f pb FORMACIÓN PROFESIONAL BÁSICA f FORMACIÓN PROFESIONAL BÁSICA Equipos eléctricos y electrónicos fpb 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. f pb 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 .......................................................................... © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 8 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 10 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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). 12 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 14 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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). 15 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 16 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 18 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 19 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 20 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 21 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 22 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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? 23 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 24 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 25 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 27 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 31 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 33 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 34 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 35 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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). 36 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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). 37 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 38 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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). 39 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 40 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 41 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 42 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 43 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 44 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 45 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 46 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 47 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 48 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 49 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 50 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 55 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 56 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 57 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 59 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 61 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 63 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. + + + + 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 68 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 69 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 70 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 71 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 72 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 73 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 74 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 75 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 76 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 77 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 78 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 82 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 86 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 87 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 88 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 89 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 91 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 92 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 93 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 94 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 107 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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). 108 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 109 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 110 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 113 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 114 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 115 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 118 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 119 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. + + – – 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. 145 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 173 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 - ■ ~ 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 0 0 Placa de la fuente de alimentación 0 + +9 Vcc 0V -9 Vcc Figura 7.53. Montaje de fuente de alimentación simétrica. 175 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 r Devanado inducido Colector Figura 8.2. Partes de un motor de corriente continua. 179 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 185 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 186 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 187 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 189 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 190 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 191 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 192 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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? 193 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 196 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 197 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 218 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 219 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 222 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 223 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 227 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 228 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 229 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 233 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 237 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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. 239 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. Anexo A Recursos auxiliares para la reparación de equipos eléctricos o electrónicos © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. A 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. 244 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 245 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. A 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 246 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. 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 247 © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright. Redacción y selección de contenidos: Juan Carlos Martín Coordinación editorial: Javier Ablanque Edición: Beatriz Simón Diseño de cubierta: Equipo Editex Diseño de interiores: Juan Pablo Rada / Paso de Zebra Fotocomposición, maquetación y realización de gráficos: Discript Preimpresión, S. L. Fotografías: Autor, iha, Bellota, Ratio, Stanley, CHAVES, Torqueleader, Lens for Vision, Sonicolor, Pro’sKit, Shop Fox, Hellermann Tyton, PRECYGRAP, Molgar, SETfuse, Shoptronica, Zanussi, Bourns, EPCOS, Fastron, Radionm, Mastech, Proyecto RESS, aylead, Scorpion Brushless Motors, CEME, Philips, Knipes, Unex, blancogris.com, hirlpool, RELME recambios, TodorespuestosElectro, PLC Madrid, CIFP «Ciudad de Béjar» y archivo Editex Ilustración: Autor y archivo Editex Preimpresión: José Ciria Dirección de producción: Santiago Agudo Editorial Editex, S. A. ha puesto todos los medios a su alcance para reconocer en citas y referencias los eventuales derechos de terceros y cumplir todos los requisitos establecidos por la Ley de Propiedad Intelectual. Por las posibles omisiones o errores, se excusa anticipadamente y está dispuesta a introducir las correcciones precisas en posteriores ediciones o reimpresiones de esta obra. El presente material didáctico ha sido creado por iniciativa y bajo la coordinación de Editorial Editex, S. A., conforme a su propio proyecto editorial. © Editorial Editex, S. A. Vía Dos Castillas, 33. C.E. Ática 7, edificio 3, planta 3ª, oficina B 28224 Pozuelo de Alarcón (Madrid) ISBN papel: 978-84-9003-338-8 ISBN eBook: 978-84-9003-966-3 ISBN LED: 978-84-9078-011-4 Depósito Legal: M-19796-2014 Imprime: Gráficas Muriel Impreso en España - Printed in Spain Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra solo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos,www.cedro.org) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra. © Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.