Fabricacion de Un Probador de Reguladores de Voltaje
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Descripción: buen manual...
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE
INDICE
CARATULA......................................................................................... 1 INTRODUCCION................................................................................. 2 OBJETIVO………………………………....................... ....................... 3 DENOMINACION DEL PROYECTO DE INNOVACION......................4 ANTECEDENTES................................................................................ 5 OBJETIVOS DE MEJORA............................. ..................................... 6 DESCRIPCION DE LA INNOVACION................................................. 7 PLANOS Y ESQUEMAS DE TALLER............................................... 79 TIPOS Y COSTOS DE MATERIALES................................. ............. 82 TIEMPO EMPLEADO O ESTIMADO................................ ................ 83 CONCLUSIONES FINALES...................................................... ........ 84 BIBLIOGRAFIA.................................................................................. 85
INTRODUCCION:
ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE
La tecnologia avanza a grandes pasos y el tener el conocimiento para dominarla, marcan la diferencia a la hora de desenvolvernos en nuestros trabajos y en las funciones diarias que desempeñamos. Considero que mi capacidad de trabajo y responsabilidad asi como mi interes por ampliar mi carrera profesional pueden resultar de utilidad para la empresa en que ejerza mi carrera por ese motivo como prueba de mi trabajo e tomado decisión de realizar como proyecto final un PROBADOR DE REGULADORES percatandome que en la empresa en la que ejerzo mis practicas no cuenta con dicho instrumento y de mano con la innovacion e decidido realizar este proyecto con financiamiento de el taller para la mejora de aquel OBETIVOS DEL PROYETO
Este proyecto se ha realizado con la finalidad de hacer un buen diagnostico del funcionamiento de los reguladores de voltaje para descartar fallas que provienen de fabrica o desgaste del regulador de voltaje que impidira el buen funcionamiento del alternador dañando las partes internas del alternador o bateria por sobre carga o descargas del alternador y ahorrandonos perdidas de tiempo y dinero al intentar descartar fallas sin el instrumento adecuado. Con fines de equipar al taller con un sistema actualizado, de esta manera brindar un servicio de calidad, con ventajas competitivas que garanticen los ingresosy desminuyen los costos para la mejora del taller o con esta nueva innovacion que nos brindara un gran servicio en la carrera y en el trabajo que ejercemos darnos a reconocer de las demas empresas que no cuenten con esta herramienta y asi poder tambien brindar nuestros servicios a las empresas que lo soliciten.
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE ALUMNO: REYES PAREDES CARLOS
DENOMINACION DEL PROYECTO DE INNOVACION: FABRICACION DE UN “PROBADOR DE REGULADORES DE VOLTAJE”
ESPECIALIDAD: ELECTRICIDAD AUTOMOTRIZ
ANTECEDENTES
El taller de servicios eléctricos “LA RINCONADA” ubicado en la AV. Prolongación Vallejo Mz 27- Lt 07 LA RINCONADA Que se dedica a la reparación del Sistema eléctrico de todo tipo de vehículos en la línea automotriz, que este no cuenta con un equipo de “probador de reguladores de voltaje”, para lo cual recurre dentro del contorno para diagnosticar la prueba del regulador; cuyo funcionamiento es la de regular la tensión generada por el alternador para cargar la batería, así como también el control de la lámpara testigo de carga. Para dicha prueba los reguladores son llevados a otros talleres o tiendas de repuestos o son probados de una
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manera no confiable y/o poco eficaz con un foco prueba o foco piloto, causando en su mayoría pérdida de tiempo, molestia e inseguridad por el cliente. Demanda de tiempo, demora en el trabajo e incomodidad de los clientes. Implementando dicho equipo lograremos un trabajo eficaz,de garantía y mejor calidad, generar mayores ingresos en menor tiempo.
OBJETIVOS DE MEJORA.
GENERALES
Implementar con “un probador de reguladores de voltaje” con un circuito estándar para probar todo tipo de reguladores de voltaje tanto de 12V como de 24V.
ESPECIFICOS
Comprobar reguladores de voltaje para determinar el estado en que se encuentra dichos reguladores.
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Promover mejor calidad de trabajo y menos pérdida de tiempo y así tener más ingresos a nuestro taller
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO “PROBADOR DE REGULADORES DE VOLTAJE” de 12 y 24 voltios.
El probador consta de un transformador reductor de corriente de 220 voltios de entrada a 24 voltios de corriente alterna y 5 amperios de salida. Este voltaje convertido en corriente alterna de 24v ingresara por medio de un puente rectificador conformado por 4 diodos los cuales convertirán la corriente alterna 24v (AC) en corriente directa 24v (DC). En el cual encontraremos un voltaje de salida de 24 voltios y de 5 amperios, pasando luego dicha corriente por un circuito electrónico, en el cual podremos regular la corriente de salida que se desee en un rango de 0 a 24 voltios. Dichas mediciones se verán reflejadas en un voltímetro digital La comprobación del regulador de voltaje consta de la siguiente manera: El Terminal positivo del probador será conectada hacia el Terminal positivo del regulador uniendo con el Terminal IG (ignición) ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
del regulador, el Terminal 5
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negativo del probador se conectara al Terminal negativo del regulador, y el terminal DF se conectara al terminal F del regulador siempre teniendo cuidado de seleccionar el rango correcto con el interruptor ya sea DF+ o DF-, esto según el tipo de regulador, una vez conectado el regulador se deberá observar que la lámpara testigo encienda o de lo contrario el regulador estará en mal estado, luego se procederá a controlar el voltaje de entrada hacia el regulador y a medida que se aumente el voltaje en un rango especifico la lámpara testigo deberá apagarse al no apagarse la lámpara, esto nos indicara que el regulador se encuentra en mal estado. La descripción de este proyecto consta de una resistencia variable que remplazara el alternador y una lámpara testigo de color VERDE que deberá apagar cuando el voltaje este entre 14 y 15 voltios, de tal forma se estará realizando las pruebas de control de lámpara y la prueba de control de carga. También hemos incorporado una lámpara testigo de color ROJO, la cual prendera en caso el regulador de voltaje este en corto circuito o la conexión que se debe hacer para la prueba, este mal. Este equipo de prueba se divide en 3 secciones: Transformador reductor ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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Circuito electrónico (Fuente variable) Instrumentos de comprobación
Este probador de reguladores electrónicos de alternadores, de 12 y 24 voltios nos permite determinar el estado de un regulador de voltaje, el momento en que es cortada la tensión teniendo como aviso la lámpara testigo de color VERDE y también observando la pantalla del voltímetro digital para ver en qué rango se produce el corte de corriente, y así saber si es demasiado bajo o demasiado alto.
DESCRIPCION DE LA INNOVACION Y/O MEJORA EN LA EMPRESA
DISEÑO DEL PROBADOR DE REGULADOR DE VOLTAJE
La construcción de este proyecto “probador de reguladores de voltaje” se ha diseñado de la siguiente manera y con dichas medidas:
Largo : Ancho :
30cm 20cm
Alto
20cm
:
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LISTA DE MATERIALES:
Madera Tapiz Wincha de medir Hoja de cierra Lija Martillo Clavos ,etc.
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FABRICACIÓN DE LA CAJA PARA EL PROVADOR DE REGULADORES DE VOLTAGE:
Cortar la madera luego doblarlo en una medida de 30 x 20 cm de la madera para el alto y ancho de la caja. Cortar 30 x 20 cm la madera para el largo y ancho de la caja. Cortar la madera y ubicarlo en una medida de 30 x 20 cm de la madera para el largo y alto de la caja para la base.
ARMADO:
Para proceder con este paso uniremos las piezas cortadas de la siguiente manera: una vez cortadas las planchas de la madera las ubicaremos y marcaremos los huecos para agujerear donde irán ubicados los tornillos.
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en la parte de la base también tendremos que agujerear, para fijar el circuito electrónico y componentes. En la parte posterior de la caja va fijada una plancha de aluminio que servirá como disipador de calor.
INSTALACIÓN DE LOS COMPONENTES CONSTRUCCIÓN DE UN TRANSFORMADOR CASERO
Colocando las chapas de hierro-Silicio
Ahora viene el proceso de colocar las chapas o láminas de hierro-silicio. Tomamos las chapas con forma de (E) y las vamos introduciendo dentro de la formaleta, intercalándolas una por un lado y la otra por el otro, como se aprecia en la fotografía. Tenga cuidado de no trabarlas, no meter dos pegadas. Nuestras chapas son recicladas, por tal motivo debemos tener cuidado y mirar detenidamente que las chapas no estén pegadas, oxidadas, torcidas o que sean de otros tamaños. En caso de estar oxidadas las chapas, debe lijarlas con lija número 380, hasta retirar totalmente el óxido, para después aplicarles barniz dieléctrico. De no retirar el óxido, las chapas afectadas se convertirán por contacto en una sola chapa, generando una corriente de foucault, causando una pérdida de potencia en el transformador.
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Máximo de chapas
Los electrones del devanado primario, excitan los electrones del devanado secundario, produciendo una vibración, que es transmitida a las chapas. Si el transformador no cuenta con la cantidad de chapas necesarias para ajustarlo, éstas, al estar sueltas vibrarán alcanzando altas temperaturas por la fricción generada entre ellas. La cantidad total de chapas o láminas que requiere un transformador, se define por saturación, pues se introducirán tantas, hasta que no haya espacio para introducir una más. Para garantizar el ajuste total entre chapa y chapa, es usual que se haga golpeándolas a martillo. Las últimas chapas al entrar forzadas en la formaleta pueden causar daños; como atravesar la formaleta haciendo contacto con el alambre de cobre, generando un corto. Por esto es importante que las últimas chapas estén en óptimas condiciones.
Completar montaje de chapas
Ahora colocaremos el complemento de las chapas (E), que son las chapas con forma de (I), estas van intercaladas en los vacíos entre los lomos de las (E). Esta face es relativamente sencilla, pues los vacíos están allí y sólo deben ser llenados. El estado de las chapas en forma de (I) debe ser óptimo. No tener dobleces, no estar oxidadas, no colocar más de una en cada espacio y no olvide que todas deben ser del mismo tamaño.
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Ajuste final de las chapas
Después de haber instalado todas las chapas, procederemos a ajustarlas perfectamente entre sí. Para ello, usamos un martillo y una base dura plana, colocamos el transformador sobre la base dura plana y con el martillo vamos rectificando la ubicación de las chapas hasta que todas las caras se vean perfectamente planas.
Atornillado de las chapas
Todas estas normas técnicas de ajuste de las chapas, sólo pretenden evitar que su transformador se recaliente hasta que se derrita el barniz dieléctrico y el alambre entre en corto. Para evitar esto cogemos la totalidad de las chapas y en sus 4 esquinas atravesaremos 4 tornillos pasantes de buena calidad, con tuerca, que apretaremos muy fuerte, hasta conseguir una sólida pieza.
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Circuito Serie para prueba del transformador
Este sistema eléctrico permite probar circuitos o aparatos, sin el riesgo de quemarlos. Si el aparato está en corto circuito, el bombillo prende. Si el circuito no está en corto o está abierto, el bombillo no prende. En el caso del transformador, deberá colocar los dos caimanes del Circuito Serie en las dos puntas de entrada de corriente del devanado primario. Si el transformador tiene las chapas y el alambre suficientes, el Circuito Serie no deberá prender, pues el consumo de corriente es mínimo y no es suficiente para prender el bombillo. Si el bombillo prende levemente, indica que pueden faltar chapas o alambre en el devanado primario. Si el bombillo prende plenamente, indica que el transformador está en corto circuito. En este caso el bombillo consume la corriente, evitando que el transformador se queme. Para comprobar que los devanados no están abiertos o interrumpidos, junte con un rose las puntas del devanado secundario y el bombillo deberá prender. Haga lo mismo con las otras puntas del devanado secundario y entre las dos puntas del devanado adicional. Si los devanados están correctos, el bombillo en todos los casos deberá prender.
Mediciones
Ya que sabemos que el transformador no está en corto, podemos conectarlo directamente al toma corriente de la pared, así mediremos los voltajes de salida de la siguiente manera:
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Con el multímetro en la escala de voltaje AC, coloque una punta del multímetro en el TAP central y la otra en el extremo izquierdo del devanado secundario. Deberá marcar el voltaje deseado, en este caso, 44 voltios AC.
Con el multímetro en la escala de voltaje AC, coloque una punta del multímetro en el TAP central y la otra en el extremo derecho del devanado secundario. Deberá marcar el voltaje deseado, en este caso, 44 voltios AC. Colocando las puntas del multímetro entre los dos extremos del devanado secundario, deberá marcar el doble del voltaje medido entre el TAP y cada extremo, en este caso, 88 voltios AC.
Con el multímetro en la escala de voltaje AC, coloque cada punta del multímetro entre los cables de salida del devanado adicional, deberá marcar el voltaje deseado. En este caso entre 12 y 13 voltios AC. Si el resultado de las mediciones hechas no se ajustan, a las medidas deseadas, indica que hubo un error al contar las vueltas en alguno de los devanados.
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Acabados
Teniendo nuestro transformador listo revisamos el ajuste de los tornillos, no olvide colocar los 4 piedeamigos o escuadras metálicas, que serán muy útiles al momento de instalarlo. Por estética recomendamos pintar las chapas con una pintura a base de aceite. Así obtendremos un transformador óptimo y de buena apariencia.
Evite esto
Es mejor hacer, que comprar hecho. Los mercados locales ofrecen un sin número de transformadores, algunos a bajo costo. Tenga cuidado, generalmente los productores locales quieren bajar costos, aún en detrimento del producto, ellos no usan el alambre del calibre requerido, disminuyen las vueltas de alambre, no usan la cantidad de chapas requeridas para el núcleo, no ajustan perfectamente las partes del transformador. Todo ello, para ahorrar costos y tiempo. Para evitar esto, lo mejor es que usted haga su propio transformador, asegurando la calidad del producto, a la vez que hace un gran ahorro.
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE En la foto se aprecia un prototipo de mala calidad que no cumplía con las especificaciones técnicas requeridas, dando como resultado la destrucción del mismo. Que no le suceda.
DIODOS RECTIFICADORES Un diodo rectificador, idealmente hablando, es un interruptor cerrado cuando se polariza en directa y una interruptor abierto cuando se polariza en inversa. Por ello, es muy útil para convertir corriente alterna en continua. En este tema analizaremos los tres circuitos rectificadores básicos. Una vez estudiado el tema, debería ser capaz de:
Saber cual es la función del transformador de entrada en las fuentes de alimentación. Ser capaz de dibujar el esquema de un circuito rectificador de media onda y explicar su funcionamiento. Ser capaz de dibujar el esquema de un circuito rectificador de onda completa y explicar su funcionamiento. Ser capaz de dibujar el esquema de un puente rectificador y explicar su funcionamiento. Saber como funciona y para que sirve un condensador de entrada como filtro dentro de la fuente de corriente. Ser capaz de encontrar las tres características principales de un diodo rectificador en una hoja de especificaciones de un catálogo ¿ Que ocurre cuando se quiere alimentar un aparato cualquiera ?
VL tiene que ser continua en la mayoría de los casos, por eso se alimenta en continua, un circuito típico sería algo así:
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En medio del circuito tenemos transistores para amplificar, etc...Pero al final se tiene que alimentar en continua. Lo más fácil sería alimentar con pilas, pero esto es caro por esa razón hay que construir algo que nos de energía más barata, esto es, una Fuente de Alimentación que coge 220 V del enchufe y transforma la alterna en continua a la salida.
Tenemos que diseñar la Fuente de Alimentación. Partimos de una senoidal del enchufe.
El periodo T, si tenemos 220 V y 50 Hz:
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE 1º tenemos que reducir de 311 V a 12 V en continua, esto es, primero necesitamos un transformador DIODO RECTIFICADOR EN MEDIA HONDA Este es el circuito más simple que puede convertir corriente alterna en corriente continua. Este rectificador lo podemos ver representado en la siguiente figura:
Las gráficas que más nos interesan son:
Durante el semiciclo positivo de la tensión del primario, el bobinado secundario tiene una media onda positiva de tensión entre sus extremos. Este aspecto supone que el diodo se encuentra en polarización directa. Sin embargo durante el semiciclo negativo de la tensión en el primario, el arrollamiento secundario presenta una onda sinusoidal negativa. Por tanto, el diodo se encuentra polarizado en inversa. La onda que más interesa es VL, que es la que alimenta a RL. Pero es una tensión que no tiene partes negativas, es una "Tensión Continua Pulsante", y nosotros necesitamos una "Tensión Continua Constante". Analizaremos las diferencias de lo que tenemos con lo que queremos conseguir.
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Lo que tenemos ahora es una onda periódica, y toda onda periódica se puede descomponer en "Series de Fourier".
Lo ideal sería que solo tuviésemos la componente continua, esto es, solo la primera componente de la onda que tenemos. El valor medio de esa onda lo calcularíamos colocando un voltímetro en la RL, si lo calculamos matemáticamente sería:
Y este sería el valor medio que marcaría el voltímetro. Como hemos visto tenemos que eliminar las componentes alternas de las componentes de Fourier. En estos caso hemos usaremos la 1ª aproximación o la 2ª aproximación. Por último diremos que este circuito es un rectificador porque "Rectifica" o corta la onda que teníamos antes, la recorta en este caso dejándonos solo con la parte positiva de la onda de entrada.
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Simulación Es un simulador de un rectificador de media onda con un diodo. En el apartado Datos podemos introducir los valores de la tensión de entrada, la relación de espiras, la frecuencia y la resistencia de carga. En los apartados "Aproximación y Tipo" elegimos el tipo de diodos que queremos para la simulación. Cada vez que metamos nuevos datos, tenemos que pulsar la tecla "Calcular" para ver los nuevos resultados. También se puede variar la escala del eje X y del eje Y, al igual que se haría en un osciloscopio. Para ver el tipo de señal que hay en cada punto del circuito, elegimos en el área "Ver Gráficas".
Rectificador de onda completa con 2 diodos
La siguiente figura muestra un rectificador de onda completa con 2 diodos:
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Debido a la conexión en el centro del devanado secundario, el circuito es equivalente a dos rectificadores de media onda.
El rectificador superior funciona con el semiciclo positivo de la tensión en el secundario, mientras que el rectificador inferior funciona con el semiciclo negativo de tensión en el secundario. Es decir, D1 conduce durante el semiciclo positivo y D2 conduce durante el semiciclo negativo. Así pues la corriente en la carga rectificada circula durante los dos semiciclos. En este circuito la tensión de carga VL, como en el caso anterior, se medirá en la resistencia RL.
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Aplicamos Fourier como antes.
Ahora la frecuencia es el doble que la de antes y el pico la mitad del anterior caso. Así la frecuencia de la onda de salida es 2 veces la frecuencia de entrada.
Y el valor medio sale:
Simulación Es un simulador de un rectificador de onda completa con dos diodos. En el apartado Datos podemos introducir los valores de la tensión de entrada, la relación de espiras, la frecuencia y la resistencia de carga. En los apartados "Aproximación y Tipo" elegimos el tipo de diodos que queremos para la simulación.
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Cada vez que metamos nuevos datos, tenemos que pulsar la tecla "Calcular" para ver los nuevos resultados. También se puede variar la escala del eje X y del eje Y, al igual que se haría en un osciloscopio. Para ver el tipo de señal que hay en cada punto, elegimos en el área "Ver Gráficas".
Rectificador de onda completa en puente
En la figura siguiente podemos ver un rectificador de onda completa en puente:
Mediante el uso de 4 diodos en vez de 2, este diseño elimina la necesidad de la conexión intermedia del secundario del transformador. La ventaja de no usar dicha conexión es que la tensión en la carga rectificada es el doble que la que se obtendría con el rectificador de onda completa con 2 diodos.
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Las gráficas tienen esta forma:
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Durante el semiciclo positivo de la tensión de la red, los diodos D1 y D3 conducen, esto da lugar a un semiciclo positivo en la resistencia de carga. Los diodos D2 y D4 conducen durante el semiciclo negativo, lo que produce otro semiciclo positivo en la resistencia de carga. El resultado es una señal de onda completa en la resistencia de carga. Hemos obtenido la misma onda de salida VL que en el caso anterior. La diferencia más importante es que la tensión inversa que tienen que soportar los diodos es la mitad de la que tienen que soportar los diodos en un rectificador de onda completa con 2 diodos, con lo que se reduce el coste del circuito.
Simulación Es un simulador de un rectificador de onda completa con un puente de diodos. En el apartado Datos podemos introducir los valores de la tensión de entrada, la relación de espiras, la frecuencia y la resistencia de carga. En los apartados "Aproximación y Tipo" elegimos el tipo de diodos que queremos para la simulación. Cada vez que metamos nuevos datos, tememos que pulsar la tecla "Calcular" para ver los nuevos resultados. También se puede variar la escala del eje x y del eje y, al igual que se haría en un osciloscopio. Para ver el tipo de señal que hay en cada punto, elegimos en el área "Ver Gráficas".
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Tipos de diodos rectificadores 1N4004
Rectificador
1N4007
Rectificador 1000V 1A
MR501
Rectificador
100V 3A
1N5402
Rectificador
200V 3A
1N5404
Rectificador
400V 3A
1N5406
Rectificador
600V 3A
1N5408
Rectificador 1000V 3A
6A2
Rectificador
200V 6A
6A4
Rectificador
400V 6A
TS605
Rectificador
500V 6A
6A6
Rectificador
600V 6A
6A8
Rectificador
800V 6A
6A10
Rectificador
1000V 6A
1N1200A
Rectificador
100V 12A C/C - Positivo MOTOROLA
A1502
Rectificador
200V 15A A/C - Negativo
B1502
Rectificador
200V 15A C/C - Positivo
A1506
Rectificador
600V 15A A/C - Negativo
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400V 1A
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE B1506
Rectificador
600V 15A C/C - Positivo
A1512
Rectificador
1200V 15A A/C - Negativo
B1512
Rectificador
1200V 15A C/C - Positivo
D4020L
Rectificador
400V 20A - TO-220 Aislado (Rep. BC142)
A2202
Rectificador
200V 22A A/C - Negativo
B2202
Rectificador
200V 22A C/C - Positivo
A2206
Rectificador
600V 22A A/C - Negativo
B2206
Rectificador
600V 22A C/C - Positivo
A2212
Rectificador
1200V 22A A/C - Negativo
B2212
Rectificador
1200V 22A C/C - Positivo
USC2504
Rectificador
SKN26/12
Rectificador
1200V 26A - Negativo
SKR26/12
Rectificador
1200V 26A - Positivo
SKR50/02
Rectificador
200V 50A C/C - Positivo
A5002
Rectificador
200V 50A A/C - Negativo
B5002
Rectificador
200V 50A C/C - Positivo
A5006
Rectificador
600V 50A A/C - Negativo
B5006
Rectificador
600V 50A C/C - Positivo
A5012
Rectificador
1200V 50A A/C - Negativo
B5012
Rectificador
1200V 50A C/C - Positivo
A8002
Rectificador
200V 80A A/C - Negativo
B8002
Rectificador
200V 80A C/C - Positivo
A8006
Rectificador
600V 80A A/C - Negativo
B8006
Rectificador
600V 80A C/C - Positivo
A8012
Rectificador
1200V 80A A/C - Negativo
B8012
Rectificador
1200V 80A C/C - Positivo
ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
400V 25A - Positivo al tornillo
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE 1N3289
Rectificador
200V 100A C/C - Positivo
A10006
Rectificador
600V 100A A/C - Negativo
B10006
Rectificador
600V 100A C/C - Positivo
A10012
Rectificador 1200V 100A A/C - Negativo
B10012
Rectificador 1200V 100A C/C - Positivo
A2A140/045
Rectificador
400V 140A A/C - Negativo
A14006
Rectificador
600V 140A A/C - Negativo
B14006
Rectificador
600V 140A C/C - Positivo
A14012
Rectificador
1200V 140A A/C - Negativo
B14012
Rectificador
1200V 140A C/C - Positivo
150L40A
Rectificador
400V 150A
SKN170/06
Rectificador
600V 170A A/C - Negativo
SKR240/12
Rectificador
A26006
Rectificador
600V 260A A/C - Negativo
B26006
Rectificador
600V 260A C/C - Positivo
A26012
Rectificador
1200V 260A A/C - Negativo
B26012
Rectificador
1200V 260A C/C - Positivo
SKR320/12
Rectificador
1200V 320A C/C - Positivo
A35006
Rectificador
600V 350A A/C - Negativo
B35006
Rectificador
600V 350A C/C - Positivo
70HF120A
Rectificador
1200V 70A C/C - Positivo
70HFR120A
Rectificador
1200V 70A A/C - Negativo
R5100210
Rectificador
1200V 240A C/C - Positivo
200V 100A
RESISTENCIAS
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Como su nombre bien lo dice, resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica. - Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia. - Electrones fluyendo por un mal conductor. Eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y como consecuencia, generan calor. Una resistencia ideal es un elemento pasivo que disipa energía en forma de calor según la ley de Joule. También establece una relación de proporcionalidad entre la intensidad de corriente que la atraviesa y la tensión medible entre sus extremos, relación conocida como ley de Ohm:
Figura 1: Símbolos
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Figura 2: Diferentes resistencias empaquetado tipo axial.
todas
ellas
de
Figura 3: Resistencia de montaje superficial o SMD.
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Se denomina resistor o resistencia al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., las resistencias se emplean para producir calor aprovechando el efecto Joule. Entre los técnicos es frecuente utilizar el término resistor por ser más preciso que resistencia.
Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa, se opone al paso de la corriente, la corriente máxima en un resistor viene condicionado por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo.
Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más corrientes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.
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Existen resistencias de valor variable, que reciben el nombre de potenciómetros.
Sistemas de Codificación Código de colores
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Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión o tolerancia. Estos valores se indican normalmente en el encapsulado dependiendo del tipo de éste; para el tipo de encapsulado axial, el que se observa en las fotografías, dichos valores van rotulados con un código de franjas de colores. Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La última raya indica la tolerancia (precisión). De las restantes, la última es el multiplicador y las otras las cifras.
El valor de la resistencia eléctrica se obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se obtiene el resultado en Ohmios (Ω). El coeficiente de temperatura únicamente se aplica en resistencias de alta precisión (tolerancia menor del 1%).
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A continuación mostraremos un cuadro donde podremos observar los colores con sus respectivas valencias o valores para poder descifrarlas
Valor de la Valor de la Coeficiente Color de 1°cifra 2°cifra Multiplicador Tolerancia de la banda significativa significativa temperatura Negro
0
0
1
-
-
Marrón
1
1
10
±1%
100ppm/ºC
Rojo
2
2
100
±2%
50ppm/ºC
Naranja
3
3
1 000
-
15ppm/ºC
Amarillo
4
4
10 000
4%
25ppm/ºC
Verde
5
5
100 000
±0,5%
-
Azul
6
6
1 000 000
±0,25%
10ppm/ºC
Violeta
7
7
-
±0,1%
5ppm/ºC
Gris
8
8
-
-
-
Blanco
9
9
-
-
1ppm/ºC
Dorado
-
-
0,1
±5%
-
Plateado
-
-
0,01
±10%
-
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Ninguno
-
-
-
±20%
-
Como leer el valor de una resistencia En una resistencia tenemos generalmente 4 líneas de colores, aunque podemos encontrar algunas que contenga 5 líneas (4 de colores y 1 que indica tolerancia) vamos a tomar la más general las de 4 líneas, las primeras 3 y dejamos aparte la tolerancia que es plateada o dorada
La primera línea representa el dígito de las decenas. La segunda línea representa el dígito de las unidades. El número así formado se multiplica por la potencia de 10 expresada por la tercera línea (multiplicador).
Por ejemplo: Tenemos una resistencia con los colores verde, amarillo, rojo y dorado. Registramos el valor de la primera línea (verde): 5
Registramos el valor de la segunda línea (amarillo): 4 Registramos el valor de la tercera línea (rojo): X 100 Unimos los valores de las primeras dos líneas y multiplicamos por el valor de la tercera
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54 X 100 = 5400Ω o 5,4 kΩ y este es el valor de la resistencia expresada en Ohmios Ejemplos
Figura 4: Resistencia de valor 2.700.000 Ω y tolerancia de ±10%
La caracterización de una resistencia de 2.700.000 Ω (2,7M Ω), con una tolerancia de ±10%, sería la representada en la Figura 4: 1°cifra: rojo (2) 2°cifra: morado (7) Multiplicador: verde (100000) Tolerancia: Plata (±10%)
Figura 5: Resistencia de valor 65 Ω y tolerancia de ±2%
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El valor de la resistencia de la Figura 5 es de 65 Ω y tolerancia de ±2% dado que: 1ª cifra: azul (6) 2ª cifra: verde (5) 3ª cifra: negra (0) Multiplicador: dorada (10-1) Tolerancia: Rojo (±2%)
Codificación de los Resistores en SMT
Esta imagen muestra cuatro resistores de montaje de superficie (el componente en la parte superior izquierda es un condensador) incluyendo dos resistores de cero ohmios. Los enlaces de cero ohmios son usados a menudo en vez de enlaces de alambre
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A los resistores cuando se encuentran en circuitos con tecnología de montaje de superficie se les imprimen valores numéricos en un código similar al usado en los resistores axiales. Los resistores de tolerancia estándar en estos tipos de montajes (Standard-tolerance Surface Mount Technology (SMT)) son marcados con un código de tres dígitos, en el cual los primeros dos dígitos representan los primeros dos dígitos significativos y el tercer dígito representa una potencia de diez (el número de ceros).
Por ejemplo:
"334" 33 × 10,000 ohmios = 330 kilo ohmios "222" 22 × 100 ohmios = 2.2 kilo ohmios "473" 47 × 1,000 ohmios = 47 kilo ohmios "105" 10 × 100,000 ohmios = 1 mega ohmios
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Los resistores de menos de 100 ohmios se escriben: 100, 220, 470. El número cero final representa diez a la potencia de cero, lo cual es 1.
Por ejemplo:
"100" = 10 × 1 ohmios = 10 ohmios "220" = 22 × 1 ohmios = 22 ohmios
Algunas veces estos valores se marcan como "10" o "22" para prevenir errores. Los resistores menores de 10 ohmios tienen una 'R' para indicar la posición del punto decimal.
Por ejemplo:
"4R7" = 4.7 ohmios "0R22" = 0.22 ohmios "0R01" = 0.01 ohmios
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Los resistores de precisión son marcados con códigos de cuatro dígitos, en los cuales los primeros tres dígitos son los números significativos y el cuarto es la potencia de diez.
Por ejemplo:
"1001" = 100 × 10 ohmios = 1 kilo ohmio "4992" = 499 × 100 ohmios = 49.9 kilo ohmios "1000" = 100 × 1 ohmios = 100 ohmios Los valores "000" y "0000" aparecen en algunas ocasiones en los enlaces de montajes de superficie, debido a que tienen (una resistencia aproximada a cero).
Resistencias de precisión Son aquellas cuyo valor se ajusta con errores de 100 partes por millón o menos y tienen además una variación muy pequeña con la temperatura, del orden de 10 partes por millón entre 25 y 125 grados Celsius. Este componente tiene una utilización muy especial en circuitos analógicos, con ajustes muy estrechos de las especificaciones, para más datos recurrir a manuales de Vishay, entre otros. Este tipo de componente logra su precisión tanto en su valor, como en su especificación de temperatura debido a que la misma debe ser considerada un sistema, donde los materiales que la ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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comportan interactúan para lograr su estabilidad. Un film metálico muy fino se pega a un aislador como el vidrio, al aumentar la temperatura, la expansión térmica del metal es mayor que la del vidrio y esto produce en el metal una fuerza que lo comprime reduciendo su resistencia eléctrica, el coeficiente de variación de resistencia del metal con la temperatura es positivo, la suma casi lineal de estos factores hace que la resistencia no varíe o que lo haga mínimamente.
CONDEN SADOR ELÉCTRI CO
Los Condensadores
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Básicamente un condensador es un disBásicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dieléctrico. Va a tener una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia y polaridad, que deberemos aprender a distinguir Aquí a la izquierda vemos esquematizado un condensador, con las dos láminas = placas = armaduras, y el dieléctrico entre ellas. En la versión más sencilla del condensador, no se pone nada entre las armaduras y se las deja con una cierta separación, en cuyo caso se dice que el dieléctrico es el aire. Capacidad: Se mide en Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan grande que se suelen utilizar varios de los submúltiplos, tales como microfaradios (µF=10-6 F ), nanofaradios (nF=10-9 F) y picofaradios (pF=10-12 F). Tensión de trabajo: Es la máxima tensión que puede aguantar un condensador, que depende del tipo y grososr del dieléctrico con que esté fabricado. Si se supera dicha tensión, el condensador puede perforarse (quedar cortocircuitado) y/o explotar. En este sentido hay que tener cuidado al elegir un condensador, de forma que nunca trabaje a una tensión superior a la máxima. Tolerancia: Igual que en las resistencias, se refiere al error máximo que puede existir entre la capacidad real del condensador y la capacidad indicada sobre su cuerpo. Polaridad: Los condensadores electrolíticos y en general los de capacidad superior a 1 µF tienen polaridad, eso es, que se les debe aplicar la tensión prestando atención a sus terminales positivo y negativo. Al contrario que los inferiores a 1µF, a los que se puede aplicar tensión en cualquier sentido, los que tienen polaridad pueden explotar en caso de ser ésta la incorrecta.
Tipos de condensadores
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Vamos a mostrar a continuación una serie de condensadores de los más típicos que se pueden encontrar. Todos ellos están comparados en tamaño a una moneda española de 25 ptas (0.15 €).
1. Electrolíticos. Tienen el dieléctrico formado por papel impregnado en electrólito. Siempre tienen polaridad, y una capacidad superior a 1 µF. Arriba observamos claramente que el condensador nº 1 es de 2200 µF, con una tensión máxima de trabajo de 25v. (Inscripción: 2200 µ / 25 V). Abajo a la izquierda vemos un esquema de este tipo de condensadores y a la derecha vemos unos ejemplos de condensadores electrolíticos de cierto tamaño, de los que se suelen emplear en aplicaciones eléctricas (fuentes de alimentación, etc...). 1.
2. Electrolíticos de tántalo o de gota. Emplean como dieléctrico una finísima película de óxido de tantalio amorfo , que con un menor espesor tiene un poder aislante mucho mayor. Tienen polaridad y una capacidad superior a 1 µF. Su forma de gota les da muchas veces ese nombre. ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE 3. De poliester metalizado MKT. Suelen tener capacidades inferiores a 1 µF y tensiones de trabajo a partir de 63v. Más abajo vemos su estructura: dos láminas de policarbonato recubierto por un depósito metálico que se bobinan juntas. Aquí al lado vemos un detalle de un condensador plano de este tipo, donde se observa que es de 0.033 µF y 250v. (Inscripción: 0.033 K/ 250 MKT). 4. De poliéster. Son similares a los anteriores, aunque con un proceso de fabricación algo diferente. En ocasiones este tipo de condensadores se presentan en forma plana y llevan sus datos impresos en forma de bandas de color, recibiendo comúnmente el nombre de condensadores "de bandera". Su capacidad suele ser como máximo de 470 nF.
5. De poliéster tubular. Similares a los anteriores, pero enrollados de forma normal, sin aplastar.
6. Cerámico "de lenteja" o "de disco". Son los cerámicos más corrientes. Sus valores de capacidad están comprendidos entre 0.5 pF y 47 nF. En ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE ocasiones llevan sus datos impresos en forma de bandas de color. Aquí abajo vemos unos ejemplos de condensadores de este tipo.
7. Cerámico "de tubo". Sus valores de capacidad son del orden de los picofaradios y generalmente ya no se usan, debido a la gran deriva térmica que tienen (variación de la capacidad con las variaciones de temperatura).
2.4 - Identificación del valor de los condesadores Codificación por bandas de color Hemos visto que algunos tipos de condensadores llevan sus datos impresos codificados con unas bandas de color. Esta forma de codificación es muy similar a la empleada en las resistencias, en este caso sabiendo que el valor queda expresado en picofaradios (pF). Las bandas de color son como se observa en esta figura:
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En el condensador de la izquierda vemos los siguientes datos: verde-azul-naranja = 56000 pF = 56 nF (recordemos que el "56000" está expresado en pF). El color negro indica una tolerancia del 20%, tal como veremos en la tabla de abajo y el color rojo indica una tensión máxima de trabajo de 250v. En el de la derecha vemos: amarillo-violeta-rojo = 4700 pF = 4.7 nF. En los de este tipo no suele aparecer información acerca de la tensión ni la tolerancia.
Código de colores en los condesadores COLORES Banda 1 Banda 2 Multiplicador Tensión Negro
--
0
x1
Marrón
1
1
x 10
100 V.
Rojo
2
2
x 100
250 V.
Naranja
3
3
x 1000
Amarillo
4
4
x 104 5
Verde
5
5
x 10
Azul
6
6
x 106
Violeta
7
7
Gris
8
8
Blanco
9
9
400 V. 630 V.
COLORES Tolerancia (C > 10 pF) Tolerancia (C < 10 pF) Negro
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+/- 20%
+/- 1 pF
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Blanco
+/- 10%
+/- 1 pF
Verde
+/- 5%
+/- 0.5 pF
Rojo
+/- 2%
+/- 0.25 pF
Marrón
+/- 1%
+/- 0.1 pF
Codificación mediante letras Este es otro sistema de inscripción del valor de los condensadores sobre su cuerpo. En lugar de pintar unas bandas de color se recurre también a la escritura de diferentes códigos mediante letras impresas. A veces aparece impresa en los condensadores la letra "K" a continuación de las letras; en este caso no se traduce por "kilo", o sea, 1000 sino que significa cerámico si se halla en un condensador de tubo o disco. Si el componente es un condensador de dieléctrico plástico (en forma de paralelepípedo), "K" significa tolerancia del 10% sobre el valor de la capacidad, en tanto que "M" corresponde a tolerancia del 20% y "J", tolerancia del 5%. LETRA
Tolerancia
"M"
+/- 20%
"K"
+/- 10%
"J"
+/- 5%
Detrás de estas letras figura la tensión de trabajo y delante de las mismas el valor de la capacidad indicado con cifras. Para expresar este valor se puede recurrir a la colocaión de un punto entre las cifras (con valor cero), refiriéndose en este caso a la unidad microfaradio (µF) o bien al empleo del prefijo "n" (nanofaradio = 1000 pF). Ejemplo: un condensador marcado con 0,047 J 630 tiene un valor de 47000 pF = 47 nF, tolerancia del 5% sobre dicho valor y tensión máxima de trabajo de 630 v. También se podría haber marcado de las siguientes maneras: 4,7n J 630, o 4n7 J 630.
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Código "101" de los condensadores Por último, vamos a mencionar el código 101 utilizado en los condensadores cerámicos como alternativa al código de colores. De acuerdo con este sistema se imprimen 3 cifras, dos de ellas son las significativas y la última de ellas indica el número de ceros que se deben añadir a las precedentes. El resultado debe expresarse siempre en picofaradios pF. Así, 561 significa 560 pF, 564 significa 560000 pF = 560 nF, y en el ejemplo de la figura de la derecha, 403 significa 40000 pF = 40 nF.
TRANSISTORES
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El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se los encuentra prácticamente en todos los artefactos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, computadoras, calculadoras, impresoras, lámparas fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, celulares, etc. Fue el sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos o tríodo, el transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de EE. UU. en diciembre de 1947 por John Bardeen,
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Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 1956. Al principio se usaron transistores bipolares y luego se inventaron los denominados transistores de efecto de campo (FET). En los últimos, la corriente entre la fuente y la pérdida (colector) se controla usando un campo eléctrico (salida y pérdida (colector) menores). Por último, apareció el semiconductor metal-óxido FET (MOSFET). Los MOSFET permitieron un diseño extremadamente compacto, necesario para los circuitos altamente integrados (IC). Hoy la mayoría de los circuitos se construyen con la denominada tecnología CMOS (semiconductor metal-óxido complementario). La tecnología CMOS es un diseño con dos diferentes MOSFET (MOSFET de canal N y P), que se complementan mutuamente y consumen muy poca corriente en un funcionamiento sin carga. El transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadas artificialmente (contaminadas con materiales específicos en cantidades específicas) que forman dos uniones bipolares, el emisor que emite portadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que está intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base).
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A diferencia de las válvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseño de circuitos a los transistores se les considera un elemento activo, a diferencia de los resistores, capacitores e inductores que son elementos pasivos. Su funcionamiento sólo puede explicarse mediante mecánica cuántica. De manera simplificada, la corriente que circula por el "colector" es función amplificada de la que se inyecta en el "emisor", pero el transistor sólo gradúa la corriente que circula a través de sí mismo, si desde una fuente de corriente continua se alimenta la "base" para que circule la carga por el "colector", según el tipo de circuito que se utilice. El factor de amplificación logrado entre corriente de base y corriente de colector, se denomina Beta del transistor. Otros parámetros a tener en cuenta y que son particulares de cada tipo de transistor son: Tensiones de ruptura de Colector Emisor, de Base Emisor, de Colector Base, Potencia Máxima, disipación de calor, frecuencia de trabajo, y varias tablas donde se grafican los distintos parámetros tales como corriente de base, tensión Colector Emisor, tensión Base Emisor, corriente de Emisor, etc.
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Los tres tipos de esquemas básicos para utilización analógica de los transistores son emisor común, colector común y base común. Modelos posteriores al transistor descrito, el transistor bipolar (transistores FET, MOSFET, JFET, CMOS, VMOS, etc.) no utilizan la corriente que se inyecta en el terminal de "base" para modular la corriente de emisor o colector, sino la tensión presente en el terminal de puerta o reja de control y gradúa la conductancia del canal entre los terminales de Fuente y Drenado. De este modo, la corriente de salida en la carga conectada al Drenador (D) será función amplificada de la Tensión presente entre la Puerta (Gate) y Fuente (Source). Su funcionamiento es análogo al del tríodo, con la salvedad que en el tríodo los equivalentes a Puerta, Drenador y Fuente son Reja, Placa y Cátodo. Los transistores de efecto de campo, son los que han permitido la integración a gran escala que disfrutamos hoy en día, para tener una idea aproximada pueden fabricarse varios miles de transistores interconectados por centímetro cuadrado y en varias capas superpuestas.
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TIPOS DE TRANSISTOR
Transistor de punta de contacto
Fue el primer transistor que obtuvo ganancia, inventado en 1947 por J. Bardeen y W. Brattain. Consta de una base de germanio sobre la que se apoyan, muy juntas, dos puntas metálicas que constituyen el emisor y el colector. La corriente de emisor es capaz de modular la resistencia que se "ve" en el colector, de ahí el nombre de "transfer resistor". Se basa en efectos de superficie, poco conocidos en su día. Es difícil de fabricar (las puntas se ajustaban a mano), frágil (un golpe podía desplazar las puntas) y ruidoso. Sin embargo convivió con el transistor de unión (W. Shockley, 1948) debido a su mayor ancho de banda. En la actualidad ha desaparecido.
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Transistor de unión bipolar
El transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se fabrica básicamente sobre un mono cristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de Galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los aislantes como el diamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP. La zona N con elementos donantes de electrones (cargas negativas) y la zona P de aceptadores o "huecos" (cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) o Galio (Ga) y donantes N al Arsénico (As) o Fósforo (P). La configuración de uniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la letra intermedia siempre corresponde a la característica de la base, y las otras dos al emisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferente contaminación entre ellas (por lo general, el emisor esta mucho más contaminado que el colector). ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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Transistor de efecto de campo
El transistor de efecto de campo, o FET por sus siglas en inglés, que controla la corriente en función de una tensión; tienen alta impedancia de entrada.
Transistor de efecto de campo de unión, JFET, construido mediante una unión PN.
Transistor de efecto de campo de compuerta aislada, IGFET, en el que la compuerta se aísla del canal mediante un dieléctrico.
Transistor de efecto de campo MOS, MOSFET, donde MOS significa Metal-Óxido-Semiconductor, en este caso la compuerta es metálica y está separada del canal semiconductor por una capa de óxido.
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Fototransistor
Los fototransistores son sensibles a la radiación electromagnética, en frecuencias cercanas a la de la luz.
CIRCUITO INTEGRADO
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Un circuito integrado es un circuito formado por elementos tales como diodos, transistores, resistencias y condensadores, los cuales están interconectados y ubicados en una pastilla de silicio. Es de unas dimensiones muy reducidas y sus elementos no se pueden separar. Es decir, el sistema electrónico está formado por circuitos completos y cada uno de ellos contiene centenas de elementos, todos ellos situados en el cristal de silicio. Los circuitos integrados surgieron en 1959, con el fin de ahorrar dinero en el empaquetamiento individual de cada componente, en mano de obra y espacio. Las conexiones entre los distintos elementos suelen hacerse evaporando películas metálicas sobre el cristal; es una pastilla pequeña de silicio, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos eléctricos con base a dispositivos constituidos por semiconductores y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.
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TIPOS Existen tres tipos de circuitos integrados: Circuitos monolíticos
Están fabricados en un solo mono cristal, habitualmente de silicio, pero también existen en germanio, arseniuro de galio, silicio-germanio, etc.
Circuitos híbridos de capa fina:
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Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnología monolítica. Muchos conversores A/D y conversores D/A se fabricaron en tecnología híbrida hasta
que los progresos en la tecnología permitieron fabricar resistencias precisas. Circuitos híbridos de capa gruesa:
Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula, transistores, diodos, etc., sobre un sustrato dieléctrico, interconectados con pistas conductoras. Las resistencias se depositan por serigrafía y se ajustan haciéndoles cortes con láser. Todo ello se encapsula, tanto en cápsulas plásticas como metálicas, dependiendo de la disipación de ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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potencia que necesiten. En muchos casos, la cápsula no está "moldeada", sino que simplemente consiste en una resina epoxi que protege el circuito. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para módulos de RF, fuentes de alimentación, circuitos de encendido para automóvil, etc. Clasificación Atendiendo al nivel de integración - número de componentes - los circuitos integrados se clasifican en: SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a 100
transistores MSI (Médium Scale Integration) medio: 100 transistores LSI (Large Scale Integration) grande: 1.000
a 1.000 a 10.000
transistores VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande: 10.000 a 100.000 transistores ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande: 100.000 a 1.000.000 transistores GLSI (Giga Large Scale Integration) giga grande: más de un millón de transistores
En cuanto a las funciones integradas, los circuitos se clasifican en dos grandes grupos: ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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Circuitos integrados analógicos. Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta dispositivos completos como amplificadores, osciladores o incluso receptores de radio completos.
Circuitos integrados digitales. Pueden ser desde básicas puertas lógicas (Y, O, NO) hasta los más complicados microprocesadores o micro controladores.
Éstos son diseñados y fabricados para cumplir una función específica dentro de un sistema. En general, la fabricación de los CI es compleja ya que tienen una alta integración de componentes en un espacio muy reducido de forma que llegan a ser microscópicos. Sin embargo, permiten grandes simplificaciones con respecto los antiguos circuitos, además de un montaje más rápido. Limitaciones de los circuitos integrados Existen ciertos límites físicos y económicos al desarrollo de los circuitos integrados. Básicamente, son barreras que se van alejando al mejorar la tecnología, pero no desaparecen. Disipación de potencia-Evacuación del calor Los circuitos eléctricos disipan potencia. Cuando el número de componentes integrados en un volumen dado crece, las ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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exigencias en cuanto a disipación de esta potencia, también crecen, calentando el sustrato y degradando el comportamiento del dispositivo. Además, en muchos casos es un sistema de realimentación positiva, de modo que cuanto mayor sea la temperatura, más calor produce, fenómeno que se suele llamar "embalamiento térmico" y, que si no se evita, llega a destruir el dispositivo. Los amplificadores de audio y los reguladores de tensión son proclives a este fenómeno, por lo que suelen incorporar "protecciones térmicas". Los circuitos de potencia, evidentemente, son los que más energía deben disipar. Para ello su cápsula contiene partes metálicas, en contacto con la parte inferior del chip, que sirven de conducto térmico para transferir el calor del chip al disipador o al ambiente. La reducción de resistividad térmica de este conducto, así como de las nuevas cápsulas de compuestos de silicona, permiten mayores disipaciones con cápsulas más pequeñas. Los circuitos digitales resuelven el problema reduciendo la tensión de alimentación y utilizando tecnologías de bajo consumo, como CMOS. Aun así en los circuitos con más densidad de integración y elevadas velocidades, la disipación es uno de los mayores ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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problemas, llegándose a utilizar experimentalmente ciertos tipos de criostatos. Precisamente la alta resistividad térmica del arseniuro de galio es su talón de Aquiles para realizar circuitos digitales con él Capacidades y autoinducciones parásitas Este efecto se refiere principalmente a las conexiones eléctricas entre el chip, la cápsula y el circuito donde va montada, limitando su frecuencia de funcionamiento. Con pastillas más pequeñas se reduce la capacidad y la autoinducción de ellas. En los circuitos digitales excitadores de buses, generadores de reloj, etc. es importante mantener la impedancia de las líneas y, todavía más, en los circuitos de radio y de microondas. Límites en los componentes Los componentes disponibles para integrar tienen ciertas limitaciones, que difieren de las de sus contrapartidas discretas.
Resistencias. Son indeseables por necesitar una gran cantidad de superficie. Por ello sólo se usan valores reducidos y en tecnologías MOS se eliminan casi totalmente. Condensadores. Sólo son posibles valores muy reducidos y a costa de mucha superficie. Como ejemplo, en el
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amplificador operacional uA741, el condensador estabilización viene a ocupar un cuarto del chip.
de
Bobinas. Se usan comúnmente en circuitos de radiofrecuencia, siendo híbridos muchas veces. En general no se integran.
Densidad de integración Durante el proceso de fabricación de los circuitos integrados se van acumulando los defectos, de modo que cierto número de componentes del circuito final no funcionan correctamente.
Cuando el chip integra un número mayor de componentes, estos componentes defectuosos disminuyen la proporción de chips funcionales. Es por ello que en circuitos de memorias, por ejemplo, donde existen millones de transistores, se fabrican más de los necesarios, de manera que se puede variar la interconexión final para obtener la organización especificada. POTENCIÓMETRO Las resistencias variables se dividen en dos categorías: Los potenciómetros y los reóstatos se diferencias entre sí, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, éstos se conectan en paralelo ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
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al circuito y se comporta como un divisor de voltaje. Ver la figura.
Como regla general: Los potenciómetros se utilizan para variar niveles de voltaje y los reóstatos para variar niveles de corriente
VOLTÍMETRO DIGITAL
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EL MULTÍMETRO DIGITAL Los objetivos de esta práctica son: I
Relacionarse con las funciones del multímetro digital
II
Operar el multímetro para medir resistencia
III
Operar el multímetro para medir corriente eléctrica
IV
Operar el multímetro para medir tensión eléctrica
Para trabajar con esta práctica es necesario que dispongas de los siguientes elementos:
* Voltímetro Digital * Resistencias * Baterías * Alambres conductores de corriente * Llave conmutadora de corriente
INTRODUCCIÓN
CARACTERÍSTICAS DE LOS MULTÍMETROS El Multímetro se utiliza para medir diferentes acciones de los electrones en los componentes eléctricos y electrónicos. Con este instrumento podrás medir "resistencia", "corriente", y "tensión eléctrica". 1: Se presentan en una caja protectora, de tamaño no mayor de 25 pulgadas cúbicas.
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2: Proveen dos terminales cuya polaridad se identifica mediante colores: Negro (-) y Rojo (+).
En las medidas de corriente directa (CD), la polaridad de los terminales debe ser observada 3: para conectar apropiadamente el instrumento. Esta precaución no es necesaria para las medidas de corriente alterna (CA).
4:
Poseen una llave selectora para elegir el tipo de medida a realizar. Están diseñados para hacer medidas de "resistencia", "corriente", y "tensión eléctrica" .
La medida de precaución mas importante es que en las medidas de tensión y corriente se 5: debe observar las escalas. Es conveniente utilizar siempre la escala mayor en la primera medida, luego la corregimos si es necesario.
DESCRIPCIÓN DEL MULTÍMETRO DIGITAL (DMM) Objetivo I: Identifiquemos las partes funcionales de un MMD Lee la siguiente descripción del MMD e identifica las partes en el instrumento de la figura 1.
1.-
Pantalla de lectura: Aquí se leen las medidas.
b.
Se compone de un diodo de emisión de luz (LED) ó Pantalla de cristal liquido (LCD). En la pantalla aparece un indicador para la escala correcta.
a.
Llave de encendido ( ON -OFF). Posee un circuito electrónico que es activado mediante una batería.
a.
2.-
3.-
Llave selectora: Sirve para elegir del modo de medida. a. b.
c.
d.
Tensión eléctrica, la unidad de medida es el Voltio (V). Resistencia, la unidad de medida es el Ohm (W). Corriente eléctrica, la unidad de medida es el Amperio, esta cantidad es muy grande, es por ello que siempre la escala que se utiliza esta en mili Amperios, ( mA) la milésima parte de un amperio. Esta llave también señala cuando se mide capacitancia, resistencia de un diodo, y temperatura.
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4.a. b.
Terminales: Posee dos terminales. El rojo es la polaridad positiva, el negro es la negativa. La pantalla indica la polaridad de la medida, el signo menos (-) delante del valor medido indica que la polaridad está invertida.
Manipula el instrumento, hasta que estés seguro de que conoces todas las funciones del MMD.
Figura 1: Multímetro Digital.
Medidas de resistencia Eléctrica. Objetivo II: En esta actividad utilizarás el multímetro para medir resistencia eléctrica
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Figura2: Resistencia separada de un circuito. A continuación ejecuta los siguientes pasos: 1
Enciende el MMD Ubica la llave selectora en el signo "W" . Con esta elección el Multímetro se convierte en un Ohmiómetro.
2
Coge una resistencia y conecta los terminales del MMD a los extremos de esta, según muestra la figura 3.
3 Repite el paso anterior varias veces con diferentes resistencias.
4
El numero que lees en la pantalla del MMD es el valor de la resistencia en unidades de Ohm (W).
Figura 3: Modo de conectar el multímetro
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE para medir resistencia.
Inspección del paso de un circuito El Ohmiómetro también puede utilizare para inspeccionar si hay o no paso de corriente en una parte del circuito. Con los elementos que dispones, arma un circuito sencillo. Luego coge el voltímetro en el modo de medir resistencia, y conecta los terminales a un lado y otro del conmutador. Observa la conexión en la figura 4.
Figura 4: a) Conexión en un circuito abierto. b) conexión en un circuito cerrado. Observa que resistencia se lee para la configuración de la Figura 4; a, y b. Comprobarás que los valores de resistencia son extremos: infinito en un caso y cero en el otro. Arma un circuito defectuoso y pregúntale a tu compañero que detecte donde esta la falla.
Medidas de Corriente Eléctrica. Objetivo III: En esta actividad utilizarás el multímetro para medir corriente eléctrica. ·
El multímetro en el modo de medir corriente se denomina: Amperímetro.
· La medida se hace en unidades de Amperios (A). La escala suele leerse en miliamperios (mA).
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE · Dado que estamos experimentando con circuitos de corriente directa (DC), la corriente de electrones circula en un solo sentido, el valor que lees en la pantalla del multímetro puede ser negativo o positivo, ello depende de que la polaridad este o no invertida. · Para hacer una medida de corriente es necesario que los electrones fluyan a través del instrumento. · Para conectar el instrumento a un circuito con la polaridad correcta, debes tenerse en cuenta que el terminal negativo (negro) debe concertarse al punto más negativo del circuito, y el terminal positivo (rojo) al terminal más positivo del circuito. · Como medida de seguridad, debe encender el instrumento después que se conecta al circuito. Ejecuta los siguientes pasos: 1
En el MMD Gira la llave selectora a la posición "mA". Con la llave selectora en esta posición, el MMD funciona como Amperímetro.
2 Conecta el MMD en la línea del circuito, según muestra la figura 5. Enciende el MMD. Ahora circula corriente por el instrumento, si la escala es correcta verás en 3 la pantalla de lectura la medida. De lo contrario ajusta la escala, cambiando la llave selectora a otro valor de mA. 4 Coge diferentes resistencias, modifica el circuito, y mide la corriente que circula en cada caso. 5
Diseña una tabla de valores donde, en dos columnas, escribes el valor de la resistencia y la corriente respectivamente.
Dibuja una gráfica con los valores de la tabla, "Resistencia contra Corriente". Interpreta el 6 comportamiento entre la resistencia y la corriente eléctrica, ¿cuál es la relación matemática entre ambas?
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Figura 5: El MMD utilizado como amperímetro para medir corriente eléctrica.
Objetivo IV: En esta actividad utilizaras el multímetro para medir Tensión eléctrica. EL Voltímetro se utiliza para medir Tensión Eléctrica o diferencia de Tensión Eléctrica en diferentes partes de un circuito. La Unidad que se utiliza es el Voltio (V). Según la polaridad el valor es negativo o positivo. Ejecuta los siguientes pasos: 1
En el MMD Gira la llave selectora a la posición "V". Con la llave selectora en esta posición, el MMD funciona como Voltímetro.
2 Conecta el MMD en los extremos de la batería y verifica la carga y la polaridad.
3 Arma un circuito como el de la figura 6.
4
Utiliza el MMD como voltímetro y mide la diferencia de tensión eléctrica en los extremos de cada resistencia.
5
Compara la suma de las tensiones medidas en los extremos de cada resistencia con el medido en la batería.
5
Diseña una tabla de valores donde, en dos columnas, escribes el valor de la resistencia y la tensión eléctrica respectivamente.
Dibuja una gráfica con los valores de la tabla, "Resistencia contra Tensión Eléctrica ". 6 Interpreta el comportamiento entre ambas magnitudes. ¿ Descubre cuál es la relación matemática entre ellas?
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Figura 6: Un voltímetro se conecta en paralelo en un circuito.
Existe una diferencia de potencial, o tensión ecléctica, entre dos puntos de un circuito. Esta cantidad no fluye a través del circuito como lo hace la corriente. La polaridad del circuito debe ser tomada en cuenta para conectar los terminales. Para medir la diferencia de tensión entre los extremos de un dispositivo, por ejemplo una resistencia, el voltímetro se conecta en paralelo con la resistencia. Seguridad: Una buena práctica es desconectar el circuito de la fuente, conectar el voltímetro, y entonces conectar el circuito nuevamente a la fuente de energía. Por razones de seguridad conviene poner la escala del voltímetro en el nivel más alto. Una vez que se aplica tensión eléctrica al circuito, se debe ajustar el voltímetro bajando la escala de medida. Preguntas: ¿Que se utiliza para medir corriente? ¿Que se utiliza para medir tensión eléctrica? ¿Que se utiliza para medir una resistencia? ¿Que precauciones se deben tomar para medir corriente en un circuito con un multímetro digital? Describir como se mide la corriente en un circuito? Describir como se mide la tensión eléctrica con un voltímetro
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FABRICACION DE PROBADOR DE REGULADOES DE VOLTAJE Describir como se mide la resistencia con un Ohmetro.
ESQUEMA O CIRCUITO UTILIZADO PARA LA FABRICACION DEL PROVADOR DE REGULADORES DE Voltaje
REALIZACIÓN DEL PROYECTO 1.- Pasos
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Cuircuito electronico
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ARMAR LA CAJA
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TIPOS Y COSTOS DE MATERIALES MATERIALES
unidades
costo
Transformador TR de 220 a 24v 5A
2
S/. 50.00 c/u
Voltímetro Digital
1
20.00
Focos indicadores
4
bakelita
1
6.00
Diodos rectificadores de 4A
11
16.00
Integrados
1
12.00
Transistores
4
15.00
Potenciómetro de 5 k ohmios
1
6.00
fusibles
2
7.00
plush
5
6.00
Interruptores selectores N/A
3
6.00
Resistencias
10
1.00
Cable
4m
4.00
ventilador
1
Caja
1
Enchufes ELECTRICISTA AUTOMOTRIZ
10.00
15.00 30.00 6.00
100
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enfriador Estaño Acido férrico
1
5.00
6m
3.00 4.00
TOTAL DE GASTOS septiembre
octubre
S/. 276.00 noviembre
ACTIVIDAD
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
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SEMANA SEMANA SEMANA SEMANA SEMANA SEMANA 7 INFORMACIÓN
X
8
9 X
X
DISEÑO DEL PROTOTIPO EVALUACIÓN DEL PROTOTIPO FAB. DEL PROTOTIPO SUST. DEL PROTOTIPO FINAL
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10
11
12
X
X
13
14
X
X
15
16
X
X
17
18
X
X
X
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CONCLUSIONES: Este proyecto nos ayudara a conocer un poco más del amplio mundo de la tecnología en la parte electrónica que cada día más avanza rápidamente. A su vez demandara más trabajo para nuestra empresa y/o Taller ya que aquellas que no cuentan con este probador de reguladores de voltaje ,acudirán a nosotros para realizarles el trabajo de poder probar los reguladores de voltaje a la vez que llegaran más clientes y generalmente mas entrada de capital y ahorraremos más tiempo en poder aprovechar con otros trabajos que se presente en el taller. Dimos una iniciativa de mejoramiento de nuestra empresa que se dedica a brindar servicios eléctricos Automotrices.
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CONCLUSIONES FINALES ,CON INDICACION DE LOS BENEFICIOS MEDIBLES QUE SE OBTENDRAN CON LA INNOVACION Y/O MEJORA . Gestión y mantenimientos de procesos productivos-
.Facilitar el trabajo en lo que concierne a sistemas de carga.
.Cumplir con las expectativas presentadas por los clientes.
.Brindarles un trabajo de muy buena calidad.
. Ahorrarles tiempo y dinero.
.Mejora de la empresa con esta nueva innovación.
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