Cálculos de resistencias

CÓDIGO DE COLORES
Cálculos de Resistencias.
TABLA DE COLORES
Resistencias.
La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de
su oposición al paso de corriente.
Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia
eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la
física mecánica.
La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional
de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la
práctica existen diversos métodos, entre los que se
encuentra el uso de un ohmnímetro.
Inducción Electromagnética.
Cuando movemos un imán permanente por el interior de
las espiras de una bobina solenoide (A), formada por
espiras de alambre de cobre, se genera de inmediato
una fuerza electromotriz (FEM), es decir, aparece una
corriente eléctrica fluyendo por las espiras de la bobina,
producida por la “inducción magnética” del imán en
movimiento.
Si al circuito de esa bobina (A) le conectamos una
segunda bobina (B) a modo de carga eléctrica, la
corriente al circular por esta otra bobina crea a su
alrededor un “campo electromagnético”, capaz de
inducir, a su vez, corriente eléctrica en una tercera
bobina.
Inducción Electromagnética.
En la práctica, la solución tecnológica más utilizada es
conectar una de las bobinas a una fuente de corriente
alterna, para que el cambio constante de polaridad,
propio de este tipo de corriente, provoque la formación
de un campo electromagnético variable capaz de inducir
por sí mismo corriente eléctrica, igualmente alterna, en
otra bobina colocada a su lado.
La corriente eléctrica alterna circulando por una bobina
(S1) crea a su alrededor un campo. electromagnético
variable, capaz de inducir por sí mismo corriente alterna
en otra bobina (S2) colocada a. su lado.
Los Imanes.
Los imanes tienen una fuerza característica que se
llama, fuerza magnética.
Las cargas en movimiento se comportan como
imanes (producen campos magnéticos).
La fuerza magnética como el campo magnético
son consecuencia de los polos magnéticos polo
norte y sur.
Las líneas de campo magnético permiten estimar
en forma aproximada el campo magnético.
1. Las líneas de campo magnético son siempre
lazos cerrados que van de norte a sur por fuera
del imán y de sur a norte por dentro del iman
Imanes
-
Los lazos magnéticos nunca se entrecruzan
Las líneas magnéticas de diferentes imanes se
atraen y se repelen entre si: Las líneas del
mismo sentido se atraen y las de distinto
sentido se repelen.
Inductor
La bobina o Inductor por su forma (espiras de alambre
enrollado) almacena energía en forma de campo magnético.
• El número de bobinas – Mas bobinas significan más
inducción.
• El material que rodea a las bobinas (el núcleo).
• área y la sección de la bobina. Cuanto más área, más
inductancia.
• La longitud de la bobina – una bobina corta significa bobinas
más estrechas que se solapan, por lo que significa más
redundancia.
Inductor.
Poner un hierro en el núcleo de un inductor le da
mucha mas inductancia que el aire o que cualquier
otro núcleo no magnético le daría. La unidad
estándar de un inductor es el henrio.
Inducido.
El inducido es la parte de la máquina rotativa donde se
produce la transformación de energía mecánica en
eléctrica mediante inducción electromagnética.
En los alternadores, el inducido es la parte fija de la
máquina.
Las bobinas del inducido se conectan a unos bornes
que están en el exterior de la carcasa de la máquina con
el fin de conectarlas al circuito exterior al que entregan
la corriente inducida.
Motor eléctrico, 1) Carcasas de cierre 2) Engrane
bendix 3) Inducido 4) Estator 5) Contactos del inducido
(escobillas) 6) Electroimán solenoide
Elementos de un circuito Eléctrico
DIODO: Es un componente electrónico semiconductor
que permite el paso de la corriente en un solo sentido
DIODO ZENER:Es un diodo de silicio, es una parte
esencial de los reguladores de tensión.
LED:(Light-Emitting Diode) es un diodo semiconductor
que emite luz
Componentes Eléctricos de un Circuito.
TRANSISTORES: Es un dispositivo electrónico semiconductor que
cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.
(resistencia de transferencia).
CAPACITOR: Dispositivo que almacena carga eléctrica, esta formado por
dos conductores próximo uno de el otro separados por un aislante, de tal
manera que puedan estar cargados con el mismo valor pero con signos
contrarios.
Modulo II :
Magnetismo y Electromagnetismo
El magnetismo es un fenómeno físico por el que los
objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre
otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que
han presentado propiedades magnéticas detectables
fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus
aleaciones que comúnmente se llaman imanes.
Los imanes son materiales que tienen la propiedad de
atraer algunos metales.
Dos imanes se pueden atraer o repeler según la forma
en que nos acerquemos. Tienen dos polos
llamados polo norte y polo sur. los polos iguales se
repelen y los distintos se atraen.
Hoy día, la electricidad y el magnetismo se entienden
como dos formas de la misma cosa:el
electromagnetismo.
La base del electromagnetismo es que : Los imanes en
movimiento producen campos eléctricos y las cargas en
movimiento, campos magnéticos (magnetismo)
Faraday
Realizó contribuciones en el campo de la electricidad. En 1821, después de que
el químico danés Oersted, descubriera el electromagnetismo, Faraday construyó
dos aparatos para producir lo que el llamó rotación electromagnética, en
realidad, un motor eléctrico. Diez años más tarde, en 1831, comenzó sus más
famosos experimentos con los que descubrió la inducción electromagnética,
experimentos que aún hoy día son la base de la moderna tecnología
electromagnética.
LEY DE FARADAY
Con base en sus experimentos, Faraday enuncia la ley del electromagnetismo:
la fem inducida en los circuitos formados por un conductor, una bobina es
directamente proporcional al número de líneas de fuerza magnética cortadas
en un segundo.
Esta ley se expresa matemáticamente como:
E= - f- i
T
Donde E = fem media
f = flujo magnético final
i = flujo magnético inicial
T = tiempo en que se realiza la variación de flujo en segundos
Leyes del Magnetismo.
LEY DE LOS POLOS
Esta ley también es conocida como: " la ley de Faraday
", la cual enuncia lo siguiente:
“Polos opuestos se atraen, polos iguales se rechazan”
Lo que nos da a entender, es que si ponemos, polo
positivo con polo positivo se rechazarán, sin embargo si
ponemos polo negativo con polo positivo se atraerán.
LEY DE COULOMB
" La fuerza atracción o repulsión entre dos cargas
puntuales es directamente proporcional al producto de
las dos cargas inversamente proporcional al cuadrado
de la distancia que separa"
Esto quiere decir que si la distancia entre dos objetos
cargados se reduce la mitad, la fuerza de atracción o
repulsión entre ellos se cuadruplicará
Leyes del Magnetismo.
TEORIA MOLECULAR DEL MAGNETISMO
Esta teoría es la de Weber que dice que las moléculas de
las sustancias magnéticas son pequeños imanes que,
cuando están en estado natural, se encuentran en
desorden, sin manifestar ningún magnetismo, pero que
al imantarse se orientan en la dirección norte – sur.
LEY DE LENZ
El físico ruso Heinrich Lenz (1804-1865) enunció una ley
sobre inducción magnética que lleva su nombre:
Siempre que se induce una fem, la corriente inducida
tiene un sentido tal que tiende a oponerse a la causa que
lo produce.
De acuerdo con la ley, el sentido de la corriente inducida
es contrario ante la corriente requerida para provocar el
movimiento del campo magnético que la ha engendrado.
Imanes naturales y artificiales
Un es un material capaz de producir un campo magnético
exterior y atraer el hierro, los imanes que muestran sus
propiedades permanentemente son naturales como la
magnetita (Fe3O4), o artificiales obtenidos por la aleación de
diferentes metales.
En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus
extremos o polos. Estos polos son denominados norte y sur
debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos
de la tierra.
IMANES NATURALES: se refiere a minerales naturales, los
cuales tienen la propiedad de atraer elementos como el hierro,
el níquel, etc.
La magnetita es un imán de este tipo, compuesto por óxido
ferroso férrico, cuya particularidad principal consiste en atraer
fragmentos de hierro natural.
IMANES ARTIFICIALES: esta denominación recae sobre
aquellos cuerpos magnéticos que, tras friccionarlos con
magnetita se transforman de manera artificial en imanes.
Según la perduración de sus propiedades magnéticas:
COMPORTAMIENTO MAGNÉTICO DE LOS MATERIALES
Ferromagnéticos.- son los materiales por los cuales las líneas de
flujo magnético fluyen con mayor facilidad a través del cuerpo que
por el vacío. Este material se magnetizará con gran intensidad. Su
permeabilidad magnética será muy elevada y quedará comprendido
desde algunos cientos a miles de veces la permeabilidad del vacío.
Ejemplos: hierro, cobalto, níkel, así como sus aleaciones.
Paramagnéticos.- son los materiales por los cuales las líneas del
flujo lo pasan con más libertad que a través del vacío. Este
material se magnetiza, aunque no en forma muy intensa. Su
permeabilidad magnética es ligeramente mayor que la del vacío.
Ejemplos: aluminio, litio, platino, iridio y cloruro férrico.
Diamagnético.- este tipo de material hace que las líneas de flujo
magnético circulen más fácilmente en el vacío que por el cuerpo.
Este material no se magnetiza y puede ser repelido débilmente por
un campo magnético intenso. Su permeabilidad magnética relativa
es menor a la unidad. Ejemplos: el cobre, plata, oro, mercurio y
bismuto
Permeabilidad Magnética.
La permeabilidad magnética nos indica con qué facilidad atraviesa el campo magnético la
materia, o sea si esta es buena conductora o no del campo magnético.
La permeabilidad es una característica magnética de la materia (por ejemplo del aire,
cartón, aluminio, hierro). La permeabilidad como se verá es baja en el vacío y es elevada
en materiales como el hierro.
Permeabilidad magnética de un material = µ = Pr * µo
Donde: Pr = permeabilidad relativa
µo = permeabilidad del vacío
= 4 Pi * E-7 = 4 x 3.14 x 10-7 = 12.56 x 10-7 (T * m / A = Wb / A * m = H / m) .
UNIDADES
m = metro
A = amperio
T = tesla
Wb = weber
H = Henrio
La permeabilidad magnética del AIRE y del VACÍO es aproximadamente igual.
Regla de la Mano Derecha (Electricidad y Magnetismo)
Un vector (también llamado vector euclidiano o vector geométrico) es una
herramienta geométrica utilizada para representar una magnitud física definida
por su módulo (o longitud), su dirección (u orientación) y su sentido (que
distingue el origen del extremo).
Magnitudes vectoriales: la velocidad con que se desplaza un móvil, ya que no
queda definida tan sólo por su módulo (lo que marca el velocímetro, en el caso
de un automóvil), sino que se requiere indicar la dirección y el sentido (hacia
donde se dirige); la fuerza que actúa sobre un objeto, ya que su efecto depende,
además de su intensidad o módulo, de la dirección en la que actúa; también, el
desplazamiento de un objeto.
módulo: la longitud del segmento
dirección: la orientación de la recta
sentido:
indica cual es el origen y cual es el extremo final de la recta
Regla de la Mano Derecha (Electricidad y Magnetismo)
La regla o ley de la mano derecha o del sacacorchos es un método para determinar
direcciones vectoriales, y tiene como base los planos cartesianos. Se emplea
prácticamente en dos maneras; la primera principalmente es para direcciones y
movimientos vectoriales lineales, y la segunda para movimientos y direcciones
rotacionales.
Así, cuando se hace girar un sacacorchos o un tornillo "hacia la derecha" (en el sentido de
la agujas de un reloj) el sacacorchos o el tornillo "avanza", y viceversa, cuando se hace
girar un sacacorchos o un tornillo "hacia la izquierda" (contrario a las agujas del reloj), el
sacacorchos o el tornillo "retroceden".
Clasificación de materiales según
permeabilidad magnética.
Materiales diamagnéticos son aquellos que tienen valores para "Pr" ligeramente
menores que la unidad (por ejemplo, 0.999 984 para el plomo sólido).
Materiales paramagnéticos son los que tienen valores para "Pr" ligeramente mayores
que la unidad (por ejemplo, 1.000 021 para el aluminio sólido). Estos materiales
incrementan ligeramente el valor de "B" en el solenoide o toroide.
Materiales ferro magnéticos, como el hierro y sus aleaciones, cuentan con valores para
"Pr", de alrededor de 5000 o mayores y, por lo tanto, aumentan dramáticamente el valor
del campo B en un solenoide o toroide.
Material
permeabilidad relativa (Pr)
aire
1.00
aluminio
1.000023
Cobre
0.99999
oro
0.9999
plata
0.999974
hierro dulce 5000
Permalloy
80 000
Motor eléctrico .
El motor eléctrico es un aparato que convierte la energía eléctrica en
energía mecánica. Un motor de corriente continua o directa está
constituido por una bobina suspendida entre los polos de un imán
pronto a circular una corriente eléctrica en la bobina, esta adquiere un
campo magnético y actúa con un imán, por tanto, es desplazada en
movimientos de rotación, debido a la fuerza que hay entre los campos
magnéticos. En general, todo motor eléctrico consta de dos partes
principales: electro imán pues suele ser fijo y el circuito eléctrico que
puede girar alrededor de un eje
Motor eléctrico.
Generador Eléctrico.
El generador eléctrico es un aparato transformador energía mecánica en
energía eléctrica. Está constituido por un inductor elaborado base de
electro imanes e imanes permanentes que producen un campo magnético
y por un inducido que consta de un núcleo de hierro al cual se le enrolla
alambre conductor previamente aislado. Cuando se le comunica al
inducido un movimiento de rotación, los alambres conductores cortan las
líneas de flujo magnético, por tanto, se induce en ellas una fem.
En la mayoría de los generadores de la corriente continua el inductor que
produce el campo magnético es fijo y el inducido móvil.
BOBINA
Existen dos tipos de bobinas:
Bobina primaria: es la que está conectada a la fuente de voltaje de CA.
Bobina Secundaria: aquella donde la corriente es inducida.
Una bobina es un alambre enrollado en forma de espiral
Generador Eléctrico.
Están construidos en base al principio que un
conductor sometido a un campo magnético
variable crea una tensión eléctrica inducida.
Las partes básicas de un alternador son: rotor,
estator, puente rectificador y escobillas.
También se encuentra el regulador, que tiene
como función regultar la tensión resultante de
las diferencia en el giro del motor. Si bien el
regulador puede estar integrado al alternador
también puede estar fuera de él. Su
funcionamiento es alimentar el rotor con
diferente tensión modificando así el campo
magnético y logrando la regulación de la
tensión producida por las bobinas.
El rotor gira y genera un campo magnético
según la tensión que se le brinda por las
escobillas.
Modulo III Motores de arranque
1.-Finalidad del sistema de arranque: Sacar de la inercia a nuestro motor de
combustión interna, hacerlo girar mas o menos a 100 rpm.
2.-El sistema de arranque esta constituido: motor de arranque, el interruptor, la
batería y el correspondiente cableado.
Cuando se acciona la llave de contacto, cerrando el circuito, se conecta el
interruptor principal a la bateria.Este interruptor cierra magnéticamente los
contactos principales entre la batería y el motor de arranque.Provocandose de
este modo el giro de este. En el eje del motor de arranque se halla situado un
pequeño piñón que engrana con una gran rueda dentada emplazada en el
volante del motor de combustión.
3.-¿Qué es el motor de arranque?
Es un motor eléctrico especial de corriente continua capaz de suministrar una
elevada potencia, con relación a sus reducidas dimensiones durante periodos
cortos de tiempo. Su objeto es hacer girar girar el cigüeñal del motor del
vehiculo para que este se ponga en marcha y empiece a funcionar por si mismo.
Modulo III Motores de arranque
Requiere una considerable potencia que, al tener que ser suministrada por un
motor de dimensiones tan reducidas, obliga a que tenga una resistencia
eléctrica muy pequeña. Tanto los conductores del inductor como los del
inducido son, por esta razón, muy gruesos, de forma que permiten el paso a
través del motor una corriente intensa, con el fin de generar la suficiente
potencia para el motor de arranque del motor del vehículo.
4.-Principio del motor de arranque: El amperímetro da una idea del principio de
funcionamiento. La oposición a un campo magnético puede ocasionar un
movimiento. El motor de arranque tiene un imán potente en cuyo campo
magnético se sitúan una serie de conductores.
Los devanados del inductor (parte fija) se encuentran dentro de la carcasa o
cuerpo cilíndrico producen un campo magnético cuando la corriente fluye por
ellos .
El inducido tiene una serie de conductores, dispuestos en forma de espiras,
que van conectados a los segmentos del colector.
Las escobillas van rozando sobre el colector pudiendo este girar, con las
espiras unidas a el, mientras la corriente de la batería circula por las espiras,
originado campos magnéticos, estos se oponen al campo de imán, como
consecuencia se produce un fuerte empuje sobre los conductores haciendo
girar el inducido.
Modulo III Motores de arranque
5.-El motor en serie: A fin de que los devanados inductores puedan producir
un fuerte campo magnético, la corriente se hace pasar por ellos. La corriente
fluye desde la batería, a través de una escobilla y un segmento del colector ,
Hacia las espiras del inducido. Desde aquí , regresa por otro segmento y otra
escobilla a los devanados inductores y, finalmente, de nuevo a la batería .
6.Construcción del motor de arranque: El inducido está soportado en
sus dos extremos por cojinetes de fricción. Las escobillas se mantienen
aplicadas sobre el colector por la acción de unos muelles, en uno de los
extremos se encuentra el mecanismo de acoplamiento que engrana el
inducido con el volante del motor.
Un solenoide situado sobre el motor da lugar a que los dientes de arrastre
engranen con los de la corona del volante.
Modulo III Motores de arranque
7.- Devanados inductores o de campo: Muchos motores de arranque tienen sólo dos
devanados inductores. Estos producen un campo magnético de fuerza suficiente para
hacer girar muchos motores. Pueden motores exigir un par mas elevado para el
arranque, por lo que se harán necesarios cuatro devanados inductores
8.- Funcionamiento del motor de arranque: Los campos magnéticos opuestos creados
por los arrollamientos del inducido y de los inductores son la causa de la rotación del
inducido. Cuando el motor de arranque que queda conectado a la batería, y antes de que
el inducido comience a girar, a través del citado motor de arranque fluya una corriente
muy intensa, de varios amperios, que da lugar a un par de gran intensidad para que el
piñón, en su rotación, produzca la puesta en marcha del motor del vehículo.
Sin embargo, una vez que el motor arranca, desciende la intensidad de la corriente,
debido a que con la rotación del inducido se origina una fuerza contraelectromotriz
(o contratensión) en los conductores del inducido. Al desplazarse un conductor a través
de un campo magnético se engendra una tensión en el conductor. Esta tensión, creada
por la rotación del inducido del motor de arranque, está en oposición a la de la batería.
Cuanto mayor sea la velocidad de rotación del inducido, mayor es esta fuerza
contraelectromotriz.
Modulo III Motores de arranque
El paso de la corriente a través del motor de arranque es debido a la diferencia
existente entre la tensión de la batería y la fuerza contraelectromotriz.
9.-Necesidad de los mecanismos de transmisión o impulsores: Un motor de arranque
debe estar provisto de algún medio de reducción de velocidad para transmitir su
potencia al motor del vehículo. No podría arrancar al motor si el inducido estuviera
acoplado directamente al cigueñal de aquél, debido a que su potencia de giro no seria
la suficiente. El inducido puede girar a unas 3000 rpm la relacion entre el piñón del
motor de arranque y el la corona del volante es 1/15, pudiendo el cigüeñal del motor
del vehículo ser impulsado a una velocidad de rotación de 200 rpm.
Una vez en marcha, el motor de combustión puede alcanzar velocidades de 3000 o
4000 rpm. Si el piñón del motor de arranque no se desengranara entonces la corona
dentada del volante, el inducido seria entonces arrastrado a enormes velocidades de
45000 a 60000 rpm con la casi segura destrucción del motor de arranque.
10.-Tipos de transmisión: Se utilizan dos tipos de transmisión básicos para
proporcionar el engrane y desengrane en el arranque
Transmisión BENDIX: Una vez arrancado el volante imprime al piñón una velocidad de
rotación superior a la del eje inducido, esto da lugar a que el piñón retroceda sobre las
ranuras en espiral, desacoplandose de la corona. (ya no se utiliza en automoviles pero
aun se encuentra en algunos motores pequeño y agricolas
Modulo III Motores de arranque
La transmisión o acoplamiento utilizado actualmente en casi todos los motores de arranque
es llamado de rueda libre.
11.-Motor de arranque con acoplamiento de rueda libre con solenoide: Estos mecanismos o
embragues de acoplamiento son utilizados en casi todos los vehículos.
Este acoplamiento hace uso, para conseguir el desplazamiento del piñón, una palanca que
lo hace deslizar a lo largo del eje del inducido, la palanca de desplazamiento es accionada
por un solenoide.
12.-Motores de arranque para motores diesel: Los motores diesel requieren un par de
arranque mayor al de un motor a gasolina, mas costara hacer girar el cigüeñal ,la diferencia
principal están dotados de conductores mas gruesos para que permitan mayor paso del
flujo de corriente, y que las piezas internas son de construcción mas robustas
13.-Mandos del motor de arranque: Cuando giramos la llave de contacto, venciendo la
tensión del muelle, los contactos de arranque se cierran, con lo que queda conectado a la
batería el relé o solenoide del motor de arranque. El relé o solenoide conecta así la batería
directamente al motor de arranque, cuando arranca el motor, el circuito queda
desenergizado de la batería y se detiene.
13.1 Interruptor magnético: El relé de puesta en marcha es un interruptor magnético, al
pasar la corriente por el arrollamiento genera un campo magnético que empuja el embolo
hacia el interior del núcleo, dicho embolo esta unido con un disco en uno de extremos
llamado contacto, el cual al desplazarse cierra el circuito entre la batería y el motor de
arranque.
Modulo III Motores de arranque
13.2.-Interruptor de solenoide: El solenoide cuenta con 2 arrollamientos, uno de
atracción y uno de retención. El primero de ellos va conectado a los contactos
del interruptor de puesta en marcha del solenoide, ambos arrollamientos
trabajan en conjunto para atraer el embolo buzo y mover el piñón del
acoplamiento de rueda libre hasta que engrane.
13.3 Interruptor de seguridad: Generalmente utilizado en vehículos automáticos
la palanca selectora debe estar en posición de P para que pueda arrancar u otros
vehículos utilizan un interruptor en el pedal de embrague para que pueda dar
arranque.
Diagnostico de averías en el sistema de arranque
Necesidad de proceder con lógica.