CÓMO CALCULAR EL COSTO MENSUAL CON UN MEDIDOR

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#MiércolesdeElectricidadbásica

 

Cálculo del costo mensual con el medidor (ejemplo)

Podemos calcular la potencia sin el recibo de luz. A través de la lectura del medidor podemos sacar la potencia que consumimos y por ende el costo mensual. A continuación, daremos un sencillo y demostrativo ejemplo.

Ejemplo:

Tenemos tres lámparas conectadas en paralelo que están prendidos durante 6 horas diarias durante todo el mes de agosto. Si por cada kWh cuesta 0.50 dólares. Calcular el costo mensual.

Tenemos los siguientes datos:
• Tiempo de consumo: 6 horas por día, 6 × 30 días = 180 horas mensuales
• Costo: 0.50 por cada kWh

Calculamos:

Para ello recurrimos a nuestro medidor para poder ver el consumo de los tres focos, mediante la luz que parpadea en el contador de luz digital (ver artículo sobre medidores).

El proceso es sencillo: durante el funcionamiento de los tres focos, revisas el medidor y calculas cuánto tiempo se demora en que la luz parpadea (impulso). Haz dicha medición varias veces para tener una cifra exacta.

Asumimos que revisamos el medidor y que por cada 11 segundos hay un parpadeo. Usaremos una regla de tres simple como artificio:

Con ello calculamos la siguiente fórmula:

Donde:
• Dato del fabricante que sale en el medidor: 1/1600
• Tiempo de consumo: 6 horas por día, 6 × 30 días = 180 horas mensuales
• Costo: 0.50 por cada kWh

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Como calcularías el costo mensual de luz

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#MiércolesdeElectricidadbásica

Cálculo del costo mensual con la potencia (ejemplos)

Hemos visto como podemos calcular la potencia a través del recibo de luz. Si deseas saber, te invitamos al leer el artículo (ver artículo). Si ya sabes, a continuación, daremos unos ejemplos de cómo calcular el costo mensual sin tener el recibo a la mano.

Ejemplo 1:

Se tiene una carga de 250 W que está prendido 6 horas diarias durante todo el mes de julio. Si cada kWh cuesta 0.50 dólares. Calcular el costo mensual.

Tenemos los siguientes datos:
• Potencia de la carga: 250 W = 0.25 kW
• Tiempo de consumo: 6 horas por día, 6 × 30 días = 180 horas mensuales
• Costo: 0.50 por cada kWh

Calculamos:

Costo:

Ejemplo 2:

Calcular el costo mensual de un domicilio.

Para ello tendremos que revisar el medidor. Observaremos el contador numérico que sale en el display. Registraremos el primer día lo que marca el medidor, y luego el último registramos el último día.

La diferencia entre la potencia del primer y último día, obtendremos la potencia que se consumió durante todo el mes.

Tenemos los siguientes datos:
• Potencia mensual: 60 kWh
• Costo: 0.50 por cada kWh

Costo:

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Aplicación de enclavadores con diodos y capacitores

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#MiércolesdeElectrónicapura

Circuitos enclavadores

Como sabemos, los enclavadores están compuestos por un diodo, un resistor y un capacitor que desplaza una forma de onda a un nivel de cd diferente sin cambiar la apariencia de la señal aplicada.

El diodo también está en paralelo con la señal de salida, pero puede o no tener una fuente DC en serie como un elemento agregado.

Caso 1:

Ciclo positivo:

Donde el voltaje del diodo es :

Ciclo negativo:

Donde:
Vp: Voltaje pico del generador de onda alterna.
VC: Voltaje del capacitor.

Caso 2:

Ciclo positivo:

Donde:
Vp: Voltaje pico del generador de onda alterna.
VC: Voltaje del capacitor.

Ciclo negativo:

Donde el voltaje del diodo es :

Caso 3:

Ciclo positivo:

Donde:
Vp: Voltaje pico del generador de onda alterna.
VC: Voltaje del capacitor.

Ciclo negativo:

Donde el voltaje del diodo es :

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Qué es un circuito enclavador

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#MiércolesdeElectrónicapura

Enclavador

También llamados fijadores, son similares a los limitadores. Consta de una red compuesta por un diodo, un resistor, un capacitor y una fuente de tensión continua. La función de estos es desplazar la señal de entrada a un nivel diferente sin cambiar la apariencia de la señal

Es una operación de desplazamiento, pero la cantidad de éste depende de la forma de onda real, la cantidad desplazamiento es la cantidad exacta necesaria para cambiar el máximo original.

Tienen un capacitor conectado directamente desde la entrada hasta la salida con un elemento resistivo en paralelo con la señal de la salida. El diodo también está en paralelo con la señal de salida pero puede o no tener una fuente de cd en serie como un elemento agregado.

El circuito de fijación proporciona un componente DC necesario para lograr el nivel de fijación deseado. Es deseable que el capacitor se cargue a un valor constante y permanezca en ese valor durante el periodo de la onda de entrada.

Funcionamiento

La resistencia en directo del diodo es cero, la salida igual a la entrada (con el máximo original Vm) solo con desplazamiento adecuado (con el nuevo máximo VB). Cuando la salida trata de exceder VB, el capacitor se carga. Su objetivo es desplazar una onda alterna en un nivel positivo o negativo de tensión continua.

Funcionamiento del circuito enclavador.

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Aspectos a considerar para la climatización

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#MartesdeAireacondicionado

Transferencia de calor

Coeficiente de transmisión térmica (U)

Es la cantidad de calor que se transmite en unidad de tiempo a través de la superficie de un elemento constructivo, tales como muro, vidrio, techo, etc. de un cierto espesor; con una diferencia de temperatura entre las masas de aire que se encuentran a ambos lados del elemento es de un grado.

Cuanto más bajo sea el valor de U mejor será la capacidad aislante.
Cortesía: Arquitecturayenergia.cl

Coeficiente de resistencia térmica (R)

Es la inversa del coeficiente de transmisión térmica. Representa la capacidad de este de oponerse al flujo de calor.

Este aislamiento puede ser implementado en paredes y techos, para mejorar la resistencia térmica y que las temperaturas externas no influyan en el interior del espacio, creando ambientes aislados y energéticamente eficientes.

Coeficiente de sombra (CS)

Mide la capacidad de filtrar el calor producido por los rayos directos del sol a través de una superficie de vidrio. Mientras menor sea, mejor desempeño tiene el vidrio.

Mientras más filtre el vidrio los rayos UV, mejor desempeño.
Cortesía: Pedrojhernandez.com

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Cómo es el basculamiento en un automóvil

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#MartesdeMecánicaauto

Basculado de la cabina

¿Qué es el basculado?

El basculado es el mover un cuerpo de un lado a otro respecto a un eje vertical. En el mundo automotriz significa inclinar la cabina de los vehículos de transporte, de forma que resbale hacia afuera por su propio peso.

Basculado de la cabina – vista lateral.

¿Cómo logramos el basculado de la cabina?

Para hacer el basculamiento de la cabina se utilizan mecanismos de accionamiento hidráulico. El conductor debe accionar con una palanca la bomba de basculación colocada en el lateral de la cabina opuesto a la circulación de otros vehículos, debajo y exteriormente a ella. En algunos camiones, el accionamiento del mecanismo hidráulico puede ser eléctrico.

Basculado de una cabina de un camión.

El desenclavamiento, al hacer bascular la cabina y el enclavamiento de la misma se efectúan, generalmente, de forma automática. Si no se ha producido el enclavamiento total de la cabina, se enciende un testigo en el tablero de instrumentos para advertir de dicha circunstancia.

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Cómo viaja la luz en la fibra óptica

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#LunesdeFibraóptica

Funcionamiento de la fibra óptica

El principio de la fibra óptica es simple:

Un haz de luz entra por un lado de la fibra, viaja por todo el conducto y sale por el otro lado.

Sabiendo dicho principio, ahora debemos saber que para ello debemos transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz que no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando.

Representación de dos rayos de luz propagándose dentro de una fibra óptica. En esta imagen se percibe el fenómeno de reflexión total en el haz de luz «a».
Cortesía: Wikipedia.org

Para esto aplicaremos el principio de reflexión interna total (basado en la Ley de Snell): Cuando la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, ahí es cuando se habla de reflexión interna total.

Cuando el ángulo de incidencia es mayor o igual al ángulo crítico, la luz no puede refractarse y se refleja totalmente en la frontera.
Cortesía: Wikipedia.org

En pocas palabras, el funcionamiento de la fibra óptica consiste que el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del revestimiento, y que el ángulo de incidencia es superior al ángulo límite, para que la luz se refleje totalmente por el núcleo.

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TIPOS DE POZO A TIERRA

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#LunesdePuestatierra

Tipos de pozo a tierra

Pozo a tierra vertical

Los pozos a tierra vertical son del tipo más común conocido y básicamente la mayoría de gráficos de Pozos a tierra. Consta de una fosa vertical de 0.80 cm o 1.00 metros a más de diámetro, llegando a excavar a una profundidad de 2.60, 2.80 o 3.00 metros.

Pozo a tierra vertical.

Pozo a tierra horizontal

Los pozos a tierra horizontal pertenecen al concepto más moderno tiene ciertas particularidades como que se realizan en zanjas de 40 cm de ancho, 0.60 metros de profundidad y en longitud en promedio de 3.00, 6.00 a más metros.

Estos pozos tienen un mayor rendimiento, desarrollan valores de resistencia más bajos, requieren menor movimiento de tierras, se hace menos excavación y son muy útiles en terrenos adversos, rocosos o donde se encuentra pantanal.

Pozo a tierra horizontal.
Cortesía: Pozosatierra.com

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Términos asociados a los sensores

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#DomingodeInstrumentación

Términos de sensores

Un sensor es un dispositivo para detectar y señalar una condición de cambio (presencia o ausencia de un objeto o material). También detecta una cantidad capaz de medirse, como un cambio de distancia, tamaño o color.

Cálculo de Sn (Distancia máxima de conmutación)

Al utilizar un sensor, se debe calcular una distancia de detección nominal y una distancia de detección efectiva.

Distancia nominal de detección

Corresponde a la distancia de operación para la que se ha diseñado un sensor, la cual se obtiene mediante criterios estandarizados en condiciones normales.

Distancia efectiva de detección

Corresponde a la distancia de detección inicial (o de fábrica) del sensor que se logra al ser instalado. Esta distancia se encuentra más o menos entre la distancia de detección nominal, que es la ideal, y la peor distancia de detección posible.

Distancia entre un sensor inductivo y el objeto.

Existen más términos a tomar en cuenta para el cálculo de la distancia nominal en los sensores los cuales son: Histéresis, Repetibilidad, Frecuencia de conmutación y Tiempo de respuesta. En la segunda parte veremos estos términos (ver artículo).

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Cómo funciona la iluminación en el automóvil

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#DomingodeElectrónicaauto

Circuito de iluminación

El circuito de iluminación se presenta dividido en distintas partes o circuitos individuales, cada uno con sus respectivos interruptores. Las luces se conectan en paralelo y las llaves de control están en serie entre grupos.

Normalmente se conoce por ser de un solo hilo o cable, es decir que usa el chasis del vehículo como masa o retorno.

Partes internas del circuito de iluminación.

Muchos vehículos han incorporado la iluminación led en sus sistemas para reemplazar las lámparas convencionales. Las lámparas led tienen la ventaja de no poseer luz caliente y, por consiguiente, consumen menos electricidad, alargando la vida útil del sistema eléctrico.

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Más términos asociados a los sensores

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#DomingodeInstrumentación

Términos de sensores (continuación)

Como ya sabemos hay términos importantes para la elección de un sensor: Cálculo de Sn, Distancia nominal de detección y Distancia efectiva de detección. Te invitamos que o leas antes de leer este artículo (ver primera parte).

Los sensores posibilitan la comunicación entre el mundo físico y los sistemas de medición y/o de control, tanto eléctricos como electrónicos, utilizándose extensivamente en todo tipo de procesos industriales y no industriales para propósitos de monitoreo, medición, control y procesamiento.

Existen otros términos asociados al cálculo de la distancia nominal en los sensores los cuales son:

Histéresis

Es la diferencia entre los puntos de operación (conectado) y liberación (desconectado) cuando el objeto se aleja de la cara del sensor y se expresa como un porcentaje de la distancia de detección.

Sin una histéresis suficiente, el sensor de proximidad se conecta y desconecta continuamente al aplicar una vibración excesiva al objeto o al sensor, aunque se puede ajustar mediante circuitos adicionales.

Histéresis del sensor.

Repetibilidad

Es la capacidad de un sensor de detectar el mismo objeto a la misma distancia de detección nominal y se basa en una temperatura ambiental y voltaje eléctrico.

Repetibilidad del sensor.

Frecuencia de conmutación

Corresponde a la cantidad de conmutaciones por segundo que se pueden alcanzar en Condiciones normales. En términos más generales, es la velocidad relativa del sensor.

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Aplicaciones tecnológicas del cable coaxial

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#DomingodeRadiocomunicaciones

Aplicaciones del cable coaxial

Antes de la utilización de la fibra óptica en redes de telecomunicaciones, tanto terrestres como submarinas, era el cable coaxial el más ampliamente utilizado en sistemas de transmisión de telefonía analógica basados en la multiplexación por división de frecuencia (FDM).

También encontrábamos cables coaxiales en sistemas de transmisión digital, basados en la multiplexación por división de tiempo (TDM), consiguiendo una transmisión de más de 7000 canales de 64 kbps.

Sin embargo, con el avance de la tecnología, se necesitaban cables de conexión para transmisión a larga distancia que tuviera una estructura diferente al utilizado en aplicaciones de redes locales; que soportara esfuerzos de tracción y presión debido a que se instalaba enterrado. Los cables coaxiales requieren un costo adicional para la protección, ya que aparte de los aislantes correspondientes llevaba un armado exterior de acero.

Además, actualmente se requiere una velocidad de datos mucho mayor y que pueda soportar todo tipo de condiciones (interferencia electromagnética, presión en caso de cableado subterráneo, etc.), por lo que el coaxial está siendo reemplazado por la fibra óptica. Incluso hay conexiones híbridas donde es fibra óptica en las redes urbanas y cuando llega al domicilio ya es conexión de cable coaxial (tecnología HFC).

Diagrama de una red híbrida de fibra óptica y cable coaxial (HFC).
Cortesía: Wikipedia.org

Aun así, todavía encontramos cables coaxiales en:

• Entre la antena y el televisor.
• Redes urbanas de televisión por cable e Internet.
• En equipos de radioaficionados (entre un emisor y su antena de emisión).
• Líneas de distribución de señal de vídeo.
• Redes de transmisión de datos como Ethernet (antiguas versiones 10BASE2 y 10BASE5).
• Redes telefónicas interurbanas.
• Cables submarinos (ha sido reemplazado por la fibra óptica).

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TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS: APLICACIÓN

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Aplicación de un transformador trifásico

Como sabes, un transformador trifásico consta de tres fases desplazadas en 120 grados eléctricos, en sistemas equilibrados tienen igual magnitud. Una fase consiste en un polo positivo y negativo por el que circula una corriente alterna.

Diagrama fasorial de un transformador trifásico con conexionado Dy5.

Los transformadores trifásicos son muy importantes ya que están presentes en muchas partes del sistema eléctrico.

Aplicación en el sistema de distribución eléctrica

Todos los transformadores desde el generador hasta la entrada a nuestros hogares o industrias son transformadores trifásicos. Se ocupa de la elevación y reducción de la tensión en diversas partes del sistema eléctrico: En generación cerca de los generadores para elevar la insuficiente tensión de estos, así como también en las líneas de transmisión y, por último, en distribución en donde se distribuye la energía eléctrica a voltajes menores hacia casas, comercios e industrias.

La mayor parte de los transformadores trifásicos son de media y de alta tensión por lo tanto los bobinados no se pueden ejecutar en aire porque no tienen suficiente aislación, por esa razón se los construye inmersos en aceite aislante. El aceite aislante es un aceite mineral que posee una rigidez dieléctrica muy superior a la del aire.

Transformadores trifásicos de alta tensión.

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Cargas térmicas en los edificios

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#SábadodeCalefacción

Cargas térmicas en los edificios

Cuando se habla de carga térmica sobre un edificio, se entiende que se habla de un fenómeno que tiende a modificar la temperatura interior del aire o su contenido en humedad.

En este sentido se puede establecer una primera clasificación de las cargas térmicas, según su incidencia:

Cargas térmicas sensibles: aquellas que van a originar una variación en la temperatura del aire.
Cargas térmicas latentes: las que van a originar una variación en la humedad absoluta del ambiente (contenido de agua en el aire).

Carga térmica en un edificio.

Por otro lado, el conocimiento de las cargas térmicas es imprescindible, como paso previo para acometer la tarea de diseñar el sistema de acondicionamiento del aire interior de un edificio, dependencia o local.

Precisamente en el diseño de un sistema de aire acondicionado habrá que calcular las cargas térmicas para las situaciones de diseño de verano y de invierno, dimensionando la instalación para la situación más desfavorable.

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CÓMO SELECCIONAR EL SENSOR MÁS ADECUADO

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#SábadodeInstrumentación

Criterios de selección de sensores

La selección de un sensor puede ser muy sencillo y a veces difícil. Esto se debe al uso que le tenemos destinado, ya sea uso científico o para ingeniería. El objetivo de la elección es contar con sensores que midan con exactitud y con incertidumbre aceptables.

Al elegir un sensor debemos de tomar en cuenta los siguientes criterios:

• Alcance de medición
• Exactitud del producto
• Condiciones bajo la cual la medición debe ser realizada.
• Ventajas y desventajas del sensor.

Exactitud

La exactitud de la medición debe ser tan alta como fuese posible, sin errores. Debemos buscar uno que nos ofrezca la diferencia entre el valor real y el valor medido sea cero.

Precisión

La precisión de la medición debe ser tan alta como fuese posible, en pocas palabras, la pequeña variación en la medición debe ser mínima.

Rango de funcionamiento

El sensor debe tener un amplio rango de funcionamiento y debe ser exacto y preciso en todo el rango.

Velocidad de respuesta

Debe ser capaz de responder a los cambios de la variable detectada en un tiempo mínimo (instantánea).

Calibración

Debe ser fácil de calibrar con procedimientos y en tiempo mínimo. La pérdida gradual de exactitud del sensor que se produce con el tiempo, y por ello debemos calibrarlo, pero debe ser a largo plazo, no debe ser frecuente.

Calibrador de presión neumática portátil.

Fiabilidad

Debe tener una alta fiabilidad. No debe estar sujeto a fallos frecuentes durante el funcionamiento.

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¿Qué es la caja de fusibles?

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#SábadodeElectrónicaauto

Caja de fusibles

Si alguna parte del sistema eléctrico falla, lo primero que debemos hacer es localizar nuestra caja de fusibles, que normalmente se ubica en el lado izquierdo del volante, cerca de los pedales.

Caja de fusibles y relés de control de protección.

En autos un poco más antiguos se encuentra solamente abriendo la capota, lo que resulta muy molesto si tenemos problemas en una noche lluviosa y nos encontramos a la vera del camino.

En la caja encontraremos un mapa que nos guiará sobre los fusibles que debemos revisar. En algunos casos encontraremos fusibles de colores, donde cada color indica su valor en amperes.

Código de colores en fusibles automotrices.

Si quieres saber más sobre los fusibles, tenemos un artículo de dedicado a ello “Aplicaciones de cada fusible en los automóviles” (ver artículo).

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CÓMO ES UN TRANSFORMADOR TRIFÁSICO

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Transformador trifásico

Los transformadores trifásicos han venido siendo útiles para la generación de corriente en grandes redes eléctricas son lo más usual en lo que tiene que ver al número de usuarios de tipo comercial e industrial que hacen uso del sistema, y es necesario considerar la importancia que tienen el mismo.

El aspecto de un transformador trifásico en aire.

Normalmente los transformadores trifásicos están constituidos de un núcleo que tiene 3 columnas y sobre cada una se encuentran los devanados primarios y secundarios. Estos devanados pueden conectarse en estrella, delta o zig-zag de las cuales se las puede hacer nueve combinaciones.

Transformador trifásico. Conexión estrella-triángulo.

Un transformador trifásico consta de tres fases desplazadas en 120 grados, en sistemas equilibrados tienen igual magnitud. Una fase consiste en un polo positivo y negativo por el que circula una corriente alterna. No es necesario decir que un transformador no funciona con corriente continua, puesto que para que exista un voltaje V debe haber una variación del flujo.

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Más aplicaciones de limitadores con diodos

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#ViernesdeElectrónicapura

Circuitos limitadores en serie (continuación)

Mediante un limitador podemos conseguir que a un determinado circuito le lleguen únicamente tensiones positivas o solamente negativas, de forma que nos vamos a centrar en un tipo de limitador que no permite que a un circuito lleguen tensiones que podrían ser perjudiciales para el mismo.

Si has entrado de frente aquí, te invitamos a leer la primera parte de este tema (ver primera parte).

Caso 3:

Del gráfico:

Cuando Vi ≥ 0:

Al ser la tensión positiva, el sentido de la corriente fluye de izquierda a derecha, por lo que el diodo se polariza inversamente (está abierto) y es como si no estuviera.

Cuando Vi = 2 V: El Vo = 2 + 1 = 3 V.
Cuando Vi = 1 V: El Vo = 1 + 1 = 2 V.
Cuando Vi = 0 V: El Vo = 0 + 1 = 1 V.

Cuando -1 ≤ Vi < 0:

Debido a que VB > Vi, la tensión sigue siendo positiva, por lo que la corriente fluye de izquierda a derecha y el diodo sigue polarizado directamente.

Cuando Vi = -0.5 V: El Vo = -0.5 + 1 = 0.5 V.
Cuando Vi = -1 V: El Vo = -1 + 1 = 0 V.

Cuando Vi < -1:

En ese caso, debido a Vi es negativo, el sentido de la corriente cambia de sentido. La corriente fluye de derecha a izquierda, por lo que el diodo se polariza directamente (está cerrado) se comporta como un cortocircuito.

Por lo tanto, no importa el valor que tome Vi, Vo = 0 V.

Caso 4:

Del gráfico:

Cuando Vi ≥ 0:

Al ser la tensión positiva, el sentido de la corriente fluye de izquierda a derecha, por lo que el diodo se polariza inversamente (está abierto), entonces Vo es un terminal abierto.

Por lo tanto, no importa el valor que tome Vi, Vo = 0 V.

Cuando -1 ≤ Vi < 0:

Debido a que VB > Vi, la tensión sigue siendo positiva, por lo que la corriente fluye de izquierda a derecha y el diodo sigue polarizado inversamente.

Por lo tanto, no importa el valor que tome Vi, Vo = 0 V.

Cuando Vi < -1:

En ese caso, debido a Vi es negativo, el sentido de la corriente cambia de sentido. La corriente fluye de derecha a izquierda, por lo que el diodo se polariza directamente (está cerrado) se comporta como un cortocircuito.

Cuando Vi = -1 V: El Vo = -1 + 1 = 0 V.
Cuando Vi = -1.5 V: El Vo = -1.5 + 1 = -0.5 V.
Cuando Vi = -2 V: El Vo = -2 + 1 = -1 V.

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RECTIFICADORES DE ONDA CON DIODOS

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Circuitos limitadores en serie

Como sabemos, un limitador o recortador es un circuito que permite, mediante el uso de resistencias y diodos, eliminar tensiones que no nos interesa que lleguen a un determinado punto de un circuito. Se utilizan para eliminar parte de una forma de onda que se encuentre por encima o por debajo de algún nivel de referencia.

Empleamos diodos para recortar una parte de una señal de entrada sin distorsionar la parte restante de la forma de onda aplicada. El rectificador de media onda es un ejemplo de la forma más sencilla de un recortador de diodo: un resistor y un diodo. Dependiendo de la orientación del diodo, se recorta la región positiva o negativa de la señal aplicada.

Caso 1:

Del gráfico:

Cuando Vi ≥ 1:

Al ser la tensión positiva, el sentido de la corriente fluye de izquierda a derecha, por lo que el diodo se polariza inversamente (está abierto) y es como si no estuviera.

Cuando Vi = 2 V: El Vo = 2 – 1 = 1 V.
Cuando Vi = 1 V: El Vo = 1 – 1 = 0 V.

Cuando Vi < 1:

En ese caso, Vi > VB, por lo que el sentido de la corriente cambia al de mayor voltaje, es decir, en el sentido en que esta VB (recuerda que Vi y VB están en sentidos opuestos).

El sentido de la corriente fluye de derecha a izquierda, por lo que el diodo se polariza directamente (está cerrado) se comporta como un cortocircuito.

Por lo tanto, no importa el valor que tome Vi, Vo = 0 V.

Caso 2:

Del gráfico:

Cuando Vi ≥ 1:

Al ser la tensión positiva, el sentido de la corriente fluye de izquierda a derecha, por lo que el diodo se polariza directamente (está cerrado) se comporta como un cortocircuito.

Cuando Vi = 2 V: El Vo = 2 – 1 = 1 V.
Cuando Vi = 1 V: El Vo = 1 – 1 = 0 V.

Cuando Vi < 1:

En ese caso, Vi > VB, por lo que el sentido de la corriente cambia al de mayor voltaje, es decir, en el sentido en que esta VB (recuerda que Vi y VB están en sentidos opuestos).

El sentido de la corriente fluye de derecha a izquierda, por lo que el diodo se polariza inversamente (está abierto), entonces Vo es un terminal abierto.

Por lo tanto, no importa el valor que tome Vi, Vo = 0 V.

Si quieres saber de más casos, haz clic en la segunda parte (ver segunda parte)

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TIPOS DE FLUIDOS USADOS EN LA REFRIGERACIÓN

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Fluidos refrigerantes

Un fluido refrigerante es cualquier fluido capaz de producir frío, de enfriar algún cuerpo o fluido lo podemos clasificar:

Fluidos frigorígenos: Son fluidos que se enfrían ellos mismos como consecuencia de un proceso de expansión o de un cambio de fase, y como consecuencia, reciben calor del entorno, enfriando dicho entorno.

Fluidos frigoríferos: Son fluidos que reciben calor del entorno y por tanto lo enfrían, pero que, a diferencia del anterior, necesitan un intercambio de calor con un fluido frigorígeno para poder enfriarse.

A partir de ahora se entenderá como fluidos refrigerantes exclusivamente los frigorígenos.

Equipo frigorífico con refrigerante CO2.

Dado que la mayoría de los sistemas de refrigeración se basa en los cambios de fase del propio fluido refrigerante, es habitual a la hora de escoger un refrigerante que sea condensable en el rango de temperaturas en las que debe trabajar la máquina.

Este es un requisito que no cumple, por ejemplo, el aire, que sin embargo cumple su función como fluido refrigerante en las máquinas basadas en la expansión isoentrópica de dicho fluido. Por eso, no se tratará en este tema el aire como fluido refrigerante.

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Cómo funciona el sistema de arranque

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#JuevesdeElectricidadauto

Sistema de arranque

El sistema de arranque gira el cigüeñal del motor a una velocidad suficiente rápida para encender el motor. A través de un circuito de cables pesados, los conectores e interruptores, la corriente de la batería viaja al motor de ignición, cual gira el cigüeñal y cuando todo está trabajando apropiadamente, enciende el motor.

El sistema de arranque funciona de la siguiente manera: cuando giramos la llave, se abre el paso de voltaje desde la batería a la bobina. La batería se alimenta de esa corriente generando el alto voltaje, que es entregado al distribuidor, que a su vez lo lleva hacia cada bujía que corta o entrega la corriente. Este ciclo, o tiempos de saltos, está controlado por el eje del distribuidor.

Sistema de arranque clásico.

Componentes

El sistema de arranque típico incluye los siguientes componentes:

• El motor de la ignición.
• La batería.
• Los cables y alambres.
• El interruptor de la ignición.
• El solenoide del motor de arranque (o en el motor de arranque o montado apartemente).
• El interruptor neutral para poner el automóvil en marcha (la mayoría de los vehículos con transmisores automáticas).
• El interruptor de enganche del embrague (muchos vehículos con transmisiones manuales).

Sistema típico de arranque en el automóvil.

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¿Qué son los polos y ceros?

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#JuevesdeSistdecontrol

Interpretación del diagrama de polos y ceros

Seguro para los que llevan Sistemas de control, habrás visto los gráficos que verás en este artículo, o habrás escuchado los términos de polos y ceros. Acá explicaremos de la forma más didáctica estos conceptos.

Polos

Los polos es la expresión que conforman el denominador cuando este tiende a cero.

Ceros

Los polos es la expresión que conforman el numerador. cuando este tiende a cero.

De la función de transferencia:
s+4: cero
s3+6s2+17s+13: polo

Ejemplo 1:
Calcular los ceros y polos y representarlo en un diagrama.

Ejemplo 2:
Calcular los ceros y polos y representarlo en un diagrama.

Ejemplo 3:
A partir del diagrama de polos y ceros, calcular la función de transferencia.

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APRENDE A INSPECCIONAR TU MEDIDOR ELÉCTRICO DE MANERA SENCILLA

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#MiércolesdeElectricidadbásica

La prueba de potencia

Es una prueba para verificar la exactitud del medidor mediante la comparación de los valores de potencia medidos simultáneamente con un instrumento desconocido y otro conocido para conocer el error del medidor. Si los valores de error medidos estén fuera del rango que permita la norma, el medidor será considerado defectuoso.

El método clásico es la prueba de potencia por medio de vatímetro patrón y cronómetro utilizado cuando hay necesidad de verificar el medidor en su lugar de instalación y no es posible interrumpir el suministro eléctrico del cliente.

Se puede realizarse de dos maneras:

Con carga real: Para la medición se utilizará la carga propia de la instalación del cliente.
Con carga externa: Conectada a la salida del medidor.

Medición

Medimos simultáneamente la potencia del circuito y medimos el tiempo que tarda en girar un numero N de vueltas el disco del medidor. Ahora, para medir la potencia se conectará el instrumento según lo indicado en el siguiente circuito:

Esquema de la medición de potencia en un medidor.
Cortesía: Afinidadelectrica.com

En el caso de utilizar instrumentos del tipo pinza voltamperimétrica u otros que no arrojen directamente el valor de la potencia, esta podrá ser calculada como:

Si se trata de un medidor trifásico, la potencia total será la suma de las potencias de las tres fases:

Se seleccionará una cantidad adecuada de vueltas N y se cronometrará el tiempo T que tarda el disco del medidor en cumplir con esta cantidad de revoluciones.

Medición de potencia en medidor eléctrico.
Cortesía: Afinidadelectrica.com

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QUÉ SON LOS LIMITADORES Y CÓMO APLICARLOS

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#MiércolesdeElectrónicapura

Limitadores o recortador

Es un circuito que permite, mediante el uso de resistencias y diodos, eliminar tensiones que no nos interesa que lleguen a un determinado punto de un circuito, aquello permite que un circuito llegue tensiones que podrían ser perjudiciales para el mismo.

Recortador sin polarizar

Por ejemplo, si tenemos un circuito que no queremos que le lleguen tensiones superiores a 0.7 V, tanto positivos como negativos. Para ello colocamos dos diodos y la resistencia limitadora para conseguir que cualquier tensión que exceda de 0.7 V o disminuya de -0.7 V, se vea recortada por los diodos.

Circuito de un recortador sin polarizar.
Cortesía: Wikipedia.org

Si la tensión de entrada supera los 0.7 V, el diodo D1 quedará polarizado directamente y recortará el exceso de tensión. De igual forma, si la tensión de entrada disminuya de -0.7 V, el diodo D2 quedará polarizado directamente y recortará el exceso de tensión que podría dañar nuestra carga.

Hay que tener en cuenta que la resistencia limitadora (Rlim) es mucho menor que la resistencia de carga (RL), de este modo la tensión que cae en la resistencia limitadora es prácticamente nula y podemos despreciarla.

Recortador polarizado

Por ejemplo, estamos buscando que a la entrada no le lleguen tensiones superiores a los 10 V o inferiores a los -10 V, en ese caso necesitamos un limitador polarizado. La única diferencia respecto al limitador no polarizado es que en este caso vamos a polarizar los diodos con baterías, a fin de que sea necesaria una tensión de entrada mayor que 0.7 V para que los diodos se polaricen directamente.

Circuito de un recortador polarizado.
Cortesía: Wikipedia.org

• Cuando la tensión de entrada se mantiene dentro de sus límites normales (entre 10 V y -10 V), los diodos no hacen nada.
• Cuando la tensión es superior a los 10.7 V (10 V de la batería más los 0.7 V del potencial del diodo), el diodo D1 queda polarizado directamente y empieza a conducir, de esta forma no permite que la tensión en la carga aumente.
• Si la tensión de entrada disminuye de los -10.7 V, en este caso es el diodo D2 el que se polariza directamente y comienza a conducir, no permitiendo que la tensión en la carga disminuya hasta niveles peligrosos.

Forma de la onda recortada con el limitador.
Cortesía: Wikipedia.org

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CÓMO ES QUE SE COMUNICAN LAS MÁQUINAS

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Sistema M2M

El M2M significa machine to machine, (máquina a máquina) se refiere al intercambio de información o comunicación en forma de datos entre dos máquinas remotas y desencadenar una acción.

Todo M2M debe contar con los siguientes elementos:

• Las máquinas que se encargan de gestionar la información entre ellas (Alarmas domésticas, paneles informativos en carreteras, telemantenimiento de ascensores, estaciones meteorológicas, etc).
• Los dispositivos M2M que se conectan a una máquina remota y proveen de comunicación al servidor (integrado con el core business de la empresa).
• El servidor que gestiona el envío y la recepción de la información.
• La red de comunicación por cable o a través de redes inalámbricas. Redes cableadas tales como PLC, Ethernet, ADSL, etc; y redes inalámbricas tales como Wifi, Bluetooth, RFID, GSM/UMTS/HSDPA, etc.

Segmentos del M2M.

Estos procesos reducen el tiempo y los costos, y amplían servicios que hasta ahora no teníamos. Así mismo esta comunicación se realiza a través de redes privadas e inalámbricas. Estas herramientas aumentan la productividad, automatización y eliminación manual, haciéndonos la vida más cómoda y segura.

Todo este proceso es gracias a tarjetas SIM que permiten estos procesos y reducen significativamente la complejidad de la instalación, distribución y despliegue de soluciones M2M.

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PRINCIPALES CARATERÍSTICAS DE LOS FUSIBLES

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#MartesdeAutomatización

Fusibles

A pesar de su aparente simplicidad, este dispositivo posee en la actualidad un muy elevado nivel tecnológico. El fusible coexiste con otros dispositivos protectores que lo hacen aparecer como pasado de moda u obsoleto, lo que no es así.

Está constituido por un filamento, lámina de un metal de bajo punto de fusión que se intercala en un punto de una instalación eléctrica para que se funda, cuando la intensidad de corriente supere un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los componentes eléctricos, debido a un cortocircuito o un exceso de carga.

C10G4 – Fusible, Potencia / Industrial, Clase gG / gL, 4 A, 500 VAC, 10mm x 38mm, 13/32″ x 1-1/2″
(Ver datasheet)

Características importantes

Capacidad de ruptura: Corriente presunta de ruptura que un fusible es capaz de interrumpir en las condiciones prescritas.
Corriente de ruptura límite: El valor máximo instantáneo alcanzado por la corriente durante la operación de ruptura del fusible, cuando opera en forma de evitar que la corriente alcance el valor máximo al que llegaría en ausencia del cortocircuito.
Tensión de restablecimiento: Tensión que aparece entre bornes de un cortocircuito después de la ruptura de la corriente.
Tensión de ruptura: Valor máximo de la tensión, expresado en valor de cresta, que aparece entre los bornes del cortocircuito durante la operación del fusible.

Fusible N.A. Tipo Americano 15A, 100 Piezas.

El principio de funcionamiento del fusible es muy simple: se basa en intercalar un elemento más débil en el circuito, de manera tal que cuando la corriente alcance niveles que podrían dañar a los componentes del mismo, el fusible se funda e interrumpa la circulación de la corriente.

Las tensiones de trabajo van desde unos pocos voltios hasta 132 kV; las corrientes nominales, desde unos pocos miliamperios hasta 6 kA, y las capacidades de ruptura alcanzan en algunos casos los 200 kA.

Fusible de cartucho gR de cerámica industrial 200kA 660VCA.
(Ver datasheet)

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Aspecto a considerar para la climatización

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#MartesdeAireacondicionado

Espacio a climatizar

Uso y función del espacio

Es requisito fundamental el estudio riguroso de los componentes del espacio que va a ser acondicionado. Es indispensable que el estudio sea preciso y completo. Forman parte de este estudio los planos arquitectónicos y de detalles, ubicación del terreno y en algunos casos fotografías de aspectos importantes del local.

Espacio donde se climatiza.

Orientación del edificio y situación del espacio a acondicionar

La orientación del edificio es muy importante ya que de esta dependerá que tanto incida el sol sobre la edificación, paredes y vidrios con orientación Oeste y Sur están expuestas a mayor calor producido por los rayos del sol. El efecto del sol debe incluirse cuando se realizan los cálculos para el aire acondicionado.

Edificio consorcio Santiago de Enrique Browne y Borja Huidobro.

Volumen del espacio

Para conseguir un buen funcionamiento del sistema de aire acondicionado es necesario que se calcule el volumen del espacio a climatizar. Si no se realiza este cálculo de volumen se pierde la eficiencia del sistema, ya que si la capacidad del aire es demasiado pequeña y el volumen a cubrir es demasiado grande no se lograra el ambiente deseado y la unidad trabajara en exceso. Si la unidad es demasiado grande y el espacio demasiado pequeño, se enfriará el aire en exceso y de manera desigual.

Volumen del espacio.

Materiales

Algunos materiales aportan beneficios para mantener un buen acondicionamiento del espacio, reducir la transmisión de calor y ahorrar energía.

• Los vidrios antitérmicos, los cuales reflejan la mayor parte de los rayos solares, impidiendo su absorción.
• Los sistemas estructurales concebidos con materiales aislantes.
• Paredes o losas de concreto con mayor espesor permiten reducir la trasmisión de calor al interior.
• Materiales básicos de construcción como el ladrillo de barro, concreto y yeso ofrecen cierta resistencia en contra de la transferencia de calor.

Lámina aislante térmica para ventanas.

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Seguridad en el automóvil

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#MartesdeMecánicaauto

Seguridad pasiva

Cuando el vehículo recibe un impacto, bien sea contra otro vehículo, contra objetos rígidos situados en la carretera, o contra el suelo, su estructura debe absorber una elevada energía que se traducirá en deformaciones.

Tal deformación debe estar limitada en el compartimento de pasajeros para que éstos no sean aplastados y se instalan, intencionadamente, elementos que, en caso de que se produzca un tipo de colisión determinado, permitan que se abollen y absorban una gran cantidad de la energía del impacto; de esta forma se causan menos daños.

Estas dos exigencias se conjugan de forma generalmente satisfactoria en los turismos actuales. A las anteriores medidas hay que añadir que las superficies interiores no deben tener aristas ni formas cortantes y que deben disponer de los sistemas de sujeción y bloqueo de puertas adecuados.

Situación de la rueda de repuesto.

Algunos elementos de seguridad

Los parachoques, los amortiguadores de impacto y los subchasis tienen menor rigidez que la zona cercana a los pasajeros y conductor para que, en caso de colisión, absorban la mayor parte de la energía de impacto deformándose de forma programada.

Colocación depósitos de aire comprimido y rueda de repuesto.

En este sentido es conveniente realizar periódicamente una limpieza de la zona inferior de la estructura metálica, sobre todo en ambientes salinos, para evitar su corrosión.

Otro elemento importante que forma parte de la cabina, aunque no es metálico, son las lunas, tanto la delantera como las laterales. Tener una buena visibilidad contribuye a conseguir una óptima seguridad de circulación.

Visibilidad en la luna delantera.

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Características de la fibra óptica

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Características de la fibra óptica

Cada filamento de la fibra óptica consta de un núcleo central de plástico o cristal (óxido de silicio y germanio) con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar (plástico) con un índice de refracción ligeramente menor.

Cuando la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, entones existe reflexión interna total.

Núcleo y revestimiento de la fibra óptica.
Cortesía: Wikipedia.org

¿Cómo es adentro de una fibra óptica?

En sí, en el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ángulos muy abiertos (mientras más cerca de 180 grados es más ideal), de esa forma prácticamente la luz avanza por el centro. De este modo, se guían las señales luminosas sin pérdidas por largas distancias.

El funcionamiento de la fibra óptica se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando.

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Álgebra booleana

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Álgebra booleana (teoremas)

Antes de leer este artículo, te invitamos a entrar al artículo sobre los fundamentos del Álgebra de Boole (ver artículo).

Teoremas fundamentales

Partiendo de los cinco axiomas anteriores, se pueden deducir y demostrar los siguientes teoremas fundamentales:

Principio de dualidad

El concepto de dualidad permite formalizar este hecho: a toda relación o ley lógica le corresponderá su dual, formada mediante el intercambio de los operadores suma con los de producto, y de los U con los Ø.

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Factores en un choque eléctrico

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Factores en un choque eléctrico (continuación)

Los efectos del paso de la corriente eléctrica por el cuerpo humano vendrán determinados por los siguientes factores:

Voltaje o tensión:

La resistencia del cuerpo humano varía según la tensión aplicada y según se encuentre en un local seco o mojado. Así el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión fija unos valores de tensión de seguridad (tanto para corriente alterna como para continua) de 24 V para locales mojados y de 50 V para locales secos a la frecuencia de 50 Hz.

Tabla de la resistencia del ser humano

Tipo de corriente (alterna o continua):

La corriente continua actúa por calentamiento, aunque puede ocasionar un efecto electrolítico en el organismo que puede generar riesgo de embolia o muerte por electrólisis de la sangre; en cuanto a la corriente alterna, la superposición de la frecuencia al ritmo nervioso y circulatorio produce una alteración que se traduce en espasmos, sacudidas y ritmo desordenado del corazón (fibrilación ventricular).

Efectos en el cuerpo humano con corriente DC y AC.

Frecuencia:

Las altas frecuencias son menos peligrosas que las bajas, llegando a ser prácticamente inofensivas para valores superiores a 100000 Hz (produciendo sólo efectos de calentamiento sin ninguna influencia nerviosa), mientras que para 10000 Hz la peligrosidad es similar a la corriente continua.

Recorrido de la corriente a través del cuerpo:

Los efectos de la electricidad son menos graves cuando la corriente no pasa a través de los centros nerviosos y órganos vitales ni cerca de ellos (bulbo, cerebelo, caja torácica y corazón).

En la mayoría de los accidentes eléctricos la corriente circula desde las manos a los pies. Debido a que en este camino se encuentran los pulmones y el corazón, los resultados de dichos accidentes son normalmente graves.

Los dobles contactos mano derecha- pie izquierdo (o inversamente), mano – mano, mano – cabeza son particularmente peligrosos. Si el trayecto de la corriente se sitúa entre dos puntos de un mismo miembro, las consecuencias del accidente eléctrico serán menores.

Recorrido de la corriente a través del cuerpo.

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CÓMO FUNCIONA EL ALTERNADOR EN LOS AUTOMÓVILES

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Alternador

El alternador convierte la energía mecánica en energía eléctrica (aproximadamente 14.4 V), basada en los principios de la generación eléctrica por inducción magnética.

Partes del alternador

Partes del alternador

1.- Placa de diodos: convierte la corriente alterna que sale de los extremos del bobinado del estator en corriente continua.
2.- Polea: es impulsada por el motor mediante una correa. Enfría el alternador y pone en movimiento al rotor.
3.- Rotor: es el eje giratorio del alternador.
4.- Bobinas del estator: de sus extremos sale la corriente generada por el movimiento del rotor.
5.- Núcleo del estator.

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¿POR QUÉ SE HACE UNA PUESTA A TIERRA?

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Objetivos de la Puesta de tierra

Los objetivos de una conexión de puesta a tierra son:

• Conducir a tierra todas las corrientes anormales que se originan como consecuencia de carcasas de los equipos eléctricas energizados.
• Evitar que aparezcan tensiones peligrosas para la vida humana en las carcasas metálicas de los equipos eléctricos.
• Permitir que la protección del circuito eléctrico, despeje la falla inmediatamente ocurrida ésta.

Instalando la varilla de baja resistencia.

Para lograr que la puesta a tierra de protección, cumpla con los objetivos previstos, es necesario establecer un medio a través del cual sea posible entrar en contacto con el terreno propiciando un camino de baja impedancia a menor costo, para la operación correcta de los equipos de protección, manteniendo los potenciales referenciales en un nivel adecuado.

Otra función que cumple la conexión a tierra es dispersar rápidamente las elevadas corrientes, evitando sobretensiones internas y externas.

Componentes de un sistema de puesta a tierra.

En conclusión, se puede decir que una buena conexión a tierra si cumple con las premisas antes indicadas.

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Entiendo un circuito magnético con la Curva de magnetización

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Curva de magnetización

La característica principal de los materiales magnéticos es que su comportamiento magnético que se resume en su curva de magnetización, cuyo gráfico es:

La curva de magnetización de un material ferromagnético es la curva B – H; se obtiene aplicando una corriente continua (I) a la bobina arrollada en el núcleo mostrado, comenzando con 0 amperios y luego lentamente hasta la corriente máxima permisible; observándose que a medida que se aumenta la corriente en la bobina (NI) aumentará la intensidad del campo H y a cada valor de H le corresponde un valor de B.

Curva de magnetización.

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¿Qué son las cargas térmicas?

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Cargas térmicas

Se dice que la carga térmica es todo aquello que modifique la temperatura seca y humedad relativa del aire interior. Está asociado con los sistemas de climatización (tales como la calefacción y la refrigeración), como a sistemas frigoríficos.

Las cargas térmicas pueden deberse:

Cargas de calefacción: Las que se producen en condiciones exteriores de invierno (y que físicamente traducen el calor perdido por el edificio hacia el exterior en la unidad de tiempo).

Cargas de refrigeración: Se refiere a las producidas en las condiciones de la estación cálida (físicamente, calor ganado por los locales en la unidad de tiempo).

El cálculo de estas cargas permite disponer los sistemas adecuados de calefacción o refrigeración para compensarlas. Las cargas térmicas se deben a varios fenómenos de intercambio de calor del edificio con el exterior:

• Transmisión por conducción a través de los elementos constructivos que separan el interior del exterior o de otros locales no climatizados.
• Tratamiento térmico del aire exterior necesario para la ventilación y renovación de aire de los ambientes.
• Calor entrante debido al soleamiento por los cierres de los huecos acristalados (la radiación solar atravesando las ventanas).
• Calor interno producido por las personas, la iluminación eléctrica y los aparatos que hay en el interior de los edificios.
• Otros pueden ser el tratamiento de la humedad del aire para conseguir en los ambientes una humedad relativa adecuada.

Hay ciertos fenómenos que no se toman en cuenta durante las condiciones de invierno, pues mejoran las condiciones interiores en esa estación (soleamiento, ocupación…). Para las condiciones de verano si tienen importancia porque aportan calor a los locales desde su interior

Carga térmica en el ambiente.

Así pues, las cargas de invierno solamente dependen de las condiciones exteriores, y las de verano, tanto de las interiores y de las exteriores.

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SISTEMA DE CARGA EN EL AUTOMÓVIL

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Sistema de carga

El sistema de carga cumple la función de recargar la batería y alimentar a los sistemas que consumen energía eléctrica.

Sistema de carga convencional compuesto por la batería, el alternador y el regulador.

Los componentes de este sistema son:

Batería

Aparte de ser recargada por el alternador, entrega energía al regulador activando el sistema para iniciar el proceso de recarga. También actúa como un compensador que permite mantener los niveles de tensión/corriente que el sistema necesita.

Alternador

Genera electricidad basada en el principio de la teoría electromagnética. En pocas palabras, convierte la energía mecánica tomada del motor en energía eléctrica, que será entregada a la batería para recargarla y ser usada por distintos sistemas del automóvil.

Regulador

Este dispositivo se encarga de regular la carga de voltaje/corriente proporcionada por el alternador que se dirige hacia la batería.

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SIMBOLOGÍA QUE SE USA EN LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL

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Normas ISA

Establecidas por la Instrument Society of America, actualiza permanentemente las normas usadas en la instrumentación empleada en todo proceso. Trabajan con una nomenclatura representada por un código de letras para nombrar los instrumentos, y los símbolos para representarlos.

Siguen la siguiente forma de nomenclatura:

• Todas las letras son mayúsculas.
• No más de 4 letras son utilizadas.
• Identificación del instrumento más su identificación funcional.
• La identificación de los símbolos y elementos debe ser alfa numérica, los números representan la ubicación y establecen el lazo de identidad, y la codificación alfabética identifica al instrumento y a las acciones a realizar.

Ubicación de las letras. Tomado de Mendoza (2014).
Simbología en señales.
Letras de identificación de Instrumentos. Tomado de Mendoza (2014).
Comparación con la Simbología SAMA
Combinaciones posibles de letras para identificación de instrumento. Tomado de Mendoza (2014).
Líneas y símbolos generales. Tomado de Mendoza (2014).
Símbolos de válvulas de control. Tomado de Mendoza (2014).
Símbolos para actuadores. Tomado de Mendoza (2014).

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CIRCUITOS ELÉCTRICOS VS CIRCUITOS MAGNÉTICOS

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Analogías con los circuitos eléctricos

Las leyes de los circuitos magnéticos son formalmente similares a las de los circuitos eléctricos, aunque al contrario que en este último, no hay nada material que circule. Esta analogía entre circuitos eléctricos y circuitos magnéticos se puede explotar para encontrar soluciones simples para flujos en circuitos magnéticos de considerable complejidad.

En la siguiente tabla se describen las variables que se comportan de manera análoga en los circuitos magnéticos y eléctricos:

Tabla de la analogía de un circuito magnético y circuito eléctrico.

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Álgebra booleana

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Álgebra booleana

Es una estructura algebraica para las operaciones lógicas Y, O, NO y SI (AND, OR, NOT, IF), así como el conjunto de operaciones unión, intersección y complemento.

Esquema de operaciones lógicas: SERIE.
Cortesía: Wikipedia.org
Esquema de operaciones lógicas: PARALELO.
Cortesía: Wikipedia.org

Son un álgebra de Boole, si cumple los siguientes axiomas:

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LO QUE TIENES QUE SABER EN UNA DESCARGA ELÉCTRICA

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Factores en un choque eléctrico

Los efectos del paso de la corriente eléctrica por el cuerpo humano vendrán determinados por los siguientes factores:

Valor de la intensidad que circula por el circuito de defecto:

Los valores de intensidad no son constantes puesto que dependen de cada persona y del tipo de corriente, por ello se definen como valores estadísticos de forma que sean válidos para un determinado porcentaje de la población normal.

Resistencia de contacto, resistencia propia del ser humano y resistencia de salida.

Resistencia eléctrica del cuerpo humano:

Además de la resistencia de contacto de la piel (entre 100 y 500 W), debemos tener en cuenta la resistencia que presentan los tejidos al paso de la corriente eléctrica, con lo que el valor medio de referencia está alrededor de los 1000 W; pero no hay que olvidar que la resistencia del cuerpo depende en gran medida del grado de humedad de la piel.

Resistencia en distintas partes del ser humano.

Resistencia del circuito de defecto:

Es variable, dependiendo de las circunstancias de cada uno de los casos de defecto, pudiendo llegar a ser nula en caso de contacto directo.

Tiempo de contacto:

Este factor condiciona la gravedad de las consecuencias del paso de corriente eléctrica a través del cuerpo humano junto con el valor de la intensidad y el recorrido de la misma a través del individuo. Es tal la importancia del tiempo de contacto que no se puede hablar del factor intensidad sin referenciar el tiempo de contacto.

Tabla
Tiempo de corte (seg.) con la intensidad de contacto (mA).

Curvas de seguridad:

Zona 1: zona de seguridad. Independiente del tiempo de contacto.
Zona 2: habitualmente no se detecta ningún efecto fisiopatológico en esta zona.
Zonas 3 y 4: en ellas existe riesgo para el individuo, por tanto, no son zonas de seguridad. Pueden darse efectos fisiopatológicos con mayor o menor probabilidad en función de las variables intensidad y tiempo.

Contacto indirecto.

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Desempeño de la Puesta a tierra

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Función de la Puesta a tierra

Definición:

Comprende a toda unión metálica directa, sin fusible ni protección alguna, entre determinados elementos de una instalación y un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo con objetivo de conseguir que la instalaciones o edificios tengan un sistema de seguridad para los elementos y las personas que estén ahí.

También al mismo tiempo, permite el paso a tierra de las corrientes de falla o la descarga de origen atmosférico.

¿Por qué conectar a tierra sistemas y circuitos?

Para limitar tensiones debido a:

• Rayos, producidos en la atmósfera.
• Sobretensiones eléctricas.
• Contactos indirectos frente a una falla de aislamiento eléctrico.
• Estabilizar la tensión durante las maniobras.
• Facilitar la operación de los interruptores de circuito (interruptor diferencial).

Pararrayos con puesta a tierra.
Cortesía: Diselec.es

La trayectoria de la puesta a tierra debe ser:

• Intencionalmente realizada.
• Es continua.
• Debe tener amplia capacidad para conducir en forma segura cualquier corriente de falla.
• Debe ser una trayectoria de baja impedancia (ideal menor a 5 ohmios).

Trayectoria de la puesta a tierra.

Como dijimos, la impedancia debe ser mantenida a un valor bajo por tres razones:

• Limitar la tensión a tierra.
• Facilitar la operación de los dispositivos de protección.
• Conducir a tierra corrientes indeseables que causan ruidos lo mismo que corrientes estáticas y de fuga.

Pozo a tierra.
Cortesía: Cenergia.com.pe

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Descubre qué es un circuito magnético

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Circuito magnético

Es un dispositivo en el cual las líneas de fuerza del campo magnético se hallan canalizadas trazando un camino cerrado. Está hecho de materiales ferromagnéticos (acero eléctrico), por su alta permeabilidad magnética y por tanto apropiado para la fabricación de núcleos.

Estructura de un circuito magnético simple.

El circuito magnético sencillo es un anillo hecho de material ferromagnético envuelto por un arrollamiento por el cual circula una corriente eléctrica, creando un flujo magnético en el anillo:

La reluctancia se puede calcular por:

Los circuitos magnéticos son la base teórica para la construcción de transformadores, motores eléctricos, muchos interruptores automáticos, relés, etc.

Circuito magnético en forma de toroide.
Cortesía: Universidad de Cantabria.
Circuito magnético con una ventana compuesta de cuatro ramas en serie (1, 2, 3 y 4).
Cortesía: Universidad de Cantabria.
Circuito magnético con dos ventanas. Las ramas 2 y 3 están en paralelo de forma que el flujo de la rama 1 (el flujo total) se descompone en los de las ramas 2 y 3.
Cortesía: Universidad de Cantabria.

Clases de circuitos magnéticos

Homogéneos: una sola sustancia, sección uniforme y sometido a igual inducción en todo su recorrido.
Heterogéneos: varias sustancias, distintas secciones o inducciones, o coincidencia de estas condiciones.

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Lo que te falta saber sobre la climatización

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Conceptos de climatización (continuación)

Pureza y contaminación del aire

La pureza o calidad del aire es controlada mediante la eliminación de partículas contaminantes, de polvo, gérmenes y olores indeseables por medio de filtros u otros dispositivos purificadores. cuentan con los filtros necesarios para retener dichas partículas generando la importancia de la limpieza del aire para la salud y para mantener confortable un espacio.

La renovación del aire elimina los olores desagradables, humos y vapores, contribuyendo a la mejora del ambiente.

Limpieza de conductos.
Cortesía: Climasierra2000.es

Niveles de ruido

Los equipos de aire acondicionado y de ventilación mecánica por su naturaleza producen ruido el cual debe ser controlado, existen niveles de ruidos recomendados que no deberían de ser sobrepasados, para no causar daños al oído.

La elección del equipo, con su ventilador y motor, es uno de los puntos más importantes ya que producen ruidos molestos que interfieran con las actividades del usuario.

Comprobar niveles de ruido es vital para un buen desempeño del equipo y los usuarios.

Presión

La presión es la fuerza ejercida en una unidad de área. Puede describirse como la medida de intensidad de una fuerza en un punto cualquiera sobre la superficie de contacto.

En los sistemas de aire acondicionado, se mide mediante los manómetros que mide la diferencia de presión entre la presión total del fluido contenido en un recipiente y la presión atmosférica.

Manómetro.
Vital para la medición de presión en el aire acondicionado o refrigerante.

Convección

La convección es el proceso de climatización, porque el trabajo de la misma es calentar el aire; para poder llevar a cabo dentro de un espacio se debe realizar una convección forzada, en el caso de los países que tienen clima frio se realiza este proceso absorbiendo el aire, filtrándolo y luego insertándolo nuevamente al entorno a mayor temperatura; en climas cálidos se encarga de hacer todo lo contrario, es decir, absorber el aire caliente, filtrarlo e introducirlo nuevamente al espacio pero a una menor temperatura.

Convección.
Los aparatos de calefacción se colocan abajo, mientras que los de aire acondicionado se ponen altos.

Evaporación

La evaporación es un proceso por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso. Lo que hace el equipo de aire acondicionado es evaporar el aire que contiene alto grado de calor, convirtiéndolo a estado gaseoso mediante el proceso de evaporación, con el fin de introducirlo nuevamente en el espacio a menor temperatura.

Condensación con calderas a gas.

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Sistema de arranque electrónico

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Sistema de arranque electrónico

El sistema de arranque que veremos a continuación es el que, normalmente, está conformado por una bobina, el platino (o ruptor), el distribuidor y las bujías.

Sistema de arranque

Encendido convencional
En vehículos modernos el platino fue reemplazado por una unidad electrónica.

El sistema de arranque funciona de la siguiente manera: cuando giramos la llave, se abre el paso de voltaje desde la batería a la bobina. La batería se alimenta de esa corriente generando el alto voltaje, que es entregado al distribuidor, que a su vez lo lleva hacia cada bujía que corta o entrega la corriente. Este ciclo, o tiempos de saltos, está controlado por el eje del distribuidor.

Sistema de arranque electrónico

Con el avance de la tecnología electrónica, el encendido convencional con platinos ahora es asistido electrónicamente. Se reemplazó al platino o ruptor mecánico por un circuito electrónico a transistores. Al haber menos partes móviles en este sistema, el mantenimiento y los problemas de encendido se reducen considerablemente.

Encendido electrónico
Encendido asistido electrónicamente.

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CONDUCTORES ELÉCTRICOS USADOS EN LOS AUTOMÓVILES

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Conductores eléctricos

Los conductores eléctricos, son hilos metálicos de cobre o aluminio que se utiliza para conducir la corriente eléctrica. Se emplea en las instalaciones eléctricas en general, en los automóviles y en la construcción de bobinados.

Los tipos de conductores más empleados son:

Alambres

Son conductores constituidos por un solo hilo metálico y pueden ser desnudos o revestidos con una cubierta aislante. Según el material de los aislantes, los alambres podrán emplearse en las instalaciones eléctricas o en los embobinados.

Alambres (estructura interna).

Cables

Están constituidos por un conjunto de alambres no aislados entre sí y pueden ser desnudos o revestidos por una o varias capas aislantes. Los aislantes son de plástico, goma o tela. Se utilizan, generalmente, en las instalaciones eléctricas y en los automóviles.

Partes

Cable (estructura interna).

Cordones

La constitución de los cordones es similar a la de los cables. La diferencia está en que los alambres son más finos, dándoles una mayor flexibilidad al conjunto. Están compuestos de 2 o 3 conductores flexibles, aislados entre sí, y se presentan en forma trenzada o unidos paralelamente.

Cordón (estructura interna).

Conductores con cubierta protectora

Son conductores que además de su aislante, tienen otra capa protectora contra humedades, ácidos o temperaturas elevadas. Las cubiertas protectoras pueden ser de plástico especial, plomo o goma.

Conductores con cubierta protectora (estructura interna).

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¿Cómo cambiar la potencia contratada?

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Cambiando la potencia contratada

La potencia contratada no es un valor fijo, existen dos situaciones que indican que es necesario un cambio de la potencia contratada:

Si salta continuamente el Interruptor de Control de Potencia (ICP):

Indica que hay menos potencia contratada de la que realmente necesita la vivienda y el consumidor no podrá hacer un uso normal de sus electrodomésticos.

Si nunca ha saltado el Interruptor de Control de Potencia:

Indica que la potencia contratada está ajustada a lo que necesita la vivienda e incluso que la potencia pueda bajarse algún punto.

Cambiar la potencia y/o tarifa de un contrato de luz.
Cortesía: Somenergia.coop

Si te encuentras en uno de estos dos casos, puedes hacer el cambio. Solo comuníquese con su empresa de servicio eléctrico y abonar el importe correspondiente por llevar a cabo esta gestión.

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Objetivo de la refrigeración mecánica

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Objetivo de la refrigeración mecánica

El objetivo de la refrigeración mecánica es enfriar un objeto o ambiente por medio de los dispositivos desarrollados por el ser humano para este fin.

Para lograr este propósito partimos de que el calor siempre tiende a fluir hacia un contorno más frío. Este proceso físico se efectúa a mayor o menor velocidad según la resistencia en un sólido por el cual el calor circula; o la velocidad, forma, posición, densidad y otras propiedades, si se trata de un fluido como el aire o el agua.

Se ha hecho necesario definir una serie de fenómenos que involucran el proceso de enfriamiento y también crear herramientas que faciliten tanto el uso de esas definiciones como la comprensión directa a partir de las características de cada fenómeno representado. Tal es el caso de los diagramas, gráficos y ecuaciones, por citar algunos.

Ciclo de refrigeración por compresión – Ciclo frigorífico.

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CÓMO FUNCIONAN LOS DIODOS

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Diodo semiconductor (características)

Antes de ello, no te olvides de pasar por nuestro artículo sobre el diodo semiconductor (ver artículo).

El diodo conduce con una caída de tensión de 0,6 a 0,7 V. El valor de la resistencia interna sería muy bajo. Se comporta como un interruptor cerrado.

El diodo no conduce y toda la tensión de la pila cae sobre él. Puede existir una corriente de fuga del orden de uA. El valor de la resistencia interna sería muy alto Se comporta como un interruptor abierto.

Diodo 1N4004
(ver Datasheet).

Los diodos poseen propiedades que les diferencia de los demás semiconductores. Poseen una tensión umbral de 0,3 V (diodo de germanio) o 0,7 V (diodo de silicio). Cuando está polarizado en directa, el diodo se comporta como un interruptor cerrado; sin embargo, cuando está polarizada en inversa, el diodo se comporta como un interruptor abierto. En dicho estado, existe una mínima corriente de fuga.

Curva característica del diodo

Dicha curva representa el comportamiento en el flujo de corriente cuando el diodo es sometido a una tensión que lo polarice en directa o inversa.

Curva característica del diodo semiconductor.

Cuando el diodo está polarizado en directa, si la tensión es menor a la tensión de umbral (Vk), no hay una corriente significativa en IF, pero cuando la tensión es superior a la tensión de umbral (Vk), la corriente IF comienza a incrementarse rápidamente, lo que nos indica que el diodo conduce.

Cuando el diodo está polarizado en inversa, la corriente es despreciable solo existe una corriente mínima de fuga en uA; sin embargo, cuando la tensión del diodo alcanza la tensión de ruptura, sucede el efecto avalancha (avalancha de electrones en inversa) que destruye al diodo.

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¿Cómo calcular manualmente tu potencia recomendada?

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Cálculo de la potencia recomendada

Primero: Potencia instalada

Para ello tenemos que sumar las potencias nominales (potencia máxima demandada por un dispositivo eléctrico funcionando a máximo rendimiento) de los equipos eléctricos de mayor consumo que solemos utilizar de manera simultánea.

Segundo: Factor de simultaneidad

Luego de tener la potencia instalada, aplicamos un factor de simultaneidad, dado que nunca conectaremos todos los equipos eléctricos a la vez. Nos permite prever la potencia máxima de la que haremos uso de manera simultánea.

El factor de simultaneidad tiene un valor máximo igual a 1, que equivale a todos los dispositivos conectados al mismo tiempo. Si el factor de 0.2 el grado de utilización de los electrodomésticos es reducido y si es 0.3, entonces es elevado.

Ejemplo:

En una vivienda está equipada con nevera, microondas, lavadora, lavavajillas, vitrocerámica, dos equipos de aire acondicionado y una televisión.

Primero: Calculamos la potencia eléctrica instalada:

Segundo: Aplicamos un factor de simultaneidad de 0.3 porque hacemos un excesivo uso de electrodomésticos de gran consumo como la lavadora o el lavavajillas.

A este resultado le sumaremos un margen de 1 kW para cubrir la demanda de las bombillas y lámparas instaladas de en la vivienda, así como de los equipos de uso más esporádico, como son el secador de pelo, la tostadora o el aspirador.

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QUÉ ES LA POTENCIA ELÉCTRICA CONTRADA

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Potencia contratada

La potencia contratada, expresada en kilovatios (kW), afecta directamente al importe que hemos de abonar a la empresa eléctrica en concepto de potencia facturada. Con la potencia contratada se limita el número de aparatos que podemos conectar de manera simultánea a la red eléctrica de una vivienda sin que salte el Interruptor de Control de Potencia (ICP).

La potencia eléctrica de tu vivienda

Para contratar la potencia eléctrica que necesita la vivienda, debemos tener en cuenta los siguientes criterios:

• Número de electrodomésticos que tiene la vivienda.
• Dimensiones del inmueble.
• Número de personas que habitan en la vivienda.
• Uso y hábitos de consumo del suministro eléctrico.

Potencia de los artefactos electrodomésticos.

También podemos tomar en cuenta cuáles son los electrodomésticos que tenemos en nuestro hogar:

Equipamiento básico: electrodomésticos de uso habitual en una vivienda.
Equipamiento medio: aire acondicionado, horno eléctrico, secadora.
Equipamiento elevado: calefacción eléctrica, piscina.

Por si acaso, ¿cuánto potencia consumen los electrodomésticos?

Nevera: de 250 a 350 vatios (W)
Microondas: de 900 a 1.500 W
Lavadora: de 1.500 a 2.200 W
Lavavajillas: de 1.500 a 2.200 W
Horno eléctrico: de 1.200 a 2.200 W
Vitrocerámica: de 900 a 2.000 W
Aire acondicionado: de 900 a 2.000 W
Calefacción eléctrica: de 1.000 a 2.500 W
Televisión: de 150 a 400 W

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Lo que debes saber sobre la climatización

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Conceptos de climatización

Aire

Es un gas incoloro, insípido e inodoro, mezcla de diversos gases. Puede ser aire seco y aire húmedo. El seco es el que carece de humedad, y por ende el húmedo es el que la tiene. Es un transportador que puede llevar frío, calor, humo, vapor, suciedad, polvo, olores y también sonido.

Aire, sirve para refrescar el ambiente.

Temperatura

Es la escala usada para medir la intensidad del calor, también puede definirse como el grado de calor que tiene un cuerpo. Las escalas de temperaturas que más usadas son Celsius, Fahrenheit y Kelvin.

Con la temperatura, medimos el calor que sentimos.

Humedad

El aire contiene cierta proporción de humedad, la cual viene de la evaporación parcial de las grandes masas de agua que existen en la tierra y del vapor de agua que exhalan las personas, animales y vegetales en sus funciones orgánicas.

La humedad absoluta es la cantidad de vapor de agua por volumen de aire del ambiente; mientras que la humedad relativa lo que contiene una masa de aire en relación con la cantidad máxima de humedad absoluta que se produce sin condensación

Humedad en el ambiente.

Movimiento del aire

En los sistemas de aire de acondicionado es necesaria la capacidad de refrigeración y de limpieza del aire, pero si no se realiza una distribución correcta y un movimiento eficaz del aire, no se habrá cumplido el objetivo del acondicionamiento.

El movimiento del aire depende de la cantidad que circula y de la dirección en la cual se expulsa; ambos se determinan por el tipo de distribución de aire que se utilice, que puede ser directamente desde el equipo o a través de ductos para poder mantener uniforme la circulación y retorno del sistema de climatización ambiental.

El movimiento del aire puede ser de varias formas, puede ser con extractores o ventiladores.

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CARROCERÍA DE LOS CARROS: PARTES IMPORTANTES

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La carrocería

La carrocería está formada por el bastidor y los elementos funcionales; dándole al vehículo esa característica estética. Está fabricada, generalmente en chapa de acero y materiales plásticos resistentes. Suelen estar construidas con barras en forma de estructura tubular.

Debe ser lo más ligera y barata posible en relación con la cantidad de espacio que hay en su interior. Por ello actualmente se ha mejorado desde el perfeccionamiento aerodinámico, para reducir el consumo de carburante, hasta el aislamiento, para reducir los ruidos que se perciben durante la marcha.

Construcción autoportante.

La cabina

Propia de los camiones, la carrocería tiene dos partes: la cabina, que puede ser fija o abatible y la plataforma, que es sobre la que se monta la construcción donde va la carga. En este caso la cabina equivale a la carrocería autoportante de los autobuses.

Carrocería y la cabina del automóvil.

Exigencias

Elevada estabilidad propia: Debe soportar un elevado esfuerzo durante los movimientos de balanceo y cabeceo. También debe soportar vibraciones y oscilaciones procedentes del motor y de las ruedas.
Seguridad pasiva propia: Resistente a la deformación y los sistemas de retención, consiguiendo una elevada protección para los ocupantes.
Otros: Tales como construcción ligera, protección anticorrosión y estabilidad y ligereza.

Bastidor de carrocería de auto.

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El esqueleto de un auto

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El bastidor

Consiste en una serie de vigas de tamaño y forma adecuados para soporte y constituye la base del chasis del vehículo. Aloja los ejes, la transmisión y soporta la cabina y las piezas de la carrocería. La construcción más convencional es la que se compone de dos largueros y varios travesaños dependiendo de la longitud del vehículo.

La geometría y la sección de las vigas del bastidor se determinan en base a los esfuerzos máximos que deban soportar. Los depósitos de carburante van montados lateralmente en el bastidor debido al peso del carburante. También incluye el soporte para alojar las baterías en una zona fácilmente accesible y zonas de acoplamiento para otros elementos: del sistema neumático, el compresor del aire acondicionado, la rueda de repuesto, etc.

Bastidor convencional.

Existen otros tipos de bastidores, como el bastidor de celosía, que se utiliza en la construcción de autobuses, obteniéndose una estructura resistente.

Para un buen mantenimiento del bastidor, conviene realizar el engrase, con una pistola de engrase y utilizando una grasa específica con amplio rango de temperaturas de funcionamiento.

Depósito y escaleras.

Evolución del bastidor

El automóvil solía fabricarse con un bastidor o estructura metálica sobre la que se disponía la carrocería. El bastidor lo constituían una serie de vigas formando una celosía, con el fin de soportar los elementos del automóvil y la carga soportada.

El inconveniente es que no se tomaba en cuenta en la posible deformación provocada por un accidente. Por ello los accidentes, incluso los producido a baja velocidad, solían producir muchas víctimas mortales, ya que, al absorber la energía del impacto con deformaciones muy pequeñas, se alcanzaban niveles elevados de daño sobre los pasajeros.

Bastidor de un automóvil.

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INTERRUPTORES INDUSTRIALES

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Interruptores industriales

En estos últimos años los interruptores desempeñan un papel predominante para el funcionamiento seguro de una red eléctrica, ya sea residencial o industrial. Incluso son necesarios en los generadores de electricidad, donde se conecta y desconecta toda la potencia de una central eléctrica (gigawatts), en líneas de transmisión, en subestaciones, (tensiones superiores a 1.500 kV) y en las redes de distribución.

Hablaremos de los más esenciales que siempre veremos en toda instalación industrial.

Interruptor termomagnético (ITM)

Es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos. Protegen la instalación contra sobrecargas y cortocircuitos.

Interruptor termomagnético 3P Bticino.

Cortocircuito: Está destinada a la protección frente a los cortocircuitos, los cortocircuitos son aumentos de intensidades provocadas por contacto directo accidental entre fase y neutro. Cuando la intensidad que circula por la carga sobrepasa el límite de intervención fijado, el ITM se abre.

Sobrecarga: Protegen de corrientes que son superiores a las permitidas por la instalación. Esta situación es típica de una sobrecarga, donde el consumo va aumentando conforme se van conectando aparatos.

Interruptor diferencial (ID)

Es un dispositivo de protección que se instala en las instalaciones eléctricas de corriente alterna con el fin de proteger a las personas de accidentes provocados por el contacto directo con la instalación eléctrica o con elementos en contacto con partes activas de la instalación.

Interruptor diferencial 4P Hager.

El diferencial desconectará el circuito cuando se produce un contacto de un cable u elemento activo a la carcasa de una máquina con una persona no aislada, la corriente recorrerá su cuerpo hacia tierra provocando una diferencia y superando la sensibilidad del diferencial, éste se disparará protegiendo a la persona y evitando así su electrocución.

Interruptor de control de potencia (ICP)

Es un interruptor termomagnético instalado después del contador eléctrico, al inicio de la instalación eléctrica en cada sede, ya fuese residencial, comercial o industrial, tiene como objetivo que la instalación eléctrica no superase la potencia contratada, además de proteger el dimensionamiento de la red eléctrica de distribución local.

Interruptor de control de potencia ICP-M 4P 20 A.

Su función era controlar la potencia consumida por el cliente en cada momento, de tal forma que si la potencia eléctrica contratada para ese suministro es superada, el ICP salta cortando el suministro eléctrico de manera momentánea, por lo que era necesario rearmarlo para reanudar el servicio.

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QUÉ ES UN SISTEMA DOMÓTICO

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Domótica

Unión de una palabra griega y latina que significa “Casa que se gobierna a sí mismo”, la domótica es el conjunto de tecnologías aplicadas al control y la automatización inteligente de una vivienda edificación de cualquier tipo.

Con ello tendríamos una gestión eficiente del uso de la energía, seguridad y bienestar y la comunicación entre el usuario y el sistema.

Un panel de control doméstico, capaz de controlar la iluminación, termostato, seguridad, cerraduras y entretenimiento doméstico.
Cortesía: Wikipedia.org

El sistema domótico es capaz de recoger información proveniente de sensores o entradas, procesarla y emitir órdenes a unos actuadores o salidas. Integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o inalámbricas, con un control autónomo del sistema domótico con funciones inteligentes y otras mediante la orden del usuario.

Sistema domótico.

¿A qué queremos llegar con la domótica?

Con la domótica nos permitiría dar respuesta a los requerimientos que plantean las nuevas tendencias de nuestra forma de vida, donde la tecnología nos ofrece cierto grado de confort, al realizar funciones cotidianas de forma automática y programada.

Siguiendo esa línea, nos acercamos al facilitamiento del diseño de casas y hogares más cómodos y autosustentables, con todas las necesidades, polifuncionales y flexibles.

Futuro con la domótica: Dar órdenes a tu casa mediante tu smartphone.

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CONSECUENCIA DE SUFRIR UNA DESCARGA ELÉCTRICA

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Descargas eléctricas

El cuerpo humano es conductivo y puede cargar, descargar y transmitir electricidad. Podemos llegar a sentir una descarga mediante el contacto con otra persona o elemento metálico.

Hay gente que simplemente por bajar del coche siente una descarga, otros al tocar un ordenador portátil, otros por el contacto con otra persona.

Si entramos en contacto con las líneas eléctricas, sufriremos una electrocución inmediata, ya que la corriente fluiría por el cuerpo hacia el suelo.
Cortesía: The Simpsons®

Esto sucede ante el desequilibrio de protones, neutrones y electrones. Además, los que trabajan con un ordenador acumulan más carga electroestática. Es evidente que a día de hoy convivimos con multitud de aparatos electrónicos que favorecen estas descargas de corriente.

Es importante tener ciertos cuidados para evitar estos molestos calambrazos. Acumular electricidad puede provocar estrés, cansancio, dolor de cabeza, irritabilidad.

Lesiones más frecuentes producidas por la electricidad.

Cuando acaba el invierno los efectos se reducen de forma destacada. Esto es porque en invierno el aire es seco y en verano es húmedo y esa humedad favorece a la expulsión y descarga de los electrones que acumulamos en nuestro cuerpo. Estos calambrazos se dan cuando el umbral de carga es bastante intenso y no encuentran una forma de disiparse de nuestro cuerpo.

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CÓMO SE APROVECHA LA ENERGÍA SOLAR

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Importancia de la energía solar

¿Qué son las energías renovables?

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.

Diferentes energías.

¿Cuánta energía tiene el sol?

La energía solar es la fuente fundamental para producir todas las variantes de uso de energía en el mundo. La luminosidad solar es la energía emitida por el sol por unidad de tiempo, siendo esto: 3.65 x 10²³ kW.

Ciclo de energía solar.

La constante solar es la energía recibida por unidad de tiempo y unidad de superficie, en la tierra esto como máximo es: 1366 W/m².

De la energía solar recibida: 47% se transforma en calor, 29% se refleja, 23% se usa en el ciclo hidrológico, 0.98% movimientos oceánico y 0.02% fotosíntesis.

Porcentaje de radiación que incide en la Tierra.

Aprovechamiento directo de la Energía Solar

La energía solar se aprovecha de modo directo de los siguientes modos: solar térmica, solar fotovoltaica y solar doméstica.

Diferentes formas de aprovecharlo:
(izquierda) para calefacción en zonas frías, (centro) para generar electricidad en zonas alejadas, (derecha) para uso doméstico, como cocinar.

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QUÉ SON LOS GRUPOS ELECTRÓGENOS

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Grupo electrógeno

Un grupo electrógeno es un equipo que mueve un generador eléctrico a través de un motor de combustión interna. Convierte la capacidad calorífica en energía mecánica y luego en energía eléctrica. Por ello, consiste en un motor y un alternador que están acoplados e insertan en una base con otros elementos.

Grupo Electrógeno Hyundai HHY6800FE chasís con ruedas.

Pueden ser utilizados como fuente principal o como fuente auxiliar, para poder generar electricidad en aquellos lugares donde no hay suministro eléctrico. Pueden ser zonas apartadas con pocas infraestructuras o muy poco habitadas.

Grupo Electrógeno ITCPower DG150KE 150KVA’S Abierto trifásico. Generadores diésel 1500 RPM.

Un lugar donde solemos verlo en demasía es en los proyectos industriales y en las áreas de la construcción donde una de las preocupaciones inherentes es asegurar un suministro continuo y confiable de energía.

También podemos verlo en lugares en los que la energía eléctrica de red es insuficiente y es necesaria otra fuente de energía alterna para abastecerse y en lugares en los que haya grandes densidades de personas, como hospitales, centro de datos, centros comerciales, conciertos musicales, restaurantes, cárceles, edificios administrativos, etc.

Grupos electrógenos de 325kW y 200kW en los conciertos de la feria de Cuenca.
Cortesía: Maquinariaabarca.com

Un grupo electrógeno puede asumirse como un elemento clave o aliado de peso para cualquiera que sea la aplicación o proyecto.

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La temperatura de calefacción en inverno

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#Calefacción

Condiciones de diseño de invierno

La temperatura de diseño interior se debe considerar a la altura de respiración de un individuo, es decir, a 5 pies de altura. Es obvio que la línea de respiración no es, muchas ocasiones, un promedio de todo el espacio, ya que el aire caliente tiende a elevarse.

En lugares donde la altura del techo no es mayor de 20 pies, la temperatura aumenta aproximadamente un 2 % por cada pie arriba de la línea de respiración.

Cuando la calefacción se lleva a cabo a través de radiadores o convectores de tiro natural, en donde el aire tiene muy poca velocidad, es indispensable hacer la corrección necesaria y calcular con respecto a la temperatura promedio del salón y no con la de diseño interior que, como se mencionó, se considera a 5 pies de altura.

Temperaturas de diseño de interior recomendadas para invierno.

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SIMBOLOGÍA MÁS USADA EN LOS AUTOMÓVILES

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#ElectrónicaAuto

Simbología eléctrica del automóvil

Sí, hemos hablado tanto de la simbología eléctrica. Durante tantos artículos, de tantos temas, se nombró acerca de la importancia de la simbología, como una introducción a cada área que explicamos.

Y es que para saber lo mínimo sobre electrónica o electricidad, es necesario saberlo, para poder entender e interpretar los planos de los circuitos, ya que de esa forma son más simplificados.

Sin más preámbulos, explicaremos brevemente, para los que ya saben lo recuerden, y los que recién leen estos temas, puedan saber.

¿Cuáles es la simbología eléctrica?

Muchos de los símbolos fueron normalizados por fabricantes como Volkswagen, Ford y Opel, por lo que encontraremos muy poca variación de simbología entre los demás fabricantes.

Su simbología es como la simbología normal y estándar.

Primero mostraremos la simbología normalizada en el sector eléctrico y electrónico, muy usada en el sector automotriz.

Simbología eléctrica muy usada en el sector automotriz.

La que mostraremos a continuación representa los distintos módulos eléctricos y electrónicos del vehículo, como por ejemplo las luces, la temperatura del motor y la presión de aceite. Es exclusiva de la industria automotriz.

Simbología que representa los distintos módulos eléctricos y electrónicos del vehículo.

Por último, está la simbología del tablero, que es representada mediante señales luminosas que identifican los distintos estados y funcionamientos de algunos módulos o accesorios del vehículo.

La simbología eléctrica también engloba a los símbolos del tablero y a otros que podemos encontrar en ciertas partes de nuestro vehículo, como en las puertas o el baúl. Además, debemos saber que en algunos automóviles de distintas marcas existen pequeñas variaciones en su significado.

Simbología del tablero.

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CÓMO INTERPRETAR UN PLANO DE AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

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#Instrumentación

Simbología SAMA

La simbología SAMA (Scientific Apparatus Makers Association) son utilizados para documentar estrategias complejas de control para representar diferentes funciones. En procesos industriales donde la simbología binaria es extremadamente útil.

Con ello podemos establecer un medio uniforme de designación los instrumentos y los sistemas de la instrumentación usados para la medición y control. Al poseer una estandarización en la instrumentación válida para las diversas especialidades que trabajan durante el proceso tales como la industria eléctrica, químicas, petrolera, refinerías, climatización, refrigeración, etc.

Se espera que la norma sea lo suficientemente flexible como para abarcar áreas muy especializadas

¿En dónde empleamos la simbología SAMA?

• Diagramas en sistemas de instrumentación, diagramas lógicos, diagramas de lazos en procesos.
• Diagramas de flujo en procesos, sistemas, elementos mecánicos, tuberías de procesos e instrumentación.
• Dibujos de construcción.
• Identificación (etiquetado o marcas) de instrumentos y funciones de control.
• Instrucciones de mantención, operación, instalación, dibujos informes.

El estándar pretende dar la suficiente información, que cualquiera pueda revisar documento de representación, de medición y control de procesos y entender el significado del control del proceso sin tener el conocimiento detallado de un especialista en instrumentación, como requisito para su comprensión.

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PARTES Y TIPOS DE DIAGRAMAS ELÉCTRICOS

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#ViernesdeElectricidadindustrial

Esquema eléctrico

En los diagramas o planos eléctricos es una representación gráfica de los componentes, y su interconexión, en una instalación eléctrica. Permite la construcción y mantenimiento de los sistemas eléctricos, además de representar el funcionamiento de los mismos, su uso está basado en estándares creados por diferentes organizaciones internacionales.

Partes

Leyendas: Los componentes se identifican mediante una referencia que se imprime en la lista de partes. Por ejemplo: M1 es el primer Motor, K1 es el primer contactor, Q1 es el primer interruptor termomagnético.
Símbolos: Cada dispositivo se representa mediante un único símbolo a lo largo de todo el esquema.
Cableado y conexiones: El cableado se representa con líneas rectas, colocándose generalmente las líneas de alimentación en la parte superior e inferior del dibujo. Las uniones entre cables suelen indicarse mediante círculos, para diferenciarlas de los simples cruces sin conexión eléctrica.
Funciones: Para poder montar de forma sistemática o repetitiva los sistemas eléctricos que representan, de tal forma que cualquier persona que sea capaz de interpretar y pueda realizar su montaje o instalación.

Tipos

Esquema unifilar: Cada circuito se representa por una única línea en la que se incluyen todos los conductores. Para indicar el número de conductores con lazos oblicuos sobre la línea.

Representación de conductores en esquemas unifiliares.
Esquema de alambrado de una lámpara por un interruptor.
Véase que en cada conexión hay dos líneas oblícuas, que simbolizan que son dos conectores que pasan por ahí.

Esquema multifilar: Se representan a todos los conductores, identificando debidamente el conductor neutro y cada una de las fases.

Comparación entre los esquemas unifiliar y multifiliar de un automatismo.

Esquema funcional: Se representan todos los conductores, identificando debidamente el conductor neutro y cada una de las fases para la fácil interpretación del técnico que tiene que hacer el montaje o la reparación.

Esquema funcional del circuito de mando de enclavamiento.

Esquema topográfico: Se realiza un dibujo en perspectiva del local con la situación de los elementos que conforman la instalación. Este esquema suele representarse en 3D y con el circuito eléctrico en unifilar.

Esquema topográfico.

Este es una guía sencilla sobre planos eléctricos. A partir de ahora usaremos los planos para detallar los arranques de motores, en los próximos artículos.

Diagrama eléctrico.
(Izquierda) circuito de fuerza, (derecha) circuito de mando.

Lux splendens procedit, cum est in mente
“La luz es más brillante cuando está en la mente”


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QUÉ ES Y CÓMO USAMOS LOS TRIACS

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#ViernesdeElectrónicadepotencia

El TRIAC

Significa Triodo para Corriente Alterna es un componente electrónico bidireccional. El triac se utiliza para controlar una carga de AC (corriente alterna), semejante a como un transistor se puede utilizar para controlar una carga de DC (corriente continua).

(Izquierda) Símbolo del TRIAC, (derecha) equivalencia del TRIAC en SCRs.

Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta (gate). El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo de gate/puerta.

Construcción del TRIAC.
Cortesía: Wikipedia.org

Funcionamiento

Curva característica del TRIAC.

El punto VGT (tensión de disparo) es el punto por el cual el TRIAC comienza a pasar la corriente y disminuye la tensión entre ambos ánodos. El TRIAC permanecerá en dicho estado, hasta que la corriente que fluye disminuyera por debajo de la IGT (corriente de disparo) para lograr esto, se debe realizar por medio de la disminución de la tensión de la fuente.

En pocas palabras, cuando se le aplica la corriente de disparo a la al terminal llamado «puerta» o Gate, el TRIAC entra en conducción.

Cabe aclarar que cuando el TRIAC entra en conducción, la «puerta» ya no controla la conducción, por esta razón se acostumbra dar un pulso de corriente corto y de esta manera se impide la disipación de energía sobrante en la compuerta

El mismo proceso ocurre con respecto al tercer cuadrante, cuando la tensión en el ánodo A2 es negativa con respecto al ánodo A1 y obtenemos la característica invertida. Por esto es un componente simétrico en cuanto a conducción y estado de bloqueo se refiere

Funcionamiento del TRIAC.

Especificaciones:

Voltaje de disparo de la compuerta VGT: 0.7 – 1.5 V
Corriente de disparo de la compuerta IGT: 50 – 500 mA
Voltaje pico directo en estado apagado repetitivo VDRM: 600 – 800 V
Voltaje pico inverso en estado apagado repetitivo VRRM: 600 – 800 V
Corriente eficaz en estado encendido IT: 4 – 40 A
Corriente pico en estado encendido no repetitivo ITSM: 100 – 270 A
Voltaje directo en estado encendido VT: 1.5 V

Uno de los TRIACs más conocidos es el:
BT136 (ver datasheet)

Aplicaciones:

Los usos del TRIAC son muchos, tales como: reguladores de luz, controles de velocidad de un ventilador eléctrico, control de motor pequeño, control de pequeños electrodomésticos, control de temperatura, control de iluminación, control de nivel de líquido, los circuitos de control de fase, interruptores de potencia, etc.

Sin embargo la aplicación más conocida es el del control de un TRIAC para regular la potencia de una carga. Es para el control de fase de la corriente en el TRIAC, aplicando tensión a la carga durante una fracción de ciclo de la alterna (ver artículo).

Así podemos regular la iluminación con una intensidad variable, regular la temperatura mediante la calefacción eléctrica y en algunos controles de velocidad en los motores.

La aplicación más famosa: el de control de potencia.

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Formas de comunicación mediante ondas de radio

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#ViernesdeRadiocomunicaciones

Ondas de radio

Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética que se propagan desde frecuencias de 10 KHz a 10 THz. Lo usamos en el campo de las telecomunicaciones, en las comunicaciones radio fija y móvil, radiodifusión, radar satélites de comunicaciones, redes telemáticas. Para lograrlo, generamos ondas de radio mediante transmisores radio y son recibidas por receptores radio.

Lo más interesante son que estas ondas se propagan de diferente manera, según su frecuencia:

Propagación troposférica

Pueden difractarse (“doblarse”) alrededor de obstáculos como montañas y seguir el contorno de la tierra al propagarse más allá del horizonte, viajando como ondas superficiales

Esto permite que las estaciones de transmisión tengan áreas de cobertura más allá del horizonte, a cientos de millas. Ideal para sistemas de comunicaciones militares de bajas frecuencias pueden comunicarse en la mayor parte de la Tierra y con submarinos a cientos de metros bajo el agua.

Propagación troposférica.

Propagación ionosférica

Las ondas de radio se reflejan en las capas de partículas cargadas, en una parte de la atmósfera llamada ionosfera y así poder alcanzar puntos más allá del horizonte, con solo dirigir las ondas en un ángulo hacia el cielo.

Mediante el uso de múltiples saltos, la comunicación a distancias intercontinentales se puede lograr.

Propagación ionosférica.
Cortesía: Wikipedia.org

Propagación en línea de vista:

Para ondas mucho más cortas se difractan muy poco y viajan en línea recta. Sus distancias de propagación están limitadas al horizonte visual. Incluso las ondas de radio pueden pasar a través de edificios, follaje y otras obstrucciones. Este es el método de propagación para frecuencias superiores a 30 MHz Este es el método utilizado por los teléfonos celulares, transmisiones de FM, televisión y radar.

Propagación en línea de vista.
Las tres formas de propagación de las ondas de radio.

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Interpretando un sistema de control

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#JuevesdeSistdecontrol

Transformada de Laplace

Seguro tienes un perro en casa o por lo menos has visto uno, y así lo llamamos: PERRO, sin embargo la Biología tiene un nombre científico para esta especie: Canis lupus familiaris. Ya sea perro o canis lupus familiaris, ambos se refieren al mismo ser, solo que perro es un término común y canis lupus familiaris es un término científico.

¿Por qué digo esto? Es que algo así es la Transformada de Laplace. “Llama” de otra forma al tiempo, con otro lenguaje pero al final sigue siendo lo mismo (solo transforma de un dominio a otro, de ahí viene su nombre).

Con mucho más claridad te quiero hablar sobre esta transformada muy usada en los Sistemas de control.

¿Qué es la Transformada de Laplace?

La transformada de Laplace convierte una función g(t) del dominio tiempo, para tiempos mayores o iguales a cero, en una función G(s) propia del dominio s mediante la integral impropia:

Si la integral existe, se dice que G(s) es la transformada de Laplace de la función g(t).

El factor s es un número complejo: s = s + jw, por lo cual toda función G(s) puede representarse en el plano cartesiano s.

Si un sistema g(t) es lineal, su función G(s), denominada función de transferencia, tendrá la forma:

Así simple y sencillo. Pero no necesitamos tantas fórmulas matemáticas. Basta con saber esta tabla para poder entender los Sistemas de control.

Tabla con diagramas de polos y ceros de funciones.

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MÁS ELEMENTOS QUE COMPONEN UN AUTO

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#JuevesdeMecánicaauto

Términos fundamentales (continuación)

Ya sabemos que el automóvil está compuesto de un bastidor, motor, embrague, caja de cambios, transmisión. Ahora veremos lo restantes como la dirección, suspensión delantera, suspensión posterior con su respectivo puente, el escape y los frenos

Diferencial

Es el componente encargado de trasladar la rotación que viene del motor/transmisión hacia las ruedas encargadas de la tracción. Administran la fuerza motriz en las ruedas encargadas de la tracción, tomando como base la diferencia de paso o rotación entre una rueda con relación a la otra.

Todos los vehículos traen instalado un componente llamado diferencial. Los vehículos de doble tracción, traen diferencial adicional.

Diferencial.

Sistema de frenos

Está diseñado para que se pueda detener el vehículo a voluntad del conductor. La base del funcionamiento del es la transmisión de fuerza a través de un fluido que amplía la presión ejercida por el conductor, para conseguir detener el coche con el mínimo esfuerzo posible.

Esquema del sistema de frenos.

Cañerías

Son tuberías rígidas y metálicas, que se convierten en flexibles (latiguillos o mangueras) absorbiendo las oscilaciones de las ruedas cuando pasan del bastidor a los elementos receptores de presión. Se encargan de llevar la presión generada por la bomba a los diferentes receptores, se caracterizan por

Un ejemplo de cañerías en un automóvil es el sistema de alimentación de combustible.

Sistema de dirección

Su función es poder cambiar la dirección y trayectoria del automóvil, realizándose con el volante que se encarga de controlar la orientación de las ruedas delanteras. Está formada por el volante, una columna de dirección, las articulaciones y el engranaje de dirección. Todo trabaja como uno solo.

Sistema de dirección asistida hidráulica.

Función de la suspensión

Su función es la de suspender y absorber los movimientos bruscos que se producen en la carrocería, por efecto de las irregularidades que presenta el camino, proporcionando una marcha suave, estable y segura. Para lograr dicha finalidad estos componentes deben ir entre el bastidor (carrocería) y los ejes donde van las ruedas.

Suspensión.

Estas son las partes fundamentales del automóvil. Con ello desarrollaremos los temas de este fascinante mundo de los fierros.

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QUÉ TIPO DE REFRIGERACIÓN USA TU REFRIGERADORA

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#JuevesdeRefrigeración

Refrigeración mecánica

La refrigeración mecánica se refiere a componentes fabricados por el hombre y que forman parte de un sistema ya sea cerrado (cíclico) o abierto. Dichos sistemas operan bajo ciertas leyes físicas que gobiernan el proceso de refrigeración.

Su usan actualmente en el acondicionamiento de aire para el confort así como congelación, almacenamiento, proceso, transporte y exhibición de productos perecederos.

Refrigeración industrial.

Sin la refrigeración sería imposible lograr el cumplimiento de la mayoría de los proyectos que han hecho posible el avance de la tecnología, desde la construcción de un túnel, el enfriamiento de máquinas, el desarrollo de los plásticos, tratamiento de metales, pistas de patinaje, congelamiento de pescados en altamar, hasta la investigación nuclear y de partículas, aplicaciones en el campo de la salud y otros.

Refrigeración comercial.
Un ejemplo típico está en los supermercados.

Sistemas de refrigeración industrial

Dichos sistemas se utilizan para disminuir la temperatura de un fluido basado en el intercambio calorífico con un producto refrigerante. Se suelen clasificar en base al tipo de refrigerante que utilizan y según su concepción.

Sistemas cerrados de refrigeración

Dichos sistemas cerrados funcionan mediante el uso de refrigerantes halogenados como los:

CFC (Clorofluorocarbonos)
HCFC (Hidroclorofluorocarburos)
HFC (Hidrofluorocarbonos)
• Otros: Sistemas de absorción de amoníaco, sistemas de bromuro de litio, etc.

Un sistema cerrado, tanto el refrigerante, como el fluido, tendrá que desplazarse a través de una serie de tubos, no estando en contacto con el medio

Climatización industrial.
Cortesía: Colt.es

Sistemas abiertos de refrigeración

Son sistemas de refrigeración industrial abiertos aquellos en el que el refrigerante/fluido que se desea enfriar estará en contacto directo con el medio.

Refrigeración del motor del automóvil.

Aplicaciones

Una de las aplicaciones importantes es la criogenia. En sí constituye un área altamente especializada de la refrigeración para lograr temperaturas muy bajas hasta cerca del cero absoluto (- 273ºC), cuando se trata de licuar gases como helio, hidrógeno, oxígeno, o en procesos de alta tecnología y energía atómica.

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