Electronica Basica Aplicada Al Automovil

Electrónica básica aplicada al automóvil

0. INTRODUCCIÓN 0.1. La electrónica en el automóvil 0.2. Principios de la electrónica 0.3. Prácticas 1. POLÍMETROS pag. 1 1.1. Introducción 1.2. Tipos de polímetros 1.2.1. Analógicos 1.2.2. Digitales 1.3. Precauciones 1.4. Prácticas 2. RESISTENCIAS pag. 4 2.1. ¿Qué son las resistencias? 2.2. Valores y tolerancias 2.3. Tipos de resistencias 2.4. Conexión de las resistencias 2.5. Aplicación en el automóvil 2.6. Prácticas 3. RESISTENCIAS VARIABLES pag. 8 3.1. ¿Qué son las resistencias variables? 3.2. Modelos de potenciómetros 3.3. Conexionado de potenciómetros 3.4. Aplicación del automóvil 3.5. Prácticas 4. RESISTENCIAS ESPECIALES pag. 11 4.1. Tipos de resistencias especiales 4.2. NTC (temperatura) 4.2.1. Características técnicas 4.2.2. Aplicación en el automóvil 4.3. PTC (temperatura) 4.4. LDR (Iluminación) 4.4.1. Características técnicas 4.4.2. Aplicación en el automóvil 4.5. VDR (Tensión) 4.6. PIEZO-RESISTORES (Vibraciones) 4.6.1. Características técnicas 4.6.2. Aplicación en el automóvil 4.7. Variaciones por oxígeno (lambda) 4.7.1. Características técnicas 4.7.2. Aplicación en el automóvil 4.8. Prácticas 5. CONDENSADORES pag. 20 5.1. ¿Qué son los condensadores? 5.2. Características de los condensadores 5.3. Tipos de condensadores 5.4. Conexión de los condensadores 5.5. Aplicación en el Automóvil 5.6. Práctica 6. BOBINAS Y TRANSFORMADORES pag. 26 6.1. ¿Qué son las bobinas y transformadores? 6.2. Aplicación en el automóvil 6.3. Prácticas

7. SEMICONDUCTORES pag. 30 7.1. ¿Qué son los semiconductores? 7.2. Semiconductores tipo P-N 7.3. Uniones P-N 7.4. Polarización de la unión P-N 7.5. Prácticas 8. DIODOS pag. 33 8.1. ¿Qué son los diodos? 8.2. Diodos Zener 8.3. Aplicación en el automóvil 8.4. Prácticas 9. TRANSISTORES pag. 37 9.1. ¿Qué son los transistores? 9.2. Polarización de un transistor 9.3. Temperatura de un transistor 9.4. Zonas de funcionamiento 9.5. Conexiones del transistor 9.6. Cálculo de resistencias de polarización 9.7. Transistores en conmutación 9.8. Aplicación en el automóvil 9.9. Prácticas 10. COMP. OPTOELECTRÓNICOS pag.46 10.1. ¿Qué son los comp. optoelectrónicos’ 10.2. Diodos luminiscentes (LED) 10.3. Los fotodiodos 10.4. Indicadores gráficos o displays 10.5. Aplicación en el automóvil 10.6. Prácticas 11. OTROS SISTEMAS pag. 51 11.1. Captadores inductivos 11.2. Sensor halls 11.3. Electroválvulas 11.4. Prácticas 12. CONCLUSIONES

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POLÍMETROS 0.1. 0.1.1. 0.1.2. 0.2. 0.3.

Introducción Tipos de polímetros Analógicos Digitales Precauciones

INTRODUCCIÓN Para nosotros, los profesionales del automóvil, entenderemos el polímetro como una herramienta más dentro de nuestro taller, la cual nos servirá de traductor de magnitudes eléctricas, que de otra forma no podrían ser medidas. Para empezar, definámoslo: Se denomina polímetro al aparato capaz de poder realizar varias (poli), mediciones (metro). También es conocido con el nombre de Tester. Las principales mediciones que con él podemos realizar son las siguientes: -

Resistencia Tensión en CC y CA Intensidad en CC y CA.

Aunque el principio de funcionamiento es el mismo para todos, se suelen presentar en dos tecnologías diferentes: -

Digital Analógico

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TIPOS DE POLÍMETROS ANALÓGICOS En el polímetro analógico, la indicación de la medición se realiza a través de una aguja sobre un fondo de escala. Nos da la medida más rápida, pero a la vez más imprecisa. Son sensibles a las vibraciones, golpes y campos magnéticos. Una inversión de polaridad puede llevar a su destrucción, al igual que la elección de una escala incorrecta. En mediciones de resistencias, la alimentación se hace a través de una pequeña pila colocada en su interior, por lo que deberemos tener en cuenta que por la punta de pruebas negra o (-) sale el polo (+) de la pila y por la punta roja o (+) sale el (-) de la pila. Hay que tenerlo en cuenta para la comprobación de diodos y transistores. DIGITALES En los polímetros digitales, la indicación de la medición se realiza a través de dígitos visualizados en una pantalla de cristal líquido. Por lo tanto, la medición será más precisa pero a la vez más lenta. Dispone de elementos y circuitos de protección, de forma que se bloquean cuando la escala no es la adecuada. Así mismo, aparece un signo menos delante de los dígitos cuando la polaridad está invertida. Soportan mayores intensidades, lo cual hace más segura la utilización del mismo. En medición de resistencias en la punta roja, tenemos el (+) de la pila interna y en la punta negra tenemos el (-)

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PRECAUCIONES Deberemos tener en cuenta unas mínimas precauciones para la medición: -

Asegurarse de la correcta ubicación de los terminales de las puntas de prueba.

-

En la medición de resistencias, se comienza desde la escala más baja y se va subiendo hasta lograr una medición precisa.

-

Asegurarse que la resistencia no esta alimentada con tensión.

-

En un circuito para la comprobación de un valor de resistencia, al menos un terminal de dicho elemento deberá de estar desconectado del circuito.

-

No tocar las puntas de prueba con los dedos, pues sufren alteraciones las mediciones.

-

En mediciones de tensión asegurarse del tipo de corriente que se trata, alterna o continua.

-

Se comenzará la medición desde las escalas más altas y se ira bajando hasta obtener la medida más exacta.

-

En mediciones de intensidad, se deberá tener en cuenta que la protección con fusible es hasta dos amperios y para intensidades superiores generalmente se emplea otro terminal base sin ningún tipo de protección.

-

Es importante respetar la polaridad a la hora de conectar, puesto que una medición negativa, debe indicar un consumo de corriente y una medición positiva, por el contrario, debe indicar generación de corriente.

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RESISTENCIAS 0.1. 0.2. 0.3. 0.4. 0.5.

¿Qué son las resistencias? Valores y tolerancias Tipos de resistencias Conexión de las resistencias Aplicación en el automóvil

¿QUÉ SON LAS RESISTENCIAS? La corriente en un circuito se puede asociar a la corriente de agua en una manguera para regar. Si pisas la manguera, a ambos lados de tu pie, reduces la cantidad de agua que pasa por ella. Una resistencia tiene el mismo efecto que tu pie en la manguera. Reduce el fluido de corriente que pasa por todo el circuito. Las resistencias son componentes pasivos, con dos terminales. La misión de la resistencia es oponerse al paso de la corriente, cualquiera que sea la forma de esta. Los usos mas frecuentes son: - Producir caída de tensión. - Divisores de tensión y corriente - Limitadores de corriente - Disipadores de calor El valor de una resistencia se expresa en ohmios y sus múltiplos son: 1 Kilo-Ohmio = 1.000 Ohmios 1 Mega- Ohmios = 1 Millón de Ohmios

1KΩ = 1.000 Ω 1 MΩ = 1.000.000 Ω

La notación práctica que se utiliza es la mostrada en la tabla de la imagen correspondiente 0.15 Ω 10 KΩ 12 MΩ 3.900 Ω 1.200.000Ω 4,7 Ω

Ω 15 10K 12 M 3K9 1M 2 4Ω7

VALORES Y TOLERANCIAS. Las resistencias son construidas a base de materiales malos conductores de electricidad. No consiguiéndose casi nunca un valor exacto, pero si debe de estar entre unos límites, estos se denominan tolerancia. La tolerancia de las resistencias las determina el fabricante y van serigrafiadas en la propia cápsula. De los contrario en el circuito, sus efectos serían muy distintos a los deseados. César Malo Roldán Página nº 4 Módulo Profesional: Circuitos electrotécnicos básicos. Sistema de carga y arranque.

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Los valores de resistencia pueden ser variados por: - Sobretensión - Temperatura - Humedad Tanto sus valores como su tolerancia vienen indicados en la misma resistencia a través de unas franjas coloreadas. • •

Código de colores internacional para la identificación de resistencias de las series E6, E12 y E24. Código de colores internacional para la identificación de resistencias de las series E48 y E96.

Los fabricantes por lo general, suministran resistencias con valores establecidos de acuerdo a normas internacionales. En la siguiente tabla se dan las series de resistencias más comunes, junto a sus tolerancias. • • •

Serie E24: 10 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91 (5%) Serie E12: 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82 (10%) Serie E 6: 10 15 22 33 47 68

Otras características importantes serán la potencia máxima y disipación de calor. La potencia viene determinada por su tamaño. César Malo Roldán Página nº 5 Módulo Profesional: Circuitos electrotécnicos básicos. Sistema de carga y arranque.

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Las más usadas en resistencias de carbón son: 1/8 W, ¼ W, ½ W, 1W y 2W. TIPOS DE RESISTENCIAS Las resistencias se construyen con materiales malos conductores de la electricidad, de tipo metálico y de carbón. Las fabricadas a base de materiales metálicos se construyen con hilo devanado sobre material aislante (resistencias bobinadas) y depositando una fina película también sobre un material aislante (resistencia de película metálica). Las de carbón se hacen aglomeradas o de película de carbón: -

Aglomeradas: son de valores de resistencia muy altos, no logrados con las bobinadas. Son mezcla de grafito o carbón de resina y en ocasiones de talco para poder obtener los distintos valores. En los extremos se colocan unos casquillos a presión donde van soldados los hilos. Recubriendo todo ello con resina o plastificado para pintar las bandas de colores. Presentan el inconveniente de su inestabilidad por efectos de la temperatura.

-

De película de carbón: son los mas empleadas, ya que son de gran estabilidad térmica. Sobre un cilindro aislante de cerámica se deposita una fina película de carbón en espiral para dar los valores precisos. Se colocan los casquillos y se esmaltan.

-

De película metálica: generalmente son de cromo y el proceso es idéntico al de película de carbón. Son de gran estabilidad incluso en condiciones adversas.

-

Bobinadas: sobre un soporte aislante se colocan espiras de hilo resistivo, aleaciones de níquel, cromo y aluminio, dando el valor deseado. Como el hilo resistivo puede ser de distintas secciones podemos obtener diversas potencias de disipación.

CONEXIÓN DE RESISTENCIAS Las resistencias se pueden conectar entre sí o formando parte de un circuito electrónico de tres formas distintas: -

Circuito serie. Tiene la característica que en su montaje la resistencia total del circuito es la suma de todas las resistencias.

-

Circuito en paralelo. En el circuito en paralelo la suma de la resistencia total es más pequeña que el valor de la resistencia más pequeña.

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Circuito mixto. El cálculo de la resistencia total se realizará a partir de la simplificación a circuitos serie y paralelo. Comprobación de resistencias -

La comprobación de las resistencias se realiza por medio de un polímetro, lo colocamos en lectura de resistencia, teniendo en cuenta las precauciones para la medición, aplicamos las puntas sobre los terminales de la resistencia y las comparamos con la especificada por el fabricante, el valor debe de estar dentro de los valores de tolerancia impresos en la cápsula. Si el valor coincide, la resistencia está bien. Si el valor está fuera de las tolerancias, debemos desecharla. Si el valor es infinito, la resistencia está cortada interiormente. Si el valor es 0, la resistencia está cortocircuitada. APLICACIÓN EN EL AUTOMÓVIL En el automóvil, las resistencias las podemos encontrar dentro de cualquier circuito electrónico. Como ejemplo, podemos poner las utilizadas en el circuito de encendido, están colocadas en serie con el 15 de Bobina (positivo de llave de contacto) para limitar la corriente que le llega del primario. También en el circuito de encendido y en relación a la bobina, encontraremos las resistencias Ballast. Actúan de forma que en el momento de arranque la bobina reciba la tensión máxima ofrecida por la batería, para conseguir mayor potencia de chispa en el encendido, una vez en marcha el motor la tensión es limitada por otra resistencia. En algunos sistemas de inyección las podemos encontrar como limitadores de corriente, se colocan en serie con los inyectores, para que los 12 V. enviados por la UCE, se queden reducidos al voltaje con el que trabajen estos.

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RESISTENCIAS VARIABLES (POTENCIOMETROS) ¿Qué son las resistencias variables? Modelos de potenciómetros Conexionado de potenciómetros Aplicación del automóvil

¿QUÉ SON LAS RESISTENCIAS VARIABLES? Están formadas por tres terminales, de los cuales dos son unidos por una capa lineal de semiconductor y el tercero que será central, llamado también cursor, al desplazarse de una variación de resistencia entre este y los otros dos terminales según la posición alcanzada. Se designan por su valor máximo y la forma de representarlos son:

Existen varios tipos de potenciómetros: -

Lineal que recorre casi 360º y que va respondiendo progresivamente con el giro. Logarítmico que al principio responde con una progresión muy pequeña y después a poco giro sus valores crecen rápidamente.

Otras formas menos empleadas son las antilogarítmicas y las seno-coseno.

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MODELOS DE POTENCIOMETROS Los potenciómetros se pueden dividir en -

Bobinados, también llamados reóstatos, se emplean para potencias elevadas. De película de carbón, se fabrican en diversos tamaños y formas, son de gran precisión.

La forma de comprobarlos es semejante a las resistencias, pero en esta ocasión debemos de medir del cursor a un terminal y después al otro. La siguiente tabla pertenece a los valores normalizados existentes en el mercado, junto con el marcaje que suelen llevar en su encapsulado. VALOR 100 Ω 220 Ω 470 Ω 1000 Ω 2200 Ω 4700 Ω 10000 Ω 22000 Ω 47000 Ω 100000 Ω 220000 Ω 470000 Ω 1000000 Ω 2200000 Ω 4700000 Ω

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MARCAJE 100 R 220 R 470 R 1K 2K2 4K7 10 K 22 K 47 K 100 K 220 K 470 K 1M 2M2 4M7

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CONEXIONADO DE POTENCIOMETROS Las conexiones más usuales suelen ser: -

-

Conexión en serie, en la que se conecta el cursor y un extremo del circuito, mientras que el otro queda libre o puenteado con el cursor, de este modo la resistencia queda en serie con el circuito. Conexionado en paralelo, los dos extremos del generador se une a los dos del potenciómetro. Se dispone entonces de una diferencia de potencial variable. La intensidad que recorre el circuito no es la misma que la que recorre el potenciómetro. A este montaje se le llama divisor de tensión

APLICACIÓN EN EL AUTOMÓVIL En el automóvil se utilizan los potenciómetros para medir desplazamientos continuos de partes móviles, como por ejemplo: -

Posición del pedal de acelerador.

-

Posición de la mariposa de aceleración. El conexionado se realiza en paralelo, y su funcionamiento es lineal.

También podemos encontrarnos potenciómetros logarítmicos dentro del automóvil. -

Como regulador del volumen en el aparato de radio.

-

Posición de la aleta sonda del caudalímetro de aire.

-

Posición del plato de sonda en inyecciones KE- Jetronic

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RESISTENCIAS ESPECIALES 0.1. 0.1.1. 0.1.2. 0.2. 0.3. 0.3.1. 0.3.2. 0.4. 0.5. 0.5.1. 0.5.2. 0.6. 0.6.1. 0.6.2. 0.6.3.

TIPOS DE RESISTENCIAS ESPECIALES NTC (temperatura) Características técnicas Aplicación en el automóvil PTC (temperatura) LDR (Iluminación) Características técnicas Aplicación en el automóvil VDR (Tensión) PIEZO-RESISTORES (Vibraciones) Características técnicas Aplicación en el automóvil VARIACIONES POR OXÍGENO (lambda) Características técnicas Aplicación en el automóvil

TIPOS DE RESISTENCIAS ESPECIALES Fabricadas de materiales especiales que modifican su resistencia por determinados agentes, los cuales se pasan a enumerar: - Temperatura o NTC: Disminuye la resistencia al aumentar la temperatura o PTC: Aumenta la resistencia al aumentar la temperatura - Iluminación: o LDR: Disminuye la resistencia al aumentar la luminosidad - Tensión o VDR: Aumenta la resistencia al aumentar la tensión (varistor) - Magnetismo o MDR: Varía según el campo magnético (magnetorresistores). - Mecánica: o PIEZO-ELECTRICOS: Depende de las tensiones mecánicas - Oxígeno: o LAMBDA: Varía según las proporciones de oxígeno.

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NTC: TEMPERATURA a) CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Las siglas NTC, significan: Negative-Temperature-Coefficent (Coeficiente Negativo de Temperatura). Se fabrican a partir de óxidos semiconductores de los metales de transición del grupo del hierro, como el cromo, manganeso, hierro, cobalto o níquel. La resistencia específica de estos óxidos en estado puro es muy elevada, pero se transforman en semiconductores al añadirles pequeñas cantidades de otros iones de distinta valencia. Su característica principal es que la resistencia entre sus conexiones varía con respecto a la temperatura aplicada, menor será la resistencia.

Precauciones para su empleo -

No se utilizará en paralelo para obtener mayor disipación, ya que uno de ellos podría sobrecalentarse y absorber toda la corriente.

-

No utilizar termistores no protegidos en líquidos conductores o corrosivos y gases reductores, ya que podría producirse una modificación de sus características.

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Para las medidas de temperatura, no utilizar tensiones demasiado elevadas, ya que podría sobrecalentarse, dando lectura erróneas.

Comprobación Las NTC se comprueban con el polímetro y aplicándoles temperatura progresivamente. Por ejemplo, una NTC empleada en el automóvil, la introducimos en un recipiente con agua. Conectamos el polímetro en medición de resistencia entre sus dos terminales, tomaremos el valor a temperatura ambiente, seguidamente procederemos a calentar el recipiente, deberemos observar como la resistencia disminuye a medida que sube la temperatura, para ello nos será muy útil introducir un termómetro en el interior.

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Tomaremos medidas de resistencia a diferentes temperaturas y las trasladaremos a una gráfica característica, compararemos las lecturas y podremos determinar si la NTC está bien.

b) APLICACIÓN EN EL AUTOMÓVIL Sus principales aplicaciones son: -

Sensor de temperatura de aire y refrigerante en los sistemas de inyección. Termómetros industriales y electrónicos. Medida del agua de refrigeración Control de temperatura a través de un relé. Medida de la velocidad de un fluido Protección de diodos de silicio. Protección de lámparas de piloto. Accionamiento retardado de relés.

PTC (Temperatura) Las siglas PTC, significan: Positive - Temperature – Coefficient. (Coeficiente Positivo de Temperatura). Se fabrican con mezcla de titanados de bario y estroncio, con formas diferentes según su empleo. Su característica principal es que la resistencia entre sus conexiones varia respecto a la temperatura, cuanto mayor sea la temperatura aplicada, mayor será la resistencia. Actúan de forma inversa a la NTC, por lo que sus aplicaciones como sensor de temperatura son semejantes, teniendo en cuenta las rectificaciones correspondientes en su circuito electrónico anexo. La forma de comprobarlas es idéntica a las NTC, teniendo en cuenta que la resistencia aumenta al aumentar la temperatura. César Malo Roldán

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En el automóvil se emplean como sondas de temperatura, generalmente en el sistema de inyección RENIX. Una grafica y una curva característica, tanto para una NTC como una PTC es la siguiente:

LDR (Iluminación) a) Características técnicas. La característica principal es que su resistencia varía cuando se le emite un haz de luz. Se fabrican a base de sulfuro de cadmio. Este material convenientemente tratado contiene pocos o ningún electrón libre, si se mantiene en completa oscuridad. En estas condiciones, su resistencia es elevada. Si absorbe luz, se libera cierto número de electrones , y esto hace aumentar la conductividad del material. Al cesar la iluminación, los electrones son vueltos a capturar a sus posiciones originales.

b) Aplicaciones en el automóvil. Las aplicaciones más comunes son: -

Indicadores de nivel. Colocamos una lámpara cerca de un recipiente con líquido, este hace de prisma reflejando la luz hacia la LDR, cuanto más alejado este el líquido, más cantidad de luz le llega a esta, y por lo tanto disminuirá su resistencia , al estar en serie con la lámpara de control, se iluminará indicando el bajo nivel de líquido.

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Conmutador crepuscular. Al incidir la luz ambiental sobre la LDR, se hace modificar en ella su resistencia, de forma que cuando anochezca la resistencia disminuirá hasta dejar pasar la suficiente intensidad para excitar el relé y conmutar el circuito de iluminación. Control remoto. Alimentamos una lámpara con una pila de corriente continua, regulada por un potenciómetro; al variar la resistencia del potenciómetro, variará la intensidad de luz, que incide en la LDR; ésta cambiará su resistencia viéndose reflejado en una variación en la tensión de salida VI

Otras aplicaciones serán: -

Conmutador protegido Luz intermitente Indicador de fallo de luces traseras. Conexión automática de luces de población o intermitentes para anuncios luminosos.

Comprobación La comprobación más sencilla es el medir su resistencia con la luz ambiental, seguidamente se va haciendo sombra sobre ella hasta llegar a taparla, la resistencia debe variar proporcionalmente al haz de luminoso.

VDR (Tensión) La característica principal de este tipo de resistencia es que aumenta su resistencia al aumentar la tensión entre sus contactos. Pueden ser empleados para la estabilización de sencillos circuitos y como supresores de chispa en contactos de relés. Principalmente el material utilizado en su fabricación es carburo de silicio. Para su comprobación: -

Utilizar solo corriente continua Efectuar la medición en el menor tiempo posible Emplearlos para la tensión e intensidad indicada por el fabricante No tiene polaridad

En el automóvil lo podremos encontrar en los puntos donde se pueden originar transitorios de tensión, funcionando como supresor, por ejemplo, a la César Malo Roldán

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salida de los Inyectores en la UCE (Unidad de Control Electrónico), para evitar que la sobretensión producida por la electroválvula dañe el circuito de salida.

PIEZO-RESISTORES (Mecánica) A) Características técnicas. El efecto piezoeléctrico consiste en la aparición de una polarización eléctrica en un material al deformarse bajo la acción de un esfuerzo. Es un efecto reversible. Los materiales más empleados son el cuarzo y la turmalina.

La resistencia eléctrica que presentan los materiales piezoeléctricos, si bien es muy grande en algunos casos, nunca es realmente infinita, por lo que al aplicar un esfuerzo constante se generará inicialmente una carga que será drenada al cabo de un cierto tiempo. Por lo tanto no hay una respuesta continua. Su simbología gráfica es la siguiente:

El valor de los coeficientes piezoeléctricos es sensible a la temperatura. La impedancia de salida es alta (condensador muy pequeño con alta resistencia de fuga), por lo que para medir la señal generada hay que utilizar amplificadores electromagnéticos o de carga. Algunos transductores incorporan ya el amplificador, limitándose así el margen de temperatura de utilización. Como ventajas podemos destacar su alta sensibilidad y rigidez mecánica. B) Aplicación en el automóvil En el automóvil, se emplean como medidores de depresión reinante en el colector de admisión o como detectores de picado.

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Sensor MAP

El sensor MAP, mide la depresión en el colector de admisión por medio de un pequeño tubo conectado a él detrás de la mariposa de aceleración, así manda información a la UCE de la cantidad de aire que entra en el colector, para poder ajustar los tiempos de inyección de dicha cantidad. También es empleado en algunos sistemas de encendido para tener una lectura fiable de la depresión en le colector y poder ajustar el avance de encendido.

La forma de comprobarlo es alimentando con corriente continua los dos terminales de entrada con una pila de 5 V. y haciendo depresión en el interior por medio de una pistola de presión – depresión, mediremos con un polímetro entre uno de los terminales alimentados con tensión y el otro que queda libre o de señal, la tensión debe variar proporcionalmente a la depresión realizada. -

Sensor de picado

El sensor de picado está colocado en la parte exterior del bloque de motor, entre dos cilindros. Cuando cualquiera de los cilindros del motor pica, se crea una frecuencia determinada en el interior de la bancada activando el sensor de picado, mandando una señal eléctrica al sistema de encendido o de inyección para corregir el avance al encendido. La forma de comprobarlo es por medio de un osciloscopio, colocado entre sus dos terminales, procedemos a dar un golpe seco cerca del sensor, observaremos en la pantalla las oscilaciones producidas por el sensor. Otra manera sencilla de comprobarlo es dando un golpe seco cerca del sensor y observar con una pistola estroboscópica el punto de encendido antes y después de activar el sensor. LAMBDA (Variación por Oxígeno) a) Características técnicas Consta de un cuerpo cerámico especial cuyas superficies van equipadas de electrodos de platino, permeables a los gases. Su funcionamiento se basa en que el material cerámico poroso, permite la difusión del oxígeno del aire (electrolito sólido)

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A elevadas temperaturas la cerámica se hace conductora. Si el contenido de oxígeno no es igual en ambos lados de los electrodos, entre estos se establece una tensión eléctrica, que representa la señal de medición. La tensión y la resistencia interna de la sonda depende de la temperatura. Su regulación es fiable a partir de 350º C. Para obtener una mayor precisión en las señales, en algunos casos, esta sonda dispone de una resistencia adicional para su calefacción. Su tensión de trabajo oscila entre 100 y 950 mV.

b) Aplicación en el Automóvil En el automóvil se emplea para medir en los colectores de escape el oxígeno no consumido durante la combustión, cuando mayor sea el oxígeno, más pobre será la mezcla en los cilindros, al igual que cuanto mayor sea el oxígeno en el oxígeno en el interior de los colectores de escape, más rica será la mezcla.

El oxígeno es del 20 al 20% del aire que respiramos. Variará dependiendo de la altitud a la que nos encontremos, en el vehículo. La cantidad de oxígeno óptima que debe salir por el tubo de escape es del 0,5 al 2%.

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La diferencia de oxígeno entre el interior del colector y el del exterior, produce una tensión determinada, con este valor la UCE corrige el tiempo de apertura de los inyectores, para así, acercarse lo más posible a la combustión perfecta.

Comprobación Utilizaremos un polímetro en medición de voltaje, (tensión continua) o un osciloscopio. Conectamos en la sonda lambda la punta positiva del polímetro y a masa la sonda negativa.

Veremos las variaciones máximas y mínimas de voltaje, observaremos si corrige la tensión que le llega de la UCE tras la medición del oxígeno en el sistema de escape. -

La variación debe oscilar entre 100 y 950 mV. Si la tensión no es oscilante deberemos comprobar el enriquecimiento de la mezcla. Si el enriquecimiento es correcto, cambiar la sonda.

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CONDENSADORES • • • •

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¿Qué son los condensadores? Características de los condensadores Tipos de condensadores Conexión de los condensadores Aplicación en el Automóvil

¿QUÉ SON LOS CONDENSADORES? El condensador es un componente que tiene la capacidad de almacenar cargas eléctricas y suministrarlas en el momento apropiado durante un espacio de tiempo controlable.

Su empleo en circuitos eléctricos y electrónicos es variado, por ejemplo: -

filtrado de corriente circuitos osciladores temporizadores encendidos electrónicos

y su símbolo es:

Consta de dos placas metálicas (armaduras) enfrentadas y separadas entre si por un aislante polarizable (dieléctrico) como el aire, papel, cerámica, mica, plásticos, etc.

Estas placas se van llenando de cargas positivas y negativas respectivamente hasta alcanzar el mismo potencial de la fuente de alimentación. César Malo Roldán

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Si la tensión de la fuente baja, el condensador cede cargas hasta igualar la tensión.

El condensador se comporta como un circuito abierto cuando se le aplica corriente continua y si es alterna actúa como circuito cerrado, que permite el paso de la corriente. Esta propiedad se emplea para el filtrado. CARACTERÍSTICA DE LOS CONDENSADORES Capacidad Es la propiedad de almacenar cargas eléctricas al estar sometidos a una tensión. A su vez se denomina CAPACIDAD como la relación existente entre la carga y la tensión. Capacidad ( C ) es igual a Carga (Q) partido Voltio (V).

C = Q/V La unidad de Capacidad es el Faradio, pero esta unidad es muy grande para las capacidades normales de los condensadores, de forma que se emplean los submúltiplos del Faradio: Microfaradio Nanofaradio Picofaradio

µF nF pF

10-6 Faradios 10 –9 Faradios 10-12 Faradios

La capacidad de un condensador, depende de la distancia, superficie y número de placas del dieléctrico y de la temperatura. Coeficiente de temperatura Nos da una magnitud referente a la relación la temperatura y la capacidad, cuanta más temperatura menos capacidad. Corriente de fuga Si mantenemos cargado un condensador durante largo tiempo, a través del dieléctrico hay un paso de electrones llamado corriente de fuga, disminuyendo así la capacidad del condensador. Por ello el dieléctrico tiene que tener gran resistencia de aislamiento, que disminuye con el aumento de la humedad y de la temperatura. Los mas afectados son los de papel, mica y cerámicos por este orden.

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Tensión en los condensadores -

Tensión de prueba: suele ser el doble o triple de la tensión a la que normalmente va a trabajar el condensador. Se emplea para comprobar las características de los aislantes.

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Tensión de trabajo: Es la máxima tensión que se le puede hacer trabajar permanentemente al condensador sin que se deteriore.

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Tensión de pico: Es la máxima tensión que se le puede hacer trabajar durante intervalos cortos de tiempo, generalmente viene en minuto por hora de funcionamiento.

Hay que tener en cuenta que los condensadores no los debemos colocar cerca de ninguna fuente de calor, humedad, ni le aplicaremos en exceso tensión. Comprobación A un condensador separado del circuito, le aplicaremos tensión con una pila o fuente de alimentación, durante un corto espacio de tiempo, al retirar la fuente de alimentación, inmediatamente conectaremos un polímetro en lectura de voltaje, debe de indicar la misma tensión a la que se le ha sometido.

TIPOS DE CONDENSADORES El dato más importante de un condensador es su capacidad. Esta puede ser fija, variable o ajustable ( trimers ) Veámoslas una a una.

Condensadores fijos. Se clasifican en función del dieléctrico utilizado: -

Papel: suelen fabricarse con el arrollamiento de un dieléctrico de papel impregnado entre dos hojas metálicas que suelen ser de aluminio. El conjunto queda cerrado en una resina termoplástica moldeada, con los

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terminales de conexión. Utilizados en el arranque de motores y en la compensación de potencias reactivas. -

Plástico: tienen elevada resistencia de aislamiento y bajas pérdidas dieléctricas.

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Poliéster metalizado: para la reducción de tamaño se sustituyen las cintas de aluminio por un metalizado superficial de hojas de poliéster. Suelen tener forma cúbica.

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Mica: formado por un apilado de láminas de mica y hojas de cobre, latón o aluminio. Empleados en circuitos de filtrado, sintonía y paso de radiofrecuencia.

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Vidrio: se fabrican a partir de cintas de vidrio sobre las que se colocan otras de aluminio, a continuación se calientan y se les somete a presión para obtener una masa compacta y estanca.

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Cerámicos: son silicatos mezclados con óxidos metálicos y otros alcalinos y alcalino-térreos. Se fabrican en forma de disco y tubulares.

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Electrolíticos: ofrecen más capacidad en menos volumen. Tienen polaridad, si aumenta la tensión de trabajo o no respetamos la polaridad, el dieléctrico se perfora y se destruye el condensador. Siempre hay que tener en cuenta la polaridad de los terminales para su comprobación.

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Aluminio: El dieléctrico es una capa de óxido de aluminio. Elevado factor de potencia y alta corriente de fuga.

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Tántalo: El dieléctrico es óxido de tántalo, aumentando la corriente dieléctrica. Poca corriente de fuga, tensiones de trabajo pequeñas.

Condensadores variables. Se caracterizan por tener una capacidad que varía al modificar la superficie enfrentada entre sus placas. Se emplean en circuitos oscilantes y para sintonizar emisoras de radio. Condensadores ajustables Se puede regular la capacidad. Se conocen como trimers, pueden ser de mica, aire o cerámicos. CONEXIÓN DE LOS CONDENSADORES Al igual que las resistencias pueden conectarse de serie, paralelo y de forma mixta.

El cálculo de la capacidad equivalente varia según el tipo de conexión siendo: En Serie El cálculo de su capacidad es la suma de la inversa de las capacidades de cada uno de los condensadores.

En Paralelo El cálculo de su capacidad es la suma algebraica de cada una de los condensadores conectados en paralelo. Ceq = C1 + C2 . En Mixto: César Malo Roldán

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Se calculan parcialmente las capacidades comunes en serie y en paralelo consiguiendo la capacidad equivalente del circuito.

Concluyendo, y a modo intuitivo, son los valores contrarios que se calculan en las resistencias equivalentes de serie y paralelo de un circuito. APLICACIÓN EN EL AUTOMÓVIL En el automóvil los encontraremos de diferentes formas y tamaños, principalmente en unidades de control (Inyección, ABS, Air-Bag, Encendido, etc.). También los encontraremos como parte fundamental en los encendidos convencionales , su misión en el circuito es doble: -

Protege los contactos del ruptor, absorbiendo el arco eléctrico que se forma durante su apertura, así se evita su deterioro y se alarga la vida útil del elemento.

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Evita el arco eléctrico y se consigue una interrupción más rápida del circuito primario, para alcanzar valores más altos de tensión en el secundario.

Los condensadores los utilizaremos en paralelo en diferentes puntos del automóvil para evitar ruidos e interferencias en el aparato de radio y filtrado de la tensión creada por el alternador. TABLA COMPARATIVA DE CONDENSADORES SEGÚN DIELÉCTRICO vidrio

Mica

DF% 0.1 0.1 DA% 0.5 0.3 Estabilidad MB MB Tolerancia 1-10 1-10 % caro medio Coste

Poliéster Poliéster Policarbonato Policarbonato Polipropileno Polipropileno Poliestireno Teflón Parileno MKT metálico MKC metalizado MKP metalizado 0.3-1 0.3-1 R

5-20 barato

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0.3-1 0.3-1 R 5-20 barato

0.1-0.3 0.1-0.3 B 1-20 medio

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