elementos básicos eléctricos y electrónicos - Ra-Ma
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1 Elementos básicos eléctricos y electrónicos Objetivos del capítulo 44 Entender los conceptos básicos relacionados con la electricidad y la electrónica, así como sus unidades de medida. 44 Desarrollar circuitos simples aplicando la Ley de Ohm y calcular magnitudes básicas. 44 Identificar los instrumentos de medida, en general, y el polímetro en particular, así como los dispositivos necesarios para manipular con seguridad los equipos electrónicos. 44 Manejar con destreza las herramientas comunes empleadas en el montaje y reparación de ordenadores. 44 Conocer y utilizar, llegado el caso, diferentes dispositivos eléctricos tales como pulsadores, interruptores, pilas, baterías…, que se encuentran en un ordenador común. 44 Identificar y conocer el funcionamiento de componentes tales como resistencias, condensadores, transistores y, de manera destacada, los circuitos integrados. 44 Identificar las medidas de seguridad a aplicar en la manipulación de elementos eléctricos y electrónicos, teniendo en cuenta la normativa de seguridad sobre prevención de riesgos laborales. Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos © RA-MA La microinformática, tal y como la conocemos hoy en día, se sustenta sobre una compleja base electrónica basada en los semiconductores. El gran avance tecnológico se ha producido gracias a la miniaturización y optimización de estos dispositivos electrónicos, cada vez más rápidos y efectivos. La aparición de la tecnología integrada y los componentes SMD (Surface Montain Device) impide, en muchos casos, su reparación manual. No obstante, no se pueden obviar determinados aspectos de electricidad básica imprescindibles tanto en PC como en diferentes periféricos que sí son susceptibles de ser evaluados y reparados por un técnico. En este capítulo se analizarán conceptos relativos a la electricidad junto con sus principales magnitudes: tensión, intensidad y resistencia. El entendimiento de la Ley de Ohm, fundamental en la electrodinámica, y que relaciona las magnitudes citadas, posibilitará al técnico la toma de decisiones en tareas tan habituales como sustituir una fuente de alimentación o calcular el consumo de un dispositivo. Para esta labor habrá que contar con determinadas herramientas precisas para cualquier técnico, entre las que cabe destacar el polímetro, una conjunción de óhmetro, amperímetro y voltímetro, además de otras funcionalidades. Un breve repaso y descripción de estos instrumentos y de su utilidad ayudará al técnico en la localización de averías, así como en tareas sencillas de mantenimiento. También se analizarán el resto de herramientas, ya no solo de diagnóstico, sino también de limpieza, seguridad, manejo convencional… haciendo especial hincapié en su correcto uso y seguridad. Solo el uso de herramientas adecuadas permitirá obtener el binomio calidad-tiempo buscado tanto por técnicos como por empresas. Una especial mención requiere el apartado dedicado a las fuentes de alimentación, como elemento común en la mayor parte de ordenadores y dispositivos periféricos. La necesidad de transformar la corriente alterna en corriente continua, además de variar el nivel de tensión por parte de la mayor parte de dispositivos electrónicos así lo justifica. Su estudio detallado por fases (transformación, rectificación, filtrado, estabilización…), asociado a los componentes concretos que se utilizan, ofrece una visión clara de este módulo. El capítulo se completa con una descripción de algunos componentes electrónicos comunes, tales como las resistencias, condensadores, diodos, LED, transistores, etc. Aun sin llegar a un nivel de detalle físico, el lector podrá identificar fácilmente cada uno de estos componentes, así como conocer su funcionalidad específica. Es importante poner especial atención en los trabajos prácticos relacionados con este tema y, por supuesto, trabajar siempre con los dispositivos desconectados de la corriente eléctrica, a fin de evitar daños tanto personales como en los dispositivos. 1.1 OBJETIVOS DEL CAPÍTULO Los objetivos de este capítulo pasan por explicar las características de los diferentes elementos eléctricos y electrónicos que pueden utilizarse en el montaje de equipos, identificando magnitudes y unidades de medida eléctrica, así como conocer las medidas de seguridad a tener en cuenta según los diferentes elementos eléctricos y electrónicos que intervienen en el procedimiento de montaje. A tal fin, el lector deberá ser capaz de: nn Entender los conceptos básicos relacionados con la electricidad y la electrónica, así como sus unidades de medida. nn Desarrollar circuitos simples aplicando la Ley de Ohm y calcular magnitudes básicas. 12 © RA-MA 1 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS nn Identificar los instrumentos de medida, en general, y el polímetro en particular, así como los dispositivos necesarios para manipular con seguridad los equipos electrónicos. nn Manejar con destreza las herramientas comunes empleadas en el montaje y reparación de ordenadores. nn Conocer y utilizar, llegado el caso, diferentes dispositivos eléctricos tales como pulsadores, interruptores, pilas, baterías…, que se encuentran en un ordenador común. nn Identificar y conocer el funcionamiento de componentes tales como resistencias, condensadores, transistores y, de manera destacada, los circuitos integrados. nn Identificar las medidas de seguridad a aplicar en la manipulación de elementos eléctricos y electrónicos, teniendo en cuenta la normativa de seguridad sobre prevención de riesgos laborales. 1.2 CONCEPTO DE ELECTRICIDAD La electricidad es el fenómeno físico en el que los electrones se desplazan de un átomo a otro. Este flujo de cargas se da de forma habitual en la Naturaleza. En función del material, los átomos tendrán más o menos libertad para moverse y esto determinará su comportamiento eléctrico. Así, podrán establecerse materiales conductores (permiten el flujo de electricidad), aislantes (los electrones no pueden desplazarse entre los átomos) y semiconductores (actuarán según otros condicionantes, cono conductores o como aislantes). Toda la electrónica basada en el silicio y en el germanio usada para la fabricación de microprocesadores y circuitos integrados en general se sustenta en los semiconductores. Las magnitudes principales de la electricidad son tres: voltaje o tensión, corriente o intensidad y resistencia. Es habitual también incluir la energía o potencia dentro de este grupo, si bien es fruto de magnitudes anteriores. Un mayor grado de detalle nos llevaría a lo siguiente: nn Tensión: la unidad de medida de la tensión o voltaje es el voltio (V) y puede asimilarse a la idea de la “fuerza” requerida para impulsar los electrones a través de un conductor. La tensión obedece a la diferencia de potencial que hay entre un punto y otro y que originará el flujo de electrones. Puede encontrarse tensión en un enchufe convencional o a la salida de una fuente de alimentación de un ordenador donde, además, existirán varios valores de tensión diferentes. nn Corriente: la intensidad responde a la cantidad de electrones que se desplazan por un conductor. Su unidad de medida es el amperio (A). Al igual que con la tensión es normal que las fuentes de alimentación proporcionen diferentes amperajes en función de la carga o circuito que tengan conectados. Así, dos enchufes, aun teniendo la misma tensión, ofrecerán corrientes diferentes según se conecte una bombilla o una lavadora, por ejemplo. nn Resistencia: la resistencia (cuando se habla en corriente continua, ya que si fuera alterna sería impedancia, conceptos a tratar en próximos apartados) representa el grado de dificultad que algunos componentes ofrecen al paso de la corriente. Su unidad principal es el ohmio (W). 13 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos © RA-MA Y, como medida secundaria (obtenida como cálculo a partir de las anteriores): nn Potencia: es la energía requerida para “impulsar” a los electrones. Su unidad principal es el vatio (W) y el resultado de multiplicar la tensión por la corriente. El dato más habitual a la hora de escoger una fuente de alimentación para un ordenador es, precisamente, la potencia capaz de suministrar. Dado que las tensiones proporcionadas por las fuentes son iguales, la diferencia de potencia entre una u otra implicará la capacidad de suministrar más o menos corriente. P=V·I Las fuentes de alimentación de los ordenadores proporcionan diferentes salidas de tensión identificables a partir del color de los cables, según el siguiente criterio: Tabla 1.1 Relación colores/tensión COLOR Azul TENSIÓN -12,0 V FUNCIÓN Usado en circuitos concretos de los ya desaparecidos puertos serie. Blanco -5,0 V Negro 0,0 V Es el punto de referencia para todas las tensiones. Naranja 3,3 V Usada para alimentar microprocesadores, entre otros. Rojo 5,0 V Alimentación de electrónica diversa del PC. Amarillo 12,0 V Usado en las obsoletas tarjetas ISA. Usada en motores, ventiladores… ACTIVIDADES 1.1 (( Tomando como referencia la Tabla 1.1, y con las precauciones oportunas, abra la carcasas de su PC e identifique los cables indicados. Como se intuye, a medida que los requerimientos de potencia son mayores, la tensión también aumenta a fin de reducir la intensidad dado que ésta condicionará también el tipo de cable empleado. Así, y como ejemplo extremo, sería posible conseguir una potencia de 25 W usando 25 V y 1 A o mediante 1 V y 25 A. En el segundo de los casos, el cable para transportar esa energía debería ser suficientemente grueso como para que no se fundiese (en el sentido literal del término) con el paso de la corriente. Esta es la razón por la cual algunos cables se calientan: “transportan” una corriente muy elevada para el diámetro del conductor. 14 © RA-MA 1 1.3 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS LEY DE OHM La Ley de Ohm se debe al físico y matemático alemán Georg Simon Ohm y es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica. Se define como una sencilla ecuación matemática que relaciona las tres magnitudes fundamentales (tensión, corriente y resistencia) y se representa como: V I= R Formalmente, indica que el flujo de corriente que circula por un circuito es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia. A partir de esta ecuación, es posible despejar matemáticamente la tensión o la resistencia. Figura 1.1. Circuito con una resistencia Supóngase el circuito de la figura anterior donde aparece una resistencia, representada por el rectángulo, y un generador de tensión que podría ser una pila cuya representación son las dos líneas paralelas de diferente longitud. En este sentido, hay que matizar que el circuito propuesto como ejemplo es simple (una única resistencia que se comporta de manera lineal) pero, en caso de no ser así, habría que calcular el valor de la carga. En este montaje concreto se sabe que el generador proporciona 12 V y que la resistencia es 10 W. ¿Qué corriente recorrería el circuito? Aplicando la Ley de Ohm se resuelve que: V 12V = I= = 1,2A R 10Ω Suponga ahora que los datos conocidos son la tensión y la intensidad (que acabamos de calcular) que atraviesa la resistencia y que lo que se desea conocer es el valor de la misma. En este caso y, despejando, se resuelve que: I = V / R; I · R = V; R = V / I = 12V / 1,2A = 10A El tercer cálculo sería relativo a la tensión, es decir, conociendo la intensidad que atraviesa la resistencia y el valor de la misma, calcular qué tensión ha sido preciso aplicar. La solución sería: I = V / R; V = 1 · R = 1,2A · 10Ω = 1,2V ACTIVIDADES 1.2 (( A partir de los ejemplos propuestos en este apartado, repita los ejercicios variando los valores de tensión y resistencia, observando la proporcionalidad de los resultados. Comente con otros compañeros los resultados obtenidos comparándolos con consumos de otros dispositivos y aparatos (ordenadores, bombillas, TV…). 15 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos 1.4 © RA-MA CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA Como se definía al inicio del capítulo, la corriente es la cantidad de electrones que se desplazan por un conductor de un punto a otro. Para que esto se produzca es necesario que exista una diferencia de potencial. Podría entenderse como un tubo que, comunicando dos vasos de agua, tiende a enviarla desde el que más tiene hacia el que menos. Cuando la corriente circula en un sentido de forma estable se dice que se trata de corriente continua dado que no varía su “dirección”, es decir, existe un punto positivo y otro negativo. El hecho físico de que vaya de un punto a otro, o viceversa, simplemente es un convenio que define la polaridad (cuál punto es el positivo y cuál el negativo). Cuanto más estable en el tiempo sea la señal se dirá que es de mayor calidad. Existe corriente continua que, de forma intencionada, no es estable (corriente continua pulsatoria, por ejemplo), pero lo que prevalece siempre es la polaridad, que no varía. Un ejemplo de corriente continua es la que ofrece una pila, donde siempre los polos positivo y negativo están perfectamente definidos y no cambian su posición. Figura 1.2. Corriente continua Sin embargo, también puede darse el caso de que la corriente varíe de manera cíclica la polaridad, pasando cada punto extremo del circuito de positivo a negativo y viceversa. En este caso el sentido de la corriente varía (va de un extremo a otro y luego al revés) y, dado que es un cambio progresivo, el cambio de un valor a otro le hace pasar por el nivel de 0 V. En estos casos se habla de corriente alterna y un ejemplo puede ser cualquier enchufe de pared. Figura 1.3. Corriente alterna 16 © RA-MA 1 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS ACTIVIDADES 1.3 (( Observe en diferentes fuentes de alimentación de su entorno (teléfonos móviles, ordenadores portátiles, etc.) el tipo de tensión de entrada y la de uso. 1.5 APARATOS DE MEDIDA Lo cierto es que no son demasiados los instrumentos de medida que un técnico en hardware microinformático deba manejar, en cuanto a electricidad se refiere. No obstante, resulta interesante el manejo de un útil capaz de medir las magnitudes fundamentales ya enumeradas: tensión, intensidad y resistencia. Respectivamente, los aparatos que realizan las medidas son el voltímetro, amperímetro y óhmetro. Estos tres dispositivos se integran habitualmente en uno único denominado polímetro, que suele incluir capacidades adicionales. Los polímetros disponen de un conmutador que permite determinar qué magnitud se desea medir y, dentro de cada categoría, suele ofrecerse la posibilidad de indicar el rango superior de medida. Habitualmente, se escoge la opción de mayor valor y, tras la primera lectura, se rebaja el rango hasta el límite más cercano a la medida realizada a fin de obtener precisión. Figura 1.4. Polímetro Ha de tenerse en cuenta el modo de realizar las lecturas. Así, la corriente habrá de medirse en serie con el circuito, esto es, intercalando las puntas del polímetro en el circuito a fin de que la corriente también atraviese el instrumento de medida. En el caso de la tensión, habrá de medirse en paralelo, es decir, aplicando las puntas del polímetro en los extremos del componente a medir. Por último, la resistencia se medirá también en paralelo con el componente, asegurando que éste se encuentra desconectado del circuito. ACTIVIDADES 1.4 (( Adquiera un polímetro (un profesional debe invertir en herramientas) y, con ayuda del manual suministrado, adquiera la destreza necesaria para su manejo, realizando medidas diversas. 17 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos 1.6 © RA-MA PILAS Y BATERÍAS Cada vez es más común la necesidad de contar con energía de forma autónoma. Ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes, etc., requieren de electricidad para poder funcionar. Hay dos modos fundamentales para producir electricidad: bien a través de máquinas como dinamos, generadores, alternadores…, o mediante el uso de pilas y baterías. A la hora de distinguir entre pilas y baterías existe cierta confusión, ya que las pilas pueden ser de dos tipos: primarias y secundarias. Las pilas primarias son aquellas que disponen de una carga que, una vez consumida, no es susceptible de ser renovada. Realizan una transformación de energía química en energía eléctrica, con pérdidas también en calor. Las pilas secundarias, también llamadas baterías, sí pueden volver a activarse mediante la aplicación de corriente. Existen multitud de pilas en cuanto a su composición química, de modo que proporcionan características diferentes en cuanto a modo de entrega de la energía y capacidad. Así, se podría hablar de pilas primarias de dióxido de manganeso-magnesio, de mercurio con óxido-zinc, de plata con óxido-zinc, de litio, de sulfuro litio-hierro, etc. En cuanto a las pilas secundarias, o baterías, también es posible contar con variantes de ácido-plomo, alcalinas, de hidróxido de níquel-cadmio, de hidróxido de níquel-hidrógeno, de oxido de plata-zinc… Los ordenadores suelen contar con pilas en la placa base que se encargan de mantener la tensión para que no se pierda la configuración de la BIOS (tema tratado en capítulos posteriores). Hace tiempo se usaban baterías que se recargaban cada vez que el PC era conectado a la red eléctrica pero, de unos años a esta parte, los fabricantes han apostado por pilas de tipo “botón” con una vida útil superior a la media de los ordenadores. Estas pilas deben mantener una tensión de 3,6 V y el modo de comprobarlas sería mediante el uso de un polímetro. Figura 1.5. Pila de PC ACTIVIDADES 1.5 (( Con ayuda de un polímetro, realice medidas de tensión en pilas comunes de diferentes formatos (AA, AAA, C, D…). 18 © RA-MA 1 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS También los sistemas de alimentación ininterrumpida, SAI (Uninterruptible Power Supply, UPS), incorporan baterías, además de una electrónica capaz de conmutar el suministro de energía cuando se produce un apagón. La carga de estas baterías también puede ser comprobada con un polímetro, aunque no la autonomía. Ahora bien, es importante destacar que las pilas y baterías no son inofensivas para el medio ambiente: hay estudios, en este sentido, que demuestran que una micropila de mercurio puede llegar a contaminar 600.000 litros de agua, una de zinc-aire 12.000 litros, una de óxido de plata 14.000 litros y una pila común hasta 3.000 litros. ACTIVIDADES 1.6 (( Tomando las precauciones oportunas, abra la carcasa de su ordenador e identifique la pila. Según la inscripción del componente, busque en Internet su composición química y características principales. 1.7 PULSADORES E INTERRUPTORES Los pulsadores e interruptores son mecanismos que, a voluntad del usuario, permiten o no el paso de corriente. En el primero de los casos, el pulsador permite el paso de corriente mientras está presionado, momento en el que cierra el circuito. Existen también pulsadores que siempre permiten el paso de corriente a excepción de cuando se les pulsa, es decir, trabajan de manera inversa a los anteriores. Un ejemplo de pulsado puede ser el timbre de una vivienda que permite el paso de corriente mientras es accionado consiguiendo que el timbre suene y corta el flujo de intensidad tan pronto como se deja de pulsar. En el caso de la microinformática, podemos encontrar pulsadores en el botón de encendido del ordenador. Los interruptores son similares a los pulsadores, pero mantienen su posición (permiten el paso o no de corriente) hasta que son accionados. A modo de ejemplo, podría citarse un interruptor de iluminación de una habitación. Según se accione, la bombilla permanecerá encendida y no dejará de estarlo (de haber flujo de corriente) hasta que sea nuevamente accionado en sentido contrario, situación que también permanecerá estable. Un ejemplo de interruptor en un PC puede ser el que suele encontrarse en la parte trasera de la fuente de alimentación y que es capaz de inhibir al PC de la tensión. Figura 1.6. Pulsador e interruptor 19 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos © RA-MA ACTIVIDADES 1.7 (( Usando un polímetro y seleccionando la opción de continuidad, realice las medidas oportunas sobre un interruptor y un pulsador razonando su funcionamiento. 1.8 FUENTES DE ALIMENTACIÓN La fuente de alimentación es el elemento que, dentro del ordenador, se encargará de transformar la corriente alterna en continua y reducirla a los niveles de tensión adecuados. Para ello, deberá realizar varias tareas como las de transformar, rectificar, estabilizar y filtrar. Las fuentes actuales son muy complejas y su análisis profundo escaparía a los objetivos de este libro. No obstante, a nivel conceptual, todas contemplan, al menos, las siguientes fases: nn Transformación: es el primero de los pasos. Este módulo consigue obtener una tensión reducida a partir de los 220 V (ó 127 V en algunos países) que se encuentran en el enchufe. Puede darse el caso de que la fuente disponga de un pequeño conmutador para seleccionar la tensión de entrada, aunque lo habitual es que ya venga prefijada. Las fuentes de alimentación de los PC son siempre fuentes conmutadas. Podrían implementarse con transformadores pero implicaría el utilizar elementos de varias decenas de kilos de peso y considerables dimensiones. Una fuente de alimentación conmutada, en esencia, corresponde a todo el proceso que se describe a continuación, sustituyendo la función del transformador por otro sistema electrónico capaz de tomar “porciones” de la señal original, dejando pasar intervalos muy cortos de tensión una vez ésta ha sido rectificada en primer lugar (ésta es una de las variaciones). El valor eficaz de la tensión resultante dependerá de la relación entre el tiempo en que se deja pasar la tensión y el tiempo en que está cortada. Como ya se indicaba, los motivos para usar este tipo de transformación de tensión en el PC son, esencialmente, su precio y su tamaño, mucho menores cuando se pretende obtener tensiones muy bajas con muy alta potencia (gran consumo de corriente). La salida de esta etapa generará la misma señal de entrada pero disminuida hasta 12 y 5 V aproximadamente y siguiendo las variaciones que el fluido eléctrico sufra (téngase en cuenta que las compañías suministradoras garantizan un ±10% de la tensión nominal, es decir, los 220 V pueden oscilar entre 198 V y 242 V). Figura 1.7. Esquema conceptual de un transformador 20 © RA-MA 1 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS ACTIVIDADES 1.8 (( Con las precauciones oportunas, observe el transformador de la fuente de alimentación de su PC y realice medidas tanto de la entrada (bobinado primario) como de la salida (bobinado secundario). Sea especialmente cuidadoso pues puede sufrir una descarga eléctrica o dañar su equipo. nn Rectificación: la corriente suministrada por la compañía es alterna. Esto significa que experimenta variaciones y cambios de valor por encima y debajo de los 0 V. De alguna manera se “alternan” los valores de tensión. Esta señal de forma sinoidal se transmite así porque resulta más fácil y rentable que generar directamente una señal continua. Además, tiene menos caída de tensión y es más fácil de transportar. La misión de esta etapa es la de transformar la señal alterna en señal continua, es decir, que no baja nunca del umbral de los 0 V. Cuanto más “plana” (estable) sea la señal, de mayor calidad será (pero eso corresponde a etapas posteriores). La rectificación se realiza a partir de unos componentes electrónicos conocidos como diodos. Un diodo es un componente fabricado a partir de dos semiconductores (normalmente germanio o silicio), dopados de diferente forma (normalmente con boro o indio). Sin entrar en particulares de por qué se generan electrones o “huecos” libres, lo cierto es que un diodo permite que la corriente le atraviese como si de un hilo se tratase si está polarizado de una forma concreta e impide el paso de la corriente cuando se polariza de forma inversa. Mediante el montaje de cuatro diodos en una disposición específica, resulta un rectificador de doble onda que aprovecha tanto los semiciclos positivos como negativos, generando una señal de mayor calidad. Estos diodos reciben el nombre de puente y se puede adquirir encapsulado o formarlo a partir de los cuatro diodos conectados. Figura 1.8. Rectificación ACTIVIDADES 1.9 (( Con las precauciones oportunas, identifique su rectificador (bien será un integrado, bien un conjunto de cuatro diodos). Realice las medidas oportunas en continuidad (equipo desconectado) para comprobar el correcto funcionamiento, así como de tensión (equipo conectado). Anote las diferencias de valor entre la tensión alterna de entrada y la continua de salida. Sea especialmente cuidadoso pues puede sufrir una descarga eléctrica. 21 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos © RA-MA nn Filtrado: un condensador es un componente electrónico que actúa como una batería: es capaz de almacenar un nivel de tensión. La aplicación en el caso de las fuentes consistirá en que el condensador se cargue de electricidad durante el semiciclo de subida de tensión (A) y se descargue en el semiciclo de bajada (B). Esto suavizará de forma considerable la tensión y será más efectivo cuanta más capacidad tenga el condensador. A tal efecto, se usan los denominados condensadores electrolíticos que, además, realizan la función de filtrado de armónicos (señales indeseables que escapan al objeto de este libro). Figura 1.9. Filtrado Téngase especial cuidado a la hora de manejar condensadores, ya que al almacenar una carga pueden provocar descargas eléctricas a pesar de que el ordenador esté desconectado (incluso estando el condensador aislado del PC). Por otro lado, los condensadores electrolíticos tienen una polaridad concreta (positivo y negativo). Si se polarizan inversamente, pueden reventar, con el peligro de daño personal debido al ácido que hay en su interior. Figura 1.10. Condensadores nn Estabilización: puesto que ya se dispone de una señal continua bastante aceptable, ahora es preciso estabilizarla y dejarla perfectamente plana para que las variaciones de entrada no afecten a la salida. Figura 1.11. Estabilización Hoy en día, el regulador es, en sí, un componente discreto más, de tal modo que se puede adquirir fácilmente en cualquier tienda de componentes electrónicos. Su patillaje suele consistir en tres pines, donde uno hace las veces de masa común y de los otros dos restantes uno se dedica a la entrada de tensión y otro a la salida estabilizada. Si bien es cierto que existe una amplia gama de productos encargados de la estabilización, es 22 © RA-MA 1 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS común usar integrados de la serie 78. Esta nomenclatura va seguida de dos dígitos más que indican la tensión de salida. Así, un 7805 estabilizará a 5 V y un 7802 lo hará a 2 V. Por supuesto, será preciso garantizar una entrada de tensión dentro de unos márgenes especificados por el fabricante. De forma análoga, existe la serie 79 para salidas negativas. De este modo, un 7905 estabilizará a -5 V y así sucesivamente. ACTIVIDADES 1.10 (( Con ayuda de un polímetro mida las tensiones de la fuente de alimentación y compruebe su correspondencia con los valores de las Tablas 1.1. y 3.2. Tome las precauciones oportunas a fin de evitar tanto accidentes personales como daños en el equipo. Fruto de estos procesos de conversión de la señal, se obtienen las tensiones oportunas para alimentar tanto la placa base como los diferentes dispositivos. En lo referente a las mother boards, los conectores responden al siguiente formato: PIN COLOR/TENSIÓN PIN COLOR/TENSIÓN 1 Naranja (+3,3 V) 11 Naranja (+3,3 V) 2 Naranja (+3,3 V) 12 Azul (-12,0 V) 3 Negro (Masa) 13 Negro (Masa) 4 Rojo (+5,0 V) 14 Verde (PS ON) 5 Negro (Masa) 15 Negro (Masa) 6 Rojo (+5,0 V) 16 Negro (Masa) 7 Negro (Masa) 17 Negro (Masa) 8 Gris (PG) 18 Blanco (-5 V) 9 Violeta (+5,0 V VSB) 19 Rojo (+5,0 V) Amarillo (+12 V) 20 Rojo (+5,0 V) 10 Figura 1.12. Conector ATX de alimentación de la placa base 23 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos PIN COLOR/TENSIÓN PIN COLOR/TENSIÓN 1 Naranja (+3,3 V) 13 Naranja (+3,3 V) 2 Naranja (+3,3 V) 14 Azul (-12,0 V) 3 Negro (Masa) 15 Negro (Masa) 4 Rojo (+5,0 V) 16 Verde (PS ON) 5 Negro (Masa) 17 Negro (Masa) 6 Rojo (+5,0 V) 18 Negro (Masa) 7 Negro (Masa) 19 Negro (Masa) 8 Gris (PG) 20 Sin uso 9 Violeta (+5,0 V VSB) 21 Rojo (+5,0 V) 10 Amarillo (+12 V) 22 Rojo (+5,0 V) 11 Amarillo (+12 V) 23 Rojo (+5,0 V) 12 Naranja (+3,3 V) 24 Negro (Masa) Figura 1.13. Conector ATX 2.2 de alimentación de la placa base PIN COLOR/TENSIÓN PIN COLOR/TENSIÓN 1 Negro (Masa) 3 Amarillo (+12 V) 2 Negro (Masa) 4 Amarillo (+12 V) Figura 1.14. Conector de alimentación de la CPU 24 © RA-MA © RA-MA 1 1.9 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS COMPONENTES ELECTRÓNICOS Son muchos los dispositivos electrónicos que se utilizan habitualmente y un estudio detallado de cada uno de ellos requeriría más de un libro para entender su funcionamiento físico, atómico, sus cálculos, su uso, su comportamiento… No obstante, es necesario tener una idea aproximada de cada elemento en cuestión para, cuando menos, poder identificarlo correctamente. Estos componentes existen discretos, es decir, con autonomía para poder trabajar con ellos por parte del técnico. Bien es cierto que la mayor parte se van integrando, convirtiéndose en complejos circuitos integrados donde resulta imposible su manipulación. Un paso intermedio es la tecnología SMT (Surface Montain Technology), que integra componentes SMD (Surface Montain Device). Estos componentes de montaje en superficie están miniaturizados y solo es posible soldarlos con olas de estaño que se depositan en sus extremos. Algunos de los componentes a conocer son: nn Resistencias: es un componente que ofrece dificultad al paso de la corriente eléctrica. Según su valor en W será más o menos permisiva y éste se conoce a través de un código de colores, tal y como se detalla sabiendo que las dos primeras bandas corresponden a la primera y segunda cifra del valor, la tercera, al número de ceros que hay que añadir y la cuarta a la tolerancia, o lo que es lo mismo, la precisión: Tabla 1.2 Valores de las resistencias Nº COLOR Nª COLOR 0 Negro 5 Verde 1 Marrón 6 Azul 2 Rojo 7 Violeta 3 Naranja 8/10% 4 Amarillo 9/5% Gris/Plata Blanco/Oro Así, una resistencia con bandas en rojo, amarillo, naranja y plata tendrá un valor de “2”, “4”, “000” y “10%”, es decir, 24 KW. También interesa conocer qué potencia será capaz de soportar pues, en función de la misma, variará su tamaño. Las resistencias ajustables en valor se llaman potenciómetros. ACTIVIDADES 1.11 (( Localice una resistencia en algún dispositivo electrónico (no la encontrará en la placa de su PC, salvo en formato SMD) y, a partir de los colores, indique su valor. Corrobore su afirmación con la medida efectuada con un polímetro. 25 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos © RA-MA nn Condensadores: se trata de un componente pasivo cuya misión es la de almacenar electricidad para suministrarla cuando sea preciso. En cierta medida podría entenderse como una batería y, de ahí, el cuidado en su manipulación, ya que, aun desconectado de la corriente eléctrica, puede tener una carga importante. Internamente se componen por dos láminas conductoras y un dieléctrico que las separa. Su unidad de medida es el faradio (F), aunque los valores habituales se sitúan en pF y nP. Según su aplicación, existen diferentes tipos como electrolíticos, de lenteja, de tántalo, cerámicos… nn Diodos: se trata de un componente semiconductor formado por dos cristales, uno de tipo positivo (P) y otro de tipo negativo (N). La unión de estos cristales hace que en una determinada polaridad, el diodo se comporte como un conductor perfecto, como si se tratara de un hilo, mientras que, inversamente polarizado, no permite el paso de la corriente. Este funcionamiento le hace idóneo para convertir la corriente alterna en continua, ya que solo dejará pasar a aquellos semiciclos que estén correctamente polarizados. Existen variaciones diversas como los diodos Zener (estabilizadores de tensión) o los LED, tratados a continuación. Para distinguir el terminal positivo del negativo el diodo muestra un anillo de color blanco en uno de sus extremos. ACTIVIDADES 1.12 (( Con ayuda de un polímetro, mida un diodo en continuidad. Observe qué ocurre al invertir la polaridad. nn LED: los diodos emisores de luz o LED (Light-Emiting Diode) son una variación de los diodos convencionales. En este caso, cuando están correctamente polarizados, liberan energía en forma de fotones mediante un efecto conocido como electroluminiscencia. El color de la luz dependerá de la banda de energía del semiconductor. Estos dispositivos están en auge sustituyendo en gran medida a otros sistemas de indicación luminosa como las bombillas de incandescencia. Las ventajas que aportan son un menor consumo, larga durabilidad, tamaño pequeño y compacto y una forma robusta. Para distinguir el terminal positivo del negativo, estos tienen distinta longitud. ACTIVIDADES 1.13 (( Con ayuda de un polímetro, mida un diodo led en continuidad. Observe qué ocurre al invertir la polaridad. ¿Hay alguna diferencia con respecto a la actividad anterior? nn Transistores: un transistor es un dispositivo electrónico basado en semiconductores (silicio o germanio normalmente) que une tres cristales de forma PNP o NPN. Cada cristal lleva asociado un terminal que recibe el nombre de emisor, base y colector, respectivamente. Según la polarización de la base, se conseguirá controlar el paso de corriente entre el colector y el emisor. De este modo actúan como amplificadores, aunque también es posible hacerles trabajar en modo de corte y saturación (amplifica o no) para darles una funcionalidad digital. 26 © RA-MA 1 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS ACTIVIDADES 1.14 (( Sabiendo que un transistor se puede medir como si de un par de diodos se tratase (PNP o NPN), con ayuda de un polímetro mida uno para comprobar su correcto funcionamiento. nn Circuitos integrados: son el resultado de la integración de diferentes componentes discretos en un solo encapsulado, consiguiendo así un elemento capaz de realizar una función completa. Existen diferentes niveles de integración que definen el grado de miniaturización de los elementos. Estos circuitos integrados, CI o microchips, como también se les conoce, están presentes en la casi totalidad de dispositivos electrónicos. El proceso de fabricación es mediante fotolitografía. Aun contando con esta breve descripción, y dada la relevancia que estos circuitos tienen en la actualidad, se amplía su explicación en el siguiente apartado. Figura 1.15. Resistencia, condensador, diodo, diodo LED, transistor y circuito integrado ACTIVIDADES 1.15 (( Con las precauciones oportunas, abra la carcasa de su ordenador e identifique los componentes descritos en este apartado. (( Con la ayuda de Internet, localice los símbolos asociados a los cinco primeros componentes de la Figura 1.15. 27 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos 1.10 © RA-MA CIRCUITOS INTEGRADOS: ESTRUCTURAS Y EVOLUCIÓN Como ya se indicaba, los circuitos integrados, chips o microchips, son componentes electrónicos donde la miniaturización llega a su máximo nivel, consiguiendo integrar en unos pocos milímetros cuadrados miles de circuitos diversos. En función de su nomenclatura, y a través de los conocidos Data Books (libros de referencia de los fabricantes), el técnico conocerá la función que desarrollan. Dado el alto nivel de integración de estos componentes, el proceso de fabricación es desarrollado exclusivamente por máquinas autónomas en entornos esterilizados electrónicamente conocidos como “salas blancas”. El procedimiento más común para su fabricación es la fotolitografía. Esta técnica recuerda, en cierta medida, y salvando las distancias, al proceso llevado a cabo para la realización de circuitos impresos. En esencia, consiste en, a partir de un substrato, “dibujar” los circuitos sobre él que se consideren oportunos. Para ello, se depositará un material conductivo sobre el mismo y se le aplicarán resinas fotosensibles. Tras un proceso de calentamiento a fin de que la resina y el material conductivo se unan, se aplica una fuente de luz, generalmente rayos ultravioletas a través de un patrón. El resultado será que el citado patrón protegerá o dejará al descubierto zonas de la resina fotosensible que alterará su composición química, siendo susceptible de ser eliminada posteriormente mediante la aplicación de un ácido. El proceso de obtener el sustrato con la resina alterada en su composición química recibe el nombre de revelado. A continuación, será preciso introducir nuevamente el producto resultante en el horno a fin de afianzar los cambios y someter al conjunto a un ataque químico con ácido (nítrico, generalmente, diluido en agua). Así, solo las partes protegidas del material conductivo permanecerán intactas. Todo lo expuesto queda resumido en la tabla siguiente: Tabla 1.3 Resumen de la fabricación de los C.I. Nº PASO EXPLICACIÓN 1 Metal conductivo Se aplica sobre el substrato de manera homogénea y con espesor del orden de nanómetros (una milmillonésima parte de un metro). 2 Resina fotosensible Se aplica sobre la capa anterior. Será un material sensible a la luz. 3 Calentamiento Se unirán al substrato original las dos capas de material conductivo y resina aplicadas. 4 Fotoexposición A través de un patrón que definirá qué circuitos se desean realizar, se aplicará luz ultravioleta al conjunto. 5 Calentamiento Se volverán a afianzar las capas. 6 Erosión A través de ácido, que eliminará las zonas de conductor no protegidas. Este proceso de fabricación permite, además de una miniaturización con el consecuente ahorro energético, una producción masiva que consigue abaratar costes de fabricación, aspecto que ha sido determinante para su estandarización como un elemento común en la microelectrónica. 28 © RA-MA 1 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS Desde la fabricación, en 1959, del primer circuito integrado por el ingeniero estadounidense Jack St. Clair Kilby (1923-2005), galardonado en el año 2000 con el Premio Nobel de Física, la evolución y expansión de los circuitos integrados ha sido exponencial. Actualmente se pueden encontrar en gran parte de los electrodomésticos, juguetes y aparatos electrónicos de todo tipo. Quede, por tanto, claro que no solo se trata de un componente con aplicación en los entornos digitales, sino que también el campo analógico se ve beneficiado con circuitos específicos como amplificadores, osciladores, receptores de radio, etc. De forma paralela, el nivel de integración de estos microchips ha ido aumentando y es cada vez más elevado, más denso. No solo se ha conseguido reducir aún más el tamaño, sino que se ha implementado una mayor cantidad de electrónica en su interior. Es, precisamente, en base a ese nivel de integración como se catalogan, atendiendo a la siguiente tabla: Tabla 1.4 Catalogación de los circuitos en función de su integración CATALOGACIÓN INTEGRACIÓN Nº DE TRANSISTORES Pequeña 10 a 100 Media 101 a 1.000 Grande 1.001 a 10.000 VLSI (Very Large Scale Integration) Muy grande 10.001 a 100.000 ULSI (Ultra Large Scale Integration) Ultra grande 100.001 a 1.000.000 GLSI (Giga Large Scale Integration) Giga grande más de 1.000.000 SSI (Small Scale Integration) MSI (Medium Scale Integration) LSI (Large Scale Integration) Esta alta integración solo se ve limitada por aspectos físicos (se llega a un nivel atómico con componentes microscópicos) y, en cierta medida, económicos. 1.11 SEGURIDAD EN EL USO DE HERRAMIENTAS Y COMPONENTES Para cada tarea concreta existe una herramienta que posibilitará al técnico realizar su trabajo con éxito. Esto hace necesario contar con los útiles adecuados a fin de obtener resultados de calidad optimizando el tiempo. Son muchos los tipos de herramientas que se pueden precisar, tales como las de diagnóstico, de protección antiestática, de limpieza, convencionales… Todas, usadas de forma adecuada, repercutirán en la seguridad, tanto del técnico como de los componentes que integran su PC. El útil de diagnóstico por excelencia, obviando las utilidades software, es el polímetro. Tal y como ya se definía, este instrumento permite tomar medidas de diferentes magnitudes a fin de ayudar al técnico en su tarea. En lo relativo a las herramientas antiestáticas, cabe reseñar que se pueden reducir a dos: la pulsera y la alfombrilla. El funcionamiento es sencillo: al conectar la caja del ordenador mediante una pinza de “cocodrilo” a la alfombrilla, a 29 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos © RA-MA la vez que a la pulsera del técnico y a tierra, se consigue eliminar la acumulación de electricidad estática, nivelando el nivel que pudiera existir entre el técnico y la máquina. La electricidad estática aumenta bajo condiciones concretas tales como el uso de moquetas o ropa con tejidos de seda o poliéster. Debe prestarse especial atención al colocar la pinza sobre zonas no pintadas de la caja del ordenador a fin de asegurar el contacto eléctrico. Del mismo modo, será necesario tomar precauciones con el cable de la pinza a fin de evitar daños. Es importante indicar que el uso de este material no es indicado para la reparación de pantallas o dispositivos que puedan suponer trabajar con elevados niveles de tensión. Las herramientas de limpieza serán las usadas en tareas de mantenimiento. Generalmente se reducen a esprays de aire comprimido, pequeñas brochas que ayuden a eliminar el polvo que se acumula sobre los componentes, en general, y en los disipadores de calor en particular, además de productos concretos para monitores y pantallas. Es necesario asegurar que tanto la electrónica del ordenador como las rejillas de ventilación de la caja estén convenientemente limpias a fin de facilitar la disipación de calor. Sea cuidadoso con el aire comprimido evitando hacer girar los ventiladores con el ordenador apagado, ya que pueden generar tensión que dañe la placa (los motores son elementos reversibles: con electricidad producen movimiento y, si giran, producen electricidad). En el caso de limpieza de las pantallas, sean del tipo que sean, use productos específicos para tal fin, extremando el cuidado en las LCD a fin de no dañarlas con la presión. ACTIVIDADES 1.16 (( Desconecte un ventilador de su PC y coloque en los cables de alimentación las puntas de su polímetro en modo de medida de tensión continua. Haga girar las aspas con un compresor y anote las medidas de tensión recogidas. ¿Considera que la tensión podría dañar su PC? Razone su respuesta. ¿Qué ocurre si hace girar las aspas en sentido contrario? Dentro de las herramientas convencionales tienen cabida varios utensilios, como destornilladores, pinzas, etc., de diferente tamaño. La calidad de estas herramientas repercutirá tanto en la seguridad del técnico como en los resultados del trabajo realizado. Use siempre el destornillador adecuado para cada tornillo y no los apriete en exceso, ya que podría dañar las roscas. Con los tamaños adecuados de destornilladores de estrella, planos y hexagonales será suficiente. De cara a la seguridad de los circuitos, nunca use destornilladores imantados. 1.12 SEGURIDAD ELÉCTRICA: MEDIDAS DE PREVENCIÓN DE RIESGOS ELÉCTRICOS; DAÑOS PRODUCIDOS POR DESCARGAS ELÉCTRICAS No hay duda de que la seguridad del técnico, especialmente en lo relativo a la manipulación de dispositivos eléctricos y electrónicos, como es el caso de los ordenadores, debe primar como hábito de trabajo. No se trata ya solo de disponer de herramientas y un entorno adecuado, sino también de una adecuada actitud. El riesgo eléctrico debe entenderse como el derivado, de un modo directo o indirecto, por los efectos de la energía eléctrica. Bajo esta premisa 30 © RA-MA 1 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS tienen cabida las descargas eléctricas, quemaduras, caídas… y aquellos accidentes que, también originados por la electricidad, podrían considerarse de mayor entidad, como pudieran ser explosiones o incendios. Debe tenerse en cuenta que si bien los niveles de tensión dentro de un PC son mínimos (hasta 12 V), no es menos cierto que en la fuente de alimentación se pueden encontrar 220 V de corriente alterna, voltaje más que suficiente como para provocar importantes daños personales. Estos niveles de tensión aumentan más aún con la manipulación de pantallas y monitores, donde el transformador MAT (Muy Alta Tensión) llega a ofrecer valores de hasta 24.000 V. Habrá que tomar, por tanto, precauciones con las descargas eléctricas, que pueden catalogarse del siguiente modo: nn Descargas directas: se producen cuando el técnico manipula directamente la electrónica del PC (una fuente de alimentación, por ejemplo). Se debe ser especialmente cuidadoso en el uso de pulseras, esclavas, medallas y, en definitiva, cualquier elemento conductor que el técnico pueda llevar encima. Del mismo modo, es recomendable usar herramientas adecuadamente aisladas a fin de evitar descargas. nn Descargas indirectas: son aquellas que se producen por componentes que no están conectados a la tensión. Éste podría ser el caso de la electricidad estática (que puede alcanzar valores del orden de miles de voltios) o de elementos capacitivos, tales como los condensadores, capaces de almacenar energía eléctrica y descargarse al ser tocados. Como norma de trabajo, habrá que trabajar siempre sin tensión, es decir, con el ordenador o cualquier otro dispositivo microinformático desenchufado de la red eléctrica. No es suficiente con que esté desconectado a través de un interruptor, ya que en los bornes del mismo existe tensión. Solo una vez terminada la manipulación del equipo, y con las medidas de seguridad oportunas, se volverá a suministrar tensión al equipo a fin de comprobar su correcto funcionamiento. Del mismo modo, habrá que prestar especial atención a todas las operaciones a realizar, por básicas y sencillas que éstas nos puedan a priori parecer: un exceso de confianza puede acarrear serias consecuencias. En este sentido, pueden tener cabida las siguientes recomendaciones: 44 No se confíe nunca: presuponga, en caso de duda, que el equipo con el tiene que comenzar a trabajar está conectado a la energía eléctrica. Asegúrese de su desconexión. 44 Vigile el estado de la instalación donde va a trabajar: tomas de tierra correctas, instalación de disyuntores y equipos magnetotérmicos de protección, mobiliario (banco de trabajo) adecuado, etc. 44 Evite, en la medida de lo posible, instalaciones donde haya cables con los que pueda tropezar, bases de enchufe con “ladrones” (tomas múltiples de tensión), etc. 44 Jamás trabaje en entornos húmedos o con las manos mojadas. 44 Tenga cuidado con la temperatura de algunos componentes tales como el microprocesador: a pesar de estar equipados con disipadores y, según el caso, ventiladores, la alta temperatura de algunos elementos puede causar daños al técnico. 44 Vigile el estado de los condensadores electrolíticos (tratados anteriormente): un abombamiento de los mismos puede indicar un mal estado del componente que, en caso de estallar, arrojará al exterior el ácido con el que está compuesto. 31 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos © RA-MA En caso de accidente eléctrico, es necesario prestar la ayuda necesaria de manera urgente, puesto que los daños causados por la electricidad pueden llegar a ser importantes. No obstante, y a fin de preservar la integridad personal, esta ayuda debe ser secuenciada en las siguientes actuaciones: 44 Asegúrese de que no hay corriente eléctrica en el lugar del accidente. En la medida de lo posible desconecte los dispositivos electrónicos implicados en el accidente y, de no poder hacerlo, use material aislante para tocar a la persona afectada. Tenga en cuenta que usted también puede sufrir la descarga si la tensión sigue presente. 44 Si es necesario, aleje al herido de la zona donde se ha producido el accidente y trasládele a un entorno más seguro, avisando inmediatamente a los profesionales sanitarios para que se hagan cargo de la situación del accidentado. 44 Si es preciso, apague el fuego (no use nunca agua si hay electricidad en el lugar del accidente) e intente controlar, en la medida de lo posible, la situación que en cada caso se haya planteado. Los daños que la energía eléctrica puede producir sobre las personas son diversos, desde la parada cardiaca o respiratoria hasta quemaduras, y debe dárseles la importancia que merecen. Téngase en cuenta que, estadísticamente, las bajas laborales relacionadas con los accidentes eléctricos solo representan entre el 0,5 y el 0,8% del total pero, por otro lado, se corresponden con el 8% de los accidentes mortales en los centros de trabajo. Puede ser interesante que el lector complemente todo lo aquí expuesto con los dos últimos apartados del capítulo octavo, relativos a prevención de accidentes más comunes, equipos de protección individual y medios de seguridad. 32 © RA-MA 2 1 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS RESUMEN DEL capítulo En este capítulo se explican, de manera genérica, las características de los diferentes elementos eléctricos y electrónicos que pueden utilizarse en el montaje de equipos, identificando magnitudes y unidades de medida eléctrica. En este sentido, en el capítulo se estudian las medidas de seguridad que deben tenerse en cuenta en el procedimiento de montaje según los diferentes elementos eléctricos y electrónicos que intervienen en el mismo. En resumen, las cuestiones fundamentales tratadas son las siguientes: nn La electricidad es el fenómeno físico en el que los electrones se desplazan de un átomo a otro. Este flujo de cargas se da de forma normal y, por tanto, habitual en la Naturaleza. A partir de esta idea, se ha profundizado en las magnitudes directas (tensión, resistencia e intensidad) e indirectas (potencia), relacionándolas mediante la Ley de Ohm: I=V/R. nn Conocimiento de la corriente alterna y y continua, observando sus diferencias de polaridad a lo largo del tiempo. nn El estudio del polímetro como elemento de medida fundamental en el entorno microinformático. Se trata de un instrumento que aporta una valiosa ayuda al técnico. nn Se han identificado los colores asociados a las diferentes tensiones que ofrecen los cables en una fuente de alimentación del PC. nn Estudio de las pilas y baterías, diferenciando entre ambas y observando su necesidad para el mantenimiento de la BIOS del PC. De igual modo, se explica el funcionamiento de mecanismos eléctricos básicos, pero necesarios, en la caja del PC, ejemplo de los cuales son los interruptores y pulsadores. nn Comprensión de las diferentes etapas que tienen lugar en una fuente de alimentación común de PC: transformación, rectificación, estabilización y filtrado. Del mismo modo, se han tratado los tipos ATX y ATX2, así como sus diferencias y compatibilidades. nn Se han tratado los componentes electrónicos más comunes en el PC, en concreto, resistencias, condensadores, diodos, diodos LED, transistores y, de manera especial, los circuitos integrados, profundizando en su estructura y evolución. nn Aprendizaje sobre el uso de herramientas y componentes, poniendo especial énfasis en aspectos de seguridad, entre las cuales destacan las medidas destinadas a evitar los daños producidos por descargas eléctricas. 33 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos 2 © RA-MA ejercicios propuestos nn1. Suponga el circuito de la figura donde el tramo de cable comprendido entre los puntos A y B es susceptible de ser retirado a voluntad del técnico. nn3. Suponga un circuito similar al del primer ejercicio. Se sabe que la potencia consumida en la resistencia (R) es de 180 W y la tensión del generador (V) de 10 V. Se pide: nn Calcular la corriente del circuito. nn Indicar la tensión en bornes de la resistencia (R). nn Calcular el valor de la resistencia (R). nn4. Indique y razone la veracidad o no de las siguientes expresiones: nn nn ¿Qué corriente recorrería el circuito si la resistencia (R) fuera de 4 Ω y el generador (V) de 10 V? nn ¿De qué potencia debería ser la resistencia?, ¿y el generador? nn Con un polímetro, ¿entre qué puntos se mediría la caída de tensión de la resistencia?, ¿y la del generador?, ¿por qué? Razone su respuesta. nn Con un polímetro, ¿cómo se podría realizar una medida de la corriente que atraviesa la resistencia? nn Si se desease incluir un interruptor que gobernará el circuito, ¿dónde y cómo se conectaría? Dibuje el circuito resultante. nn2. Identifique los siguientes componentes: P = I2 · R V2 P= R P I= I·R nn5. ¿Qué corriente deberá suministrar la fuente de alimentación de un ordenador instalado en España si su potencia es de 2.000 W? nn6. Indique de qué modo puede comprobar el correcto funcionamiento de un transformador de una fuente de alimentación de un ordenador. Especifique claramente qué ajustes realizaría sobre el polímetro. nn7. Se conecta la alimentación de un amplificador multimedia a un puerto USB de un PC, ¿cuál será la potencia máxima que podrá desarrollar? nn8. Indique cómo comprobaría el correcto funcionamiento de un diodo. Especifique claramente qué ajustes realizaría sobre el polímetro. nn9. Despreciando el consumo de la placa base, suponga una fuente de alimentación de 500 W que proporciona la misma potencia a la alimentación de 12 V, así como a la de 5 V. ¿Qué corriente facilitará en cada caso? nn10. Repita el ejercicio anterior suponiendo que proporciona la misma corriente a ambas tensiones. ¿Qué potencias ofrecerá en cada caso? 34 © RA-MA 2 1 2 3 1 n ELEMENTOS BÁSICOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS test de conocimientos Las tres principales magnitudes de la electricidad son: a)Tensión, resistencia e intensidad. b)Corriente, intensidad y potencia. c)Voltaje, resistencia y diferencia de potencial. d)Ninguna de las respuestas anteriores es correcta. La Ley de Ohm: a)Indica que el flujo de corriente que circula por un circuito es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la potencia. b)Relaciona inducción, tensión e impedancia. c)Se debe al físico y matemático alemán George Boole. d)Ninguna de las respuestas anteriores es correcta. La señal de la figura es: 5 6 7 8 a)Corriente continua. b)Corriente alterna. c)Corriente alterna pulsatoria. d)Ninguna de las respuestas anteriores es correcta. 4 La principal herramienta de medida eléctrica con la que debe contar un técnico es: a)Un osciloscopio. b)Un amperímetro. c)Un polímetro. d)Un óhmetro. La batería de un ordenador portátil se cataloga dentro de: a)Pilas primarias. b)Pilas secundarias. c)Pilas de de mercurio con óxido-zinc. d)Ninguna de las respuestas anteriores es correcta. Un pulsador: a)Cierra o abre el circuito puntualmente mientras está accionado. b)Cierra o abre el circuito de forma estable hasta que es accionado nuevamente. c)Inhabilita la tensión del PC cuando está accionado. d)Se usa habitualmente, por ejemplo, para encender bombillas en las habitaciones. Una resistencia presenta bandas de color naranja, rojo, rojo y oro, ¿cuál es su valor? a)Esa combinación no puede darse. b)3K2 Ω, ±10%. c)32 KΩ, ±5%. d)3.200 Ω, ±5%. Los transistores: a)Cuando están correctamente polarizados, liberan energía en forma de fotones mediante un efecto conocido como electroluminiscencia. b)Son idóneos para convertir la corriente alterna en continua ya que solo dejarán pasar aquellos semiciclos que estén correctamente polarizados. c)Son dispositivos electrónicos basados en semiconductores (silicio o germanio normalmente) que unen tres cristales de forma PNP o NPN. d)Son el resultado de la integración de diferentes componentes discretos en un solo encapsulado. 35 Operaciones Auxiliares de Montaje de Componentes Informáticos 9 36 En lo relativo a la pulsera y la alfombrilla antiestática: a)Hay excepciones en cuanto a la recomendación de su uso. b)Su uso siempre es recomendable cuando se trabaje con ordenadores o periféricos. c)Aporta seguridad electrostática al técnico. d)Ninguna de las respuestas anteriores es correcta. 10 © RA-MA De cara a la seguridad de los circuitos: a)Nunca use destornilladores imantados. b)Use destornilladores imantados. c)No los manipule si no es bajo alimentación. d)Todas las respuestas anteriores son incorrectas.
