INFORME 4

Autotronica I

Ing. Automotriz

INFORME 4 TEMA LAMPARAS INCANDESCENTES II

OBJETIVOS  Familiarizarse con las lámparas incandescentes en general y con lámparas de automóvil en particular.  Comprender la diferencia entre la resistencia en frío y la resistencia en caliente de la lámpara incandescente.  Comprender lo que sucede cuando lámparas de valores desiguales son conectadas en serie.  Familiarizarse con las conexiones típicas de las lámparas indicadoras de viraje.

EQUIPO     

Cables Proto board Resistencias, leds, pulsadores relé Juego de cordones de puenteo 1 Multímetro VOM (digital o analógico)

MARCO TEORICO Las lámparas están constituidas por un filamento de tungsteno o wolframio que se une a dos terminales soporte; el filamento y parte de los terminales se alojan en una ampolla de vidrio en la que se ha hecho el vacío y se ha llenado con algún gas inerte (argón, neón, nitrógeno, etc.); los terminales aislados e inmersos en material cerámico se sacan a un casquillo, éste constituye el soporte de la lampara y lleva los elementos de sujeción (tetones, rosca, hendiduras, etc.) por donde se sujeta al portalámparas. Cuando por el filamento pasa la corriente eléctrica éste se pone incandescente a elevada temperatura (2000 a 3000ºC) desprendiendo gran cantidad de Luz y calor por lo que se las conoce como lámparas de incandescencia; en el automóvil se emplean varios tipos aunque todos están normalizados y según el empleo reciben el nombre, pudiendo ser para: faros, pilotos, interiores y testigos.

Autotronica I

Ing. Automotriz

Plafón: Su ampolla de vidrio es tubular y va provista de dos casquillos en ambos extremos en los que se conecta el filamento. Se utiliza fundamentalmente en luces de techo (interior), iluminación de guantera, maletero y algún piloto de matrícula. Se fabrican en diversos tamaños de ampolla para potencias de 3, 5, 10 y 15 W. Pilotos: La forma esférica de la ampolla se alarga en su unión con el casquillo metálico, provisto de 2 tetones que encajan en un portalámparas de tipo bayoneta. Este modelo de lámpara se utiliza en luces de posición, iluminación, stop, marcha atrás, etc. Para aplicación a luces de posición se utilizan preferentemente la de ampolla esférica y filamento único, con potencias de 5 o 6 W. En luces de señalización, stop, etc., se emplean las de ampolla alargada con potencia de 15, 18 y 21 W. En otras aplicaciones se usan este tipo de lámparas provistas de dos filamentos, en cuyo caso, los tetones de su casquillo están posicionados a distintas alturas.

PROCEDIMIENTO 1. Examinar el circuito.

CASO 2 (Medición de I1, I3, I4)

CASO 1 (Medición de I1, I3)

Autotronica I

Ing. Automotriz

2. Con el VOM se obtuvo. CASO 1 2

Caída de Tensión en la Lámpara. I1(Volts) I3(Volts) I4(Volts) 4,50 6

4,50 3

-----------3

3. Comprobación del brillo de la lámpara I1con el de las lámparas I3 e I4. La intensidad de la lámpara I1 es mayor con respecto a las lámparas I3, I4 debido a que las dos intensidades I3, I4 están en paralelo 4. Examinar el circuito.

DIRECCIONALES LUZ DERECHA

DIRECCIONALES LUZ IZQUIERDA

MEDICION DE INTENSIDAD (I4, I1)

Autotronica I

Ing. Automotriz

En este circuito, SW1 simula el interruptor de indicador de giro. I1 es una lámpara de giro a la izquierda, mientras que I4 es una lámpara de giro a la derecha. Los dos LED simulan los indicadores de giro a la derecha e izquierda en el tablero. En algunos automóviles se usa una sola lámpara incandescente de baja potencia como indicador de giro en el tablero, en lugar de los dos LED’s usados en este experimento. 11. Valores obtenidos Paso del Procedimiento I2 I3

La Corriente Circula por la Lámpara I1 Interruptor S1 IZQUIERDA DERECHA

Interruptor S2 ENCENDIDO ENCENDIDO

I (mA) 89,91 89,91

OBSERVACIONES Los datos anotados en una de las tablas en la lección anterior demuestran una considerable diferencia entre los valores medido y calculado de la resistencia. Seleccione la respuesta que, a su juicio, mejor explique esto. 1. 2. 3. 4. 5.

La resistencia de la lámpara tiene un coeficiente de temperatura negativo. La corriente que circula por la lámpara incrementa la temperatura del filamento. La resistencia de la lámpara crece con la temperatura. Ambas respuestas, segunda y tercera, son correctas. La resistencia de la lámpara tiene un coeficiente de temperatura positivo. La corriente que circula por el filamento lo calienta; esto aumenta la resistencia.

Cuando S1 está en la posición izquierda, la lámpara I4 no está encendida. Explique el por qué. 1. La lámpara I4 se ha quemado. 2. El interruptor S1 desconecta la conexión de resistencia baja a la lámpara I4 en la posición izquierda. 3. La pequeña corriente que circula por los indicadores LED del tablero no es suficiente para encender la lámpara I4. 4. Ambas respuestas, segunda y tercera, son correctas. 5. En la posición izquierda, la lámpara I4 está conectada a la batería vía el indicador de giro del tablero. La resistencia conjunta de los indicadores LED del tablero y R1 es mucho mayor que la de la lámpara I4. 6. La corriente enciende los indicadores LED pero es insuficiente para encender I4. Explique qué ocurrirá con la corriente en la última figura si, en la posición izquierda de S1, se quita el puente de cortocircuitado XL (I1 quemada). 1. 2. 3. 4. 5.

Sólo la lámpara I1 se enciende. Sólo la lámpara I4 se enciende. Sólo LED2 se enciende. Los dos LED’s y la lámpara I4 se encienden. Aunque la Lámpara I1 esté quemada, LED2 se encenderá en la posición izquierda.

Autotronica I

Ing. Automotriz

Explique qué ocurrirá con el circuito en la figura en la posición derecha de S1 de quitarse el puente de cortocircuitado XL (I1 está quemada). 1. 2. 3. 4. 5.

Sólo la lámpara I1 se enciende. Sólo la lámpara I4 se enciende. Sólo LED1 se enciende. El LED2 y la lámpara I4 se encienden. Sólo la lámpara I4 se enciende. El LED no puede encenderse ya que la lámpara I1 es un circuito abierto

Autotronica I

Ing. Automotriz

INFORME 5 TEMA CIRCUITOS DE LOS FAROS DELANTEROS

OBJETIVOS  

Saber cómo trabajan los circuitos de los faros delanteros. Saber qué pasa cuando se abre la conexión a tierra de un faro delantero.

EQUIPO    

Cables Proto board Resistencias, leds, pulsadores relé 1 Multímetro VOM (digital o analógico)

MARCO TEORICO

Autotronica I

DESAROLLO 1. Ver el diagrama

Ing. Automotriz

Autotronica I

Ing. Automotriz

Refiérase a la última figura que muestra un circuito de faros delanteros. S2 es el interruptor de faros delanteros, S3 es el interruptor del atenuador y S4 es el interruptor de destello. I3 e I4 son los haces de luz alta. I1 e I2 son los haces de luz baja. El pulsador S4 está conectado directamente a la fuente de alimentación de 12 Voltios para: Energizar los cuatro faros delanteros. Iluminar con luz mortecina los faros delanteros altos. Iluminar las luces delanteras altas. Iluminar las luces delanteras bajas. ¿Qué función piensa usted que cumple el puente "X" en la última figura cuando está desconectado? Un interruptor oculto para apagar las luces izquierdas. Un circuito abierto en la puesta a tierra de las lámparas I1 e I4. Un regulador de luminosidad para los faros delanteros altos. Un destellador de emergencia de las cuatro lámparas. LUCES ALTAS

Autotronica I

Ing. Automotriz

LUCES BAJAS

PROCEDIMIENTO En este circuito, S2 simula el interruptor de faro delantero, S3 el atenuador, y S4 el interruptor de destello. Las lámparas I2 e I3 representan los haces alto y bajo (respectivamente) del faro delantero derecho, mientras que I1 e I4 representan los correspondientes haces alto y bajo del faro delantero izquierdo. 1. Quitar el puente X. 2. Encender S2

Autotronica I

Ing. Automotriz

3. Registre el nivel de iluminación de cada lámpara cuando S3 está en la posición de luz alta y luego en la posición de luz baja. Ingrese '2' si la lámpara brilla normalmente, '1' si ilumina poco y '0' si no ilumina. S3 ALTA BAJA

I1 1 1

I2 1 2

I3 2 1

I4 1 1

LED-1 2 1

4. Ajuste el VOM para medir tensión de CC en la escala apropiada. 5. Mida y registre en la siguiente tabla la caída de tensión en cada lámpara, mientras que S3 esté en la posición de haz alto. No conecte el puente "X".

V(I1) 3

V(I2) 3

V(I3) 8,99

V(I4) 3

Apagar S2.

OBSERVACIONES 1. Con el puente "X" extraído, ¿cómo están las tres lámparas atenuadas conectadas entre sí? Las tres lámparas están en paralelo. Las tres lámparas están en seie. Dos lámparas están en paralelo entre sí, y están en serie con la tercera lámpara. Las tres lámparas no se atenúan. 2. ¿Por qué se ilumina el LED en la posición del haz bajo? (paso 3 - puente "X" desconectado)

Autotronica I

Ing. Automotriz El indicador LED está conectado directamente a I2. El indicador LED está conectado a I2 a través de I1. El indicador LED está conectado a I2 a través de I4. El indicador LED está conectado a I2 a través de I1 e I4.

3. ¿Cuál es la suma de las caídas de tensión a través de las tres lámparas atenuadas, si la tensión de batería es de 12.6 voltios?

4. La tensión es: ___________Voltios

CUESTIONARIO a. ¿Qué representa cada interruptor en el circuito de la práctica, en relación con un circuito de alumbrado del automóvil?

b. ¿Por qué S4 se conecta directamente a la batería?

c. Con el puente x extraído ¿Cómo están las tres lámparas atenuadas conectadas entre sí? Explique escrita y gráficamente.

d. ¿Por qué es importante que los faros delanteros se encuentren alineados?

e. ¿Qué característica debe disponer cada interruptor utilizado en el circuito de faros delanteros? f.

¿Qué consideraciones se debe tener en cuenta para alinear los faros delanteros?

Autotronica I

Ing. Automotriz

g. Dibuje el circuito de faros delanteros como lo es en el automóvil y grafique la dirección de la corriente cuando el puente está desconectado en las posiciones de: Haz bajo, Haz alto

h. ¿Cuál es el principio de operación de una fotocelda?

i. ¿Qué aplicación puede darse a una fotocelda en un circuito de faros delanteros? Explique y grafique.

Autotronica I

Ing. Automotriz

PRACTICA 6 TEMA RELES- PRINCIPIOS GENERALES I

OBJETIVOS   

Conocer las ventajas de usar relés para implementar funciones simples de conmutación. Usar relés para insertar o circunvalar elementos en circuitos eléctricos. Medir la tensión de activación (disparo) y la tensión de paso a reposo del relé.

EQUIPO   



Cables Proto board Resistencias, leds, pulsadores relé 1 Multímetro VOM (digital o analógico)

MARCO TEORICO Los relés electromagnéticos cumplen un muy importante papel en muchos circuitos eléctricos y electrónicos del automóvil. En esta lección estudiaremos las principales características del relé electromagnético y demostraremos algunas aplicaciones de los relés en circuitos automotrices. Al usar relés, es posible llevar a cabo un número ilimitado de funciones de conmutación. Una de las funciones más comunes del relé consiste en conmutar circuitos de alta corriente entre encendido y apagado (ON y OFF) por medio de una corriente de activación mucho más pequeña. El uso del relé es una verdadera obligación cuando deben controlarse altas corrientes desde una ubicación distante. En este caso, el relé puede ser controlado por interruptores de baja potencia usando sólo cables delgados. Cuando la corriente fluye a través de la bobina de alambre devanado en un núcleo ferromagnético, el campo magnético resultante jala del elemento móvil del relé, lo que a su vez conecta (o desconecta) el contacto eléctrico. En este curso conoceremos dos tipos de relé: el relé de armadura pivotada (en inglés, "clapper"), y el relé de lengüeta (láminas magnéticas flexibles, en inglés, "reed"). Los relés de armadura pivotada tienen su armadura (elemento móvil del relé) acharnelada o abisagrada. El relé L3, que se encuentra en el tablero EB-190, es de este tipo.

Autotronica I

Ing. Automotriz

El relé de lengüeta consta de dos varillas metálicas dentro de un envase de vidrio. Los elementos de contacto son activados por un campo magnético generado externamente. En presencia de un campo magnético, las varillas adoptan polaridades magnéticas opuestas y se atraen entre sí, haciendo contacto. Para crear el campo, se hace circular una corriente a través de una bobina que circunda al relé. Las especificaciones de los relés contienen información acerca de la tensión operativa nominal del relé, su capacidad máxima de conducción de corriente, y sus tensiones de disparo y de reposo. La tensión de disparo o de activación es la tensión mínima para la cual la armadura se asienta contra el núcleo de la bobina. La tensión de reposo o desactivación es la tensión máxima para la cual el relé retorna a su posición liberada o de reposo. La tensión de disparo de un relé de 12 V es típicamente entre 7 y 9 V. La tensión de reposo es de aproximadamente 2 a 4 V. Cuando el relé está energizado, la distancia entre la bobina y la armadura pivotada disminuye, por lo que la intensidad del campo magnético crece. Por eso, se requiere una tensión menor para jalar de la armadura pivotada y evitar su liberación.

AUTOEXAMEN 1. Si la resistencia de la bobina de un relé es de 200 Ohmios, ¿cuál será la corriente que circulará por la bobina, si está conectada a una fuente de alimentación de 12 V? 12.5 mA 60 mA 12.5 A 60 A Estudie el circuito de la figura siguiente.

El relé mostrado en la figura conmuta cuatro lámparas idénticas de 90 mA cada una. ¿Cuál es el valor nominal mínimo del contacto del relé requerido? 22.5 mA

Autotronica I

Ing. Automotriz 90 mA 180 mA 360 mA

PROCEDIMIENTO

1. Ajuste el VOM para medir resistencia. Mida la resistencia de la bobina L3. R (L3) = ______Ohmios 2. Suponga que la tensión de fuente es 12 V y que la resistencia de la bobina L3 tiene el valor medido en el paso 3. Calcule la corriente que circulará a través de L3 y S4. I bobina =

V =______________________ m A R

3. Si la corriente que fluye a través de cada lámpara es de 80 m A, calcule la corriente que circula por los contactos del relé. I contactos = ___________ m A 4. Compare el valor de la corriente que fluye a través de los contactos del relé (paso 7) con la corriente que fluye a través de S4 (paso 6).

Icontacto = _____________ Ibobina Note que la corriente requerida para operar el relé (que circula por S4 y L3) es menor que la corriente en los contactos del relé.

Autotronica I

Ing. Automotriz

PRACTICA 7 TEMA RELES- PRINCIPIOS GENERALES II

OBJETIVOS  Conocer las ventajas de usar relés para funciones simples de conmutación.  Usar relés para insertar o circunvalar elementos en circuitos eléctricos.  Medir la tensión de activación (disparo) y la tensión desactivación del relé.

EQUIPO    

Proto board Juego de alambres Relés, leds, lámparas 1 Multímetro VOM (digital o analógico)

PROCEDIMIENTO En el circuito que usará, dos de cuatro lámparas destellan alternadamente.

Autotronica I

Ing. Automotriz

Este circuito demuestra una aplicación de conmutación típica realizada con un relé que tiene un contacto SPDT (un solo polo, dos movimientos). Note cómo los contactos del relé realizan la función de conmutación deseada. 1. Encender S2 y observe cuál es la lámpara que se ilumina. Anote sus resultados en la siguiente tabla, ingresando un 1 si la lámpara está encendida y un 0 si está apagada. S4 APAGADA ("OFF") ENCENDIDA ("ON")

I1 1

I2 1

I3 0

I4 0

0

0

1

1

El próximo circuito que construirá usa un relé para insertar o circunvalar las resistencias en serie R2 y R3. El agregado de una resistencia en serie puede ser usado, por ejemplo, para atenuar la iluminación de una lámpara o reducir la velocidad de un motor.

Autotronica I

Ing. Automotriz

2. Encienda S2. Observe el brillo de I4. Anote el estado de todas las lámparas en la tabla: Ingrese 0 para lámpara apagada, 1 para luz débil, y 2 para lámpara encendida. S4 APAGADA ("OFF") ENCENDIDA ("ON")

I1 0

I2 0

I3 0

I4 2

2

2

0

1

3. Oprima S4 y anote cómo responden I1, I2 e I4. 4. Quite el conductor del punto NC (normalmente cerrado), y conéctelo al punto NO (normalmente abierto) (vea la línea puntuada en el dibujo esquemático). Encienda S2. Observe el brillo de I4. Anote el estado de todas las lámparas en la tabla: Ingrese 0 para lámpara apagada, 1 para luz débil, y 2 para lámpara encendida. Oprima S4 y anote cómo responden I1, I2 y I4. Ingrese 0 para lámpara apagada, 1 para luz débil, y 2 para lámpara encendida. S4 APAGADA ("OFF") ENCENDIDA ("ON")

I1 0

I2 0

I4 1

2

2

2

Libere S4 y lleve a S2 a posición de apagado. A continuación mediremos las tensiones de activado y desactivado del relé L3. 5. Estudie el circuito mostrado en la figura. PS-1 el I3 hace las veces de lámpara indicadora.

Autotronica I

Ing. Automotriz

6. Asegúrese que la salida de PS-1 es de 0V, girando el control de PS-1 a fondo en sentido antihorario. 7. Ajuste el VOM para medir tensión de CC, y conecte el instrumento para medir la tensión en bornes de la bobina del relé 8. Encienda S2 y S3. 9. Gire PS-1 lentamente en sentido horario hasta que la lámpara I3 se ilumine. Anote la lectura del VOM. Vdisparo = _________Voltios 10. Gire PS-1 lentamente en sentido antihorario hasta que la lámpara I3 se apague. Anote la lectura del VOM. Vreposo =_________Voltios Apague S2 y gire PS-1 a fondo en sentido antihorario.

OBSERVACIONES 1. Compare la tensión de disparo con la tensión de reposo del relé. La tensión de disparo es igual a la de reposo. La tensión de disparo es menor que la de reposo. La tensión de disparo es a veces mayor que la de reposo. La tensión de disparo es mayor que la de reposo. Estudie el circuito que hemos usado para conmutar cuatro lámparas.

Autotronica I

Ing. Automotriz

Tras modificar el circuito en la figura, dibuje un circuito en el cual el solenoide L4 y las cuatro lámparas I1 a I4 estén activados ya que al presionar momentáneamente el conmutador S4 quedó activado el relé L3. 2. Refiérase al nuevo circuito que usted ha diseñado. ¿Cómo conectó el solenoide L4 de modo que sea activado simultáneamente con las cuatro lámparas I1 a I4 desde el relé L3? Conecté el solenoide en serie con S2. Conecté el solenoide en serie con las cuatro lámparas I1 a I4. Conecté el solenoide en paralelo con las lámparas. Conecté el solenoide en paralelo con la bobina del relé L3.

CUESTIONARIO a. ¿Qué diferencia existe entre la corriente que circula por el bobinado y por el interruptor de paso?

b. ¿Explique porque la diferencia de valores entre el voltaje de activación y desactivación?

Autotronica I

Ing. Automotriz

c. Si las lámparas del segundo circuito tienen I2 y I1: 55 watios cada una e I3 y I4: 70 watios cada una, que características debe tener el relé.

d. Esquematice un relé SPST, SPDT, indique sus aplicaciones y numere cada uno de los bornes.

e. Cuando se debe utilizar los relés.

f. Se considera que un relé es un elemento de protección al igual que los fusibles, Si –No ¿por qué?

g. ¿Cuál es el principio de operación de un relé de lengüeta?

h. Escriba 5 aplicaciones en donde se conecten relés dentro del circuito de los automóviles.

i. Esquematice como está constituido un relé instalado en circuito de bocinas o pitos.