Sistema Electrico

Módulo Formativo:

Electricidad y Electrónica Automotriz Básica Instructor:

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Arturo Dine Licuona Pinedo

Objetivo de Aprendizaje Objetivo General

Al concluir el desarrollo del módulo el estudiante estará en condiciones de realizar tareas básicas de mantenimiento del sistema eléctrico y electrónico del vehículo automotor utilizando las especificaciones técnicas del fabricante, herramientas y equipos adecuados; y aplicando las normas de seguridad salud en el trabajo y cuidado del ambiente.

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Mantenimiento Preventivo a Baterías y Alternador SESIÓN

01

• Baterías: tipos, aplicaciones en uso automotriz • Nomenclatura de baterías • El densímetro: tipos, usos y característica • El termómetro: tipos, usos y características • El multímetro: función, tipos • Principios de funcionamiento del alternador • Magnetismo y electromagnetismo: principios • Regulador de voltaje: tipos, características, aplicaciones • Fajas: tipos y aplicaciones • Cargador de batería: tipos, características https://www.youtube.com/watch?v=6WmHgZc_5xg&t=59s www.senati.edu.pe

Objetivo Especifico Al finalizar la sesión el estudiante estará en condiciones de realizar mantenimiento preventivo a baterías y alternador del vehículo, utilizando el manual de servicio correspondiente a la marca, herramientas y equipos adecuados; aplicando las normas de seguridad y salud en el trabajo y cuidado del ambiente.

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BATERIA. Es un dispositivo recargable que sirve como fuente de alimentación para las piezas eléctricas de un vehículo. Acumula energía y luego entrega energía para el arranque. Capaz de transformar la energía eléctrica en energía química. Proporciona energía eléctrica de reserva en caso que falle el sistema de carga. Estabiliza el sistema eléctrico del vehículo.

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Eso significa está en condiciones de absorber la energía eléctrica, almacena y vuelve a poner a disposición en función de la necesidad de alimentación para las piezas eléctricas de un vehículo.

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Mantenimiento de una batería Almacen de energías renovables en baterías 5 - YouTube

ELEMENTOSPRINCIPALES.               

Borne negativo. La parte de la batería a la que se conecta el cable negativo. Tapón de ventilación. Purga los vapores de gas durante la carga. Tapón para suministrar el electrolito. Indicador. Se utiliza para comprobar el estado de carga o el nivel de electrolito. Borne positivo. La parte de la batería a la que se conecta el cable positivo. Electrolito. Reacciona químicamente con las placas de polo para cargar y descargar la electricidad. Célula. Cada célula genera aproximadamente 2,1 V de electricidad. Placa del polo. Compuesta por placas positivas y negativas.

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ASIGNACIÓN DE BATERÍAS DEACUERDO AL RENDIMIENTO.

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¿QUÉ MEDIDAS DE SEGURIDAD SE DEBEN DE APLICAR PARA LA DISPOSICIÓN DE BATERÍAS USADAS? Importante: • El electrolito es un ácido fuerte, puede quemar la piel y los ojos y estropear la ropa. Si cae ácido sobre su piel o ropa, lave las áreas afectadas con abundante agua. • Si le cae en los ojos lávese con bastante agua y durante varios minutos y consulto inmediatamente a un médico. • Durante la carga, como la batería genera gases de hidrógeno y oxígeno, una llama cercana puede provocar una explosión.

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Advertencias de precaución en las baterías

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Estructura de la batería Una batería de 12 V dispone de seis celdas conectadas en serie, incorporadas en una caja tipo bloque de polipropileno subdividida por medio de paredes divisorias. Una celda consta de un bloque de placas, compuesto respectivamente de un conjunto de placas positivas y uno de placas negativas.

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CONSTRUCCIÓN DE LA BATERÍA. El líquido de la batería es:

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 La batería de una automóvil contiene un electrolito de ácido sulfúrico diluido y bornes positivos y negativos de la diferencia placas. Dado que las placas están hechas de plomo, este tipo de batería se denominan frecuentemente baterías de plomo-acido.

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PROCESO ELECTROQUÍMICO DE LA BATERÍA.

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PROCESO DE DESCARGA. Cuando se sumergen una placa de plomo (Pb) y una placa de peróxido de plomo (Pb02) en un electrolito de ácido sulfúrico diluido (S04H2) se genera una fuerza electromotriz entre las placas, dejando pasar el flujo de electrones.

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Cuando se conecta un circuito externo a estas placas, comienza a circular electricidad a través de estas. Descarga significa el consumo de energía eléctrica de una batería. Se somete a descarga en cuanto se encuentra conectada con un consumidor activado. Entonces el electrolito se agrieta y disminuye. Se produce agua, entonces la densidad del ácido disminuye. Entonces en la placa positiva y negativa se produce sulfato de plomo.

Calculo de Potencia

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Funcionamiento de la bateria

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PROCESO DE CARGA. La carga significa retroalimentación de la energía eléctrica en la batería. Durante la carga transforma energía eléctrica en energía química. En cuanto el motor está en marcha, el alternador suministra corriente de carga de la batería.

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• Dado que hay un alternador conectado en paralelo a la batería, Puede que la característica más importante de una batería de plomo sea esta posibilidad de invertir el proceso químico de descarga. De esa forma vuelve a quedar dispuesta la energía la energía química necesaria para la entrega de energía eléctrica, la densidad de ácido aumenta y la cantidad de agua disminuye. • La agrupación de las placas de esta manera sirve para aumentar una mayor cantidad de electricidad. Es decir, la capacidad de la batería aumenta.

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(FEM) generada por una celda es aproximadamente de 2.1V, independientemente del tamaño o de la cantidad de placas. Puesto que la batería de los automóviles tiene 6 celdas que están conectadas en serie, su FEM nominal de salida es de unos 12.6V. Se carga por el positivo el generador. El polo positivo siempre tiene mayor espesor, para evitar conexiones incorrectas.

CAPACIDADES DE LA BATERIA. La capacidad de una batería es la cantidad de corriente que una batería puede suministrar durante un cierto periodo de tiempo y a una cierta temperatura del electrolito. Ah =A x h. Por ejemplo, supongamos que una batería completamente cargada se descargó continuamente a 5.6 amperios, y que alcanzo su voltaje final de descarga (10.5 V) después de 5 horas. Esto significa que la batería puede suministrar 5.6 amperios en 5 horas, así que se clasifica como una batería de 28 Ah (5.6 x 5 = 28) capacidad nominal.

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MÉTODOS DE CONEXIÓN DE BATERÍAS Puede usarse más de una batería dentro de un circuito y puedan conectarse en serie o en paralelo.

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CONEXIÓN EN SERIE. •Se pueden conectar varias baterías en serie cuando se necesita un voltaje grande. •En una conexión en serie de baterías, se conectan el terminal positivo de la primera batería el terminal negativo de la segunda batería, según se muestra debajo.

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• En un acoplamiento en serie de dos baterías de 12 voltios con capacidad de 170 Ah, la tensión será de 24 voltios, así se puede obtener una fuerza electromotriz grande mediante este tipo de conexión. y la capacidad de 170 Ah. • Las baterías deben tener las mismas características (igual capacidad y tensión) • Los camiones van equipados de dos baterías de 12 V acopladas en serie lo cual proporciona 24 V.

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CONEXIÓN EN PARALELO. • Se puede representar una conexión en paralelo de dos baterías como se nuestra debajo, siendo E la fuerza electromotriz y r la resistencia interna. • Se emplea una conexión en paralelo de baterías cuando se necesita una gran cantidad de corriente procedente de baterías. • Los terminales positivos de todas las baterías se conectan entre sí para proporcionar un único terminal. De igual forma se conectan los terminales negativos. • Las baterías deben tener la misma tensión nominal, diferentes capacidades y distintas edades.

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En el acoplamiento en paralelo de dos baterías de 12 voltios con capacidad de 170 Ah, la tensión será de 12 voltios y la capacidad de 340 Ah.

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La fuerza electromotriz total de las baterías conectadas en paralelo es igual a la fuerza electromotriz y circulan por el circuito una intensidad doble de corriente que la fluye cuando se usa una sola batería.

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OJO MÁGICO. El indicador de prueba muestra el estado actual para una sola célula en la batería. Este indicador parte de la suposición que todas las demás células están en el mismo estado, lo cual no siempre es así. No hay posibilidad de llenar agua en la batería. Para ver el color del indicador de prueba es posible que sea necesario la utilización de una linterna, etc.

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BATERÍAS TIPOS APLICACIONES Batería de Plomo - ácido. Está constituida por un recipiente que contiene un conjunto de elementos sumergidos en el electrolito, que tiene la propiedad de almacenar energía química y devolverla en forma de energía eléctrica. pues una vez transformada la energía química en eléctrica, pueden ser cargados de nuevo con una corriente continua, haciéndola circular en sentido inverso.

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Baterías Alcalinas. Estos acumuladores en vez de ácido sulfúrico como electrolito, utilizan una solución de potasa cáustica. Las placas positivas están constituidas por hidrato de níquel y las negativas de hierro y cadmio. Frente a innegables ventajas, como son la posibilidad de cargas y descargas muy intensas y la solidez y duración, tienen los inconvenientes de ser para la misma capacidad un 50% más voluminosas, un 70% más pesadas y más caras que las de plomo. Son de poco uso en automovilismo.

BATERÍAS SE CARGAN EN SECO Y HÚMEDO. • • • •

CARGA SECA. La batería cargada en seco se almacena preferentemente en un lugar con temperatura ambiental. La carga en seco es una buena alternativa para el almacenamiento especialmente para los tipos de batería no usados con frecuencia. Cuando se utiliza la batería llenar el electrolito con un peso específico de 1,28 g/cm3 a + 25°C. Si la batería no es usada dentro del espacio de unas cuatro horas, efectuar una carga de la batería. CARGA HÚMEDA.

• Las placas se reúnen en un grupo celular y a continuación se colocan en el receptáculo de batería. • A continuación, se llena el electrolito y la batería se carga. La batería está entonces ya lista para su utilización.

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MANTENIMIENTO PROCESO DE COMPROBACIÓN. El mantenimiento de los terminales es tan importante como el mantenimiento del electrolito. Neutralice el ácido con una mezcla de bicarbonato de soda (bicarbonato sódico < Na HCO3>) y agua. Celdas secas, por no verificar los niveles de agua requeridos en la batería.

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DENSIMETRO

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Termómetro / Pirómetro. • Son los aparatos destinados a medir la temperatura de los cuerpos. • Termómetros infrarrojos para leer la temperatura corporal en la frente sin que haya contacto con la persona. Puede leer a distancias de 5 a 15 cm. Fórmulas de Transformación. • Si se tiene una temperatura expresada en una escala determinada y se desea expresarla en otra, se hace uso de las siguientes fórmulas:

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La densidad nominal del electrolito varia con el estado de carga de la batería

UTILIZACIÓN DEL MULTÍMETRO Sirve para medir la tensión y la resistencia de los componentes del automóvil, se recomienda un multímetro de alta impedancia (10 K(ohmios)/V mínimo) que incluya una escala de tensión de 0-20 V y una escala de ohmios con rango bajo (0-200) y alto (0-20 K).

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CARGADOR DE BATERÍAS. Los cargadores de baterías, son equipos rectificadores, que suministran la energía necesaria, para someter a la batería del automóvil, a un proceso de recuperación de carga. Ver figura 1. • • •

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LOS CARGADORES ESTÁN CONSTITUIDOS POR: El transformador: Es un aparato que transforma la tensión de la línea, al valor necesario. Elementos rectificadores: Rectifican la tensión alterna, suministrada por el transformador. Llave selectora: Selecciona la tensión, de acuerdo a la batería, conectada al circuito de la carga. Terminales de salida: Permiten por medio de pinzas convenientemente marcadas, la conexión entre el cargador y la batería. Instrumentos indicadores: Permiten leer la tensión y la corriente de carga.

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Conexión del gancho de carga del cargador de batería. • • • •

Cargador de batería, interruptor del temporizador y ajustador de corriente están desactivados. Si el gancho está conectado en condición ON, pasa una gran corriente y se producen chispas. Durante la carga se emite un gas de hidrogeno. Tenga cuidado que la temperatura del electrólito de la batería no supere 45ºC (113ºF). Si la temperatura sube más de 45ºC (113ºF), reduzca la corriente de carga o deje de cargar temporalmente.

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SÍMBOLOS ELÉCTRICO. Los siguientes símbolos son usados en los diagramas de circuitos eléctricos para representar a los componentes eléctricos que son múltiples en los automóviles.

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PRINCIPIOS DE LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA.

“La energía no se crea ni se destruye solo se transforma”

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INDUCCION ELECTROMAGNETICA.  Cuando el flujo magnético es cortado por un conductor eléctrico al pasar este a través de un campo magnético, se generará fuerza electromotriz (voltaje de inducción) en el conductor y una corriente fluirá si el conductor es parte de un circuito completo.  la aguja de un galvanómetro (un amperímetro que se activa con la más mínima cantidad de corriente) se va mover a debido a una fuerza electromotriz creada cuando se mueve un conductor hacia adelante y atrás entre los polos magnéticos Norte y Sur.

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MAGNETISMO • •

Es una forma elemental de fuerza generada por el movimiento orbital de los electrones alrededor del núcleo, que luego produce el efecto del magnetismo. Cada electrón crea un campo magnético débil, los que al juntarse con otros crean un campo magnético intenso (es el caso de los imanes).

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Campo Electromagnético. • El campo magnético que hay alrededor de un alambre que lleva corriente, es una serie cilindros con céntricos de líneas de flujo, cuando mayor es el flujo de corriente, mayor es la densidad del flujo. • Todos los imanes tienen un polo norte y sur. • Las líneas de fuerza forman un campo magnético que los rodea. • Los polos son opuestos, se atraen uno al otro. • Los polos son iguales se repelen uno al otro. • Esto se llama polaridad magnética. • Solo si o si tiene que tener 3 electrones en su última orbita, para hacer pasar solo positivo, trivalente. • Solo pasa negativo cuando tienes 5 electrones pentavalentes.

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ELECTROMAGNETISMO. • Debido a la existencia de una relación entre magnetismo y corriente eléctrica, es posible producir un electroimán. • Esta relación es la base del funcionamiento de casi todos los aparatos eléctricos del vehículo, como el motor de arranque (marcha), alternador y bobina de encendido. b) Generación de flujo magnético.

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a) Representación de una bobina.

c) Generación de f.e.m. (tensión).

DIRECCION DE LA FUERZA ELECTROMOTRIZ. • • •

Ahora que pasa si un imán es girado. La fuerza electromotriz fluirá de derecha a izquierda (la dirección del flujo magnético es del polo norte al polo sur. La dirección de la fuerza electromotriz puede entenderse si se usa la Regla de la Mano Derecha de Fleming. - El índice indicara la dirección del flujo magnético (líneas magnéticas de fuerza).

- El dedo medio la dirección de la fuerza electromotriz.

- El pulgar indicara la dirección del movimiento del conductor.

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CANTIDAD DE FUERZA ELECTROMOTRIZ. • La cantidad de fuerza electromotriz generada cuando un conductor corta (pasa directamente) el flujo magnético de un campo magnético es proporcional al número de líneas magnetices de fuerza que se cortan dentro de una unidad específica de tiempo.

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PRINCIPIO DEL GENERADOR. • El imán puede moverse continuamente por su construcción sencilla. • Se puede girar a alta velocidad y resulta una mayor fuerza electromotriz (corriente). • Por tanto, entre más conductores se muevan dentro de un campo magnético, más fuerza electromotriz se generará.

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GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA.

•

Cuando se pasa la electricidad generada por la bobina a través de anillos de retención y escobillas, cambiara la cantidad de corriente que fluye a la lampara y a la misma vez, también cambiara dirección del flujo.

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• Para generar electricidad eficientemente el alternador del automóvil, utiliza 3 bobinas, dispuestas tal como muestra la ilustración. • Las bobinas A, B y C están espaciadas a 120° de distancia entre sí. Al rotar un imán entre estas, se genera corriente alterna en cada bobina. • La figura de abajo muestra la onda del voltaje generado en el estator cuando el rotor gira dentro del estator.

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LA BOBINA PRODUCE UN ELECTROIMÁN.  Normalmente los componentes eléctricos de un automóvil se utilizan 12 o 24 voltios de electricidad, y el alternador del sistema de carga deberá suministrar este voltaje. https://www.youtube.com/watch?v=dxkaQEkSGdc https://www.youtube.com/watch?v=zTqRtjjeze4 https://www.youtube.com/watch?v=B46k6NYqTrU

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ALTERNADOR. • Tiene la función de generar una corriente alterna. • Este produce corriente alterna desde la bobina de estator y convirtiendo en corriente continua, rectificado por los diodos de silicio. • Suministra la cantidad necesaria de electricidad a los consumidores eléctricos en momento que se requiera y mantenga la batería cargada.

https://www.youtube.com/watch?v=Rj_ZfqGACP0

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PRECAUCIONES CUANDO SE MANIPULA EL SISTEMA DE CARGA. 1. Tenga cuidado con la polaridad de la batería. No conecte la batería. No conecte la batería con los polos invertidos 2. Como el voltaje de la batería siempre se aplica al terminal B del alternador, el terminal B nunca debe ser conectado a tierra. 3. Si la batería se carga rápidamente usando un cargador rápido, puede dañar los diodos. Asegúrese de desconectar los cables de la batería cuando se usa un cargador rápido. 4. Asegúrese que no entre agua al alternador ú otros componentes eléctricos cuando se lava el vehículo. 5. El motor nunca debe ser puesto en marcha con el terminal B en el alternador desconectado. Esto se debe porque en ese momento no hay regulación de voltaje, entonces el voltaje el terminal neutro (el voltaje en el terminal N) podría subir y quemar la bobina del relé. Si el terminal B se desconecta, el alambre conectado al terminal F (conector alternador) siempre debe ser desconectado también. 6. El alternador regulador debe ser conectado a tierra de manera segura, Si no son conectados de manera segura, podría causar una sobrecarga, vacilación de las luces, oscilación de la aguja del amímetro, etc. 7. No se debe conectar un condensador al terminal F para prevenir ruido, etc., ya que puede causar un depósito en los puntos de contacto del regulador. 8. Los terminales F y IG no deben conectarse al revés por ninguna razón. Si son conectados al revés podría quemar los arneses del alambre. 9. Si la caja del regulador IC deben tener el potencial eléctrico de tierra, asegúrese de ajustar el perno de manera segura al alternado y asegúrese que esté conectado a tierra. www.senati.edu.pe

CONSTRUCCIÓN DEL ALTERNADOR.

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ROTOR (BOBINA DE CAMPO). • el rotor es que produce electromagnetismo, • El rotor se convierte el imán eléctrico, cuando la corriente fluye a través de él. • El rotor está compuesto por los núcleos polares (polos magnéticos), la bobina de campo (llamada también bobina del rotor), los anillos de retención y el eje del rotor. a

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ESTATOR (BOBINA DE LA ARMADURA) • •

•

El estator es la que produce electricidad. El estator, aunque tiene una apariencia complicada, está esencialmente compuesto por tres devanados. Un devanado se forma usando 4 a ocho bobinas, todas conectadas entre sí. El estator está compuesto por la bobina del estator y el núcleo del estator.

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En la figura se muestra el circuito del estator expresado en símbolos. • • • •

Para generar electricidad se necesita 3 bobinas y este método de conexión se llama conexión en Y o en triangulo. Al rotar un el rotor genera corriente alterna en cada bobina. Ala pasar En el estator se genera el voltaje de AC (corriente alterna) de magnitud constantemente variable. Estos tres voltajes están separados entre sí por una fase de 120°, y se llama voltaje alterno trifásico.

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CORRIENTE ALTERNO TRIFASICO. • Cuando un imán gira dentro de una bobina se creará un voltaje entre cada extremo de la bobina. Esto generará corriente alterna. • Cuando los polos norte y sur del imán están más cerca de la bobina es que se genera la mayor cantidad de corriente. • La corriente eléctrica que varía constantemente de “+” a “-” es llamada corriente alterna (C.A.)

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ALTERNADOR CON DIODOS DE PUNTO NEUTRO. • VOLTAJE DE PUNTO NEUTRO.

• El neutro es utilizado como fuente eléctrica para el relé de carga de luces. • El voltaje de punto neutro es voltaje de corriente continua.

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DIODOS RECTIFICADORES • Diodo Permite que fluya la corriente en una sola dirección, Quien rectifica la corriente Convirtiendo de voltaje de corriente alterna trifásica a voltaje de corriente continua o C.D. • • • •

Se usan 4 a 6 diodos integrales en una onda trifásica completa. El diodo tipo lata tiene gran capacidad y buena radiación de calor. Una diferencia de voltaje positivo se produce cuando la corriente fluye a través de la resistencia. Suministra desde porta diodos.

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• Ojo. Si se invierten las conexiones de las baterías, el flujo grande de corriente dañaría los diodos. • La conversión de la corriente alterna a corriente directa, se denomina rectificación. Esto se realiza con puente de diodos rectificadores.

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• Ventilador. Se usa ventilador para enfriar diodos y bobinas en alternador. • Polea. La energía de motor se trasmite a través de la banda y la polea a rotor. • Correas o banda. • tres tipos de bandas utilizadas para impulsar los accesorios del motor.

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Luz de advertencia de descarga Cuando el alternador no puede generar corriente por algún motivo.

Regulador de Voltaje. Cuando los rpm del rotor se incrementan, el voltaje de salida se incrementa consecuentemente, cuando la corriente del campo se mantiene constante. Si hay 3 bobinas debe de haber dos reguladores, en cada bobina en esto 6 reguladores. La función del regulador es mantener el voltaje generado por el alternador a un nivel constante. El voltaje del sistema eléctrico de un automóvil se define en 12 V. Está compuesto de los contactos, una bobina magnética y un resistor. www.senati.edu.pe

• Con el voltaje alto, la fuerza magnética es alta, y los contactos se abren. Si los contactos están abiertos, pasará corriente a través del resistor (R) y por tanto, se reducirá la cantidad de corriente que va a la bobina de campo. • Al reducirse la corriente que va a la bobina de campo, baja el voltaje del alternador y se cierran los contactos. • Los contactos se abren y cierran repetidamente de esta forma. • Ojo. El regulador tiene que ser mayor voltaje de la batería. • A mayor velocidad del rotor mayor el voltaje producido. • Si se aumentara mayor tensión al acumulador produce descargas y sobrecargas continuas, lo que resultaría en daños al acumulador. • Si se permite subir demasiado el voltaje, la batería y otros componentes eléctricos resultarán seriamente dañados.

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•

Para mantener las variaciones de voltaje a un nivel constante, adecuado al rango de operación del motor, se adopta un regulador de voltaje en el circuito.

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ALTERNADOR COMPACTO. Un alternador compacto con un regulador de circuito integrado (IC) incorporado es un 17% más pequeño y un 26% más ligero que un alternador de tamaño estándar.

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• Algunos alternadores tienen reguladores integrados, como por ejemplo de tipo de semiconductor con circuitos integrados.

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REGULADOR DE CIRCUITO INTEGRADO (IC). • La función del regulador es mantener el voltaje generado por el alternador a un nivel constante. • La diferen­cia principal consiste en que, en el regulador de IC, la corriente de campo es interrumpida por un IC en lugar de un relé como en el regulador de tipo de contactos. • Un IC (Integrated Circuit = Circuito Integrado), es un circuito miniaturizado compuesto de varios componentes eléctricos o electrónicos (transistores, diodos, resistencias, condensadores,) • Una relación menor de tensión de salida y poca variación de tiempo en la tensión de salida. • Desventaja. Es sensible a las tensiones y tempera­turas altas inusuales. www.senati.edu.pe

Algunos alternadores tienen reguladores integrados, como por ejemplo de tipo de semiconductor con circuitos integrados.

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL REGULADOR DE IC • En el diagrama de circuitos para el regulador de IC en la ilustración, cuando la tensión de salida en el terminal baja, la tensión de la batería se aplica a la base de transistor, a través de la resistencia R y Tr, se activa, mientras que la corriente de campo a la bobina del rotor circula desde Batería-bobina del rotor.

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Diodo zener. Cuando la tensión de salida en el terminal B es alta, una tensión mayor se aplica al diodo Zener (ZD) y cuando esta tensión alcanza la tensión Zener, el ZD se hace conductor. De acuerdo con esto, cuan do Tr2 se activa, Tr, se desactiva. Esto interrumpe la corriente de campo, regu­lando la tensión de salida.

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• La diferencia entre el diodo Zener y el diodo normal, estriba en que cuando se aplica una tensión mayor a cierto nivel en el sentido inverso, el diodo Zener se hará conductor y permitirá circulación de la corriente. • Puesto que el diodo Zener utilizado para la regulación de la tensión de salida tiende a ser más conductor a medida que aumenta la temperatura ambiente, la tensión de salida generalmente disminuye cuando la temperatura aumenta. • El diodo zener se conecta en paralelo con la carga y en sentido inverso para que pueda realizar la función de estabilizador, además siempre estará asociado a las líneas de alimentación del equipo, aspecto este que lo descarta con facilidad.

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POR QUÉ SE DEJÓ DE USAR EL DINAMO.  los automóviles se iban haciendo más complejos, se demostró que los sistemas de generación de energía eléctrica con los que se contaba (principalmente magnetos) no eran lo suficientemente potentes para las necesidades del vehículo. presentaba ciertos problemas. El más importante era que la velocidad de rotación que se le suministraba nunca era constante, ya que las revoluciones del motor están continuamente variando

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Electricidad y Electrónica Automotriz Básica Instructor:

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Arturo Dine Licuona Pinedo

Mantenimiento Preventivo al Sistema de Arranque SESIÓN

02

• Funcionamiento del sistema de arranque • Bujías incandescentes y temporizador: tipos • Principio de funcionamiento del motor de arranque eléctrico • Estructura y funcionamiento: pruebas de componentes del motor de arranque • El multímetro: uso en el sistema de arranque • Pinza amperimétrica: función, tipos • Interpretar el esquema del circuito de arranque • Seguridad para la manipulación y prueba del motor de arranque • Cálculo de la relación de transmisión entre el piñón y la volante • Fuerza y torsión https://www.youtube.com/watch?v=VjCKKzGMleA www.senati.edu.pe

Objetivo Especifico Al finalizar la sesión el estudiante estará en condiciones de realizar mantenimiento preventivo al sistema de arranque del vehículo, utilizando el manual de servicio correspondiente a la marca, herramientas y equipos adecuados; aplicando las normas de seguridad y salud en el trabajo y cuidado del ambiente.

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Principio de Funcionamiento del Motor de Arranque. • En un motor real, se utilizan varios juegos de bobinas para eliminar las irregularidades de la rotación y mantener velocidades de rotación constantes, pero el principio de funcionamiento es el mismo. • Además, el motor en serie de DC incorpora un motor de arranque que emplea algunas "bobinas de campo" conectadas en serie con varias bobinas del inducido en lugar de un imán permanente.

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Campo magnético

Es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas (flujo de la electricidad). La fuerza (intensidad o corriente) de un campo magnético se mide en Gauss (G) o Tesla (T). El flujo decrece con la distancia a la fuente que provoca el campo.

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Fuerza Electromagnética. una fuerza electromagnética es mayor, a medida que el campo magnético sea más fuerte, cuanto más corriente fluye a través del conductor o cuando la longitud del conductor dentro del campo magnético es el más grande.

F = Fuerza electromagnética, I = Intensidad de corriente, T = tensión, C = campo magnético

C

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https://www.youtube.com/watch?v=CvRh0WG53BE

https://www.youtube.com/watch?v=UO3Jr7oaiYg

MOTOR DE ARRANQUE Si el conductor es colocado entre los polos N y S de un imán permanente, las líneas de fuerza magnética generadas por la corriente eléctrica en el conductor y las líneas de fuerza magnética del imán interfieren con las otras, generando un flujo magnético que aumenta en la parte final del conductor y disminuye en la punta del conductor.

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Campo magnético

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Arrancador Motor de arranque, es el encargado de convertir la energía eléctrica en mecánica para dar al cigüeñal el primer impulso, la primera fuerza que desencadena su funcionamiento. Es alimentado con corriente continua gracias imanes de tamaño reducido (gracias a la inducción) y se une a este a través de un piñón que acciona el volante de inercia

• Pone en funcionamiento al motor de combustión interna, engrana la cremallera de la volante del motor. • Generalmente, un motor de arranque está caracterizado por su potencia nominal (en kW), mientras mayor sea la potencia de salida, mayor será la capacidad de arranque.

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Arrancador

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ESTRUCTURA DEL ARRANCADOR Bobinas de Campo Donde se genera el campo magnético requerido para el giro del inducido. Las bobinas inductoras son cables enrollados, encargados de crear el campo magnético. Van sujetos a la carcasa.

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Escobillas. Las escobillas, presionadas contra las delgas del conmutador del inducido, mediante los resortes de las escobillas, encargadas de transmitir la energía eléctrica al inducido, dejan pasar la corriente desde las bobinas de campo al inducido.

ESTRUCTURA DEL ARRANCADOR Inducido (o rotor) es la parte móvil del motor eléctrico conformado por el bobinado, el tambor y el colector. Gira como resultado de la interacción entre los campos magnéticos generados por las bobinas del inducido y las bobinas de campo.

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El embrague del Arrancador durante el giro.

El inducido rotativo intenta tocar la envoltura del embrague, con la que está en contacto mediante estrías, para girar a una velocidad mayor que la del rodamiento interior, que está combinado con el engranaje de piñón. Los rodillos del embrague se fuerzan de este modo al rodar hacia las secciones más angostas entre la envoltura del embrague y el rodamiento interior.

ESTRUCTURA DEL ARRANCADOR PIÑÓN (BÉNDIX) (o impulsor) es la parte unida al final del motor eléctrico que traslada la fuerza hacia el volante de inercia. los rodillos transfieren el movimiento de rotación de la envoltura del embrague al rodamiento interior y de allí al engranaje de piñón

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El embrague del Arrancador, después que el motor ha arrancado. Una vez que el motor ha arrancado por completo, su par intenta forzar el rodamiento interior, su par intenta forzar el rodamiento interior para que gire más rápido que la envoltura del embrague. Entonces, los rodillos del embregue ruedan contra los resortes hacia las secciones más anchas del interior de la envoltura. Como resultado, la envoltura del embrague y el rodamiento interior se desengrana para evitar que el embrague del arrancador transmita el par del motor desde el engranaje de piñón al motor de arranque.

SOLENOIDE

El interruptor magnético está compuesto de una bobina de retención, una bobina de cierre, un resorte de retorno, un émbolo y otros componentes. El interruptor magnético es activado por las fuerzas magnéticas generadas en las bobinas y llevan a cabo las siguientes funciones: Empujar el engranaje de piñón, para que se engrane con la corona. Servir como interruptor principal relé, dejando pasar demasiada corriente desde la batería al motor arrancador.

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TIPOS DE MOTOR DE ARRANQUE ARRANCADOR CON SOLENOIDE INTEGRADO. Cuando usted activa la llave hacia la posición de arranque, un alambre lleva la corriente de 12 voltios hacia el solenoide del motor de arranque, el solenoide tiene un campo magnético, que al ser activado hace 2 cosas. Primero, desliza un pequeño engrane llamado Bendix, hacia los dientes de la volante, y al mismo tiempo hace un puente de corriente positiva (+) entre el cable que llega al motor de arranque desde la batería y el cable que sirve de corriente, los campos del motor de arranque.

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ARRANCADOR CON SOLENOIDE SEPARADO Utiliza el solenoide para conectar la corriente positiva al motor de arranque. En cuanto se conecta la corriente, el motor de arranque activa y desliza el engrane o piñón que se acopla a la rueda volante, y al mismo tiempo, gira con la fuerza necesaria, para que el motor empiece su funcionamiento.

B C

https://www.youtube.com/watch?v=2IQaIA2Jo www.senati.edu.pe

https://www.youtube.com/watch?v=bZGqqhUX3Dc&t=2s https://www.youtube.com/watch?v=9Cc8jlzAtcw

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PRUEBAS DEL ARRANCADOR • En el motor de arranque las averías que más se dan son las causadas por las escobillas. • Estos elementos están sometidas a un fuerte desgaste debido a su rozamiento con el colector por lo que el vehículo cuando tiene muchos km: 100, 150, 200.000 km. esta avería se da con frecuencia. Las escobillas desgastadas se cambian por unas nuevas y solucionado el problema. • Otras averías podrían ser las provocadas por el relé de arranque, causadas por el corte de una de sus bobinas. Se podrá cambiar solo el relé de arranque por otro igual, ya que este elemento este montado separado del motor. • Compruebe el voltaje en los terminales de la batería. Girar el interruptor de encendido a la posición START y medir la tensión en los terminales de la batería. Estándar: 9.6 V o mayor Cambiar la batería si su tensión es menor A 9.6V. • La activación es de 10s, De otra manera la bobina del motor del arrancador podría quemarse. • Continuidad hay de 30 y C. • Qué pasa si conectamos 30 y 50, nunca va ver campo magnético. • Entre el conmutador y la armadura no debe de haber continuidad, el conmutado será delgado, y debe de haber continuidad, se energiza de girar de derecha a izquierda. • Cuales se comunican terminal C y 30. www.senati.edu.pe

PRUEBAS DEL ARRANCADOR PRUEBA DE EMPUJE.

Desconecte el cable a tierra de la Bobina del terminal C. Conecte la batería al interruptor magnético, como se muestra; comprobar que el piñón se mueve hacia fuera.. Si el piñón no se mueve hacia fuera, inspeccionar si la bobina de empuje está dañada, si el émbolo está pegado u otra posible causa.

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PRUEBA DE RETENCIÓN.

Con la batería conectada como se indica y con el piñón afuera, desconectar el Cable negativo del terminal C. Comprobar que el piñón permanece Afuera. Si el piñón se regresa, revisar si la bobina De retención está dañada, mal conectada a tierra de la bobina de retención u otra posible causa.

PRUEBAS DEL ARRANCADOR Prueba de retorno del piñón.

Desconecte el cable negativo de la carcasa. Compruebe que el piñón retorna. Si el piñón no retorna inmediatamente, inspeccionar la fatiga del resorte de retorno, si el émbolo está pegado u otra posible causa.

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El núcleo del inducido. Comprobar que el conmutador no está cruzado. Usando un multímetro (ohmímetro), verificar que no hay continuidad entre el conmutador y el centro de la bobina del inducido. Si hay continuidad, cambiar el inducido.

PRUEBAS DEL ARRANCADOR Comprobar el conmutador por circuito abierto.

Usando el multímetro (ohmímetro) comprobar la continuidad entre los segmentos del conmutador. Si no hay continuidad entre los segmentos, cambiar el inducido.

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Comprobar la bobina de campo en el circuito abierto.

Usando un multímetro comprobar la continuidad entre los terminales de las escobillas de la bobina de campo. Si no hay continuidad, cambiar el armazón de campo.

PRUEBAS DEL ARRANCADOR Comprobar que la bobina de campo no está cruzada.

Usando un multímetro asegurarse que no hay continuidad entre la bobina de campo y el armazón de campo. Si hay continuidad, cambiar el armazón de campo.

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Las escobillas Medir la longitud de las escobillas Largo estándar: 16 mm (0.63 pulg.) Largo mínimo: 10 mm (0.39 pulg.)

PRUEBAS DEL ARRANCADOR La porta escobillas

Verificar el aislamiento de la porta escobillas Utilizando un foco piloto o un multímetro asegurarse que no hay continuidad entre la escobilla negativa y la escobilla positiva (aislamiento). Si hay continuidad, reparar o cambiar la porta escobillas.

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VERIFICAR SOLENOIDE. El interruptor electromagnético.

Inspeccionar émbolo Empujar el émbolo y soltarlo. Comprobar que regresa rápidamente a su posición original.

BUJÍAS INCANDESCENTES. Sistema de Precalentamiento. • Ayuda al motor de combustión interna en el momento de arranque frío, la cámara de combustión permanece fría y el aire comprimido en el cilindro a veces no calienta lo suficiente para encender el combustible inyectado.

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Sistema de Precalentamiento • Muchos motores de los sistemas de inyección directa no tienen bujías incandescentes porque su cámara de combustión tiene poca superficie y son menos susceptibles a perder calor. •   • Algunos motores Diesel tienen una admisión de aire caliente para incrementar la temperatura del aire de la admisión.

• Para conseguir el calentamiento preciso hará falta que los filamentos incandescentes alcancen www.senati.edu.pe temperaturas de hasta 700 y 900°C, por lo que se

Sistema de Precalentamiento  Los materiales o aleaciones empleados que reúnen estas condiciones son:  El Níquel  El Cromo  El acero al níquel  El acero al cromo, etc.

 Luz Indicadora de Incandescencia  La luz indicadora está instalada en el panel de instrumentos. Su función es la de informar al conductor que el motor está listo para el arranque.  importante:  La tensión nominal de las bujías incandescentes varía según la tensión de la batería (12V o 24V) y el sistema utilizado.  pre - calentamiento controla la temperatura de las bujías incandescentes, manteniéndolas entre 750°C (1382°F) y 900°C (1652°F) para la mayoría de los motores.

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Luz Indicadora de Incandescencia

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Multimetro

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PINZA AMPERIMETRICA • Una pinza amperimétrica se trata de un medidor eléctrico muy útil, que posibilita la medición de intensidades de corriente, en conductores con carga, sin tener que desconectar el circuito eléctrico. • La principal ventaja de las pinzas amperimétricas es la posibilidad de medir intensidades altas con el circuito en funcionamiento y sin riesgos.

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Amperímetro El amperímetro se usa para medir la cantidad de corriente que fluye a través de un circuito y las unidades se dan en amperes.

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Momento de Torsión (Torque) • La capacidad de un fuerza de hacer girar un objeto se define como torque. • Torque: capacidad de giro que tiene una fuerza aplicada sobre un objeto. • ¿De que factores depende el torque? • - Distancia al punto de giro: 𝒅 - Magnitud de la fuerza: 𝑭 - Ángulo de aplicación de la fuerza: 𝜽 - Si 𝜽 = 𝟗𝟎° máximo torque.

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Momento de Torsión (Torque) • Entonces, el torque 𝝉 será proporcional a: • la magnitud de la fuerza 𝑭 • la distancia 𝒅 entre el punto de aplicación de la fuerza y el punto de giro • el ángulo 𝜽 de aplicación de la fuerza.

• Se usa la convención de que el torque será positivo si el cuerpo gira en sentido antihorario, mientras que el torque será negativo si el cuerpo gira en sentido horario. • Unidades del torque: Nm (mismas unidades que W, pero significado diferente.)

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Módulo Formativo:

Electricidad y Electrónica Automotriz Básica Instructor:

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Arturo Dine Licuona Pinedo

Objetivo de Aprendizaje Objetivo General

Al concluir el desarrollo del módulo el estudiante estará en condiciones de realizar tareas básicas de mantenimiento del sistema eléctrico y electrónico del vehículo automotor utilizando las especificaciones técnicas del fabricante, herramientas y equipos adecuados; y aplicando las normas de seguridad salud en el trabajo y cuidado del ambiente.

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Mantenimiento Preventivo al Sistema de Encendido SESIÓN

03

• Fundamentos del sistema de encendido: tipos, componentes • Ángulo Dwell: definición, características • Bujías: tipos, características • Cables de alta tensión: características • Procedimiento para la sincronización y puesta a punto del encendido • Cálculo de la relación de transmisión del distribuidor eje cigüeñal • Cálculo del ángulo Dwell • Inducción y autoinducción • Interpretar el esquema del circuito de encendido • Precauciones al trabajar con bobinas https://www.youtube.com/watch?v=W9J1kqbskXM www.senati.edu.pe

Objetivo Especifico Al finalizar la sesión el estudiante estará en condiciones de Efectuar mantenimiento preventivo al sistema de encendido del vehículo, utilizando el manual de servicio correspondiente a la marca, herramientas y equipos adecuados; aplicando las normas de seguridad y salud en el trabajo y el cuidado del ambiente.

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FUNDAMENTOS DEL SISTEMA DE ENCENDIDO DEL MOTOR • La energía motriz del motor se consigue mediante una explosión que se obtiene a través de una reacción química entre el oxígeno del aire y la gasolina. • La reacción química da como resultado y genera de CO2 (dióxido de carbono), vapor de agua, y otros gases residuales liberando de energía térmica que produce la expansión de los gases resultantes. • Lograra el salto de un electrón entre los electrodos de una bujía aplicándole una tensión de varios miles de voltios para arrancarle electrones a la mezcla (ionizarla) y que así se produzca una corriente eléctrica entre los dos electrodos con el fin de calentar la mezcla hasta una cierta temperatura y durante un tiempo suficiente para iniciar una explosión. • La baja tensión de la batería (12 V) necesita ser transformada en alta tensión. Esta función la realiza una bobina. www.senati.edu.pe

ELEMENTOS PRINCIPALES DE UN MOTOR. Un motor de gasolina produce energía mediante la explosión de una mezcla de combustible, aire y la sincronización de la bujía.

Los tres elementos básicos de un motor de gasolina para generar energía son: 1. Buena mezcla de aire combustible. 2. Buena compresión. 3. Buena chispa.

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En la imagen que se muestra el principio de funcionamiento de un motor Otto (por chispa), donde una vez comprimida la mezcla aire combustible saltará la chispa en la bujía unos grados antes que el pistón llegue a su carrera de PMS (tiempo de explosión).

El motor Otto fue el primer motor de explosión de cuatro tiempos. Ideado en 1876 por el ingeniero alemán Nicolaus Otto, supuso el inicio de los propulsores de combustión interna realmente operativos. www.senati.edu.pe

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SISTEMA DE ENCENDIDO. Se encarga de distribuir la chispa necesaria para realización de la combustión en motores Otto o gasolinero. • Tienen por función generar un arco eléctrico en los electrodos de una bujía, para iniciar la combustión de una mezcla aspirada por los pistones dentro de los cilindros del motor. • Es el sistema de encendido más antiguo es el que utiliza platino y condensador, por ser de tipo mecánico, Por ejemplo: desgastes de los platinos y regulaciones periódicas para evitar los fallos. • Capaz de generar hasta 20.000 chispas por minuto, es decir puede satisfacer las exigencias de un motor de 4 cilindros hasta 10.000 r.p.m. • Para motores de 6 y 8 cilindros ya daría más problemas.

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Sistema convencional (con platino) "encendido convencional" o también llamado "encendido por ruptor". En un motor (ciclo otto) con sistema de encendido convencional, la bujía necesita una tensión (voltaje) que está entre 8.000 y 15.000 voltios (8 a 15 kV), para que se produzca la chispa. Esa tensión depende de muchos factores, como: • Desgaste de las bujías (separación de los electrodos). • Resistencia de los cables de encendido. • Resistencia del rotor del distribuidor. • Distancia entre la salida de alta tensión del rotor y los terminales de la tapa del distribuidor.

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COMPONENTES DEL SISTEMA DE ENCENDIDO CONVENCIONAL. La batería. Es un acumulador de energía, Estabiliza y alimentar a todos los circuitos del vehículo, principalmente en arranque y sistema de encendido, los 12 Voltios de la batería son convertidos a más de 8 000 Voltios.

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Bobina de encendido(transformador). Suministrar a las bujías la corriente de alta tensión para producir la chispa necesaria para la combustión. Su función es la de elevar la tensión a partir de una baja tensión por efecto de la inducción magnética, para poder generar un arco eléctrico en la punta de la bujía

La bobina La bobina Construida en carcasa metálica, posee en su interior un núcleo de hierro laminado y dos bobinados, primario y secundario, la corriente de la batería (12V) fluye por el arrollamiento primario y crea un potente campo magnético que se concentra en el núcleo y envuelve al arrollamiento secundario que tiene una salida de alto voltaje hasta de 35 000 voltios, El trasformador disminuye o aumenta el voltaje y mmultiplica la tensión. • El bobinado primario posee aprox.: 350 espiras (vueltas de cable) filamento grueso que el secundario, y está conectado a los terminales positivo y negativo. • Principio de transformador. • Primario 300 a 400v - Primario 0.6 0.9mm. • El bobinado secundario con aprox.: 20.000 espiras (filamento delgado) tiene una extremidad conectada a la salida de alta tensión (borne 4) y la otra extremidad, internamente conectada al bobinado primario. • La bobina secundaria genera miles de voltios. • Segundario 1000 a 40 000v. • Segundario. 0.05 a 0.1 mm

Autoinducción. Es un fenómeno que ocurre en las bobinas, que consiste en una inducción de la propia corriente sobre sí misma. www.senati.edu.pe

El Platino: •Conecta o desconecta el circuito primario en la bobina de encendido.  Es quien se encarga de interrumpir la corriente en la bobina y aumentar la tensión. Se constituye por un contacto móvil que recibe la corriente que viene de la bobina y del yunque, donde se convierte en  masa.

•Condensador:  Absorbe la chispa en los contactos del ruptor, reduce el tiempo de corte de corriente en la bobina y contribuye a que el voltaje suba.

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Distribuidor:  •Es quien distribuye la corriente hacia las bujías en el orden exigido para que se genere la chispa.

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Cables de alta tensión(chicotes). • Sirven para poder trasmitir los elevados voltajes desde la bobina de encendido hacia las bujías. •Cables de encendido con núcleo de cobre y resistencia antiparasitaria (en los conectores) •Cables de encendido con resistencia de carbono •Cables de encendido con reactancia inductiva

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Bujías:  •Se ubican dentro de los cilindros y es donde se genera la chispa que permite la explosión de la mezcla. La chispa se produce gracias a que el encendido aumenta el voltaje, así ocurre el salto de energía eléctrica entre ambos electrodos que tiene la bujía • Los picos eléctricos = arcos eléctricos. • La bujía necesita una tensión (voltaje)que esta entre 8 000 y 20 000 voltios para que produzca una chispa. • Esa tensión depende de muchos factores: • Desgaste de las bujías (separación de los electrodos) • Resistencia de los cables de encendido • Resistencia del rotor del distribuidor. • Distancia entre la salida de la tensión del motor y los terminales de la tapa del distribuidor. • Punto de encendido. • Compresión de los cilindros. • Mezcla de aire / combustible. • Temperatura del motor. www.senati.edu.pe

1. Bujías: tipos, características.  

  

SELECCIÓN Y CALIBRACIÓN DE BUJÍAS. Bujía de encendido. El alto voltaje que se genera en la bobina secundaria de la bobina de encendido produce una chispa entre el centro de los electrodos y los electrodos de toma de tierra de la bujía para encender la mezcla de aire-combustible que está comprimida en el cilindro. Proporcionan ahorro de combustible, Reducen las emisiones de gases contaminantes, Protegen el motor y el catalizador y dan una elevada seguridad a la combustión.

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Grado térmico - El factor de disipación de calor.  Es la capacidad de absorber o disipar el calor, donde se genera el calor en la cámara de combustión.  Rango de calor. La cantidad de calor irradiado se denomina rango de calor  Bujías tipo calientes. Esta bujía de encendido trabaja caliente, lo suficiente para quemar depósitos de carbón que se genera, disipa un largo recorrido y mantiene la alta temperatura en la punta del aislador.  Bujías tipo fríos. Esta bujía de encendido trabaja fría, lo suficiente para evitar la carbonilla disipa corto recorrido, así permitiendo una rápida disipación de calor.

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 Temperatura de trabajo.  Debe trabajar entre 450°C a 850°C en condicionales normales.  Temperatura de auto limpieza. Cuando la temperatura mínima del electrodo central alcanza una temperatura de 450°C y una máxima de 850°C previa al encendido. Si la bujía trabaja por debajo de 450ºC se ensuciaría rápidamente ocasionando fallos en el encendido.  Si la bujía estaría por encima de los 850ºC se fundirían los electrodos, ocasionando el pre encendido.

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Bujías:  Bujía con punta de iridio con líneas azules no se cambian.  10,000km se debe calibrar las bujías.  20,000km se debe cambiar las bujías. 1. Hay de cobre, platino, iridio, el cobre es un buen conductor de corriente y un buen disipador de temperatura. 2. Tiene un tiempo de vida:  Cobre: 20,000km.  Platino: 45,000km.  Iridio: 75,000km. 1. Toda la bujía tiene su resistencia interna. 2. En cada motor varia su temperatura de la bujía. 3. 450°C temperatura de auto limpieza. 4. 920°C detonación y se funde el electrodo. www.senati.edu.pe

1. Caliente es mayor numero a menor número y frio es de menor número a mayor. 2. los números son su rango térmico. 3. La capacidad que tiene la bujía es de irradiar. 4. Resistencia los cables es menor a 15kΩ. 5. Rango térmico: como es la capacidad que es para radiarse. 6. DL= infinito circuito abierto. 7. Calibración de bujía entre 8.1mm. 8. Para calibrar se nota que cabecear cuanto está mal calibrado o la chispa está saltando y busca cerrar circuito. 9. Las ranuras de las bujías son para disipar el calor. 10. Los dados de bujías son (14, 16, 21mm) 11. Como se reconoce bujía de platino cuando tiene tres ranuras en arriba de la cabeza estos no se calibran solo se cambian cada 80000km. www.senati.edu.pe

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CARACTERÍSTICAS DE LAS BUJÍAS.

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 Para verificar la continuidad.  debe utilizar que produzca como mínimo 400 volts un megohmetro. la tensión necesaria para producir la chispa oscila entre 4 a 10 Kv.

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SISTEMA DE ENCENDIDO TIPO ÓPTICO.  El Sensor Óptico es también un sensor de giro, que es importante por partida doble, porque en realidad se trata de dos sensores:  El primero, informa a cerca del ángulo del cigüeñal o posición del pistón.  El segundo informa a cerca de las RPM. Estas dos señales son digitales, que se envían a la ECU.  El corazón del Sensor Óptico es un par de diodos emisores de luz, más conocido como LEDS y dos Fotodiodos.  Cuando activamos la chapa de contacto (ON) estos LEDS alumbran hacia un disco con ventanas que va a ser girado por el eje del distribuidor, cada vez que una ranura entre un LED y un Fotodiodo, la luz emitida por el LED alcanza al fotodiodo a través de la ranura. Y el sensor es activado en ON (5 Voltios) y cuando la luz emitida por el LED no alcanza al fotodiodo, el sensor se desactiva en OFF (0 voltios).  Transistorizado (óptica hall, inductivo) son sensores y transistor. www.senati.edu.pe

1. NECESIDAD DEL CONTROL DE LA REGULACIÓN DEL ENCENDIDO.  En los motores de gasolina, la mezcla de aire-combustible se enciende para generar la combustión y la fuerza que genera la explosión permite el empuje descendiente del pistón. 1. MECANISMOS DE AVANCE.  El ángulo recorrido por el motor desde que se produce el salto de chispa hasta que se produce el punto de encendido varía en función de la velocidad de giro del mismo, por lo que necesitaremos avanzar el encendido a medida que aumentan las revoluciones.  Existen los 2 tipos de avance en un encendido convencional: 1. AVANCE CENTRÍFUGO.  Varía el punto de encendido en función del número de revoluciones del motor. 1. AVANCE POR VACÍO.  Varía el punto de encendido en función de la carga del motor.  Los valores de avance en el encendido oscilan entre 0 y 25° aproximadamente según las características del motor (cilindrada, grado de compresión, normas anti polución, etc.).

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Sistema de Encendido

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SISTEMAS DE ENCENDIDO ESTÁTICO.  Encontramos los principalmente.  SISTEMA DIRECTO(DIS).

DE

DIS

y

COP

ENCENDIDO

 Se conoce como sistema DIS (sistema de encendido directo), a los componentes, que remplazan la función del distribuidor. Sustituyendo por el módulo de ignición(encendido), un trasformador en sustitución de bobina, proporcionando chispa en el tiempo de combustión de un cilindro y en el tiempo de escape del cilindro gemelo.

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ENCENDIDO ELECTRÓNICO CON UNA BOBINA POR CILINDRO (COP). BOBINA C.O.P  Transformador-elevador de voltaje-corriente.  Moral=buenas costumbres.  COMBUSTIO. ES una reacción química violenta en este hay un tiempo en encendido se produce antes de PMS.  La gasolina es un buen aislante.  En los nuevos modelos de vehículo se ha incorporado un tipo de bobina independiente (COP), la cual contiene integrado un módulo que genera una señal de retroalimentación al ECU, cada vez que se genera una correcta inducción en el primario.  Para esto se dispone de un circuito especial que logra generar una señal hacia el ECU, cada vez que la ECU coloca pulso al transistor de potencia y ocurre correctamente la inducción.  Lo que se aprecia dentro de la figura es el modulo que tiene incorporado cada una de las bobinas y su conexión con la ECU.

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PARTES PRINCIPALES DEL SISTEMA DE ENCENDIDO ESTÁTICO.  Sensor de posición de cigüeñal. Este sensor, posesionado cerca del cigüeñal detecta la rotación del mismo, debido a una especie de rueda con ventanas acoplada al cigüeñal, la señal es enviada al módulo de encendido. Aquí se administra el corte de corriente, que genera la contracción, en las bobinas, originándose la chispa de alto voltaje.  Sensor de posición del árbol de levas. En este caso, no hay distribuidor, la señal de posición llega al módulo electrónicamente, este sensor se encuentra posesionado, regularmente, en el mismo lugar, donde se instalaba anteriormente el distribuidor.  Interruptor de encendido. cuando giras la llave se alimenta el módulo de encendido. www.senati.edu.pe

 Módulo de encendido. Enciende y apaga las bobinas conforme a la señal recibida de la computadora de acuerdo al pistón. Que se encuentra en la fase de combustión.  El módulo de encendido [ignición module, pastilla], es un componente, que remplaza la función del condensador y al mismo tiempo evita el constante cambio de platinos.  La función o trabajo que realiza, lo consigue en base a un sistema de diodos instalados dentro del módulo.  Bobina de encendido. También llamado trasformador, se encargan de amplificar el voltaje de entrada de 12 voltios a más de 35,000vol. Para generar chispa.  Son los encargados de trasladar, la chispa hacia la cámara de combustión.  La función primaria es igual, la diferencia, se encuentra en el programa, instalado dentro de él, la chispa, es entregada en forma constante y que además son varias bobinas, en algunos modelos; 1 por cilindro.  Ojo Bujías. están formadas de dos electrodos. Donde se forma el arco eléctrico cuando se suministra alto voltaje.  Ojo. No hay rotor, ni tapa (no hay distribuidor) Las bobinas conectan directamente hacia las bujías. se eliminan los cables de alta tensión.  

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ÁNGULO DWELL: DEFINICIÓN, CARACTERÍSTICAS.  La forma de la leva es la de un polígono regular: cuadrada (para motor de 4 cilindros), hexagonal (para 6 cilindros), octogonal (para 8 cilindros), etc. con sus vértices redondeados, los cuales, según la forma de su vértice, determina el ángulo de apertura y cierre de los contactos del ruptor.  Como en cada revolución de leva (360º de giro) tiene que abrir y cerrar los contactos del ruptor tantas veces como cilindros tenga el motor, el número de vértices de la leva estará en función del número de cilindros, lo cual determina el ángulo disponible, durante el cual se debe efectuarse un ciclo de funcionamiento de la bobina.  Es el resultado de dividir 360º entre el número de cilindros del motor. Para un motor de 4 cilindros tenemos un ángulo disponible de 90º, este ángulo a su vez se divide en dos ángulos: Se llama ángulo Dwell a la fracción de tiempo en que los contactos están cerrados. www.senati.edu.pe

1. EL ÁNGULO DE CIERRE:  Es el determinado por el cierre de los contactos del ruptor. El ángulo de cierre de la leva (dwell) se refiere al ángulo de rotación del eje distribuidor (leva) entre el momento en que los platinos están cerrados mediante el resorte del brazo de los platinos y el momento en que se abren mediante el siguiente lóbulo de la leva. 1. EL ÁNGULO DE APERTURA:  Es el determinado por la apertura de los contactos del ruptor.  Ambos ángulos están íntimamente ligados en el funcionamiento del circuito de encendido, ya que durante el tiempo de cierre la corriente primaria está excitando el núcleo de la bobina para crear el campo magnético inductor; por lo tanto, cuanto mayor es el tiempo de cierre, mayor será la tensión que se induce en el secundario de la bobina por lo tanto mayor será la alta tensión que se genera.  Por otra parte, al ser menor el tiempo de apertura, la variación de flujo es más rápida y, por tanto, también la alta tensión generada en el secundario. No obstante, estos ángulos guardan cierta relación en sus límites máximos, ya que, si un ángulo de cierre es demasiado grande, el ángulo de apertura puede no ser suficiente (teniendo en cuenta el número de revoluciones del motor). www.senati.edu.pe

• Ojo. Que pasaría, si el platino lo calibraría de 0.45mm a 0.80mm aumenta el Angulo dwell. • Angulo dwell sirve para aumentar KV. Salto de voltaje 1kv =1000v

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https://www.youtube.com/watch?v=KWgPA8DN5Tw

https://www.autodaewoospark.com/puesta-a-punto-de-unmotor.php

https://www.ro-des.com/mecanica/que-son-las-bujias-y-comofuncionan/ https://autoytecnica.com/sistemas-de-encendido-tipos/ https://www.macmillaneducation.es/wp-content/uploads/ 2018/09/sistemas_auxiliares_libroalumno_unidad1muestra.pdf

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Módulo Formativo:

Electricidad y Electrónica Automotriz Básica Instructor:

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Arturo Dine Licuona Pinedo

Objetivo de Aprendizaje Objetivo General

Al concluir el desarrollo del módulo el estudiante estará en condiciones de realizar tareas básicas de mantenimiento del sistema eléctrico y electrónico del vehículo automotor utilizando las especificaciones técnicas del fabricante, herramientas y equipos adecuados; y aplicando las normas de seguridad salud en el trabajo y cuidado del ambiente.

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Mantenimiento Preventivo al Sistema de Iluminación del Vehículo SESIÓN

07

• Faros y focos: nomenclatura, tipos • Designación de conectores • Cables de uso automotriz: tipos • Fusibles: tipos y aplicaciones • Relés automotrices: tipos y aplicaciones • Procedimiento para el alineamiento de faros • Simbología eléctrica de componentes eléctricos del automóvil • Principios de iluminación LED en el automóvil • Ley de Ohm: unidades y equivalencias, Cálculo de intensidad, resistencia, tensión y potencia eléctrica, Cálculo de fusibles • Unidades de luminotecnia • Interpretar esquema eléctrico del sistema de iluminación • Tratamiento de quemaduras por cortocircuitos www.senati.edu.pe

https://www.youtube.com/watch?v=W9J1kqbskXM

Objetivo Especifico Al finalizar la sesión el estudiante estará en condiciones de Efectuar mantenimiento preventivo al sistema de iluminación del vehículo, utilizando el manual de servicio correspondiente a la marca, herramientas y equipos adecuados; aplicando las normas de seguridad y salud en el trabajo y el cuidado del ambiente.

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Iluminación Actual https://www.youtube.com/watch?v=HhmWBczRszg https://www.youtube.com/watch?v=xYSix5r38qY https://www.youtube.com/watch?v=sbOZQUJEsjY https://www.youtube.com/watch?v=GxgCOogXk5Q https://www.youtube.com/watch?v=exzVRv1YJ_c

Sistema de Iluminación del Vehículo El sistema de luces es indispensable para una conducción segura durante la noche, consiste ien el grupo de dispositivos lumínicos montados o instalados en la parte frontal, lateral o trasera de los vehículos. Un sistema clave en la seguridad activa, gracias a la iluminación podemos circular en situaciones de baja visibilidad, permitiéndonos ver con claridad así como informando al resto de usuarios de la vía sobre nuestra presencia, la dirección que vamos a tomar o la velocidad a la que estamos circulando.

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FAROS Y FOCOS: NOMENCLATURA, TIPOS. Se divide en las luces exteriores y las luces interiores. Iluminación Exterior. Faros delanteros alta y baja Luz trasera alta y baja. Luz de parada. Luz de situación. Luz de señal de giro lateral. Luz de aviso de peligro. Luz de matrícula. Luz de retroceso.

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1. ILUMINACIÓN EXTERIOR. 1. FAROS. o utilizado para la iluminación de la carretera por delante del vehículo. o se proveen las luces de haz alto (para su utilización en carreteras iluminadas insuficientemente o escasamente transitadas). o las luces de haz bajo (para su utilización en carreteras bien iluminadas y muy transitadas). o las cuales se pueden seleccionar mediante el interruptor del regulador de la intensidad de luz de los faros.

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TIPOS DE FAROS.







 

Dos tipos de faros utilizados en los vehículos. 1. Faros Sellados. todo el conjunto en sí mismo es una bombilla, se ha instalado un filamento delante de un espejo reflector, al cual se ha sellado el lente de vidrio. 2. Faros Semi - Sellados. La diferencia entre este y el faro sellado estriba en su diseño, el cual permite el reemplazo de la bombilla. Además, cuando se reemplaza una bombilla la orientación (dirección y ángulo) no está están disponibles en los siguientes tipos: Bombilla ordinaria. Bombilla de cuarzo halógena

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1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

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Poder; 2) Voltaje; 3) Tipo de lámpara; 4) Fabricante; 5) País de aprobación; 6) Número de aprobación; 7) Lámpara halógena.

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FAROS Y FOCOS: NOMENCLATURA, TIPOS. Iluminación interior. Luz de medidores. Tablero de instrumentos. Luz de interior. (Luz de salón)

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1. DESIGNACIÓN DE CONECTORES.  se clasifican desde conectores simples de una terminal sencilla a momias grandes con terminales múltiples.  Conectores de un alambre sencillo.  Los conectores sencillos de un solo alambre conectan un alambre a otro o un alambre a un componente eléctrico.  Los terminales hembra y macho, bala y paleta, conectan dos alambres. En el alambrado del equipo original un conector sencillo puede moldearse al extremo de un alambre. Los conectores para sustituir se instalan generalmente soldando o engarzando la terminal del conector al alambre.

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 Conectores tipo pasante.  El conector tipo pasante se conecta a través de la pared cortafuego y los conectores de alambre múltiples en momias separadas, se conectan a cada lado.  Conectores protegidos contra la intemperie.  Conectores Metri - Pack y Micropack.  La corrosión, una conexión floja o hilos de alambre rotos en un conector, pueden ser causa de una resistencia elevada y dar por resultado una caída de voltaje que trastorne el funcionamiento del circuito.

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luxómetro para alinear faros

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ELEMENTOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA AUTOMOTRIZ

La ley de Ohm

La Energía Eléctrica tiene tres factores que la definen: • Tensión V (Voltio V) • Corriente I (Ampere A) • Resistencia R (Ohm Ω) La ley de Ohm vincula los tres factores.

V=RxI Volt = Ω www.senati.edu.pe

x

Amp.

ELEMENTOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA AUTOMOTRIZ

Para entender el significado de V, R e I usamos: La Analogía Hidráulica h = altura (metros)

Tensión eléctrica (Volts)

12 V

I = corriente eléctrica (Ampere)

Q = caudal (litros/hora) P1

h

Resistencia hidráulica

P2

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Resistencia eléctrica

ELEMENTOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA AUTOMOTRIZ

Elementos de electricidad automotriz: circuitos básicos R

I

R

+

-

+

-

V

V

• V (Volt) (metros)

--

•I (Ampere) (litros/hora) www.senati.edu.pe

• R (Ohms () )

es análoga a

-- h

-- es análoga a -- Q

-- es análoga a -- Rh (resistencia

I

ELEMENTOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA AUTOMOTRIZ

Ley de Ohm - relaciones entre magnitudes •Una disminución de la resistencia R significa un aumento de la corriente eléctrica I. • Un aumento de R significa una disminución de I.

V

V R

I

R V R

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I

I

ELEMENTOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA AUTOMOTRIZ

Elementos de electricidad automotriz

V

I = CORRIENTE (AMPERES) R = RESISTENCIA (OHM,  ) V = TENSION (VOLTS)

V

R=V/I www.senati.edu.pe

V

V = I. R

I=V/R

ELEMENTOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA AUTOMOTRIZ

Elementos de electricidad automotriz

Ley de Ohm - relaciones entre magnitudes -

La Ley de Ohm

nos enseña que: • Una disminución de resistencia origina un aumento de corriente • Un aumento de resistencia origina una disminución de la corriente

I R

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R I

ELEMENTOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA AUTOMOTRIZ

Corriente continua y Corriente alterna. • Corriente continua (CC o DC): es la corriente que fluye en un solo sentido

•Corriente alterna (AC o CA) : es la corriente que fluye alternadamente en uno u otro sentido.

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ELEMENTOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA AUTOMOTRIZ

Corriente Alterna la onda. Se mide en segundos. Frecuencia f : número de periodos en un segundo. Se mide en Hertz

Tensión V

Periodo T : tiempo de repetición de

a

b

(Hz).

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T

(seg)

f

Hz =(1/seg)

T

t (seg)

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Tecnología Led https://www.youtube.com/watch?v=XVkUFCh2MeM

https://www.youtube.com/watch?v=mwnlj2IQVL0

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Módulo Formativo:

Electricidad y Electrónica Automotriz Básica Instructor:

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Arturo Dine Licuona Pinedo

Objetivo de Aprendizaje Objetivo General

Al concluir el desarrollo del módulo el estudiante estará en condiciones de realizar tareas básicas de mantenimiento del sistema eléctrico y electrónico del vehículo automotor utilizando las especificaciones técnicas del fabricante, herramientas y equipos adecuados; y aplicando las normas de seguridad salud en el trabajo y cuidado del ambiente.

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Comprobar Componentes Electrónicos Pasivos SESIÓN

08

• El multímetro: uso y aplicaciones en componentes electrónicos • Magnitudes eléctricas y electrónicas básicas: características • Resistencias para circuitos electrónicos: tipos, función, clasificación • Tolerancia de las resistencias y Código de colores para resistencias • Identificación de resistencias para montaje superficial (SMD) • Resistencias dependientes de la temperatura NTC - PTC • Condensadores: tipos, capacidad • Inductor o bobinas: función • El relé y su aplicación en la electrónica • Cálculo de resistencias en serie y en paralelo • Cálculo de condensadores en paralelo y en serie • Ley de Ohm, Ley de Watt e Inductancia • Uso correcto de instrumentos de comprobación eléctrica / multímetros • Interpretar símbolos electrónicos de los componentes pasivos www.senati.edu.pe

https://www.youtube.com/watch?v=W9J1kqbskXM

Objetivo Especifico Al finalizar la sesión el estudiante estará en condiciones de Comprobar componentes electrónicos pasivos, utilizando las especificaciones técnicas del fabricante, herramientas y equipos adecuados; aplicando las normas de seguridad y salud en el trabajo y el cuidado del ambiente.

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https://www.youtube.com/watch?v=38y_1EWIE9I https://www.youtube.com/watch?v=A6PWu3EH7Xw https://www.youtube.com/watch?v=hIOZ7kta5Ng https://www.youtube.com/watch?v=4x8Pt9kbMcs https://www.youtube.com/watch?v=FrlovXbTois https://www.youtube.com/watch?v=4dkhqCUSYcM https://www.youtube.com/watch?v=GS4hbo0SVNk https://www.youtube.com/watch?v=4Hgmfkg-UTk https://www.youtube.com/watch?v=Wp2a4G81P68

LA ELECTRÓNICA.  La electrónica estudia todo lo relativo al diseño y aplicación de dispositivos eléctricos que emplean en su funcionamiento semiconductores y cuyo funcionamiento básico depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de información.  En los vehículos actuales la mayoría de conjuntos, motor, cambios automáticos, ABS/ESP, circuitos de alumbrado, etc., se encuentran gestionados por circuitos electrónicos. Cada conjunto dispone de un módulo de control que recibe la información de los captadores, procesa las señales y activa el correspondiente actuador.

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¿Qué es un multímetro digital?  Un multímetro digital (DMM) es una herramienta de prueba usada para medir dos o más valores eléctricos, principalmente tensión (voltios), corriente (amperios) y resistencia (ohmios). Es una herramienta de diagnóstico estándar para los técnicos de las industrias eléctricas y electrónicas.  Fluke presentó su primer multímetro digital en el año 1977.  Ccomponentes:  Pantalla: donde se observan las lecturas de medición.  Botones: para seleccionar varias funciones; las opciones varían según el modelo.  Selector (o conmutador giratorio): para seleccionar los valores de medición primarios (voltios, amperios, ohmios).  Conectores de entrada: donde se insertan los cables de prueba.  Las puntas de prueba son cables aislados flexibles (rojo para el positivo, negro para el negativo)

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Multimetro

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PINZA AMPERIMETRICA • Una pinza amperimétrica se trata de un medidor eléctrico muy útil, que posibilita la medición de intensidades de corriente, en conductores con carga, sin tener que desconectar el circuito eléctrico. • La principal ventaja de las pinzas amperimétricas es la posibilidad de medir intensidades altas con el circuito en funcionamiento y sin riesgos.

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Magnitudes eléctricas. Son todas aquellas unidades eléctricas que representan como resultado una medición, el cual se le puede asignar distintos valores; es decir, están relacionadas con la carga eléctrica 1. Voltaje o Diferencia de Potencial Es la magnitud que representa la fuerza de la energía eléctrica y su unidad de medida es Voltios (V). 2. Corriente Eléctrica Es la magnitud que representa la velocidad de circulación de la energía eléctrica en un determinado tiempo y su unidad de medida es Amperios (A) 3. Resistencia Eléctrica Es la magnitud que representa la oposición al paso de la energía eléctrica y su unidad de medida es Ohmios (Ω) Ejemplo en una carretera El voltaje representa la cantidad de automóviles que desean pasar por dicha carretera. La corriente eléctrica representa la velocidad de circulación de lo automóviles. La resistencia hace referencia al tamaño y numero de carriles de la misma. Recuerda que una magnitud es una propiedad que se puede medir. www.senati.edu.pe

La tensión o voltaje (V), es la energía por unidad de carga que proporciona una batería o fuente de alimentación. La energía eléctrica es el trabajo necesario para desplazar una carga eléctrica entre dos puntos sometidos a una diferencia de potencial. Se mide de Julios (J) o kilovatios-hora (kWh) (1 kWh = 3,6·106J)

Diferencia de potencial nos referimos a la diferencia de energía por unidad de carga entre dos puntos de un circuito. La intensidad de corriente (I) es la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección de un conductor en un segundo. La resistencia eléctrica (R) indica la oposición que presentan los conductores al paso de la corriente eléctrica. La potencia eléctrica (P) es la energía consumida en la  unidad de tiempo. se mide en vatios (W). www.senati.edu.pe

Resumen del repaso de conceptos Magnitud eléctrica

Se relaciona con

Tensión, voltaje (V) o diferencia de potencial.

El fenómeno que impulsa el movimiento de electrones.

Intensidad (I).

Cantidad de electrones que se desplazan en un período de tiempo.

Resistencia(R).

Oposición al desplazamiento de los electrones en un conductor o en un circuito.

Potencia eléctrica (P)

Energía consumida en la unidad de tiempo

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Se mide en Volt(V). Amperes(A). Ohm (Ω). Vatios (W).

La resistencia de valor fijo.  Tienen un valor nominal fijo, las más habituales son de película de carbón. Se clasifican en función de su potencia por tamaños: de 1 W, de 1/2 W y de 1/4 W; Su valor está indicado mediante un código de colores sobre su superficie: CÓDIGO DE COLORES DE LAS RESISTENCIAS.

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 También hay otros tipos de resistencia fijas, como las de película metálica y las bobinadas En cuanto a las bobinadas, pueden llegar a soportar potencias entre 5 y 100 w.  Resistencias variables.  dentro de estas encontramos dos tipos, las ajustables manualmente y las dependientes de magnitudes físicas:  Resistencias ajustables:  La resistencia ajustable es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante.  Este contacto móvil se llama cursor o flecha y divide la resistencia en dos resistencias cuyos valores son menores y cuya suma tendrá siempre el valor de la resistencia total.  Las resistencias ajustables se dividen a su vez en dos categorías: Potenciómetros y reóstatos. www.senati.edu.pe

 POTENCIÓMETROS y REOSTATOS.  Los potenciómetros y los reóstatos se diferencias entre sí, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. 1. Como regla general:  Los potenciómetros se utilizan para variar niveles de voltaje y los reóstatos para variar niveles de corriente Normalmente los potenciómetros se utilizan en circuitos con poca corriente, pues no disipan casi potencia, en cambio los reóstatos son de mayor tamaño, por ellos circula más corriente y disipan más potencia.

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LDR (RESISTOR LIGHT DEPENDENT) O FOTORRESISTENCIA  El LDR (resistor dependiente de la luz) es una resistencia que varía su valor dependiendo de la cantidad de luz que la ilumina.  Los valores de una fotorresistencia cuando está totalmente iluminada y cuando está totalmente a oscuras varía, puede medir de 50 ohmios a 1000 ohmios (1K) en iluminación total y puede ser de 50K (50,000 Ohms) a varios mega ohmios cuando está a oscuras.

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TERMISTOR (THERMALLY SENSITIVE RESISTOR) Un termistor es una resistencia sensible a la temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. Existen dos tipos de termistor: • NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo. Es decir, a mayor temperatura, menor resistencia. • PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo. Es decir, a mayor temperatura, mayor resistencia. • Aplicaciones:  Medición de temperaturas  Control de temperaturas Termostatos de calefacción y aire acondicionado)  Alarmas de llama.  VARISTOR (Variable Resistor)  Un varistor es un componente electrónico cuya resistencia óhmica disminuye cuando la tensión eléctrica que se le aplica aumenta. www.senati.edu.pe

CONDENSADORES  Es un componente electrónico que está constituido por dos placas metálicas (llamadas armaduras) paralelas entre sí y muy próximas, separadas por un material aislante, como papel, cerámica o mica, denominado dieléctrico. En el exterior tiene dos patillas o terminales por donde se conecta al circuito.  La cantidad de carga eléctrica que puede almacenar se mide como su Capacidad (C) y su unidad es el Faradios (F). Como el Faradio es una unidad muy grande se utilizan siempre los submúltiplos:  El mili faradio 1 mF = 10-3 F  El microfaradio 1 µF = 10-6 F  El nanofaradio 1 nF = 10-9 F  El picofaradio 1 pF = 10-12 F

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DIODOS.  Un diodo es un componente electrónico construido con material semiconductor (*) que permite el paso de la corriente eléctrica únicamente en un sentido.  Tiene dos terminales, ánodo y cátodo.  El diodo comercial presenta una banda en un extremo para indicar el cátodo.  La corriente circulará cuando sólo el ánodo esté conectado al polo positivo y el cátodo al negativo de la fuente de energía.

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El diodo LED  El diodo LED es un tipo de diodo particular que cuando conduce emite luz (Light-Emitting-Diode). Su comportamiento es el mismo que el del diodo común, es decir, sólo conduce cuando está en polarización directa, la diferencia está en que es luminiscente.  El diodo LED tiene que ir siempre en serie con una resistencia para regular la intensidad de corriente que lo atraviesa.

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TRANSISTORES Son también dispositivos semiconductores, pero en este caso con tres terminales. En su interior un transistor lleva tres “capas” de semiconductor, dos dopadas (contaminadas) con cargas negativas (N) y la de en medio dopada con cargas positivas (P). O deforma contrario, una capa negativa (N) entre dos positivas (P). Esta distribución del material de dopaje da lugar a dos tipos de transistor:

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El funcionamiento de un transistor La corriente principal circula entre el colector y el emisor (o entre el emisor y el colector, en un PNP), pero esta corriente “no puede pasar” hasta que una pequeña corriente entre por la base del transistor (o salga si es un PNP).

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Un buen conductor eléctrico Tiene que tener varias orbitas, para ser buen conductor eléctrico. Enlace polar. No ganan nada. Enlaces iónicos. ganan o pierden electrones. Esto se convierte en carga positiva y negativa. 10 mil millones de electrones equivalen a un mm. 1ª equivale a 6,242 quintillones Los elementos químicos más usados:  Silicio(4e-)  Germanio(4e-)  Carbono (4e-)

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Los elementos químicos semiconductores    

Galio(3e-) Boro(3e-) litio(3e-) aluminio(3e-)

Los elementos químicos aislantes.  Arsénico(5e-)  Antimonio(5e-)  fósforo(5e-)

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Relés o Relay Es un interruptor automático controlado por la electricidad. Los relés permiten abrir o cerrar circuitos eléctricos sin la intervención manual. El relé es el elemento que da la orden de que funcione el motor de una puerta automática, las luces de un semáforo, el motor de un ascensor, y multitud de sistemas automáticos. Su funcionamiento es cuando hace pasar corriente eléctrica a través de la bobina o electroimán, este genera un campo magnético a su redor y atrae la armadura que con su movimiento, hace que los contactos cambien de posición.

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• Comprobar resistencias fijas o lineales • Comprobar resistencias variables • Comprobar termistores PTC – NTC • Comprobar varistores • Comprobar fotorresistencias • Comprobar bobinados • Comprobar condensadores • Comprobar relés

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Componentes Pasivos Los componentes pasivos son todos aquellos que sus modelos matemáticos son lineales. Además pueden almacenar o mantener energía en forma de corriente o voltaje. Pero no son capaces de controlar esta energía, como resistencias , condensadores, bobinas...  

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Módulo Formativo: Electricidad y Electrónica Automotriz Básica HT-06 Comprobar componentes electrónicos activos www.senati.edu.pe

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1. COMPONENTES ELECTRÓNICOS ACTIVOS.  Los componentes activos de un circuito tienen la función de control y amplificación de señales eléctricas y/o electrónicas del circuito del que forman parte.  Por ejemplo: diodos, transistores, tiristores, etc.

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1. SEMICONDUCTORES: TIPOS.  Desde un punto de vista electrónico los materiales de la naturaleza están divididos en dos grandes grupos, conductores y aislantes. A medio camino entre estos se encuentran los materiales semiconductores que tienen la característica fundamental de tener cuatro electrones en su órbita de valencia, como el silicio o el germanio (menos utilizado).  Mientras los cuerpos conductores ofrecen poca resistencia al paso de los electrones y los aislantes la ofrecen elevadísima, los semiconductores presentan una resistencia intermedia entre ambos.  Ojo. Para comprender cómo funcionan los diodos, transistores y circuitos integrados es necesario estudiar los materiales semiconductores.

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1. DESCRIBIR LAS DIFERENCIAS ENTRE UN SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO Y UNO EXTRÍNSECO. 1. SEMICONDUCTOR INTRÍNSECO  Un semiconductor intrínseco es un semiconductor puro.  Para un semiconductor puro como el silicio, su estado de conducción depende de la temperatura, de manera que a –273 °C (0 K) su estructura es completamente estable y se comporta como un aislante, no disponiendo por tanto de electrones libres aptos para la conducción eléctrica. Pero a medida que aumenta la temperatura del semiconductor va disminuyendo su resistencia eléctrica según el siguiente proceso:  Al aumentar la temperatura, la energía de los electrones aumenta, y debido a ella algunos dejarán de estar ligados al átomo, convirtiéndose en electrones libres. El electrón, libre al abandonar el átomo al que estaba ligado, deja a su vez en él un hueco, que se comporta como un portador de corriente positivo, que se moverá en zigzag por el semiconductor (figura 4.23) de forma análoga a como lo hace el electrón libre, pero en distinto sentido.

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 Cuando se le aplica una tensión a un material semiconductor que está a una temperatura ambiente de 25 °C, aparece en él una corriente formada por electrones y huecos (siempre existe el mismo número de electrones que de huecos independientemente de la temperatura), de tal forma que los electrones se moverán hacia el polo positivo de la tensión, mientras que los huecos lo harán hacia el polo negativo.  Por lo tanto, podemos llegar a la siguiente conclusión: la conducción eléctrica de los materiales conductores es debida únicamente a los electrones libres, mientras que, en los materiales semiconductores, cuando conducen es debido a los electrones libres y a los huecos.  Señalaremos, por último, que, si aumenta la temperatura ambiente, se incrementan las vibraciones a nivel atómico, lo cual supone la creación de más electrones libres y huecos, pero en igual medida.

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1. SEMICONDUCTOR EXTRÍNSECO  Para la utilización del semiconductor en circuitos electrónicos, es preciso que se pueda ajustar exactamente su conductividad y que esta permanezca constante dentro de un margen de temperatura lo más amplio posible.  Para disminuir la resistencia de un semiconductor intrínseco y controlar su resistividad, se añaden al silicio en el proceso de fabricación átomos de otros elementos, resultando un semiconductor extrínseco. A este proceso se le denomina dopaje del semiconductor intrínseco y al material añadido impureza.  El objeto de la adición de impurezas es la obtención de semiconductores ricos en electrones o en huecos. Así al impurificarlo con elementos tales como el fósforo, antimonio o arsénico, el semiconductor resultante se denomina tipo N, obteniéndose un semiconductor rico en electrones libres. Estos son los portadores mayoritarios del semiconductor, que también tendrá huecos, pero en menor medida, y se denominan portadores minoritarios. www.senati.edu.pe

1. EL DIODO: CARACTERÍSTICAS, TIPOS.  Un diodo está compuesto por la unión de dos semiconductores, uno tipo P y otro tipo N. Los electrones mayoritarios de la zona N se mueven hacia la zona P, y los huecos de P se dirigen hacia la zona N, formándose una zona neutral y estable en la unión P-N (figura 4.24) que trabaja en forma de barrera (figura 4.26).

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 Si conectamos el polo positivo de una batería a la zona P de la unión, y el negativo a la zona N (polarización directa), la zona neutra se estrecha hasta desaparecer prácticamente, permitiendo el paso de la corriente eléctrica, que aumentará en función de la tensión aplicada.

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 Al invertir los polos de la batería, es decir, el polo negativo de la batería a la zona P y el polo positivo a la zona N (polarización inversa), la zona neutra se ensancha, impidiendo el paso de la corriente. La zona neutra deja de ensancharse cuando su diferencia de potencial es igual a la tensión inversa aplica-da. Cuando sucede esto, los huecos y los electrones dejan de alejarse de la unión.  La unión P-N tiene la propiedad de dejar pasar la corriente en un único sentido cuando se la polariza directamente, y no conduce cuando se la polariza inversamente.

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1. DIODO ZENER

 Si polarizamos inversamente un diodo, y aumentamos la tensión de polarización paulatinamente, llega un momento denominado punto de ruptura o tensión Zener, en el cual el diodo permite el paso de la corriente.  El nivel de tensión en que se produce la ruptura es constante y, siempre que la intensidad no sobrepase el máximo permitido el fenómeno es reversible. El diodo Zener está desarrollado para trabajar polarizado inversamente y soportando la tensión de ruptura. Es utilizado como estabilizador de tensión.  En las hojas de características del diodo se indica el coeficiente de temperatura, ya que, si la temperatura que lo rodea aumenta, la tensión Zener varía un poco.

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1. FOTODIODO:  es un diodo sensible a la intensidad de la luz, posee la propiedad de aumentar la corriente inversa de saturación cuando aumenta la intensidad luminosa aplicada al material semiconductor. El fotodiodo, estando polarizado inversamente y sin estar expuesto a la luz, deja pasar una corriente muy pequeña.  Al exponerlo a la luz, conforme aumenta la intensidad luminosa (lux) aumenta el paso de la corriente. Son empleados en automoción para la regulación de la temperatura de climatización.

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1. L.E.D: Es un diodo emisor de luz visible cuando se polariza directamente. El funcionamiento es similar al de un diodo normal. Al polarizarlo directamente deja pasar la corriente, y a partir de cierto umbral de tensión comienza a emitir luz de forma que aumenta la intensidad luminosa que emite al aumentar dicha corriente. La intensidad y la tensión que soportan es baja, del orden de 1,7 a 2 V y una intensidad máxima de 20 mA. La luz puede ser de diferentes colores: amarillo, verde, etc. Son empleados en automoción en los circuitos alumbrado y de señalización figura 4.30).

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1. EL TRANSISTOR: CARACTERÍSTICAS, TIPOS, FUNCIÓN Y POLARIZACIÓN.

 El transistor es un componente semiconductor con tres regiones consecutivas de un semiconductor tipo N y de otro tipo P. Según el orden en que estén dispuestas estas regiones, existe el transistor N-P-N y el P-N-P. La región central se denomina base (B), y los dos exteriores, emisor (E), y colector (C), véase fi-gura 4.32.

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 El comportamiento del transistor es similar al de dos diodos semiconductores colocados en serie, siendo la base la unión de estos diodos.  El transistor en circuitos electrónicos se puede comportar de los siguientes modos:  Aplicación como elemento amplificador.  Aplicación como interruptor.  Como amplificador, se emplea en los equipos de sonido principalmente, su comportamiento lo podemos ver en la figura 4.33, la corriente del colector depende de la corriente de base; es decir, si externamente al transistor se modifica la corriente de base, la del colector varía proporcionalmente, con orden de magnitud de 50 a 200 veces superior. Así tendremos una ganancia de corriente entre el ter-minal de base y el terminal del colector.

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1. POLARIZACIÓN DE LOS TRANSISTORES FET.

 Es un ejemplo de transistor unipolar que depende de un solo tipo de carga, que puede ser de electrones o de huecos.

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 TRANSISTOR BIPOLAR BJT: FUNCIÓN.  A diferencia del transistor bipolar, que puede funcionar como amplificador lineal o como amplificador en conmutación, los tiristores solo funcionan de esta última manera.

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1. EL TIRISTOR

 El tiristor es un diodo compuesto por cuatro regiones semiconductoras, P-N-P-N, consecutivas. Tres de estas (figura 4.37) están provistas de conexiones eléctricas y se denominan: ánodo (A), cátodo (K) y puerta (G) como conexión de mando adicional (terminal de disparo).

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 El tiristor es un interruptor electrónico controlable, con propiedades de rectificador.  Por un breve impulso de tensión en el terminal de mando, también denominado de disparo, el tiristor pasa a ser conductor con características similares a un diodo, y permanece en este estado de conmutación aun después de cesar el impulso.

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1. CIRCUITOS ELÉCTRICOS.  Los circuitos eléctricos son sistemas por los que circula una corriente eléctrica. Un circuito eléctrico está compuesto por los siguientes elementos:

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 CORRIENTE ELÉCTRICA E INTENSIDAD DE CORRIENTE.  Todos los cuerpos están formados por átomos. Cada átomo está constituido por un núcleo central y por una serie de órbitas. En el núcleo están los protones con carga positiva y los neutrones sin carga eléctrica. En las órbitas están los electrones con carga negativa.  Para que las cargas eléctricas estén compensadas el número de electrones tiene que ser igual al número de protones. Los átomos debido a fuerzas externas pueden ganar o perder electrones.

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 La corriente eléctrica, es el paso ordenado de electrones (e-) a través de un conductor.  La intensidad de corriente eléctrica, es la cantidad de electrones que circulan a través de un conductor en la unidad de tiempo (por segundo). Se representa por “I” y su unidad es el Amperio (A).

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 HILOS CONDUCTORES.

 Son los elementos por los que circula la corriente eléctrica.  Tres son los tipos de materiales, según su comportamiento frente a la corriente eléctrica:  Conductores. Materiales que, debido a su estructura atómica, permiten el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo poca o ninguna resistencia al flujo de electrones. Los metales son buenos conductores.  Semiconductores. Materiales que, debido a su estructura atómica, permiten parcialmente el paso de la corriente eléctrica, mejor que un aislante, pero peor que un conductor. Pueden ofrecer mucha resistencia a la corriente o prácticamente ninguna, según nos interese. Los diodos, transistores y el microprocesador de un ordenador son semiconductores.  Aislantes. Materiales que, debido a su estructura atómica, impiden el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo mucha resistencia al flujo de electrones. La madera y el plástico son ejemplos de aislantes.

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1. CIRCUITOS INTEGRADOS: FUNCIÓN, CLASIFICACIÓN, TIPOS DE ENCAPSULADOS E IDENTIFICACIÓN DE TERMINALES. 1. CIRCUITO IMPRESO.  Se entiende por circuito impreso una placa en la cual se sueldan o enchufan los componentes, resistencias, condensadores, transistores etc. (figura 4.39). Las conducciones constituidas por vías metálicas más o menos anchas pero muy delgadas son aplicadas mediante sistemas de impresión por la otra cara de la placa. Tienen las siguientes ventajas frente al circuito cableado:  Facilidad de mantenimiento.  Poca propensión a fallos.

 Resistencia a los choques y vibraciones.

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

   

1. CIRCUITO INTEGRADO. Entendemos por circuito integrado, un circuito electrónico compuesto por componentes semiconductores unidos inseparablemente sobre un único «chip» monolítico. Tiene las siguientes ventajas: Fabricación económica. Gran aprovechamiento del espacio. Proceso de fabricación en técnica planar; capas semiconductoras de los tipos N y P dispuestas en planos superpuestos o yuxtapuestos. La capa tipo N es atacada por diferentes procedimientos fisicoquímicos, obteniéndose los diferentes componentes deseados.

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Componentes Activos  Son todos aquellos componentes que dependen de una fuente de energía. Por lo general pueden excitar un circuito inyectando energía en el circuito. Estos componentes pueden ser transistores, diodos, amplificadores.

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