos como la lavadora o el lavavajillas requieren
mover o bombear líquidos en su interior. Para ello se pueden utilizar
diferentes elementos de actuación siendo los más utilizados las electroválvulas y las bombas.
3.1. Electroválvulas
Son actuadores que permiten controlar eléctricamente circuitos de fluidos como el del gas o el del agua. Basan su funcionamiento en la excitación de una bobina eléctrica para abrir y cerrar el circuito del fluido.
En tu profesión
El uso de las electroválvulas es importante en electrodomésticos como la lavadora, el lavavajillas o la caldera de la
calefacción, ya que permiten controlar los
fluidos de forma automática en función
del estado de los sensores y elementos
de control del equipo.
Figura 8.37. Diferentes tipos de electroválvulas (CEME).
Se instalan en las conducciones de los fluidos y se controlan eléctricamente a través de un órgano de mando denominado bobina.
Entrada de cables
(alimentación eléctrica)
Bobina eléctrica
intercambiable
Conector extraíble
Tubo para la conducción
del fluido
Válvula
Figura 8.38. Partes e instalación de una electroválvula.
■
Dependiendo si dejan pasar o no el fluido en reposo las electroválvulas pueden ser normalmente abiertas o normalmente erradas. Así
en el segundo caso el fluido no circula por la tubería si la bobina no
está bajo tensión o excitada. Por el contrario si a la bobina se le aplica
tensión el fluido circula de un extremo a otro de la válvula.
Off
Electroválvula
On
Off
Electroválvula
¢££¢¤¥¦¦§
C
V
On
2A
A 250V
VAC
V
Figura 8.39. Electroválvula de dos vías (o doble
cuerpo) para lavadora.
Figura 8.40. Funcionamiento de una electroválvula normalmente cerrada en reposo.
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Unidad 8
Figura 8.41. Símbolo general de la electroválvula.
Dependiendo del número de canales de fluido que sean capaces de
controlar las electroválvulas pueden ser de una vía (como la descrita
anteriormente) dos vías tres vías y de cuatro vías pudiendo disponer
también de una dos tres y cuatro bobinas respectivamente. Así en
función de cuál de ellas se excite el redireccionamiento del fluido se
hará entre unas vías u otras.
Figura 8.42. Símbolos de válvulas de dos, tres y
cuatro vías.
Figura 8.43. Detalle de funcionamiento de una válvula de tres vías con dos bobinas.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 4 de esta unidad.
Antes de instalar una electroválvula es necesario saber si la tensión de la
bobina coincide con la de la alimentación del circuito en el que se va a
montar. Las tensiones habituales para las bobinas son 12 24 y 230 V tanto de corriente alterna como de continua.
En muchos modelos en caso de avería la sustitución de la bobina se
realiza con suma facilidad sin necesidad de retirar toda la electroválvula.
Figura 8.44. Bobinas intercambiables (CEME).
Las electroválvulas pueden tener fallos tanto en su accionamiento mecánico como en su bobina. Con un polímetro es posible comprobar si el
cable de su interior se ha roto o funciona correctamente.
Las lavadoras y los lavavajillas disponen
de bombas de desagüe para retirar los líquidos que se han utilizado para el lavado.
La resistencia de la bobina de las electroválvulas suele tener un valor
resistivo comprendido entre los 2 000 y los 5 000 Ω.
3.2. Bombas
Las bombas se diferencian de las electroválvulas en que mueven los
líquidos generando presión en su circuito de salida mediante un sistema
de bombeo y las electroválvulas simplemente abren o cierran un circuito
hidráulico que ya tiene presión.
Figura 8.45. Bomba de desagüe para lavadora.
Desde el punto de vista eléctrico su funcionamiento es similar al de las
electroválvulas. En este caso en lugar de una bobina disponen de un
pequeño motor que gira cuando se le aplica tensión a sus bornes. Así
mediante un sistema de aspas mueve el fluido haciéndolo circular por
el circuito hidráulico.
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Motores y otros actuadores de electrodomésticos
4. Elementos de caldeo
El funcionamiento de muchos electrodomésticos se basa en la generación de calor bien por aplicación indirecta como puede ser la lavadora
o el lavavajillas para mejorar el lavado o por aplicación directa para
calentar alimentos o las estancias en las que se instalan como las tostadoras hornos estufas eléctricas etc.
En general los elementos de caldeo se basan en resisten ias de gran
poten ia que al conectarlas a la red eléctrica adquieren el suficiente
valor térmico como para hacer la función para la que han sido diseñadas.
Las resistencias de potencia tienen diferentes formatos según el electrodoméstico en el que se encuentren instaladas. En los de grandes
dimensiones como el horno la lavadora o el lavavajillas son de tipo
extraíble, por lo que si se averían se pueden cambiar con facilidad. En
otros como las planchas de ropa o cocina se embuten dire tamente
en la parte metálica del electrodoméstico no pudiéndose sustituir por
otra.
Figura 8.46. Resistencia de lavadora.
Las resisten ias inter ambiables son de tipo tubular con una base para
fijar a la carcasa del electrodoméstico y dos terminales en sus extremos
para realizar la conexión eléctrica. También disponen de un terminal
para la toma de tierra que está unido a la carcasa metálica del conjunto.
Tubo metálico para
la resistencia
Soporte de
fijación
Terminales de conexión
Base de fijación y conexión a tierra
Figura 8.47. Formas de las resistencias tubulares y sus partes.
En su interior el elemento resistivo se encuentra separado del tubo
metálico que lo recubre en toda su longitud por un aislante de tipo
cerámico.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 5 de esta unidad.
Si por algún motivo dicho aislante se deteriora y la resistencia hace
contacto con el tubo metálico habría que sustituir la resistencia. De lo
contrario provocaría un derivación a tierra pudiendo resultar peligroso
para los usuarios del electrodoméstico y haciendo saltar el interruptor
diferencial de la vivienda.
Este tipo de resistencias tiene un valor óhmico muy bajo: entre 20 y
80 Ω y una potencia que puede variar entre 500 y 4 000 W.
En ningún caso se debe manipular un electrodoméstico con las resistencias conectadas ya que podría producir graves quemaduras.
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Unidad 8
5. Elementos de iluminación
Muchos equipos y electrodomésticos utilizan elementos de iluminación
bien para señalizar cuando están en marcha o para realizar una función
determinada o bien para iluminar su interior como es el caso de los
frigoríficos hornos y microondas. En este caso el propósito es mantener la iluminación durante un breve periodo de tiempo el suficiente
para que el usuario vea lo que hay en el interior del electrodoméstico
cuando lo esté utilizando.
Para la señaliza ión se utilizan diodos LED o pequeños pilotos de neón,
que se instalan en el frontal o en el chasis de los equipos.
Figura 8.48. Diodos led de señalización en el frontal de una lavadora.
Para la ilumina ión se usan lámparas, normalmente de tipo incandescente que se instalan en el interior de los electrodomésticos.
Estas lámparas tienen un tamaño y potencia reducida (15 W) se conectan a un portalámparas con casquillo estándar (normalmente E14) y
funcionan con 230 V.
En el caso de las lámparas destinadas a hornos se diseñan con una
ampolla de vidrio mucho más resistente al calor que las normales.
Figura 8.49. Lámpara para el interior de
electrodomésticos (cortesía Philips).
En los microondas y los frigoríficos la iluminación se activa de forma
automática mediante un interruptor de final de arrera, que se acciona
con la puerta. Este es normalmente cerrado en reposo de forma que
cuando la puerta está abierta la lámpara se enciende y cuando está
cerrada la lámpara se apaga.
¬­erta
abierta
L
¨©ª «
N
Puerta cerrada
L
¨©ª «
N
¨©ª «
Figura 8.50. Circuito de iluminación de un frigorífico.
Figura 8.51. Pulsador de puerta de frigorífico
(cortesía todorepuestosElectro).
En los hornos eléctricos la lámpara se suele encender a voluntad mediante un interruptor externo que acciona el usuario.
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Unidad 8
EN RESUMEN
Motores y actuadores de electrodo ésticos
Motores
De corriente continua
Universal
De fase partida
Monofásico de inducción
Con condensador
De dos velocidades
De espira de so bra
Sin escobillas
Electroválvulas
Ele entos de caldeo
Ele entos de ilu inación
Entra en internet
1. Busca información sobre los denominados motores trifásicos de inducción. ¿Qué tipos existen? Teniendo en cuenta los
que has estudiado en esta unidad, ¿cuáles son de similares características?
2. Busca información de algún modelo de lavadora que utilice motores sin escobillas brushless. ¿Qué ventajas exponen los
fabricantes para utilizar este tipo de motores en lugar de los convencionales de tipo universal?
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Unidad 8
ACTIVIDADES FINALES
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Utilizando el montaje de la ficha de trabajo 2 de esta unidad, mide la corriente que el motor universal consume en ambos sentidos de giro. Dibuja en tu cuaderno un esquema que refleje cómo has conectado el amperímetro. Compara los
resultados con los de tu compañero.
2. En el montaje de la actividad anterior, conecta un diodo en serie con la conexión entre devanados, como se muestra en
la figura 8.52, y comprueba qué ocurre con la velocidad de giro respecto a la conexión sin el diodo.
• Comprueba la corriente que consume el motor con esta conexión. ¿Qué diferencias hay con lo medido en la actividad
anterior?
• Mide también la tensión que existe entre los terminales 1 y 3 del conector interior del motor. ¿Qué conclusiones sacas
al conectar un diodo en serie con el conjunto?
Diodo
Rotor
M
1
2
Motor
Estator
3
4
Puente
Tacómetro
5
T
Figura 8.52. Arranque de motor universal con diodo.
3. Utilizando el montaje realizado en la ficha de trabajo número 4, mide la corriente que el motor consume, funcionando
en ambos sentidos de giro y sin conectar el devanado de arranque. ¿Qué ocurre con la corriente en el momento del
arranque?
4. Siguiendo el proceso visto en la ficha de trabajo 1 de esta unidad, fija un motor de espira en el interior de una caja de
plástico transparente con tapa. Realiza el montaje mostrado en la figura 8.53. y comprueba lo siguiente:
a) El sentido de giro del motor con las conexiones mostradas en la figura 8.53.
b) El sentido de giro del motor permutando las conexiones de la fase y el neutro en la regleta.
c) La corriente que consume el motor cuando está en marcha.
Nota: no manipules el motor y sus conexiones con la manguera conectada a la red eléctrica, ya que puede resultar
peligroso e incluso mortal.
Caja de plástico transparente
®¯° ±
Motor de espira
Figura 8.53. Montaje para comprobar el funcionamiento de un motor de espira.
5. Desmonta el motor de una disquetera de ordenador y observa su interior. Con un destornillador, comprueba dónde
están los imanes permanentes. ¿Qué tipo de motor es? ¿Cuál es el estator? ¿Y el rotor? Compara tu respuesta con la
del resto de compañeros de la clase.
6. Monta el circuito de la figura 8.50 de esta unidad para el encendido de una lámpara de 15 W mediante un interruptor de
puerta de frigorífico. Comprueba su funcionamiento, teniendo en cuenta que el circuito funciona a 230 V y puede resultar
peligroso, e incluso mortal, si se manipula conectado a la red eléctrica. Dibuja en tu cuaderno el esquema del circuito.
194
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Unidad 8
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Un
otor de corriente continua se ali enta:
a) Desde una toma de corriente de la vivienda.
9. ¿Cuáles de estas características son propias de un otor de espira?:
b) Mediante una pila o batería.
a)
c) Desde un circuito electrónico basado en TRIAC.
b) Se puede regular la velocidad.
d) Con una fuente de alimentación.
c) Dispone de colector.
2. El colector de un
otor CC está en:
a) El rotor.
o se puede invertir el sentido de giro.
d) El devanado se realiza en un carrete aislante.
10. Se deno ina
otor brushless a:
b) El estator.
a) Un motor de inducción monofásico.
c) La caja de bornes.
b) Un motor con escobillas.
d) Los imanes permanentes.
c) Un motor sin escobillas.
3. En un otor CC de i anes per anentes, estos se encuentran en:
a) Un circuito electrónico de control.
d) Un motor universal.
11. ¿Cuál de los siguientes
teni iento?
otores necesita
ayor
an-
b) El estator.
a) Motor de espira.
c) El rotor.
b) Motor monofásico de inducción de arranque por condensador.
d) Los mecanismos de las escobillas.
4. Las escobillas per iten:
a) Conectar el devanado del estator.
b) Conmutar la polaridad de los imanes permanentes.
c) Frenar el motor a voluntad.
d) Conectar el devanado del rotor.
5. En un
otor universal, a bos devanados se conectan:
c) Motor monofásico de inducción de dos velocidades.
d) Motor universal.
12. Si se co prueba la bobina de una electroválvula con un
polí etro en odo resistencia:
a) Debe marcar un valor óhmico menor de 100 Ω.
b) Debe marcar un valor óhmico aproximado de 3 000 Ω.
a) En serie.
c) Si la bobina está bien, no debe marcar ningún valor.
b) En paralelo.
d) Debe marcar un valor cercano al MΩ.
c) En un circuito mixto.
d) Son totalmente independientes.
6. Un otor universal:
a)
o puede invertir su sentido de giro.
13. Si se co prueba un resistencia de caldeo de un horno
eléctrico:
a) Debe marcar un valor óhmico menor de 100 Ω.
b) Debe marcar un valor óhmico aproximado de 3 000 Ω.
b) Tiene escobillas.
c) Si la bobina está bien, no debe marcar ningún valor.
c) Utiliza un condensador en el arranque.
d) Debe marcar un valor cercano al MΩ.
d) Tiene dos devanados, uno en el rotor y otro en el estator.
7. La velocidad de un otor de inducción con condensador:
a) Se puede regular con un circuito basado en TRIAC.
14. Un bo ba:
a) Es lo mismo que una electroválvula.
b) Se puede cambiar utilizando un diodo.
b) Se utiliza en electrodomésticos para bombear líquidos.
c) Cambia con la carga.
c) Utiliza un pequeño motor.
d) Es muy estable.
d) Es lo mismo que un termostato.
8. Un otor
onofásico de inducción:
15. El pulsador de la puerta de un frigorífico:
a) Tiene dos devanados, uno en el rotor y otro en el estator.
a) Es normalmente abierto.
b) Dispone de colector de gas.
b) Es normalmente cerrado.
c) El rotor se denomina de «jaula de ardilla».
c) Enciende la luz cuando se pulsa.
d) También se llama de «espira de sombra».
d) Apaga la luz cuando se pulsa.
195
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Unidad 8
PRÁCTICA RESUELTA
Comprobación de un motor
de lavadora
Herra ientas
■
Polímetro
Material
■
Un motor de lavadora de tipo
universal
Objetivo
■
Identificar los devanados de un motor de lavadora.
Precauciones
■
El motor debe de estar desconectado de su circuito de alimentación.
■
Conmutar el polímetro en valores óhmicos bajos ya que la resistencia de los devanados
es muy pequeña.
■
Comprobar que los devanados del estator y del rotor no estén interconectados entre
sí en el interior del motor.
Desarrollo
1. Observar qué terminal corresponde a cada uno de los cables que entra en el motor.
Comproba ión del estator
2. Con un polímetro en la posición de ohmios comprobar la resistencia que hay entre
los dos terminales del devanado del estator y anotar el valor en el cuaderno de
trabajo.
3. Manteniendo las puntas de prueba en esa posición girar el rotor y observar que esta
acción no tiene ningún efecto en la medida.
Ω
Conector
Rotor
M
1
2
Motor
Estator
3
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
4
500 V MAX
5
Tacómetro
T
6
Figura 8.54. Comprobación del devanado del estator.
4. Mantener una de las puntas de prueba en uno de los terminales de estator y con la
otra tocar todos los terminales restantes del conector. En ninguno de ellos se debe
obtener medida óhmica. Si no es así se debe a que existe una conexión no deseada
entre devanados y el motor está averiado.
5. Comprobar también si existe continuidad entre cualquiera de los terminales del devanado del estator y la carcasa del motor. El resultado debe ser negativo ya que si existe
continuidad en este punto es debido a que dicho devanado está derivado a masa
pudiendo ser peligrosa su puesta en macha.
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Conector
Rotor
M
1
2
Motor
Estator
3
4
TTL
5
1000 V
750 V
400 mA
MAX
500 V MAX
Tacómetro
T
6
Figura 8.55. Comprobación entre el devanado del estator y los demás terminales del conector.
Comproba ión del rotor
6. Localizar los dos terminales del rotor y proceder a realizar la comprobación de la misma forma que
la vista para el estator.
7. En este caso cuando las puntas de prueba del polímetro se encuentren entre los dos terminales del
rotor si se gira el eje del motor se debe observar que el valor óhmico oscila debido a la conmutación
de las escobillas sobre el colector.
Ω
Conector
Rotor
M
1
2
Motor
Estator
3
4
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
5
500 V MAX
Tacómetro
T
6
Figura 8.56. Comprobación del devanado del rotor.
8. De igual forma que en el devanado anterior si se mantiene un punta de prueba del polímetro en
uno de los terminales del rotor y se toca con la otra los terminales restantes o la carcasa del motor
no se debe obtener ningún valor óhmico.
Conector
Rotor
M
1
2
Motor
Estator
3
4
TTL
1000 V
750 V
400 mA
MAX
500 V MAX
5
Tacómetro
T
6
Figura 8.57. Comprobación del rotor respecto a otros terminales.
Comproba ión del ta ómetro
9. Si el motor es moderno puede disponer de dos terminales para el tacómetro.
10. Si se colocan las puntas de prueba del polímetro entre los terminales del tacómetro debe obtenerse
un valor óhmico ligeramente superior al de cualquiera de los devanados (alrededor de 80 Ω). Dicho
valor debe oscilar se gira a mano el eje del motor y debe estabilizarse cuando se detiene.
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Unidad 8
FICHA DE TRABAJO 1
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Preparación del motor de lavadora
para su comprobación
Objetivo
Herra ientas
■
Herramientas básicas
del electricista
■
Taladro y juego de brocas
■
Fijar el motor de lavadora en el interior de un recipiente para que su puesta
en marcha resulte segura.
Precauciones
Material
■
Un motor de lavadora
de tipo universal
■
Una caja de plástico
transparente de
dimensiones adecuadas
Desarrollo
■
Bridas de diferentes
tamaños
1. Elige un recipiente de plástico transparente con tapa de las dimensiones adecuadas para que en su interior se pueda alojar el motor de lavadora.
■
Regleta con cinco bornes
■
Cable de 1 mm2 de dos
colores diferentes
2. Haz unos orificios en una de sus paredes laterales para sacar los cuatro cables
de los dos devanados.
■
Un conector hembra para
insertar en el conector
del motor o terminales
Faston individuales
■
Utiliza guantes y gafas protectoras para efectuar las operaciones de mecanizado.
3. Haz lo mismo en el fondo de la caja para fijar el motor mediante bridas o
tornillos. Busca la mejor solución para el motor que tengas en tu aula-taller.
4. Inserta el motor en la caja y fíjalo fuertemente con las bridas.
5. Conecta cuatro cables a los terminales de los dos devanados en el conector
del motor. Pon los dos cables de rotor de un color y los dos del estator de
otro.
6. Conecta el cable de la toma de tierra a cualquier punto metálico de la carcasa
del motor.
7. Saca dichos cables por el orificio de la pared lateral y conéctalos a los cinco
bornes de la regleta externa.
8. Con esto tendrás listo el motor para comprobar su funcionamiento de seguridad en las siguientes fichas de trabajo.
Tapa
Conector del motor
Motor
Regleta
Caja transparente
Bridas
Figura 8.58. Montaje de seguridad del motor en una caja de plástico transparente.
198
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Unidad 8
FICHA DE TRABAJO 2
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Arranque e inversión del sentido de giro
de un motor universal de lavadora
Objetivo
■
Herra ientas
Poner en marcha un motor de lavadora y conectar sus devanados para que
gire a izquierda y a derecha.
■
Destornilladores y tijera
de electricista
Material
Precauciones
■
Utiliza el motor montado en la caja de seguridad realizado en la ficha de
trabajo anterior.
■
No toques el motor ni sus terminales cuando el conjunto esté bajo tensión.
Trabajar con 230 V puede resultar peligroso e incluso mortal.
■
No toques el eje del motor cuando esté girando ya que podría resultar peligroso.
■
El conjunto del motor
montado en la ficha
de trabajo anterior
■
Una manguera de
2 x 1,5 mm2 + toma
de tierra
■
Una clavija Schuko
Desarrollo
1. Pon un puente entre un terminal del devanado del estator y otro del devanado del rotor.
2. Conecta dos cables de la manguera a los extremos sin conectar de ambos devanados.
3. Conecta el cable verde-amarillo de la manguera al cable que está conectado a la carcasa del motor.
230
23
2
30 ²
V
Rotor
³´µ ¶
M
1
2
Motor
Estator
3
4
·¸¹º»¹
5
Tacómetro
T
6
Figura 8.59. Conexión de los devanados del motor.
4. Enchufa la clavija de la manguera a una toma de corriente y observa en qué sentido gira el motor.
5. Desenchufa la clavija de la toma de corriente.
6. Cambia las conexiones del puente y la manguera según se muestra en la figura 8.60. y comprueba
su sentido de giro.
Rotor
M
1
2
Estator
3
4
Puente
5
Tacómetro
T
Figura 8.60. Cambio de la polaridad entre devanados para invertir el sentido de giro.
199
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Unidad 8
FICHA DE TRABAJO 3
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Arranque de un motor monofásico
con condensador
Objetivo
Herra ientas
■
Herramientas básicas
del electricista
■
Taladro y juego de brocas
Material
■
■
Un motor de lavadora
monofásico de arranque
por condensador
Una caja de plástico
transparente de
dimensiones adecuadas
■
Poner en marcha un motor de inducción monofásico de arranque por condensador.
Precauciones
■
Utiliza el motor montado en la caja de seguridad similar al realizado en la ficha
de trabajo 1 de esta unidad.
■
No toques el motor ni sus terminales cuando el conjunto esté bajo tensión.
Trabajar con 230 V puede resultar peligroso e incluso mortal.
■
No toques el eje del motor cuando esté girando ya que podría resultar peligroso.
Desarrollo
■
Bridas de diferentes
tamaños
■
Regleta con ocho bornes
■
Cable de 1 mm2 de
diferentes colores
1. Monta el motor en una caja de plástico de forma similar al realizado en la ficha
de trabajo número 1 de esta unidad para el motor universal.
■
Un conector hembra para
insertar en el conector
del motor o terminales
Faston individuales
2. Con un polímetro comprueba que ambos devanados del motor son correctos.
Comproba ión del motor
Conector
Dev. trabajo 1
Motor
1
2
Dev. trabajo 2
3
4
Dev. arranque
e
5
TTL
1000 V
750 V
400 mA
MAX
500 V MAX
6
7
8
Figura 8.61. Comprobación de los devanados de arranque y de trabajo del motor monofásico.
3. Comprueba que no hay continuidad entre ambos devanados.
4. Comprueba que ninguno de ellos tiene derivación a tierra o carcasa del motor.
Conector
Dev. trabajo
1
2
Dev. arranque
Motor de
inducción
20 uF
3
4
Condesador
5
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
6
500 V MAX
7
8
Figura 8.62. Comprobación entre devanados y la carcasa del motor.
200
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Arranque del motor
6. Pon un puente entre uno de los terminales del condensador y otro del devanado de arranque. De
esta forma ambos quedarán conectados en serie.
7. Haz lo mismo entre los terminales 1-3 y entre los terminales 2-6. Así el conjunto en serie del devanado de arranque con el condensador quedará conectado en paralelo con el devanado de trabajo.
8. Conecta la manguera de alimentación a los terminales 1 y 2 enchufa la clavija de la manguera a una
toma de corriente y observa el sentido de giro del eje del motor.
Conector
Dev. trabajo
230 V
1
2
Motor de
inducción
20 uF
Dev. arranque
3
4
Condesador
5
6
7
8
Figura 8.63. Conexión de los devanados del motor de inducción.
Inversión del sentido de giro
9. Desconecta la manguera de la toma de corriente y mantén el puente entre los terminales 4 y 5.
10. Retira los otros dos puentes y hazlos de nuevo entre los terminales 1-6 y 2-3.
Conector
230 V
Dev. trabajo
1
2
Dev. arranque
3
4
Condesador
5
6
Figura 8.64. Inversión del sentido de giro.
11. Enchufa la clavija de la manguera a una toma de corriente y observa si el motor gira en sentido contrario.
Conexión sin devanado de arranque
12. Con la manguera desconectada de la toma de corriente suelta los dos cables que alimentan al
conjunto del devanado de arranque-condensador conecta de nuevo la manguera a la toma de
corriente y observa si el motor es capaz de arrancar.
Conector
Dev. trabajo
230 V
1
2
Moto
induc
20
Dev. arranque
3
4
Condesador
5
6
Figura 8.65. Conexión sin devanado de arranque.
201
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Unidad 8
FICHA DE TRABAJO 4
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Comprobación del estado de una electroválvula
Objetivo
Herra ientas
■
Herramientas básicas
del electricista
■
■
Polímetro
Precauciones
Material
■
Electroválvula de agua
■
Comprobar si la bobina de una electroválvula es correcta y no está derivada.
El valor óhmico de la bobina suele estar entre 2 000 y 5 000 Ω por tanto hay que
conmutar el polímetro a la escala adecuada.
Desarrollo
1. Pela un centímetro de cada uno de los cables de conexión de la bobina incluido el de la toma de tierra.
2. Con un polímetro comprueba el valor óhmico entre los cables de la bobina. Este debe estar entre
2 000 y 5 000 Ω.
Ω
Electroválvula
TTL
¼½¾
1000 V
750 V
40
MAX
500 V MAX
Figura 8.66. Comprobación del valor óhmico de la bobina de la electroválvula.
3. Conmuta el polímetro en modo continuidad.
4. Mantén fija una de las puntas de prueba en uno de los terminales de la bobina.
5. Pon la otra punta de prueba en el cable de la toma de tierra. Si el estado de la bobina es correcto no
debería marcar continuidad. Si por el contrario lo hace significa que la bobina de la electroválvula
está derivada y por tanto habrá que sustituirla por una nueva.
6. Cambia la punta de prueba del cable de toma de tierra a cualquier parte metálica de la válvula. De
igual forma que en la comprobación anterior si la bobina está en buen estado no debería marcar
continuidad. Si por el contrario lo hace significa que la bobina de la electroválvula está derivada y
hace contacto con la propia válvula.
Electroválvula
¿
TTL
40 m A
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 8.67. Comprobación de si una electroválvula está derivada.
202
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Unidad 8
FICHA DE TRABAJO 5
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Comprobación del estado de una resistencia
de caldeo
Objetivo
■
Herra ientas
Comprobar si una resistencia de caldeo está averiada o derivada a tierra.
■
Herramientas
básicas del
electricista
■
Polímetro
Precauciones
■
El valor óhmico de la resistencia suele ser inferior a 100 Ω por tanto hay que conmutar el polímetro a la escala adecuada.
Material
■
Electroválvula
de agua
Desarrollo
1. Conmuta el polímetro para medir un valor de resistencia inferior a 100 Ω.
2. Pon las puntas de prueba del polímetro en los dos terminales de la resistencia.
3. El polímetro debe marcar un valor óhmico. De lo contrario significa que la resistencia
está averiada.
Ω
TTL
À
40 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 8.68. Comprobación del valor óhmico de una resistencia de potencia.
4. Conmuta el polímetro en modo continuidad.
5. Mantén fija una de las puntas de prueba en uno de los terminales de la resistencia.
6. Pon la otra punta de prueba en cualquier parte del tubo y en los soportes metálicos de
la resistencia. El resultado de esta comprobación debe ser negativo ya que lo contrario
estaría indicando que la resistencia está derivada a tierra y por tanto es inservible.
TTL
Á
40 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 8.69. Comprobación de si una resistencia de caldeo está derivada.
203
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9
Electrodomésticos
y otros equipos
Vamos a conocer...
1. Electrodomésticos
2. Circuitos de electrodomésticos
3. Equipos informáticos
4. Herramientas eléctricas portátiles
PRÁCTICA RESUELTA
Comprobación de un filtro antiparasitario
FICHA DE TRABAJO 1
Comprobación de un blocapuertas
FICHA DE TRABAJO 2
Comprobación de un presostato
FICHA DE TRABAJO 3
Desensamblado de un pequeño electrodoméstico
FICHA DE TRABAJO 4
Comprobación de las tensiones de salida de una
fuente de alimentación para PC
FICHA DE TRABAJO 5
Mantenimiento de un ordenador portátil
Y al finalizar esta unidad…
■
Conocerás cómo funcionan algunos de los elementos del interior de los electrodomésticos.
■
Interpretarás los esquemas de bloques de algunos electrodomésticos y de herramientas
eléctricas.
■
Comprobarás los elementos y dispositivos que
conforman el circuito eléctrico del interior de un
electrodoméstico.
■
Identificarás las partes que constituyen un equipo informático.
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Electrodomésticos y otros equipos
1. Electrodomésticos
Las instalaciones de viviendas disponen de todo tipo de electrodomésticos que facilitan las tareas del hogar. Estos se clasifican en tres
categorías o gamas
■
Línea blanca. Son electrodomésticos destinados principalmente a la
cocina, como el frigorífico, el horno, la vitrocerámica, la lavadora, la
secadora, el lavavajillas, etc.
Figura 9.1. Electrodomésticos de gama blanca (cortesía blancogris.com).
■
Línea marrón. Son electrométricos de audio, de vídeo y de entretenimiento en general, como televisores, reproductores de audio y vídeo,
ordenadores personales, videoconsolas, etc.
■
Pequeñ s electr d méstic s. Son electrodomésticos de tamaño reducido, destinados a la higiene personal, al mantenimiento del hogar
o a la elaboración de alimentos. Dentro de este grupo se puede citar
la aspiradora, el ventilador, depiladoras, el secador de cabello, la cafetera eléctrica, la tostadora, etc.
Figura 9.2. Pequeños electrodomésticos (cortesía blancogris.com).
1.1. Componentes en el interior
de los electrodomésticos
Muchos electrodomésticos disponen de diferentes tipos de circuitos
hidráulicos, eléctricos, electrónicos, de aire, etc. No obstante, aquí se
estudian aquellas partes y elementos que están relacionados con su
funcionamiento eléctrico y electrónico y que en ocasiones controlan
otros tipos de circuitos.
Los electrodomésticos disponen en su interior de numerosos dispositivos y componentes que permiten gestionar su funcionamiento, tanto
en modo manual como en modo automático, y suelen ser comunes en
muchos de ellos.
205
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Unidad 9
1.1.1. Filtro antiparasitario
También denominado filtr de red, se instala en electrodomésticos que
disponen de motores, como la lavadora o el lavavajillas.
Tiene la misión de amortiguar o eliminar por completo las interferencias
que estos producen, debido a su funcionamiento, en otros equipos de
la instalación, como la televisión, la radio, los equipos informáticos, etc.
Es un filtro de tipo RC, ya que está constituido por un circuito de resistencias y condensadores asociados entre sí.
Red de de 230 V
Figura 9.3. Filtro antiparasitario.
L
L
PE
N
N
Al interior del electrodoméstico
Figura 9.4. Esquema interno y conexión de un filtro antiparasitario.
En tu profesión
Aunque su aspecto físico es muy parecido, no se debe confundir un filtro antiparasitario con un condensador.
Practica
Realiza la práctica resuelta de esta unidad.
Se instala a la entrada de corriente del electrodoméstico y requiere conectar la fase, el neutro y la toma de tierra. Para ello tiene cinco terminales, dos para la fase (L) interconectados entre sí, dos para el neutro (N)
también conectados internamente entre ellos, y uno para el conductor
de protección (PE). En ocasiones, este último suele presentarte en formato de tornillo de grandes dimensiones o carcasa metálica para su
instalación directa sobre el chasis del electrodoméstico.
Los terminales de fase y el neutro pueden ser de conexión de terminal
doble. Esto permite conectar en ellos de forma independiente los conectores de entrada de la red de 230 V y los del cableado que alimenta
internamente el electrodoméstico.
Si un filtro parasitario se quita de un electrodoméstico, no afecta a su
funcionamiento. No obstante, puede emitir interferencias a la red que
afecten a otros equipos.
En ocasiones los filtros antiparasitarios se presentan en formato de placa
de circuito impreso, sobre el que se encuentran soldados los elementos
que lo constituyen.
Figura 9.5. Filtro antiparasitario en una lavadora.
206
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Electrodomésticos y otros equipos
1.1.2. Blocapuertas
El blocapuertas de la lavadora es un dispositivo de seguridad que tiene
doble función
■
Impedir que la puerta se abra cuando el electrodoméstico está en
funcionamiento.
■
Conectar el circuito eléctrico interno de la lavadora solamente si la
puerta está cerrada.
Figura 9.6. locapuertas de lavadora (cortesía de Electropuntal Flores).
El blocapuertas de la lavadora no es un simple elemento de conmutación basado en el accionamiento por final de carrera. Este componente
dispone de un sistema de bloqueo mediante una resistencia PTC que,
una vez se ha calentado, conecta el circuito interno e impide que la
puerta se abra.
Así, mientras la PTC está en tensión, el contacto permanece cerrado
alimentando el circuito de la lavadora. Cuando la PTC deja de recibir la
alimentación de 230 V, por ejemplo porque el programa de lavado ha
terminado, la puerta permanece bloqueada durante unos minutos, hasta
que la PTC se enfría por completo.
El circuito eléctrico del blocapuertas dispone de tres contactos, etiquetados generalmente como N, L y C. Los dos primeros (N y L) son los de
alimentación del circuito interno mediante la fase y el neutro de la red de
230 V. El C es la salida del contacto de aplicación para la alimentación
del circuito de la lavadora.
En tu profesión
Debido a que el blocapuertas trabaja
con una tensión de 230 V, es necesario
desconectar el electrodoméstico de la
red de alimentación para su segura manipulación en tareas de mantenimiento y
reparación.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 1 de esta unidad.
Blocapuertas
PTC
C
N
L
Al circuito L
L
de la lavadora N
N
230 V
Figura 9.7. Esquema interno y conexión de un blocapuertas de lavadora.
207
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Unidad 9
1.1.3. Timmer-programador
El timmer es un dispositivo que utilizan muchos electrodomésticos,
como la lavadora o el lavavajillas, para ejecutar los programas seleccionados por el usuario en un tiempo determinado.
Pueden ser de tipo electrónico, electromecánico o una mezcla de ambos.
Figura 9.8. Timmers programadores electromecánicos (cortesía RELME recambios).
En el caso de los de tipo electrónico, las operaciones de conmutación
y temporización se efectúan desde un circuito montado en una placa
de circuito impreso, que es controlado desde el frontal del electrodoméstico.
En tu profesión
No es aconsejable desmontar un timmerprogramador, ya que la gran cantidad de
piezas, muelles y contactos de su interior
pueden salirse de sus ubicaciones originales con pocas garantías de éxito de
colocarlas nuevamente en ellas de forma
correcta.
En los electromecánicos, la conmutación se hace mediante contactos
eléctricos de accionamiento mecánico, que se mueven con un pequeño motor que los abre o cierra en función del programa seleccionado,
mediante un sistema de levas. Estos últimos, aunque todavía se siguen
utilizando, están quedando relegados a electrodomésticos de gama
baja.
Suelen disponer de gran cantidad de terminales de conexión para insertar terminales de tipo Faston.
Si en operaciones de reparación se sospecha que el timmer-programador está averiado, es necesario anotar cuál es la disposición de cada uno
de los cables que se conecta a él. Una mala conexión puede hacer que
el electrodoméstico no funcione correctamente e, incluso, que ponga
en peligro alguno de los componentes internos del mismo.
A
10
B
20
11
12
13
14
15
16
M
21
31
22
32
23
33
24
34
25
35
26
Figura 9.9. Ejemplo de esquema de un timmer-programador electromecánico.
208
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36
Electrodomésticos y otros equipos
1.1.4. Conmutador de funciones
También denominado select r, es un conmutador multipolo y multivía que permite que el usuario elija el modo de funcionamiento del
electrodoméstico, conmutándolo de forma manual a una posición determinada.
Pueden ser más o menos complejos, en función del electrodoméstico
al que va destinado.
Figura 9.10. Conmutador de funciones para horno eléctrico (cortesía de TodorepuestosElctro).
Dispone de numerosos terminales de conexión para insertar en ellos
terminales Faston.
Mando
Figura 9.11. Ejemplo de un selector.
Hay que tener en cuenta que algunos contactos de este tipo están diseñados para el soporte del paso de la corriente de actuadores de potencia, como pueden ser las resistencias de hornos eléctricos. Por este
motivo, nunca se deben manipular los selectores cuando están bajo
tensión.
La comprobación del funcionamiento de sus contactos se puede hacer
mediante un polímetro en modo continuidad, siempre que se disponga
de su esquema de funcionamiento interno.
Saber más
En muchas ocasiones el deterioro de los
conmutadores se debe al desgaste de su
sistema mecánico debido a su uso continuo o por sobrepasar la intensidad de
corriente para la que han sido diseñados.
No es aconsejable desmontarlos para su reparación. Si el elemento está
averiado, lo mejor es sustituirlo por un recambio equivalente.
Antes de desmontar el selector del dispositivo en el que se encuentra
instalado, es necesario anotar o fotografiar a qué terminal se encuentra
conectado cada uno de los cables.
209
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Unidad 9
1.1.5. Presostato
En tu profesión
Los presostatos vienen tarados de fábrica, por lo que no es recomendable tocar
los potenciómetros que tienen en su
cuerpo para tal fin.
También denominados interrupt res de nivel de agua, son dispositivos
que interactúan sobre circuitos eléctricos en función de la presión que
existe en un circuito de agua.
Figura 9.12. Presostatos de lavadora.
Se utilizan en electrodomésticos como la lavadora o el lavavajillas, y
permiten controlar el nivel de agua que entra en ellos, mediante una
entrada para medir la presión a la cual se conecta el circuito hidráulico
principal.
11
En la parte eléctrica dispone de uno o dos contactos de tipo conmutado
de dos vías. Estos cambian de posición cuando la presión del circuito
hidráulico llega a la que se ha ajustado de fábrica.
12
13
14
Figura 9.13. Contactos de un presostato con un
contacto conmutado y uno de seguridad.
Si el presostato solamente dispone de un contacto conmutado, este
tiene tres terminales de conexión etiquetados de la siguiente manera
11 borne común, 12 contacto normalmente cerrado y 13 contacto normalmente abierto.
Muchos presostatos pueden disponer de un terminal de seguridad etiquetado con el número 14. Este permite activar la bomba de desagüe si
por algún motivo la presión aumenta de forma excesiva debido a que
han fallado otros circuitos de seguridad. De esta forma evita el desbordamiento de agua.
Ajuste del presostato
Contacto de seguridad
Tubo de nivel
de presión
14
11
12
13
Terminales del
contacto eléctrio
Figura 9.14. Partes de un presostato de lavadora.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 2 de esta unidad.
Los presostatos que disponen de doble contacto conmutado permiten
controlar dos niveles de agua, uno inferior y otro superior. Los terminales
de este segundo contacto están etiquetados como 21 (común), 22 (NC)
y 23 (NA).
210
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Electrodomésticos y otros equipos
1.1.6. Termostato
Es un dispositivo que permite desconectar la alimentación de un equipo
o electrodoméstico cuando se supera una temperatura determinada.
Saber más
En la unidad 4 se han estudiado los termostatos de protección, también
conocidos como fusibles térmicos. Estos se encuentran en el interior de
los electrométricos y tienen como misión desconectar circuito eléctrico
si se supera una temperatura no deseada.
Una lámina bimetálica está formada por
dos metales que tienen diferente coeficiente de dilatación térmica. Así, cuando
se le aplica calor, el metal que se dilata
más tira del otro, curvando la lámina.
No obstante, muchos electrométricos requieren ajustar, de forma manual
y controlada, la temperatura con la que trabajan, ya que su funcionamiento se basa en la generación de calor. Este es el caso de planchas
de cocina o de cocción, planchas de vapor para ropa, tostadoras, etc.
Bimetal a temperatura ambiente
Bimetal que se ha calentado
Figura 9.15. Lámina bimetálica.
Figura 9.16. Termostatos de plancha de vapor y de plancha de cocina.
Estos electrodomésticos disponen de un termostato electromecánico
que se fundamenta en el curvado de un bimetal. El contacto eléctrico
se encuentra entre una parte fija y una lámina móvil bimetálica. El calor
producido por el propio electrodoméstico curva el bimetal lentamente,
doblándolo y desconectando el contacto del termostato. De igual forma,
cuando el bimetal se enfría, vuelve a su posición de reposo, conectando
nuevamente el circuito.
tº
Figura 9.17. Símbolo del termostato.
El ajuste de la temperatura de disparo se realiza separando más o menos la lámina bimetálica mediante un mando de ajuste que se controla
desde el exterior del equipo.
Eje del mando
de regulación
Contacto eléctrico
Terminales de
conexión
Tope aislante
Lámina bimetálica
Piezas aislantes
Figura 9.18. Partes de un termostato para plancha de vapor.
211
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Unidad 9
1.1.7. Caudalímetro
También denominado rueda de aletas, es un sensor que se instala especialmente en el lavavajillas y permite conocer la cantidad de agua que
entra en el electrodoméstico.
Entrada de agua
Salida de agua
Figura 9.20. Caudalímetro para lavavajillas.
Cuerpo de caudalímetro
Contacto eléctrico
Figura 9.19. Caudalímetro.
Su funcionamiento se basa en el cómputo de vueltas que da una rueda
de aletas cuando el agua golpea sobre ellas.
Dispone de un pequeño imán en la rueda, que cierra un interruptor
magnético (reed) cada vez que se completa una vuelta. Esto genera una
serie de pulsos que se tratan mediante un circuito electrónico de control,
permitiendo así conocer de forma precisa la cantidad de agua que pasa
al interior del circuito hidráulico.
Rueda
giratoria
Imán
Saber más
Se denomina reed a un interruptor que
conmuta cuando es sometido a los efectos de un campo magnético.
Figura 9.22. Interruptor reed.
Palas
Interruptor
magnético
(Reed)
Figura 9.21. Partes internas de un caudalímetro.
Suele presentarse como un componente
cuyos contactos se encuentran alojados
en una pequeña ampolla de cristal.
Funcionamiento del reed:
El caudalímetro viene a sustituir al presostato en los electrodomésticos que requieren controlar la cantidad de agua con la que trabajan.
Respecto a este, tiene la ventaja de ser más preciso. Sin embargo, el
caudalímetro requiere un circuito electrónico de control más complejo
para acondicionar las señales de pulsos que entrega.
Los caudalímetros pueden tener dos tipos de averías
Abierto
Imán
Cerrado
Figura 9.23. Funcionamiento de un interruptor
reed.
■
Que la rueda no gire o lo haga de forma incorrecta, bien por desgaste
o bien por suciedad o cal acumulada en sus conductos internos.
■
Que el interruptor magnético no conmute de forma adecuada debido
al desgaste producido por su uso continuado.
En cualquiera de los casos, será necesario sustituirlo por uno nuevo.
212
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Electrodomésticos y otros equipos
2. Circuitos de electrodomésticos
A continuación se describen los circuitos eléctricos de algunos de los
electrodomésticos más característicos de la vivienda.
2.1. Horno eléctrico de cocción
Es un electrométrico destinado a la elaboración y cocinado de alimentos
mediante la generación de calor.
Dispone de una o más resistencias que caldean su interior para la cocción de los alimentos. La activación manual de dichas resistencias se
lleva a cabo mediante un circuito electrónico de potencia o un selector
electromecánico, con el que el usuario conmuta desde el exterior el
funcionamiento deseado.
En muchas ocasiones, además, se suele incorporar un programador
motorizado que permite realizar la conmutación de las resistencias de
forma programada.
Para ajustar la temperatura generada por las resistencias, se utiliza un
termostato interno que es controlado de forma manual desde el exterior.
Selector de
temperatura
Mando del Mando del
selector programador
Int. de
encendido
M
Fusible
térmico
Iluminación interior
Fusible
tº
L
230 V
N
M
tº
Termostato
Motor girapollos
Resistencia superior
Resistencia grill
Conmutación
electromecánica
o electrónica
Resistencia solera
Turbina de aire
M
Figura 9.24. Esquema de bloques de un horno de cocción.
La turbina es un motor con ventilador que permite aplicar aire caliente
de forma forzada para mejorar los asados.
El motor girapollos se controla desde el circuito de conmutación y se
activa de forma voluntaria desde exterior.
Saber más
Los motores utilizados en el interior del
horno son de corriente alterna y en la mayoría de los casos son motores de espira.
De igual forma que otros electrodomésticos, el horno dispone de un interruptor de encendido que conmuta la fase y neutro de la alimentación,
de fusibles contra sobrecargas y de termostatos de seguridad contra el
aumento no deseado de temperatura.
213
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Unidad 9
2.2. Placa vitrocerámica
Es un electrodoméstico destinado a la elaboración de alimentos. Dispone de una serie de resistencias instaladas bajo un vidrio, que son
conmutadas a voluntad por el usuario desde uno o varios mandos selectores.
Tiene la ventaja de que no produce llama para la cocción y mantiene el calor durante unos minutos incluso después de desconectar sus resistencias.
Mandos de selección
Int. de
encendido
Pantalla de
indicación
prog 1 editex
Fusible
tº
Etapa de
potencia
Placa de control
electrónico
+
-
~
~
L
230 V
N
tº
tº
Resistencias
+
~
-
~
Figura 9.25. Esquema de bloques de una placa vitrocerámica.
Las resistencias producen mucho calor, por lo que son gestionadas mediante termostatos para el control de su temperatura. Además, dispone
de uno o más fusibles térmicos que protegen el equipo ante un exceso
de calor no controlado.
Las resistencias se gestionan mediante una etapa basada en tiristores
o transistores de potencia. Esta a su vez es controlada mediante un circuito electrónico basado en microprocesador, que hace las funciones
de conmutación, y que es operado desde el exterior con los mandos
de selección.
Un pantalla tipo display muestra al usuario información textual o luminosa.
El circuito electrónico de control es alimentado mediante una fuente
de alimentación, que suele ser independiente de la etapa de potencia.
El interruptor de encendido permite conmutar la energía de la red de
230 V, y el fusible (o fusibles) protegen el equipo contra cortocircuitos
y sobrecargas internas.
214
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Electrodomésticos y otros equipos
2.3. Lavadora
La lavadora es posiblemente el electrodoméstico más complejo, desde
el punto de vista técnico, de todos los que nos podemos encontrar en
el hogar.
Mediante elementos de captación se adquieren valores de la presión del
agua, la temperatura, exceso de jabón, etc., para actuar en función del
programa del usuario sobre el motor, las resistencias, las electroválvulas
o la bomba de desagüe.
A continuación se nombran algunos de los elementos del interior de la
lavadora y la función que realizan en ella
■
El m t r. Se utiliza para girar el tambor de la ropa mediante un sistema
de transmisión por correa. Suelen disponer de dos velocidades, una
lenta para el lavado y otra rápida para el centrifugado, aunque algunas
lavadoras modernas incluso pueden disponer de más velocidades de
giro en determinados programas de lavado.
En tu profesión
Con el uso de la lavadora, la correa de
transmisión se desgasta pudiéndo llegar
a romperse. En este caso, debe sustituirse por otra de idénticas características.
Figura 9.26. Sistema de transmisión y detalle de un motor de lavadora.
■
■
Las resistencias calde : calientan el agua que entra en el tambor para
el lavado de las prendas a diferentes temperaturas. La temperatura
se controla mediante un termostato interno, el cual se ajusta desde
el exterior con un mando destinado a tal fin.
En tu profesión
Las resistencias de caldeo de una lavadora se pueden sustituir con facilidad.
La electr válvula: permite cargar el agua en el tambor, mezclando el
detergente y el suavizante, en función del programa seleccionado por
el usuario. Se instala en la entrada de agua y, dependiendo del tipo
de lavadora, pueden ser de una, de dos o de tres vías.
Figura 9.27. Ubicación de la resistencia de caldeo y electroválvula de dos vías en una lavadora.
215
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Unidad 9
■
Select r pr gramad r: permite al usuario seleccionar el programa de
lavado deseado. Para ello dispone de mandos, tipo botón o selector
giratorio, en el frontal de la lavadora. En los de tipo electrónico, los
mandos actúan sobre el circuito de la placa de circuito impreso que
hay en el interior.
Figura 9.28. Circuito electrónico y panel de mando de una lavadora electrónica.
■
B mba de desagüe: se encarga de vaciar el tambor de la lavadora
antes de proceder a realizar el centrifugado.
Además, en el interior de la lavadora se encuentran algunos de los elementos que se han estudiado en esta unidad, como son el blocapuertas,
el presostato, el filtro antiparasitario, etc.; acompañados de sus correspondientes elementos de protección contra sobrecargas, cortocircuitos
y exceso de temperatura.
Selector de
temperatura
Int. de
encendido
Mando del Mando del
selector programador
M
Filtro
Blocapuertas antiparasitario
Fusible
tº
Termostato
230 V
N
Fusible
térmico
Resistencia calefactora
tº
Rotor
M
Electroválvula
Placa de control
electrónico o
circuito de
conmutación
tº
Motor
Estator
Bomba de desagüe
M
L
Tacómetro
T
Presostato
Figura 9.29. Esquema de bloques del circuito eléctrico de una lavadora.
216
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Electrodomésticos y otros equipos
2.4. Secadora de ropa
El circuito eléctrico de la secadora de ropa es similar al de la lavadora,
pero mucho más reducido, ya que no requiere controlar la entrada de
agua en su interior.
Basa su funcionamiento en el giro de un tambor, en el que se introduce
la ropa mojada mediante un motor que funciona a diferentes velocidades, que extrae el agua por centrifugado.
Las secadoras suelen disponer de una resistencia de caldeo para auxiliar
en el secado. Esta se conecta y desconecta en función del programa
seleccionado por el usuario.
El mando selector-programador puede ser de tipo electromecánico o
electrónico, y con él se eligen los diferentes programas de secado.
Figura 9.30. Panel de mando electrónico de una secadora (cortesía Whirlpool).
De igual forma que otros electrodomésticos, disponen de fusibles de
protección contra sobrecargas y cortocircuitos y contra el exceso de
temperatura. El filtro antiparasitario se instala a la entrada del circuito
eléctrico para evitar interferencias en la red eléctrica cuando se encuentra en funcionamiento.
Int. de
encendido
Mando del
programador
Filtro
Blocapuertas antiparasitario
Timmer
M
Fusible
L
230 V
N
Rotor
tº
Termostato
Fusible
térmico Resistencia de caldeo
tº
Circuito de
conmutación
M
Motor
tº
Estator
Figura 9.31. Diagrama de bloques del circuito eléctrico de una secadora.
217
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Unidad 9
2.5. Lavavajillas
En tu profesión
El motor de la bomba de recirculación
suele ser un motor monofásico con condensador permanente y con una sola
velocidad.
El lavavajillas basa su funcionamiento en la proyección de agua a alta
presión contra la vajilla que se encuentra en su interior, retirando de
esta manera cualquier suciedad o resto de comida que se encuentra
sobre ella.
El dispositivo principal del lavavajillas es la bomba de presión, también
denominada de recirculación, que es la encargada de distribuir el agua
por los diferentes conductos hasta los aspersores giratorios que rocían
el agua sobre la vajilla.
Además de la bomba principal, los lavavajillas disponen de una bomba
de desagüe para extraer el agua del interior una vez que ha finalizado
el programa de lavado.
Selector de
temperatura
Pantalla de
indicación
Mando del
selector
Int. de
encendido
Mando del
programador
prog 1 editex
Interruptor
Filtro
de puerta antiparasitario
Fusible
L
230 V
tº
Termostato
Fusible
térmico
tº
N
Resistencia
de caldeo
Dev. trabajo
Válvula del depósito de sal
Placa de
control
electrónico
Bomba
principal
20 uF
Dev. arranque
Bomba de desagüe
M
Condesador
Interruptor
antidesbordamiento
Caudalímetro
Figura 9.32. Esquema de bloques genérico del circuito eléctrico de un lavavajillas.
La cantidad de agua que entra en el interior se controla mediante un
caudalímetro. Además, todos los lavavajillas disponen de un sistema
eléctrico antidesbordamiento. Este sistema consiste en un interruptor
que conmuta mediante una boya que flota ante la presencia de agua,
que permite detectar si hay una fuga de agua en el interior.
Par evitar la calcificación de los conductos por los que sale el agua a
presión es necesario echar sal en el circuito hidráulico. Esto se efectúa
de forma automática mediante un depósito de sal y un dosificador que
funciona de forma similar a una electroválvula. La resistencia permite
calentar el agua para que la limpieza se mucho más efectiva e higiénica.
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Electrodomésticos y otros equipos
2.6. Plancha para tejidos
Es un pequeño electrodoméstico que no puede faltar en ningún hogar.
Basa su funcionamiento en el calentamiento de unas resistencias alojadas
en una plancha de hierro a la que transfiere el calor de forma directa.
Se trata de un circuito eléctrico muy simple, ya que se fundamenta en el
control, mediante un termostato, de una resistencia alimentada directamente desde la red de 230 V.
De igual forma que otros electrodomésticos que generan calor, el circuito
debe disponer de un fusible térmico de seguridad.
Figura 9.33. Plancha para tejidos.
Resistencia
Termostato
Fusible térmico
tº
L
PE
N
230 V
Manguera de
alimentación
Lámpara de neón
Figura 9.34. Esquema de una plancha eléctrica de ropa.
Todas las planchas disponen de una lamparita de neón que señala cuándo la resistencia ha conseguido la temperatura ajustada en
el mando del termostato. Así, cuando la lámpara se apaga, indica que
la resistencia se ha desconectado, y cuando se enciende, señala que la
resistencia está en tensión a través del contacto del termostato.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 3 de esta unidad.
Las mangueras que alimentan este tipo de electrodomésticos, suelen
disponer de una funda de material textil muy flexible, que aporta mayor
movilidad para su utilización.
Una de las averías de este tipo de electrodomésticos, suele producirse por el retorcimiento de la manguera de alimentación, que puede
provocar cortes en los cables o la desconexión en el interior de la
plancha.
2.7. Plancha para alimentos
Tiene un funcionamiento similar al de la plancha para textil, pero en este
caso el objetivo es cocinar alimentos sobre la superficie que se calienta
con las resistencias.
El circuito eléctrico es prácticamente el mismo que el que se ha visto
para la plancha de ropa. Sin embargo, en muchas planchas de cocción
el conjunto del termostato, la lámpara de neón y el fusible térmico se
encuentran en un elemento enchufable que se puede retirar con suma
facilidad y sin peligro para el usuario, y que facilita su limpieza.
Figura 9.35. Plancha de cocina con clavija de
potencia.
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Unidad 9
3. Equipos informáticos
ecuerda
Se denomina hardware a la parte física de
los equipos informáticos y software a los
programas y aplicaciones que en ellos se
instalan.
Los equipos informáticos están dentro de la categoría de electrodomésticos de la gama marrón. En la actualidad se encuentran de forma
habitual en el hogar, ya que se complementan perfectamente con otros
equipos y, en ocasiones, incluso los sustituyen para funciones específicas, como es la reproducción de audio y vídeo.
A continuación se da una visión general de cómo está constituida la
parte hardware de dichos equipos. El estudio de la configuración del
software va más allá de los objetivos de este temario.
Los equipos informáticos se pueden clasificar en dos grandes grupos
■
Fij s: ordenadores de sobremesa.
■
P rtátiles: ordenadores portátiles y tablets.
3.1. Ordenadores de sobremesa
Son ordenadores a los cuales se les conecta una serie de equipos y
periféricos de instalación fija.
El sistema electrónico interno se instala en una caja metálica y está
constituido por las siguientes partes
■
Puertos
Ranuras de
expansión
Editex
2014
SiS 645
SiS 645
JCMCastillo
Zócalo para el
microprocesador
SOCKET
SiS 645
Editex
2014
SiS 645
Zócalos para
memoria RAM
AGP
JCMCastillo
SiS 645
Editex 2014
J.C.M.Castillo
Figura 9.36. Interior de un ordenador de
sobremesa.
Placa base: también conocida como placa madre (mother board),
es el circuito electrónico en el que se conectan todos los elementos
hardware del sistema, tanto los internos como los externos.
BAT
DIMM 1
DIMM 2
DIMM 3
SiS 645
Editex 2014
IDE2
IDE1
Conectores para
unidades de disco y
almacenamiento
Conectores para
la alimentación
Figura 9.37. Placa base de un ordenador de sobremesa y sus partes.
■
Figura 9.38. Módulo de memoria RAM de un PC
de sobremesa.
Mem ria RAM: es la parte del ordenador en el que se ejecutan las
aplicaciones del usuario mientras se están utilizando. La memoria
RAM se presenta en pequeños módulos enchufables, en zócalos ubicados en la placa base diseñados para tal fin. Su sustitución y reemplazo es sumamente sencilla, ya que no requiere herramientas. Se
pinchan en los zócalos y se fijan mediante unos gatillos tipo clic de
los que dispone en sus laterales.
220
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Electrodomésticos y otros equipos
■
■
Puert s: son los conectores que el ordenador tiene en la parte trasera o delantera y en los cuales se conectan todo tipo de periféricos
monitor, ratón, teclado, impresoras, altavoces, etc. Las placas bases
actuales suelen disponer de contactores de todo tipo para cumplir con
las aplicaciones básicas que un usuario doméstico requiere.
Figura 9.39. Puertos de un ordenador de
sobremesa.
Ranuras de expansión: también denominadas slots, permiten enchufar
tarjetas adicionales a la placa base. Disponen del tipo de conexión
placa-placa y son de inserción vertical. Las hay de diferentes tipos y
disposición del «pineado», no pudiéndose conectar placas en ranuras
que no se han diseñado para ellas.
Figura 9.40. Ranuras o slots de expansión.
■
El micr pr cesad r: es el cerebro del sistema. Se presenta en forma
de chip de grandes dimensiones y con una matriz de pines que se
conectan en un zócalo diseñado específicamente para tal fin. La extracción e inserción del microprocesador en su zócalo es una terea delicada, ya que si no se realiza de forma cuidadosa, se corre el riesgo de
doblar o romper algunas de sus patillas pudiendo quedar inservible.
■
La fuente de alimentación: permite aplicar tensión a los diferentes
dispositivos y elementos que constituyen el equipo.
Sus dimensiones y tamaño se encuentran estandarizados, pudiéndose
sustituir con rapidez y facilidad con un simple destornillador.
Figura 9.41. Microprocesador.
Figura 9.42. Fuente de alimentación.
Las fuentes de alimentación de los ordenadores trabajan con diferentes tensiones de salida.
221
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Unidad 9
Practica
■
Realiza la ficha de trabajo 4 de esta unidad.
Ventilad res y element s de refrigeración: se encargan de disipar el
calor interno generado por los componentes electrónicos.
Los ventiladores utilizan motores de corriente continua alimentados
desde la fuente de alimentación del PC.
Los ventiladores son los componentes de los equipos informáticos
que mayor mantenimiento requieren, ya que es necesario limpiarlos
cada cierto tiempo para evitar que emitan ruido debido a la suciedad
acumulada en ellos. En ocasiones incluso puede ser necesario sustituirlos por otros nuevos. Es este caso, se debe reemplazar por otros
de similares dimensiones y características eléctricas.
Además de los ventiladores, muchos componentes, como es el caso
del microprocesador, requieren disipadores de calor de tipo pasivo.
Estos suelen ser generalmente de material de aluminio y se apoyan
directamente sobre la parte metálica de los componentes. Entre ambos se aplica una pasta térmica que facilita la transmisión del calor.
Figura 9.43. Ventilador auxiliar y de microprocesador.
Figura 9.44. Disipador de calor pasivo.
■
Disp sitiv s de almacenamient intern s: son las unidades de disco
duro u ópticas que se instalan en el equipo para almacenar los datos
del usuario.
Disponen de dos tipos de conectores uno para el cable de alimentación, que se conecta de forma directa a la fuente de alimentación
interna, y el otro para la transferencia de datos, que se conecta a la
placa base.
Su tamaño se encuentra estandarizado y se instalan en un lado de
la caja, en huecos especialmente diseñados para tal fin, mediante la
fijación con tornillos.
Muchos equipos utilizan también lectores para diferentes tipos de
tarjetas (SD, microSD, etc.).
Figura 9.45. Unidades de almacenamiento y de
disco.
Las unidades de disco flexible están en desuso en la actualidad, aunque todavía se pueden encontrar en equipos antiguos equipos en
funcionamiento.
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Electrodomésticos y otros equipos
■
Cablead intern : se utiliza para unir entre sí los diferentes componentes del equipo la fuente de alimentación con la placa y con las
unidades de disco, la placa con las unidades de almacenamiento, etc.
Todos los cables disponen de conectores en sus terminaciones, por lo
que su conexión y desconexión es muy rápida y sencilla. Además, no
hay posibilidad de equivocación, ya que los conectores son diferentes
en función de la misión que tienen en el circuito.
Figura 9.46. Ejemplo de conexiones internas de un ordenador de sobremesa.
■
Pila: se encarga de mantener la fecha y hora del ordenador y los datos
de configuración del sistema en la BIOS.
Suele ser una pila tipo botón fácilmente recambiable, aunque en ordenadores antiguos la pila se encontraba soldada directamente en la
placa de circuito impreso.
Vocabulario
BIOS: son las siglas de basic input/output system. Es un circuito integrado que
tienen todos los ordenadores. En él se almacena el programa de inicio por el que
se reconocen las partes hardware en el
momento del arranque.
Figura 9.47. Detalle de una pila en la placa base de un PC.
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Unidad 9
3.2. Ordenadores portátiles
La estructura lógica de un ordenador portátil es similar a la de un ordenador de sobremesa. Sin embargo, se diferencia de este en que todos
sus componentes, incluidos algunos periféricos (monitor, ratón, teclado,
etc.), están ensamblados en un mismo equipo.
Las operaciones de mantenimiento más usuales en un portátil son el
cambio de memoria RAM, la sustitución de disco duro, la limpieza, la
sustitución del ventilador de refrigeración o el reemplazo de unidades
de disco como el CD o DVD.
Figura 9.48. Portátil (cortesía ASUS).
Debido a que el acceso a la placa base es una tarea sumamente delicada, los fabricantes de portátiles disponen de tapas individuales en la
parte trasera del equipo para poder acceder a las bahías de conexión
de las partes que requieren mantenimiento.
Así, con un simple destornillador, es posible sustituir el disco duro o
ampliar la memoria RAM, sin necesidad de retirar la tapa principal del
equipo.
Batería
Tarjeta WI-FI
Memoria RAM
Microprocesador
Disco duro
Ventilador
Figura 9.49. Componentes accesibles desde la parte trasera de un portátil.
Los módulos de memoria RAM son de un tamaño más reducido que el
de sus equivalentes de sobremesa. Lo mismo ocurre con el tamaño del
disco duro.
Figura 9.50. Memoria RAM y disco duro de un portátil.
Practica
Realiza la ficha de trabajo 5 de esta unidad.
La alimentación desde la red eléctrica se realiza mediante una fuente de
alimentación externa. Esta se encarga de convertir los 230 V de corriente
alterna a la tensión de corriente continua que requiere el equipo para
funcionar y cargar su batería.
224
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Electrodomésticos y otros equipos
4. Herramientas eléctricas portátiles
Las herramientas eléctricas no son electrodomésticos, pero debido a
su facilidad de uso es fácil encontrarlas tanto en el hogar como en el
taller del aficionado al bricolaje. Algunas de las más utilizadas son el
taladro, el destornillador eléctrico, la sierra de calar, la lijadora, la radial
o la amoladora.
Figura 9.51. Herramientas eléctricas portátiles.
Si bien en cada tipo de herramienta el sistema mecánico es diferente, no
ocurre lo mismo con su circuito eléctrico, el cual es muy similar en todas
ellas. Este consta de un motor eléctrico y un circuito de conmutación,
que, dependiendo del tipo de herramienta, requiere la inversión del
sentido de giro y/o regulación de la velocidad.
A continuación se toma como ejemplo un taladro de mano, pero el circuito eléctrico en otras herramientas es prácticamente el mismo.
En el caso de la figura 9.52, se trata de un taladro-destornillador que
requiere la inversión del sentido de giro. Para ello se utiliza un motor
de tipo universal.
Interruptor
de activación
Inversión
de giro
Rotor
L
230 V
N
M
tº
Motor
Estator
Figura 9.52. Circuito eléctrico genérico de un taladro-destornillador con inversión del sentido de giro.
El devanado del estator es alimentado siempre con la misma polaridad
mediante el pulsador de activación general. El devanado del rotor se
encuentra alimentado a través de un conmutador de cruzamiento, que
permite cambiar la polaridad que se aplica a sus terminales y que invierte
el sentido de giro del portabrocas a voluntad.
225
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Unidad 9
Interruptor
de activación
Interruptor
de activación
Inversión
de giro
Inversión
de giro
Rotor
L
L
N
230 V
N
tº
Estator
L
N
L
M
L
230 V
N
L
Rotor
M
tº
Estator
N
N
Figura 9.53. Detalle de la inversión el sentido de giro del motor del taladro.
Los taladros y destornilladores eléctricos que funcionan con batería
tienen un circuito de conmutación similar al de los que se conectan a
la red de 230 V. No obstante, en estos casos, el motor utilizado es de
corriente continua.
Las herramientas eléctricas que requieren regulación de velocidad
pueden ser de dos tipos de regulación por TRIAC para los motores de
corriente alterna o de regulación por tiristores para los de corriente
continua. Este circuito es de las mismas características que los de los
estudiados en unidades anteriores y, debido a sus reducidas dimensiones, es posible integrarlo incluso en las herramientas de tamaño
más pequeño.
Interruptor
de activación
Regulación
de velocidad
Inversión
de giro
Rotor
L
M
tº
230 V
N
Motor
Estator
Circuito electrónico
de regulación basado
en TRIAC
Figura 9.54. Esquema genérico de un taladro-destornillador con regulador de velocidad e inversión
de giro.
Las herramientas eléctricas que no requieren ni inversión del sentido de
giro, ni regulación de velocidad, como taladros de sobremesa, máquinas
esmeriladoras o sierras de cinta, utilizan motores monofásicos con condensador permanente. Estos motores, que no necesitan mantenimiento,
al no disponer de escobillas, son muy silenciosos y su velocidad es muy
estable.
Las herramientas industriales utilizan motores trifásicos de inducción.
226
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Unidad 9
EN RESUMEN
Equipos eléctricos y electrónicos
Electrodomésticos
Tipos de
electrodomésticos
Equipos informáticos
De sobremesa
Herramientas eléctricas
portátiles
Partes
Portátiles
Placa base
Memoria RAM
Dispositivos internos
Puertos
Filtro antiparasitario
locapuertas
Timmer-programador
Conmutador de funciones
Presostato
Termostato
Caudalímetro
Microprocesador
Circuitos
Fuente de alimentación
Horno de cocción
Elementos de refrigeración
Placa vitrocerámica
Dispositivos de almacenamiento
Lavadora
Cableado interno
Lavavajillas
Pila
Secadora
Plancha de tejidos
Plancha de cocina
Entra en internet
1. Localiza páginas web de repuestos para electrodomésticos. Nombra dos partes que no se hayan estudiado aquí y que te
hayan llamado la atención. Anota en tu cuaderno el nombre del elemento, para qué se utiliza y en qué tipos de electrodomésticos se emplea.
2. usca información sobre la grasa o pasta térmica y explica para qué se utiliza en equipos informáticos.
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Unidad 9
ACTIVIDADES FINALES
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Siguiendo los pasos indicados en la ficha de trabajo 2 para la comprobación de un presostato, haz lo mismo para un
presostato de dos niveles. Ten en cuenta que la presión de aire que hay que aplicar a su entrada para el disparo del
segundo contacto debe ser mayor que para el primero.
2. Conecta un polímetro en modo continuidad en la salida eléctrica de un caudalímetro para lavavajillas. Pon un tubo flexible
a su entrada y sopla por él de forma suave y rápida. ¿Qué marca el polímetro en ambos casos? ¿Qué conclusiones sacas?
Polímetro
-
+
Caudalímetro
Figura 9.55. Comprobación de un caudalímetro de lavavajillas.
3. Desmonta otro pequeño electrodoméstico y contesta a las preguntas planteadas en la ficha de trabajo 3 de esta unidad.
4. Junto con un compañero, desmota una herramienta eléctrica portátil. Haced fotos de su interior, dibujad en vuestro
cuaderno su esquema eléctrico y contestad a las siguientes preguntas:
a) ¿Qué tipo de motor tiene? ¿Cómo están conectados sus devanados?
b) ¿Dispone de algún circuito regulador de velocidad? Si la respuesta es afirmativa, ¿reconoces alguno de los componentes que lo constituyen?
c) ¿De qué elementos de conmutación dispone? Intentad dibujar en vuestro cuaderno cómo actúan en el circuito.
5. Utilizando una fuente de alimentación para PC reciclada, conecta dos ventiladores de 12 Vcc de forma que puedan desconectarse individualmente mediante interruptores de palanca. Monta el circuito y prueba su funcionamiento. Dibuja un
esquema en tu cuaderno y compáralo con el de tu compañero de mesa.
6. Amplía el circuito anterior de forma que un LED de color rojo se encienda cuando la fuente de alimentación está en
funcionamiento.
7. En un ordenador de sobremesa, previamente desconectado de la red eléctrica, localiza los módulos de memoria RAM
y extráelos. Para ello debes encontrar las dos patillas de seguridad que hay en los extremos de cada módulo y desbloquearlas haciendo una pequeña presión sobre ellas. La inserción de los mismos, u otros módulos diferentes, en las
ranuras de memoria debes llevarla a cabo presionando ligeramente en los extremos del canto del módulo hasta que se
cierren, de forma automática, las patillas de seguridad.
Figura 9.56. Detalle de la inserción de memoria RAM en un PC.
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Unidad 9
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
1. Una lavadora es un electrodoméstico denominado:
10. Un interruptor antidesbordamiento se instala en:
a) Línea marrón.
c) Línea blanca.
a) Una secadora.
c) Una plancha.
b) Línea azul.
d) Pequeño electrodoméstico.
b) Un lavavajillas.
d) Un horno de cocción.
2. Un filtro antiparasitario es:
a) Un condensador.
c) Un motor.
b) Una resistencia.
d) Un circuito resistivo y capacitivo.
3. Si se quita el filtro antiparasitario de una lavadora:
11. La cantidad de agua que entra en un lavavajillas se controla con:
a) Un caudalímetro.
b) Un termostato.
a) El motor se quema.
c) Un interruptor de desbordamiento.
b) La lavadora sigue funcionando.
d) Una bomba de desagüe.
c) La lavadora no funciona.
d) Se introducen interferencias en la red eléctrica.
4. El blocapuertas es para:
a) Abrir la puerta de la lavadora de forma automática cuando finaliza el programa seleccionado por el usuario.
b) Impedir que la puerta de la lavadora pueda abrirse
cuando está en funcionamiento.
c) Retardar la apertura de la puerta una vez que el programa de lavado ha finalizado.
d) Calentar el agua con la resistencia que tiene en su interior.
5. ¿Cómo se denominan los terminales de conexión de un
blocapuertas?:
a) 1-2-3.
c) L-N-C.
b) A- -C.
d) L-N-M.
6. Un timmer es:
12. Un termostato se utiliza para:
a) Activar la bomba de desagüe de una lavadora.
b) Desactivar un circuito cuando se alcanza una temperatura.
c) Comprobar la cantidad de agua que consume un electrodoméstico.
d) Encender la lámpara de neón de una plancha.
13. Si se comprueba la bobina de una electroválvula con un
polímetro en modo resistencia:
a) Debe marcar un valor óhmico menor de 100 Ω.
b) Debe marcar un valor óhmico aproximado de 3 000 Ω.
c) Si la bobina está bien, no debe marcar ningún valor.
d) Debe marcar un valor cercano al megaohmio.
14. Si se comprueba un resistencia de caldeo de un horno
eléctrico:
a) Un programador motorizado.
a) Debe marcar un valor óhmico menor de 100 Ω.
b) Un computador multivía manual.
b) Debe marcar un valor óhmico sobre 3 000 Ω.
c) Un blocapuertas.
c) Si la bobina está bien, no debe marcar ningún valor.
d) Un termostato.
d) Debe marcar un valor cercano al megaóhmio.
7. El presostato:
a) Se utiliza para activar el circuito eléctrico si el nivel del
agua es el adecuado.
b) Tiene una entrada y una salida de agua.
c) Mide la temperatura del agua que entra en la lavadora.
d) Dispone de un imán dentro de él para disparar el contacto interno.
8. En una lavadora el agua entra mediante:
a) Un motor.
c) Una electroválvula.
b) Una bomba.
d) Un presostato.
9. ¿Cuáles de estos dispositivos forman parte de una secadora?:
a) Caudalímetro.
c) Resistencia de caldeo.
b) Presostato.
d) Termostato.
15. El microprocesador de un ordenador se encuentra instalado:
a) En la tarjeta de vídeo.
b) En una ranura de expansión.
c) En la placa base.
d) En la fuente de alimentación
16. ¿Cuántas fuentes de alimentación tiene un ordenador?:
a) Tantas como tensiones necesitan los elementos que
la constituyen.
b) Dos, una para los periféricos y otra para la placa base.
c) Una.
d) Depende del número de dispositivos que haya en su
interior.
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Unidad 9
PRÁCTICA RESUELTA
Comprobación de un filtro antiparasitario
Objetivo
Herramientas
■
Polímetro con medida
de capacidad
Material
■
Un filtro antiparasitario
de lavadora
o lavavajillas
■
Comprobar si un filtro antiparasitario está en buen estado y es apto para su
instalación en un electrodoméstico.
Precauciones
■
Conmutar el polímetro en valores óhmicos altos, ya que la resistencia interna de
los filtros parasitarios suele rondar los megaohmios (MΩ).
■
Se debe utilizar un polímetro que permita comprobar condensadores.
Desarrollo
Val r óhmic del filtr
1. Identificar los terminales del filtro parasitario elegido. Conmutar el polímetro en
el modo resistencia para medir MΩ.
2. Colocar las puntas de prueba entre los terminales L y N del filtro. La medida
obtenida debe tener un valor entre 0,5 y 3 MΩ.
3. Si el filtro dispone de los terminales L y N de entrada separados de los de salida,
la comprobación de la resistencia debe hacerse en los dos grupos de terminales.
MΩ
MΩ
Filtro antiparasitario
Filtro antiparasitario
PE
PE
L
N
N
L
N
TTL
TTL
400 mA
MAX
L
400 mA
MAX
1000 V
750 V
1000 V
750 V
500 V MAX
500 V MAX
Figura 9.57. Comprobación del valor resistivo en filtro con terminales comunes y separados.
C mpr bación de c ntinuidad en terminales separad s
4. En el caso del filtro con terminales separados para entrada y salida de la alimentación, es necesario comprobar si entre los del mismo nombre existe continuidad.
Filtro antiparasitario
Ω
PE
L
N
L
N
TTL
1000 V
750 V
400 mA
MAX
500 V MAX
Figura 9.58. Comprobación de terminales del mismo tipo.
230
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C mpr bación de derivación
5. Conmutar el polímetro en la posición de comprobación de continuidad.
6. Colocar una de las puntas de prueba en el terminal L del filtro.
7. Colocar la otra en el terminal para la toma de tierra PE. El polímetro no debe marcar continuidad,
ya que de lo contrario, el filtro estaría derivado a tierra.
8. Cambia la punta de prueba del terminal L al N. El resultado debe ser el mismo que en la comprobación anterior.
9. Si la carcasa del filtro es metálica, realizar la comprobación entre cualquiera de los terminales
L y N y dicha carcasa. De igual forma, para que el filtro esté en buen estado, no debe marcar continuidad.
Ω
Filtro antiparasitario
PE
L
N
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 9.59. Comprobación de un filtro parasitario derivado a masa.
Val r capacitiv del filtr
10. Utilizar un polímetro (o un capacímetro) que permita la comprobación de condensadores.
11. Colocar las puntas de prueba del instrumento entre los terminales L y N del filtro. El valor marcado
debe ser aproximadamente 0,47 uF, no obstante, los filtros parasitarios suelen tener estampado en
su carcasa el valor de dicha capacidad.
C
Filtro antiparasitario
PE
L
N
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Figura 9.60. Comprobación de capacidad de un filtro parasitario.
C mpr bación visual
12. En ocasiones, una simple inspección visual puede ayudar a reconocer un filtro que está en malas
condiciones, ya que puede presentar grietas o quemaduras. Si se da este caso, será necesario sustituir dicho filtro por uno nuevo.
231
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Unidad 9
FICHA DE TRABAJO 1
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Comprobación de un blocapuertas
Herramientas
Objetivo
Comprobar si el dispositivo de un blocapuertas actúa de forma correcta.
■
Polímetro
■
■
Herramientas básicas del
electricista
Precauciones
■
Tenaza de crimpar
terminales
■
Los terminales Faston del cable de red para alimentar la PTC del blocapuertas
deben estar aislados correctamente.
■
No toques el blocapuertas cuando esté conectado a la red eléctrica, ya que
trabajar con 230 V puede resultar peligroso e incluso mortal.
Material
■
Un metro de manguera
de 2 x 1 mm2
■
Una clavija Schuko
■
Dos terminales Faston
aislados
■
Un blocapuertas de
lavadora
Desarrollo
1. En la manguera de 2 x 1 mm2, conecta en uno de los extremos una clavija
Schuko y en los dos cables del otro un par de terminales Faston aislados.
2. Con un polímetro comprueba que no existe continuidad entre los bornes L y C
del blocapuertas.
230 V
Manguera
Ω
Blocapuertas
Clavija Schuko
CN L
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
Terminales Faston
Figura 9.61. Cable de prueba y comprobación de continuidad entre C-L de los contactos del blocapuertas.
3. Conecta los terminales Faston en los terminales L y N del blocapuertas.
4. Conecta la manguera a una toma de corriente de 230 V y espera unos segundos.
Blocapuertas
CN L
230 V
Figura 9.62. Conexión de la PTC del blocapuertas.
5. Desconecta primero la manguera de la toma de corriente y después los terminales Faston del blocapuertas.
6. Comprueba que ahora si existe continuidad entre los terminales L y N.
7. Mantén las puntas de prueba del polímetro en dicha posición y comprueba
que el contacto del blocapuertas se abre después de unos minutos.
8. Si esto es así significa que su funcionamiento es correcto.
232
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Unidad 9
FICHA DE TRABAJO 2
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Comprobación de un presostato
Objetivo
■
Herramientas
Comprobar si un termostato actúa correctamente.
Polímetro
Material
Precauciones
■
■
Si el presostato es de dos niveles, será necesario aplicar más presión de
aire para que se dispare el contacto de segundo nivel.
■
0,5 m de tubo flexible
■
Presostato de lavadora de un nivel
Desarrollo
1. Con un polímetro comprueba que no hay continuidad entre los terminales
11 y el 13 del presostato, y que si la hay entre los terminales 11 y 12.
2. Coloca un tubo flexible en la entrada de aire del presostato y sopla hasta
que se escuche un clic en su interior.
3. Dobla el tubo para evitar que el aire se escape del interior.
Tubo flexible
12
13
11
14
Presostato
Figura 9.63. Comprobación del disparo del presostato y retención del aire en su interior.
4. Comprueba con un polímetro que la continuidad entre los terminales 11 y
13 y entre los terminales 11 y 12 ha cambiado.
TTL
1000 V
750 V
500 V MAX
12
400 mA
MAX
11
13
14
Ω
Figura 9.64. Comprobación del contacto de un presostato.
5. Suelta el aire del interior del presostato y comprueba con el polímetro
que los contactos han vuelto a su posición de reposo.
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Unidad 9
FICHA DE TRABAJO 3
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Desensamblado de un pequeño
electrodoméstico
Herramientas
■
Herramientas básicas del
electricista
■
Juego de destornilladores
con diferente tipo de
cabeza
■
Un polímetro
Objetivo
■
Precauciones
■
Seguir las instrucciones estudiadas en la unidad 1 de este libro para el
ensamblado de equipos eléctricos y electrónicos.
■
Una vez desensamblado el electrodoméstico, no se debe conectar a
la red eléctrica.
Material
■
Un pequeño
electrométrico
Desmontar y observar el circuito eléctrico de un pequeño electrodoméstico.
Desarrollo
1. Despeja la mesa de trabajo para que no haya ningún objeto que pueda
obstaculizar el proceso de desensamblado.
2. Organiza las herramientas que vas a necesitar.
3. Localiza los puntos en los que se encuentran los tornillos para abrir el
electrodoméstico.
4. Toma las herramientas adecuadas y procede a retirar las cubiertas del
equipo.
5. Guarda en recipientes o cajas todos los tornillos y piezas que vas retirando.
6. Haz fotos del interior del electrodoméstico.
7. Dibuja en tu cuaderno un esquema del circuito eléctrico que ves en su
interior y contesta a las siguientes preguntas
a) ¿Dispone de resistencias calefactoras? Si la respuesta es afirmativa,
compruébalas con un polímetro.
b) Si tiene motor, ¿de qué tipo es? Comprueba con un polímetro sus
devanados.
c) ¿Funciona con corriente alterna o con corriente continua?
d) ¿Tiene algún circuito electrónico?
e) ¿Cuáles son los elementos de protección que has encontrado? Compruébalos con el polímetro,
f) ¿Tiene termostato?
8. Explica a tus compañeros el proceso que has seguido y cómo funciona
el circuito interno.
234
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Ejempl de desensamblad de un t stad r d méstic
1. Localiza los tornillos que fijan la cubierta y elige el tipo de herramienta y destornillador para retirarlos.
2. Saca los tornillos y guárdalos en una caja para evitar que se pierdan.
3. Extrae los mandos del frontal del electrodoméstico. Estos suelen estar fijados por presión y se pueden sacar tirando ligeramente de ellos.
Figura 9.65. Retirando las fijaciones y elementos externos del electrodoméstico.
4. Retira cuidadosamente la tapa superior evitando deteriorar o romper algún componente interno.
5. Observa el circuito eléctrico y electrónico que existe en su interior.
6. En el caso de un tostador, es importante reconocer cómo funciona el elemento de disparo de expulsor de las tostadas.
7. Localiza los terminales de las resistencias y compruébalas con un polímetro.
8. Realiza en tu cuaderno un esquema de bloques del circuito del electrodoméstico.
Figura 9.66. Retirando las fijaciones y elementos externos del electrodoméstico.
235
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Unidad 9
FICHA DE TRABAJO 4
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Comprobación de las tensiones de salida
de una fuente de alimentación de PC
Herramientas
■
Un polímetro
Objetivo
■
Material
■
Una fuente de
alimentación ATX para PC
Comprobar si son correctas las tensiones de salida de una fuente de
alimentación de PC.
Precauciones
■
La comprobación de tensión debe hacerse con la fuente de alimentación desconectada del PC.
Desarrollo
1. Fíjate en siguiente figura, en la que se muestra el pineado de los diferentes tipos de conectores y el color de los cables.
+3,3 V
+3,3 V
COM
+5 V
COM
+5 V
COM
PWR OK
+5VSB
+12 V
1 11
10 20
+3,3 V
-12 V
COM
PS ON
COM
COM
COM
-5 V
+5 V
+5 V
+3,3 V
+3,3 V
COM
+5 V
COM
+5 V
COM
PWR OK
+5VSB
+12 V
+12 V
+3,3 V
1 11
6 16
12 24
COM
COM
+3,3 V
-12 V
COM
PS ON
COM
COM
COM
-5 V
+5 V
+5 V
+5 V
COM
1
3
+12 V
+12 V
Conector MOLEX
1
+12 V
2
COM
3
COM
4
+5 V
Figura 9.67. Conectores de una fuente de alimentación del lado de la conexión (opuesta al de los cables).
2. Identifica cada uno de los pines de los conectores de tu fuente de
alimentación.
11
20
4
1
10
1
Figura 9.68. Conector ATX de veinte pines.
Figura 9.69. Conector Molex.
236
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3. Enchufa la fuente de alimentación a una toma de corriente. Comprobarás que el polímetro no marca
nada, ya que es necesario activar la fuente de alimentación, como se indica a continuación.
4. Desconecta la fuente de alimentación de la red eléctrica.
5. Con un cable rígido de 1 mm2 o un cable con punteras de la misma sección, puentea los pines 14 y
15, correspondientes a los terminales P _ON y COM.
14 15
11
20
10
1
Puente
Figura 9.70. Puente para la activación de la fuente de alimentación.
6. Conecta de nuevo la fuente de alimentación a la red eléctrica.
7. Con un polímetro conmutado en la posición de Vcc, comprueba todas las tensiones disponibles en
los conectores. Para ello inserta la punta de prueba del negativo del polímetro en cualquier borne
COM, que corresponde con los negativos de todas las tensiones de salida, y en cualquier otro terminal diferente a los de tipo COM.
+ 12
14 15
11
V
20
10
+5 V
+5 V
-5 V
COM
COM
COM
PS ON
COM
-12 V
+3,3 V
1
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
500 V MAX
+12 V
+5VSB
PWR OK
+5 V
COM
COM
+5 V
COM
10
+3,3 V
20
1
+3,3 V
11
Figura 9.71. Ejemplo de medida de la tensión de + 12 V.
8. Haz lo mismo en el conector Molex y en el conector ATX de cuatro pines.
V
+5
1
4
TTL
400 mA
MAX
1000 V
750 V
4
3
2
1
+5 V
COM
COM
+12 V
500 V MAX
Figura 9.72. Ejemplo de comprobación de la tensión + 5 V del conector Molex.
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Unidad 9
FICHA DE TRABAJO 5
RESUELVE EN TU CUADERNO O BLOC DE NOTAS
Mantenimiento de un ordenador portátil
Herramientas
■
Destornilladores
Objetivo
■
Material
■
Un ordenador portátil
Localizar y sustituir los componentes de un ordenador portátil que son
susceptibles de mantenimiento o actualización.
Precauciones
■
Las operaciones aquí nombradas deben hacerse con el portátil desconectado de la red eléctrica y con la batería retirada.
■
Utiliza destornilladores de cabeza y de tamaño adecuados para los
tornillos de las tapas del portátil.
Desarrollo
1. Asegúrate de que el portátil está apagado.
2. Retira la batería.
3. Da la vuelta al equipo.
4. Localiza las bahías en las que se encuentran los elementos extraíbles.
5. Prepara las herramientas y una caja para depositar en ella los tornillos.
6. Con un destornillador con la boca adecuada, retira cuidadosamente
las tapas correspondientes.
Figura 9.73. Preparación de la mesa de trabajo y retirada de las tapas.
7. Extrae el disco duro evitando que alguno de los pines de su conector
se doble en la operación.
Figura 9.74. Extracción del disco duro.
238
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8. Si fuese necesario sustituir el disco duro por uno nuevo, habría que realizar la operación a
la inversa, siempre teniendo sumo cuidado de que en la inserción del conector no se doble
ninguno de sus pines.
9. Localiza la bahía de la memoria RAM.
10. Quita el tornillo de fijación y retira la tapa.
11. Localiza las patillas de seguridad que fijan los módulos a la placa.
12. Presiona sobre ellas hacia el exterior y extrae de forma cuidadosa el módulo o módulos que
hay que sustituir.
Figura 9.75. Extracción de los módulos de memoria RAM.
13. Localiza la bahía del ventilador.
14. Retira la tapa que lo cubre.
15. Observa si las aletas tienen suciedad. Si es así, puedes utilizar un secador de pelo para soplar
el polvo, ayudándote de una brocha pequeña de pelo fino. Otra opción es utilizar un aspirador
de mano para succionar la suciedad.
Figura 9.76. Ubicación del ventilador del microprocesador en el portátil.
16. Una vez limpiado el ventilador y sustituidos los módulos de memoria o el nuevo disco duro,
tapa todas las bahías del portátil y pon sus tornillos de fijación. Con esto, el equipo estará listo
para ser utilizado de nuevo.
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Anexo
A Recursos auxiliares para
la reparación de equipos
eléctricos o electrónicos
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A
RECURSOS auxiliares para la reparación de equipos
eléctricos o electrónicos
1. Tipos de tornillos
A continuación se detallan los tipos de tornillos más comunes empleados en equipos eléctricos y electrónicos.
1.1. Tornillos con tuerca
Son tornillos que están diseñados para ser utilizados con tuercas y fijar
las piezas por compresión.
El filete de la rosca tiene forma triangular y puede ser de dos tipos: de
rosca métrica o de rosca Whitworth.
La más extendida en la actualidad es la de tipo métrico. En esta, la medida se representa con un número que corresponde con los milímetros
de diámetro que tiene el tornillo en el exterior del filete. Así, los tornillos
y tuercas se denominan M , M6, M10, M12, etc.; donde la M significa que
son de rosca métrica y el número indica el diámetro exterior de la rosca.
La rosca Whitworth está en desuso en la actualidad, aunque todavía se
pueden encontrar equipos que la utilizan. En ella la medida se indica en
pulgadas y no es compatible con las de rosca métrica.
Ø
Tornillo de rosca métrica.
Se denomina «paso» a la distancia que existe entre dos vértices contiguos del filete.
Los tornillos suelen ser metálicos, aunque en algunas aplicaciones eléctricas se pueden encontrar tornillos de material aislante como el plástico.
La mayoría de la roscas de los tornillos están diseñadas para apretar
hacia la derecha y aflojar hacia la izquierda. No obstante, existen aplicaciones especiales que son al revés.
Los tornillos sin cabeza se denominan varillas roscadas y permiten fijar
piezas de gran longitud. Estas varillas deben cortarse con una sierra de
metales a la medida requerida.
Tornillos de rosca métrica (cortesia INDEX Fixing Systems).
242
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1.2. Tornillos para madera o tirafondos
Son tornillos que terminan en punta y disponen de un filete de rosca,
muy afilado, para facilitar la penetración en el material.
Están diseñados para ser roscados en materiales blandos como la madera, y no se pueden utilizar con otros más duros como en hierro o
acero.
No requieren tuerca, ya que esta función la realiza el propio material en
el que es roscado.
Diferentes tipos de tirafondos (cortesia INDEX Fixing Systems).
1.3. Tornillos roscachapa
Como su nombre indica, son tornillos especialmente diseñados para ser
roscados en chapas metálicas. No necesitan tuerca, ya que el material
en el que se roscan realiza esta función.
Roscado de tirafondo en madera.
Tornillos roscachapa.
El roscado de este tipo de tornillos requiere el taladrado previo de un
orificio de paso. Este debe hacerse con una broca de un número inferior
al diámetro externo del filete del tornillo.
1.4. Tornillos roscachapa autoperforante
También son tornillos roscachapa, pero se diferencian de los anteriores
en que la punta tienen tallada una pequeña broca que permite realizar
los orificios sin necesidad de taladrado previo.
Están especialmente diseñados para ser utilizados con destornilladores
eléctricos.
Tornillos roscachapa autoperforantes.
243
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RECURSOS auxiliares para la reparación de equipos eléctricos o electrónicos
2. Tipos de tuercas
Los tornillos cilíndricos de rosca métrica necesitan tuercas para fijar por
compresión los objetos en los que encuentran instalados.
El tipo más habitual de tuerca es el de forma hexagonal, pero existen
otros modelos:
■
Cuadrada.
■
Autoblocantes: disponen en su interior de una arandela de plástico
que evita que se afloje una vez que ha sido instalada.
■
De bellota: son de tipo cerrado, evitando que el tornillo salga al exterior por una de sus caras. Se usan para el cierre de equipos en los
que la tuerca queda a la vista.
■
De palomilla: tienen dos «orejas» que permiten su roscado a mano
sin necesidad de utilizar herramientas.
Tipos de tuercas: hexagonal, cuadrada, de palomilla, autoblocante, cerrada o de bellota.
2.1. Tipos de arandelas
Las arandelas son elementos de fijación y seguridad que aumentan la
superficie de apriete de tornillo y tuerca sobre la superficie en la que
están instaladas.
Las hay de diferentes tipos: planas, onduladas o alabeadas, estriadas,
abiertas, elásticas, etc.
Diferentes tipos de arandelas.
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3. Series de resistencias
Las resistencias de carbón se fabrican por series en función de su tolerancia.
Estas series se identifican con la letra E y un número. En la siguiente
tabla se muestran las series más utilizadas.
Tolerancias de las series: E6: 20 %, E12: 10 %, E24: % y E48: 2 %
Valores en Ω, K Ω y M Ω
E6
E12
E24
E48
1.0
1.5
1.0
1.0
1.2
1.1
1.2
2.2
1.5
1.3
1.5
1.8
1.6
3.3
2.2
2.7
3.3
4.7
3.9
4.7
1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7
6.8
5.6
6.8
8.2
5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1
1.0
1.05
1.10
1.15
1.21
1.27
1.33
1.40
1.47
1.54
1.62
1.69
1.78
1.87
1.96
2.05
2.15
2.26
2.37
2.49
2.61
2.74
2.87
3.01
3.16
3.32
3.48
3.65
3.83
4.02
4.22
4.42
4.64
4.87
5.11
5.36
5.62
5.90
6.19
6.49
6.81
7.15
7.50
7.87
8.25
8.66
9.09
9.53
Por ejemplo, no existe un valor comercial de 1 900 Ω para una tolerancia
del 10 % (serie E12), pero sí se fabrican resistencias de 1 800 Ω y de
2 200 Ω en dicha serie.
El número de bandas de colores también es diferente en función de la
serie de fabricación.
Por ejemplo, una resistencia de la serie E48 tiene cinco bandas de colores, y una de la E12 solamente tiene cuatro.
Existen otras series para usos muy específicos y fabricación de resistencias de precisión: E96 (0, %) y E192 (0,2 , 0,01 % y 0,0 %)
4. Código de colores para resistencias
de cinco bandas
Número de bandas
Tres
E6
Cuatro
Cinco
Seis
x
x
x
E12
x
E24
x
E48
Las resistencias de precisión disponen de menos del % de tolerancia y
se identifican mediante un código de cinco bandas de colores.
Color
1.° dígito 2.° dígito
3.° dígito
Multiplicador
Tolerancia
Negro
–
–
0
× 100
x1
–
Marrón
1
1
1
× 101
x10
± 1%
± 2%
Rojo
2
2
2
× 102
x100
Naranja
3
3
3
× 103
x1000
Amarillo
4
4
4
× 104
x10000
Verde
5
5
5
× 105
x100000
± 0.5 %
Azul
6
6
6
× 106
x1000000
± 0.25 %
Violeta
7
7
7
× 107
x10000000
Gris
8
8
8
× 108
x100000000
± 0.10 %
± 0.05 %
Blanco
9
9
9
× 109
x1000000000
Oro
–
–
–
× 10-1
x0,1
± 5%
Plata
–
–
–
× 10-2
x0,01
± 10 %
Nada
–
–
–
–
± 20 %
Tabla de cinco bandas de color
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RECURSOS auxiliares para la reparación de equipos eléctricos o electrónicos
5. Identificación de resistencias SMD
De igual forma que otros tipos de resistencias de mayor tamaño, las
resistencias SMD o de instalación en superficie utilizan diferentes métodos para codificar su valor. A continuación se muestran tres de ellos.
5.1. Codificación por tres cifras
Son resistencias con una tolerancia del %. En el cuerpo aparecen tres
números, que, de izquierda a derecha, representan las dos primeras cifras del valor y el multiplicador o número de ceros que se deben añadir
a la cifra resultante.
103
104
222
33
120
473
10 000 Ω
100 000 Ω
2 200 Ω
33 Ω
120 Ω
47 000 Ω
Ejemplos de resistencias SMD de tres cifras.
5.2. Codificación por cuatro cifras
Son resistencias con una tolerancia del 1 %. En este caso los tres primeros
números corresponden a las tres primeras cifras del valor resultante y
el cuarto es el multiplicador o número de ceros que se deben añadir.
1 253
2 430
2 152
1 051
1 653
0R33
125 000 Ω
243 Ω
21 500 Ω
1 050 Ω
165 000 Ω
0,33 Ω
Ejemplos de resistencias SMD de 4 cifras.
5.3. Codificación EIA-96
En este caso la codificación se representa con dos números y una letra.
El código de dos números tiene su equivalente en ohmios (Ω), según se
indica en la siguiente tabla. La letra es el multiplicador.
Cód. Valor Cód. Valor Cód. Valor Cód. Valor Cód. Valor Cód. Valor Cód. Valor Cód. Valor
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
100
102
105
107
110
113
115
118
121
124
127
130
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
133
137
140
143
147
150
154
158
162
165
169
174
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
178
182
187
191
196
200
205
210
215
221
226
232
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
237
243
249
255
261
267
274
280
287
294
301
309
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
316
324
332
340
348
357
365
374
383
392
402
412
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
422
432
442
453
464
475
487
499
511
523
536
549
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
562
576
590
604
619
634
649
665
681
698
715
732
Multiplicador:
S = 10-2
R = 10-1
A = 100
B = 101
C = 102
D = 103
E = 104
F = 105
Ejemplos:
43B = 2 740 Ω
70A = 523 Ω
59E = 4 020 000 Ω
96R = 97,6 Ω
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85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
750
768
787
806
825
845
866
887
909
931
953
976
6. Relación entre magnitudes eléctricas
El siguiente gráfico muestra la relación que existe entre la tensión, V; la
corriente, I; la potencia, P, y la resistencia, R.
s
io
2
I ⋅V
2
V
I
R⋅ I
2
V
R
Va
ti
V
P
P
R
V I
R P
P⋅ R
P
2
I
P
V
os
Vo
lti
I ⋅R
P
I
Am
pe
V
R
s
rio
os
Oh
m
Relación entre magnitudes eléctricas.
7. Puertos de un ordenador tipo PC
1
2
8
5
4
10
6
7
3
9
5
1. Puerto PS/2 para ratón y teclado.
5. Puertos USB.
2. Puerto paralelo.
3. Puerto serie.
6. Puerto de vídeo VGA
analógico.
4. Conector de red Ethernet RJ-45.
7. Puerto de vídeo VDI-D.
8. Conector de audio por fibra
óptica.
9. HDMI.
10. Conectores de audio.
8. Patillaje del conector y cable USB
Cable
USB tipo A
4 3 2 1
USB tipo B
1 2
3 4
Mini USB
Equipo
4 3 2 1
2 1
3 4
12 3
4
4
3 2 1
Pin
Señal
Color del cable
1
+5 Vcc
Rojo
2
Datos -
Blanco
3
Datos +
Ver e
4
Masa (-)
Negro
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