GUIA DE PRACTICA Nº 01

GUIA DE PRACTICA Nº 01
FUENTE DE PODER
I.
OBJETIVOS

Reconocer los tipos de fuente de poder AT y ATX.

Medir las entradas y salidas de tensión en las fuentes de
poder AT y ATX.

Diferenciar los tipos de fuentes AT y ATX.

Relacionar las fuentes AT y ATX con sus respectivas placas
madre.
II.
FUNDAMENTO TEÓRICO
FUENTE DE PODER
1. DEFINICIÓN
Como su nombre lo indica es la principal, y muy importante fuente
de corriente eléctrica de la computadora. Además, transforma la
corriente alterna del tomacorriente común en corriente directa de
bajo voltaje que los componentes de la computadora pueden usar.
Si este voltaje fallara, fuera demasiado alto o demasiado bajo la
computadora no arrancaría.
Muchos
circuitos necesitan para su funcionamiento, una
alimentación de corriente continua (C.C.), pero lo que
normalmente se encuentra es alimentación de corriente alterna
(C.A.)
Potencia (watt) = V (voltio) x I (amper)
2. ETAPAS DEL PROCESO DE TRANSFORMACION
En el gráfico siguiente se puede ver el funcionamiento de una
fuente, con ayuda de un diagrama de bloques y de las formas de
onda esperadas al inicio (entrada), al final (salida) y entre cada
uno de ellos.
La señal de entrada es una onda senoidal cuya amplitud
dependerá del lugar en donde vivimos (110 / 220 Voltios u otro)
El transformador disminuye la amplitud de la señal de entrada a
un valor que esté de acorde al voltaje final de corriente continua.
El rectificador convierte la señal anterior en una onda de corriente
continua pulsante, y elimina la parte negativa de la onda.
El filtro alisa o aplana la onda anterior eliminando el componente
de corriente alterna (C.A.) que estregó el rectificador.
El regulador entrega una tensión constante sin importar las
variaciones en la carga o del voltaje de alimentación.
-
Los transformadores se utilizan para disminuir o elevar
voltajes de corriente alterna.
Los rectificadores.
Los filtros, pueden ser de varios tipos y se utilizan para
eliminar los componentes de C.A. no deseados.
Los reguladores son un grupo de elementos o un elemento
electrónico.
3. EXPLICACIÓN DEL PROCESO QUE SIGUE LA FUENTE DE
PODER PARA TRANSFORMAR LA CORRIENTE ELECTRICA DE
ALTERNA A CONTINUA
a. Transformación
Este paso es en el que se consigue reducir la tensión de entrada a
la fuente (220v o 125v) que son los que nos otorga la red
eléctrica.
Esta parte del proceso de transformación, como bien indica su
nombre, se realiza con un transformador en bobina. La salida de
este proceso generará de 5 a 12 voltios.
b. Rectificación
La corriente que nos ofrece la compañía eléctrica es alterna, esto
quiere decir, que sufre variaciones en su linea de tiempo, con
variaciones, nos referimos a variaciones de voltajes, por tanto, la
tensión es variable, no siempre es la misma.
Eso lógicamente, no nos podría servir para alimentar a los
componentes de un PC, ya que imaginemos que si le estamos
dando 12 voltios con corriente alterna a un disco duro,
lógicamente no funcionará ya que al ser variable, no estariamos
ofreciendole los 12 voltios constantes.
Lo que se intenta con esta fase, es pasar de corriente alterna a
corriente continua, a través de un componente que se llama
puente rectificador o de Graetz. Con esto se logra que el voltaje
no baje de 0 voltios, y siempre se mantenga por encima de esta
cifra.
c. Filtrado
Ahora ya, disponemos de corriente continua, que es lo que nos
interesaba, no obstante, aun no nos sirve de nada, porque no es
constante, y no nos serviría para alimentar a ningun circuito. Lo
que se hace en esta fase de filtrado, es aplanar al máximo la
señal, para que no hayan oscilaciones, se consigue con uno o
varios condensadores, que retienen la corriente y la dejan pasar
lentamente para suavizar la señal, así se logra el efecto deseado.
d. Estabilización
Ya tenemos una señal continua bastante decente, casi del todo
plana, ahora solo nos falta estabilizarla por completo, para que
cuando aumenta o descienda la señal de entrada a la fuente, no
afecte a la salida de la misma. Esto se consigue con un regulador.
4. DIAGRAMA Y FUNCIONAMIENTO DE LA FUENTE DE
PODER REGULADA (0 a 12 voltios y 3 amperes)
Antes de comprender el funcionamiento de la fuente de poder
comensemos analizando el diagrama de las mismas que a
continuación se presenta.
Como puede notarse, esta fuente de poder regulada posee las
cuatro etapas que debe tener como mínimo para su correcto
funcionamiento, así pues, cada uno de los puntos que se pueden
examinar en el diagrama iniciemos la descripción del
funcionamiento del circuito.
Primera etapa: transformador de poder. Como puede notarse la
primera etapa de la fuente corresponde al transformador de
poder.
Existen un sin fin de tipos de transformador de poder, entre ellos
tenemos:


Transformador elevador: nos eleva la corriente
Transformador de baja potencia
El transformador es un dispositivo que permite obtener voltajes
mayores o menores que los producidos por una fuente de energía
eléctrica de corriente alterna (C.A).
Un transformador se compone de dos enrollamiento o
embobinados eléctricamente aislados entre sí, devanados sobre el
mismo núcleo de hierro o de aire.
Una corriente alterna que circula por uno de los devanados genera
en el núcleo un campo magnético alterno, del cual la mayor parte
atraviesa al otro devanado e induce en él una fuerza electromotriz también alterna.
La potencia eléctrica es transferida así de un devanado a otro, por
medio del flujo magnético a través del núcleo. El devanado al cual
se le suministra potencia se llama primario, y el que cede potencia
se llama secundario.
En cualquier transformador, no todas las líneas de flujo están
enteramente en el hierro, porque algunas de ellas vuelven a
través del aire. La parte de flujo que atraviesa al primario y al
secundario es la Llamada flujo mutuo,. la parte que sólo atraviesa
al primario es el flujo ligado al primario y la que atraviesa sólo al
secundario, se le llama flujo liga- do al secundario.
En este caso, la potencia eléctrica obtenida (potencia de salida) en
el transformador será menor a la potencia de entrada o
suministrada al mismo, debido a las inevitables pérdidas por
calentamiento en el primario y secundario, mismas que se
denominan perdidas del cobre, a demás, puesto que como se
muestra en el diagrama el primario es mayor al secundario, la
tensión de salida será menor a la de entrada, puesto que los
requerimientos necesitados nos dan que la medición de salida
entre estos puntos será de 12 v c.a. (ver cuadro y diagrama de
puntos de medición).
Segunda etapa: rectificación. La segunda etapa de nuestra fuente
de alimentación es la que queda constituida por la rectificación, en
este punto, la señal inducida al secundario, será nuevamente
inducida
pero
ahora
a
una
señal
directa.
Nuestra fuente que es nuestro tema de estudio, en este caso
posee una rectificación a base de 4 diodos, por lo que su
rectificación será de onda completa y esta conectado en "tipo
puente".
El funcionamiento de este rectificado es el siguiente:
Vemos que cuando la tensión V es positiva quedan polarizados en
directa los diodos y D2 circulando la corriente desde D1 pasando
por la resistencia de carga y cerrándose por D2, en el próximo
semiciclo se cortan los diodos D1 y D2 pero se ponen en directa
los diodos D3 y D4 estableciéndose una corriente que sale de D3
pasa por la resistencia y se cierra a través de D4 circulando por la
resistencia
la
corriente
en
una
sola
dirección.
Esto provocara que los semiciclos de la corriente alterna se
induzcan para formar una onda muy similar a la de la figura de
abajo, lo que provoca que nuestra C.A de entrada quede mas
parecida a la de C.D.
Ahora bien, la corriente proporcionada no es la requerida para
alimentar un dispositivo electrico, puesto que aun es pulsante.
Ahora bien para ello existe la tercera etapa de la fuente la cual
nos alizara mas las crestas.
Tercera Etapa: Filtro. Esta etapa, tiene como función, "suavizar" o
"alizar" o "reducir" a un mínimo la componete de rizo y elevar el
valor promedio de tensión directa. El que a continuación
describiremos es el ocupado por la fuente causa de nuestro
estudio, y es a base precisamente de elementos pasivos como es
el capcitor. Nuestra fuente tiene un capacitor de 4700 mF a 16 V,
el cual tendra dicha funcion. Este tipo de red de filtro, es el mas
ocupado por ser el mas sencillo y economico, como nuestra fuente
posee pequeñas variaciones de carga y puede tolerarse algo de
sumbido, es ideal para el funcionamieto de filtraje.
El funcinamiento es el siguiente: Por cada ciclo de la señal
rectificada, el capacitor, se carga al valor pico, cuando la amplitud
del voltaje rectificado comienza a disminuir, el capacito empieza a
descargarse.
Su eficiencia depende de la constante de tiempo, puesto que un
carga de bajo valor pide mas corriente haciendo que el capacitor
se descarge mas rapidamente y el filtraje sea menor.
El capacitor es utilizado como filtraje, puesto que tiene de su lado
la característica de carga de 5 tiempos permitiendonos que sea
eficiente para esta etapa de la fuente.
Cuarta Etapa: Regulador De Voltaje. En muchas ocasiones
necesitamos una fuente de alimentación que nos proporcione más
de 1A y esto puede convertirse en un problema que aumenta, si
además queremos, por seguridad, que esa cortocircuitable.
La solución es dopar (añadir) un transistor de potencia o los que
sean necesarios para que nos proporcione la corriente deseada.
La siguiente figura nos muestra la características físicas del
transistor a ocupar, es un LM 317 K.
La función de este transistor de potencia consiste en asumir el
hecho de soportar la alta corriente que necesitamos, veamos
cómo se realiza esto. Si aplicamos convenientemente la tensión de
salida del regulador por ej. de 12V 1A a la base del transistor de
potencia, está claro que éste nos proporcionará más corriente a su
salida y estará regulada por otra parte debido a que el regulador
es cortocircuitable en cierta medida, tenemos la solución deseada.
No obstante, la efectividad que nos proporciona el regulador para
la función de cortocircuito, no la podemos dar por buena a la hora
de aplicarlo al transistor de potencia, ya que es un circuito
añadido y puede que no responda con la rapidez suficiente y para
evitar estos inconvenientes, intervendremos en este apartado con
un circuito añadido.
El circuito es sencillo debido a la utilización de reguladores de
tensión los cuales proporcionan al montaje alta fiabilidad, robustez
y características casi inmejorables.. El ajuste de la tensión de
salida se realiza mediante la actuación sobre un potenciómetro
(P1) y una resistencia (R1) para mantener el valor mínimo. Con el
fin de mejorar la respuesta a los posibles transitorios, evitar auto
oscilaciones y mejorar el filtrado, se utilizan unos condensadores
electrolíticos de baja capacidad a la entrada y salida del regulador
La tensión suministrada por el secundario del transformador T1,
se rectifica mediante el puente rectificador PR, y posteriormente
se filtra mediante el condensadores electrolíticos C1 el cual se
cargarán a la tensión de pico. Mediante el potenciómetros P1 y se
puede ajustar independientemente la salida del regulador al valor
deseado, en el margen de 0 a 12V. El condensador C2 mejoran la
respuesta de los reguladores frente a los transitorios de
conmutación a la salida.
5. EJEMPLO DE UN DIAGRAMA DE UNA FUENTE DE PODER
REGULADA
Sus elementos son: resistencias, diodos(rectificadores, led’s, etc),
capacitares, interruptor, circuitos integrados, transistores, bases,
fusible, transformador, placa inpresa entre otros.
6. TIPOS DE FUENTES DE PODER
Después de haber comentado el proceso de conversión de
corriente AC a DC en las fuentes de poder, procederemos a
diferenciar los dos de las cuatro tipos de fuentes que poder para
computadoras que son: XT, AT, ATX (ATX-E) y BTX
En este caso solo será tema de estudio las fuentes de poder tipo
AT y ATX.
- Evolución histórica de AT a ATX
Las fuentes de alimentación AT, fueron usadas hasta que apareció
el Pentium MMX, es en ese momento cuando ya se empezarían a
utilizar fuentes de alimentación ATX.
Las características de las fuentes AT, son que sus conectores a
placa base varían de los utilizados en las fuentes ATX, y por otra
parte, quizás bastante más peligroso, es que la fuente se activa a
través de un interruptor, y en ese interruptor hay un voltaje de
220v, con el riesgo que supondría manipular el PC.
También destacar que comparadas tecnológicamente con las
fuentes ATX, las AT son un tanto rudimentarias electrónicamente
hablando.
En ATX, es un poco distinto, ya que se moderniza el circuito de la
fuente, y siempre está activa, aunque el ordenador no esté
funcionando, la fuente siempre está alimentada con una tensión
pequeña para mantenerla en espera.
Una de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un
interruptor que enciende/apaga la fuente, si no que se trata de un
pulsador conectado a la placa base, y esta se encarga de encender
la
fuente,
esto
conlleva
pues
el
poder
realizar
conexiones/desconexiones por software.
Existe una tabla, para clasificar las fuentes según su potencia y
caja.
CAJA
Sobremesa AT
Semitorre
Torre
Slim
Sobremesa ATX
POTENCIA
150-200 W
200-300 W
230-250 W
75-100 W
200-250 W
6. UBICACION DE LA FUENTE DE PODER EN EL CASE
III.
MATERIAL Y EQUIPO
 Fuente de poder AT
 Fuente de poder ATX
 Multimetro
 Puente
IV.
PROCEDIMINETO
PARA LAS MEDICIONES DE:

CORRIENTE
ALTERNA
1. Insertar un extremo del cable negro al multitester en la
pared rotulada como COM.
2. Insertar una parte del cable rojo al multitester en la parte
rotulada como VΩmA.
3. Mover el selector del multitester a ACV seleccionando el
rango máximo de voltaje a medir.
4. Colocar las puntas roja y negra a la línea de la corriente de
la pared (uno para cada orificio). Observar los resultados en
display

CORRIENTE CONTINUA
1. Seguir loa pasos (1 y 2) de la medición para la corriente
alterna.
2. Mover el selector del multitester a DCV seleccionando el
rango máximo de voltaje a medir.
3. Colocar la punta del cable negro a un orificio del cable negro
que sale de la fuente.
4. Colocar la punta del cable rojo al orificio de la corriente que
se espera medir (ejemplo un cable amarillo) de la fuente de
poder. Observar los resultados en el display.
V.
PREGUNTAS Y RESPUESTAS
I) Llenar los cuadros con los valores que se pide (valores
obtenidos en tensiónes de corriente al vacio)
DESCRIPCION
Voltaje de entrada
Voltaje de salida
Potencia de consumo
N° de conectores para HDD y lect.
N° de conectores para FDD
N° de conectores que se utilizan para
alimentar a la mainboard
FUENTE AT
223 v
±5.6v ±12.46v
250watts
4
2
2 (P8 - P9)
6+6=12 pines
FUENTE ATX
223 v
±3.6v ±5.6v ±12.8v
350watts
4
2
1 (P1)
20 pines
II) Responder las siguientes preguntas
1. Defina voltaje de corriente alterna y voltaje de corriente
continua.
Voltaje corriente alterna (AC)
Es la corriente de uso domestico; la cual no se puede usar en
equipos por la presencia de ondas.
La corriente alterna se
caracteriza por que sus cargas cambian siempre de sentido. Es
utilizado por los electrodomésticos y máquinas industriales
Voltaje corriente continúa (DC)
Es la tensión constante; por lo tanto tiene variación de frecuencia,
en este tipo de corriente las cargas (electrones) se mueven
siempre en el mismo sentido. Además permite el funcionamiento
de aparatos eléctricos que necesiten poca energía.
2. Defina polaridad positiva y negativa y en que tipo de
corriente existe
3.
Polaridad eléctrica, se basa en el supuesto de que la circulación
de corriente por un circuito eléctrico consiste en el movimiento de
cargas positivas libres. Puesto que el polo positivo de la fuente de
eléctrica repele esas cargas y el polo negativo los atrae, la
dirección de circulación de corriente, definida como el movimiento
de cargas positivas libres, tiene que ser siempre del terminal
positivo al negativo. Debido a las caídas y a las diferencias de
tensión en un circuito, un punto tendrá una tensión más alta que
el otro, es así que:
Polaridad positiva (+): Es el terminal en que es más alta la
tensión: Estos terminales positivos se indican también por la
letra P o S. Así como el signo (+).
Polaridad negativa (-): Es el terminal en el que es mas bajo el
potencial o tensión. Estos terminales negativos se indican por la
letra N o por la abreviatura NEG. Así como por le signo (-).
Cabe recalcar que las palabras positivas y negativas, describen
la polaridad de los puntos de un circuito eléctrico con respecto a
otros del mismo circuito.
Esta polaridad existe en el tipo de corriente continua ya que
siempre ve desde un terminal positivo a otro negativo: Ejemplo:
Las pilas, baterías y acumuladores.
3. Cual es la diferencia entre un interruptor y un pulsador
Interruptor, es un dispositivo que posee dos estados: prendido
(ON) y apagado (OFF). Sirve para abrir y cerrar un circuito
eléctrico en forma cómoda y segura y dejar pasar o interrumpir la
corriente controlando así el funcionamiento de todo el equipo
conectado a ese circuito.
Pulsador, es un dispositivo que posee solamente un pulso tanto
para prendido como apagado. Por ejemplo el pulsador de los
timbres eléctrico de las casas.
4. Cual es la función de un interruptor que se encuentre en
la parte posterior de la fuente de poder ATX
La función que cumple es la de variar el voltaje de acuerdo a la
zona de ubicaron como es en el caso de EE.UU. es de 110v en
cambio en Perú es de 220 v. en la actualidad la mayoría de
fuentes no poseen ya este interruptor ya que son auto rango de
voltaje para cualquier parte del mundo.
Autorango
Selector
5. Que pasaría si una fuente de poder ATX utilizaría un
interruptor
Lo que pasarla es que cuando este en estado de OFF no se
accionaría nada pero cuando pasa al estado de ON se prendería
la computadora pero al momento (5 minutos) se volvería apagar
en el sur y así estaría continuamente.
6. Cuantos métodos existen para poner en funcionamiento
una fuente de poder
Existen dos métodos:
1. Como se puede observar en el grafico se haría un puente en
el pin 14 con cualquier otro pin que se COM (tierra) lo cual
emitiría una señal para encendido. O también topando la caja
electrónica (CASE).
2. Estando conectada la fuente de poder a la placa madre y la
placa madre a su ves al case se presionaria el pulsador del
panel frontal para encender la computadora.
7.
Como
apagaría
una
fuente
de
poder
que
esta
funcionando perfectamente
Haciendo uso del sistema operativo o tambien mediante un
software de administrador de redes pagar equipoa distancia.
De otra manera seria teniendo presionado el pulso durante 3 a 4
minutos se apagaria pero no es la forma correcta.
8. Cual o cuales son las diferencias de las fuentes de
poder AT y ATX
FUENTES AT

En la fuente tenemos AT tenemos un cable que va hacia el
interruptor de encendido que se encuentra en el panel
frontal. Este cable en realidad esta compuesto por 4 cables
de los cuales 2 son de entrada y los otros 2 van a alimentar
a la tarjeta electrónica de la fuente.


En la fuente AT tenemos presente los conectores P8 y P9.
La fuente AT no es administrable.

Una fuente de poder AT moderna no introduce aire del
exterior al equipo.

Para apagar el Pc AT se realiza por medio de un interruptor.

Las fuentes de poder AT disponen del conector de 220VAC
de salida para conectar el monitor conmutado por el
interruptor del Pc.
FUENTES ATX

En la fuente ATX no tenemos los cables P8 y P9 . El botón
de encendido en un case ATX no es un interruptor sino un
pulsador.

En la fuente ATX cuentan con un solo conector de 20 pins,
denominados en la mayoría de los casos P1.

La fuente ATX es administrable.

Una fuente de poder ATX moderna introduce aire del
exterior al equipo.

Para apagar el Pc ATX se realiza por medio de un pulsador y
generalmente es necesario mantenerlo apretado por 4 o 5
segundos, aunque esto depende de un seteo en el BIOS
Setup.

La fuente ATX no disponen del conector de 220 VAC de
salida para conectar el monitor conmutado por el
interruptor del Pc.
9. Que debo hacer para probar una fuente de poder ATX
sin conectarla a una computadora
Se debe realizar un puente con un alambre entre el Pin 14 y
cualquier Pin de color negro (tierra) como lo es el Pin 15 o
cualquier otro o hacer contacto con la caja metálica de la fuente
de poder, acto seguido se empieza a probar con el multitester el
voltaje de cada una de los cables del conector ATX.
ALGUNOS TEMAS DE IMPORTANCIA ADJUNTOS
1. Tolerancia de las fuentes de poder
Las fuentes de poder poseen variaciones dependiendo de la
capacidad de la fuente pero la tolerancia es el 25% del voltaje
dado teóricamente. Un ejemplo :
Que nos den el voltaje de +5 v entonces el 25%=1.25
Por lo tanto la tolerancia seria de + 1.25
Entonces su rango tolerancia seria de 5 + 1.25 = 6.25 v
2. ¿Que problemas puede surgir con fuente defectuosa?
Uno de los problemas que pueden surgir es dañar en forma
inmediata la placa madre, el disco duro, disquetera, lectora ya
que están se encuentran directamente conectadas.
A su ves la placa madre puede dañar el microprocesador,
memoria ya que están son lo mas sensibles.
La fuente de poder se puede dañar especialmente cuando el
cooler o ventilador se encuentre malogrado lo cual ocasionara un
recalentamiento de sus componentes y a su ves se dañaran
También puede hacer que la computadora se reinicie cada cierto
tiempo en forma automática esto se produciría por la falta de
energía.
También puede colapsarse por el tiempo de vida de la fuente ya
que si posee buen tiempo ya funcionando es muy probable que
se tenga que cambiar de fuente, puesto a que sus componentes
se van deteriorando (condensadores)
VI.
BIBLIOGRAFIA
1. Ensamble su PC Pentium II, III y IV. Ediciones Publisystem
Junio 2002 - Lima.
2. Microsoft Encarta 2006 – Biblioteca de consulta 2006
3. Paginas Web encontradas:
- www.monografias.com
- www.google.com