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INSTITUTO SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO “CARLOS CUETO FERNANDINI”

“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad” Curso: INTERNET E INFORMATICA Turno: noche Ano: 2012

INTEGRANTES: -

CORNETERO CAJO, RAUL AYLAS ROJAS, ANTONY


Índice Electrotecnia general: a) Ley de ohm b) Leyes de Kirchhoff c) Teorema de mallas

Electrónica analógica: a) Rectificadores de media onda y onda completa b) Diodo zener c) Transistores Instalaciones eléctricas: a) Símbolos eléctricos y electrónicos b) Prevención y cuidado eléctrico


ELECTROTECNIA GENERAL LEY DE OHM La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante de proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que es inversa a la resistencia eléctrica. La ecuación matemática que describe esta relación es:

donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.1 Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm. Esta ley se cumple para circuitos y tramos de circuitos pasivos que, o bien no tienen cargas inductivas ni capacitivas (únicamente tiene cargas resistivas), o bien han alcanzado un régimen permanente (véase también «Circuito RLC» y «Régimen transitorio (electrónica)»). También debe tenerse en cuenta que el valor de la resistencia de un conductor puede ser influido por la temperatura.


Leyes de Kirchhoff Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1845 por Gustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas en ingeniería eléctrica. Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias George Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.

Ley de las corrientes de Kirchhoff: Esta ley también es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es común que se use la sigla LCK para referirse a esta ley. La ley de corrientes de Kirchhoff nos dice que: En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero

Esta fórmula es válida también para circuitos complejos:

La ley se basa en el principio de la conservación de la carga donde la carga en coulomb es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos.

Ley de tensiones de Kirchhoff: Esta ley es llamada también Segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff y es común que se use la sigla LVK para referirse a esta ley. En un lazo cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a cero.


De igual manera que con la corriente, los voltajes también pueden ser complejos, así:

Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energía al regresar al potencial inicial. Esta ley es cierta incluso cuando hay resistencia en el circuito. La validez de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida, debido a la disipación de energía. Una carga simplemente terminará en el terminal negativo, en vez de en el positiva. Esto significa que toda la energía dada por la diferencia de potencial ha sido completamente consumida por la resistencia, la cual la transformaraá en calor. En resumen, la ley de tensión de Kirchhoff no tiene nada que ver con la ganancia o pérdida de energía de los componentes electrónicos (Resistores, capacitores, etc. ). Es una ley que está relacionada con el campo potencial generado por fuentes de tensión. En este campo potencial, sin importar que componentes electrónicos estén presentes, la ganancia o pérdida de la energía dada por el campo potencial debe ser cero cuando una carga completa un lazo.


Teorema de mallas: El análisis de mallas (algunas veces llamada como método de corrientes de malla), es una técnica usada para determinar la tensión o la corriente de cualquier elemento de un circuito plano. Un circuito plano es aquel que se puede dibujar en un plano de forma que ninguna rama quede por debajo o por arriba de ninguna otra. Esta técnica está basada en la ley de tensiones de Kirchhoff. La ventaja de usar esta técnica es que crea un sistema de ecuaciones para resolver el circuito, minimizando en algunos casos el proceso para hallar una tensión o una corriente de un circuito.1 Para usar esta técnica se procede de la siguiente manera: se asigna a cada una de las mallas del circuito una corriente imaginaria que circula en el sentido que nosotros elijamos; se prefiere asignarle a todas la corrientes de malla el mismo sentido. De cada malla del circuito, se plantea una ecuación que estará en función de la corriente que circula por cada elemento. En un circuito de varias mallas resolveríamos un sistema lineal de ecuaciones para obtener las diferentes corrientes de malla.


ELECTRONICA ANALOGICA RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA: El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una señal de corriente alterna de entrada (Vi). Es el circuito más sencillo que puede construirse con un diodo. Análisis del circuito (diodo ideal) Los diodos ideales, permiten el paso de toda la corriente en una única dirección, la correspondiente a la polarización directa, y no conducen cuando se polarizan inversamente. Además su voltaje es positivo Polarización directa (Vi > 0) En este caso, el diodo permite el paso de la corriente sin restricción, provocando una caída de potencial que suele ser de 0,7 V. Este voltaje de 0,7 V se debe a que usualmente se utilizan diodos de silicio. En el caso del germanio, que es el segundo más usado, la caída de potencial es de 0,3 V. Vo = Vi - VD → Vo = Vi - 0,7 y la intensidad de la corriente puede fácilmente calcularse mediante la ley de Ohm:

Polarización inversa (Vi < 0)

En este caso, el diodo no conduce, quedando el circuito abierto. No existe corriente por el circuito, y en la resistencia de carga R L no hay caída de tensión, esto supone que toda la tensión de entrada estará en los extremos del diodo 1 : Vo = 0 Vdiodo = Vi I=0


Tensión rectificada

Rectificador de media onda con filtro RC (Diodo ideal) Un circuito RC sirve como filtro para hacer que el voltaje alterno se vuelva directo casi como el de una batería, esto es gracias a las pequeñas oscilaciones que tiene la salida del voltaje, las cuales son prácticamente nulas. La primera parte del circuito consta de una fuente de voltaje alterna, seguido de un diodo que en esta ocasión será ideal (simplemente para facilitar la comprensión del funcionamiento) y finalmente el filtro RC.

Circuito rectificador con filtro El circuito funciona de la siguiente manera: 1. Entra la señal alterna al circuito, la cual se rectifica con el diodo. (Solo permite pasar un semi-ciclo de la señal, que en este caso es el semi-ciclo positivo) 2. En el momento que el voltaje sale del diodo el condensador se empieza a cargar y la caída de voltaje se recibe en la resistencia. 3. En el semi-ciclo negativo no hay voltaje porque el diodo no permite que fluya ésta, entonces el condensador se empieza a descargar (la velocidad con la que se descarga depende de la capacitancia). 4. El condensador no se descarga por completo, entonces en el momento que otra vez empieza el semi-ciclo positivo el condensador se vuelve a cargar. A esta diferencia que existe se le conoce como voltaje de rizo (Vr) y la idea es que sea muy pequeña. Las siguientes formulas nos ayudan a entender que es lo que esta pasando y como calcular el filtro.


Señal con rectificador y filtro

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA: Un Rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua. Existen dos alternativas, bien empleando dos diodos o empleando cuatro (puente de Graetz). Rectificador con dos diodos.

En el circuito de la figura, ambos diodos no pueden encontrarse simultáneamente en directa o en inversa, ya que las diferencias de potencial a las que están sometidos son de signo contrario; por tanto uno se encontrará polarizado inversamente y el otro directamente. La tensión de entrada (Vi) es, en este caso, la mitad de la tensión del secundario del transformador.


Tensión de entrada positiva.

El diodo 1 se encuentra en polarizado directamente (conduce), mientras que el 2 se encuentra en inversa (no conduce). La tensión de salida es igual a la de entrada. Tensión de entrada negativa.

El diodo 2 se encuentra en polarización directa (conduce), mientras que el diodo 1 se encuentra en polarización inversa (no conduce). La tensión de salida es igual a la de entrada pero de signo contrario. El diodo 1 ha de soportar en inversa la tensión máxima del secundario.

Puente de Graetz o Puente Rectificador de doble onda

En este caso se emplean cuatro diodos con la disposición de la figura. Al igual que antes, sólo son posibles dos estados de conducción, o bien los diodos 1 y 3 están en directa y conducen (tensión positiva) o por el contrario son los diodos 2 y 4 los que se encuentran en inversa y conducen (tensión negativa).


A diferencia del caso anterior, ahora la tensión máxima de salida es la del secundario del transformador (el doble de la del caso anterior), la misma que han de soportar los diodos en inversa, al igual que en el rectificador con dos diodos. Esta es la configuración usualmente empleada para la obtención de onda continua. Tensión rectificada. Vo = Vi = Vs/2 en el rectificador con dos diodos. Vo = Vi = Vs en el rectificador con puente de Graetz. Si consideramos la caída de tensión típica en los diodos en conducción, aproximadamente 0,6V; tendremos que para el caso del rectificador de doble onda la Vo = Vi - 1,2V. 


DIODO ZENER El diodo Zener es un diodo de silicio 1 que se ha construido para que funcione en las zonas de rupturas, recibe ese nombre por su inventor, el Dr. Clarece Melvin Zener. El diodo zener es la parte esencial de los reguladores de tensión casi constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura. Son mal llamados a veces diodos de avalancha, pues presentan comportamientos similares a estos, pero los mecanismos involucrados son diferentes. Características: Si a un diodo Zener se le aplica una corriente eléctrica de Ánodo al Cátodo(polarización directa) toma las características de un diodo rectificador básico. Pero si se le suministra corriente eléctrica de Cátodo a Ánodo, el diodo solo dejara pasar un voltaje constante. En conclusión: el diodo Zener debe ser polarizado al revés para que adopte su característica de regulador de tensión. Su símbolo es como el de un diodo normal pero tiene 2 terminales a los lados. Este diodo se comporta como un diodo convencional en condiciones de alta corriente, porque cuando recibe demasiada corriente se quema.


Transistor bipolar El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistencia de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, etc. El transistor de unión bipolar, o BJT por sus siglas en inglés, se fabrica básicamente sobre un monocristal de Germanio, Silicio o Arseniuro de galio, que tienen cualidades de semiconductores, estado intermedio entre conductores como los metales y los aislantes como el diamante. Sobre el sustrato de cristal, se contaminan en forma muy controlada tres zonas, dos de las cuales son del mismo tipo, NPN o PNP, quedando formadas dos uniones NP. La zona N con elementos donantes de electrones (cargas negativas) y la zona P de aceptadores o «huecos» (cargas positivas). Normalmente se utilizan como elementos aceptadores P al Indio (In), Aluminio (Al) o Galio (Ga) y donantes N al Arsénico (As) o Fósforo (P). La configuración de uniones PN, dan como resultado transistores PNP o NPN, donde la letra intermedia siempre corresponde a la característica de la base, y las otras dos al emisor y al colector que, si bien son del mismo tipo y de signo contrario a la base, tienen diferente contaminación entre ellas (por lo general, el emisor está mucho más contaminado que el colector). El mecanismo que representa el comportamiento semiconductor dependerá de dichas contaminaciones, de la geometría asociada y del tipo de tecnología de contaminación (difusión gaseosa, epitaxial, etc.) y del comportamiento cuántico de la unión.


INSTALACIONES ELECTRICAS SIMBOLOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS SIMBOLOGIA ELECTRONICA Puertas logicas Resistencias Condensadores Diodos Transistores Tristores Mosfet e Igfet

Puertas logicas

Puerta AND

Puerta AND

Puerta NAND

Puerta NAND

Puerta OR

Puerta OR

Puerta NOR

Puerta NOR

Puerta O exclusiva

Puerta O exclusiva

Puerta Y exclusiva

Puerta triestado

Realiza funciones AND y NAND

Realiza funciones OR y NOR

Inversor

Inversor

Diferencial

Inversor schmitt

Buffer

Buffer triestado


Buffer negado

Driver

Resistencias

Resistencia símbolo general

Resistencia símbolo general

Resistencia no reactiva

Resistencia no reactiva

Resistencia variable

Resistencia variable por pasos o escalones

Resistencia variable

Resistencia ajustable

Resistencia ajustable

Impedancia

Potenciometro

Potenciometro de contacto móvil

Potenciometro de ajuste predeterminado

Variable por escalones

Variable de variación continua

NTC

PTC

VDR

LDR

LDR

Elementos de calefacción

Resistencia en derivación corriente y de tensión

Resistencia con toma de corriente

Resistencia con tomas fijas

Resistencia dependiente de un campo magnético

Atenuador


Resistencia de protección

Resistencia de protección

Resistencia no quemable

Condensadores

Condensador no polarizado

Condensador no polarizado

Condensador variable

Condensador ajustable

Condensador polarizado sensible a la temperatura

Condensador polarizado sensible a la tensión

Condensador pasante

Condensador de estator dividido

Condensador electrolítico

Condensador electrolítico

Condensador electrolítico

Condensador electrolítico multiple

Condensador con armadura a masa

Condensador diferencial

Condensador con resistencia intrínseca en serie

Condensador con caracterización de la capa exterior

Condensador variable de doble armadura

Condensador con toma de corriente

Condensador polarizado


Diodos

Diodo rectificador

Diodo rectificador

Diodo rectificador

Diodo zener

Diodo zener

Diodo zener

Diodo zener

Diodo zener

Diodo varicap

Diodo varicap

Diodo varicap

Diodo Gunn Impatt

Diodo supresor de tensión

Diodo supresor de tensión

Diodo de corriente constante

Diodo de recuperación instantanea Snap

Diodo túnel

Diodo túnel

Diodo rectificador túnel

Diodo Schottky

Diodo Pin

Diodo Pin

Fotodiodo

Diodo LED

Fotodiodo bidireccional NPN

Fotodiodo de dos segmentos cátodo común PNP


Fotodiodo de dos segmentos cátodo común PNP

Diodo sensible a la temperatura

Puente rectificador

Puente rectificador

Diodo de rotura bidireccional PNP

Diodo de rotura bidireccional NPN

Transistores

Transistor NPN

Transistor PNP

Transistor NPN con colector unido a la cubierta

Transistor NPN túnel

UJT-n Uniunión

UJT-p Uniunión

Fototransistor NPN

Multiemisor NPN

De avalancha NPN

Transistor Schottky NPN

Transistor JFET canal N

Transistor JFET canal N


Transistor JFET canal P

Transistor JFET canal P

PUT uniunión programable

Darlington NPN

Darlington NPN

Tristores

Tristor SCR Silicon controlled rectifier

Tristor SCS Silicon controlled switch

Diac

Diac

Triac

Tristor Schottky PNPN de 4 capas

Tristor Schottky PNPN de 4 capas

Tristor Schottky PNPN de 4 capas

Tristor de conducción inversa, puerta canal N controlado por ánodo

Tristor de conducción inversa, puerta canal P controlado por cátodo

Tristor de desconexión puerta canal N controlado por ánodo

Tristor de desconexión puerta control P controlado por cátodo

SBS Silicon bilateral switch

SUS Silicon unilateral switch

Trigger Diac


Transistores Mosfet

Tipo empobrecimiento 3 terminales

Tipo enpobrecimiento 3 terminales

Tipo enpobrecimiento 3 terminales

Tipo enriquecimiento sustrato unido al surtidor 3 terminales

Tipo enriquecimiento sustrato unido al surtidor 3 terminales

Tipo enpobrecimiento sustrato unido al surtidor 3 terminales

Tipo enpobrecimiento sustrato unido al surtidor 3 terminales

Tipo enriquecimiento 4 terminales

Tipo enriquecimiento 4 terminales

Tipo enriquecimiento 4 terminales

Tipo enpobrecimiento 4 terminales

Tipo enpobrecimiento 4 terminales

Tipo enpobrecimiento 4 terminales

Tipo enpobrecimiento 2 puertas, 5 terminales

Tipo enpobrecimiento 2 puertas, 5 terminales

Tipo enriquecimiento 2 puertas, 5 terminales

Tipo enriquecimiento 2 puertas, 5 terminales

Tipo enriquecimiento 3 terminales

Tipo enriquecimiento 3 terminales

Tipo enriquecimiento 3 terminales


NORMAS DE SEGURIDAD EN INSTALACIONES ELECTRICAS: Los riesgos representados por la electricidad son de diversos tipos. Entre ellos merecen citarse: a) La descarga a través de ser humano. b) La producción de un incendio o explosión A)

Descarga

a

través

de

ser

humano:

Si el individuo no aislado toca uno de los polos de un conductor la electricidad de descargará a tierra a través de su cuerpo. En cambio, si el contacto de realiza simultáneamente con los dos polos del conductor, el cuerpo del individuo servirá para cerrar el circuito. La magnitud del daño producido por una descarga eléctrica depende de la intensidad de la corriente ( amperaje), de la duración de la misma y de la trayectoria recorrida en le cuerpo del sujeto. Dado que en el momento de la descarga eléctrica el individuo pasa a formar parte del circuito hay que tener en cuenta otros factores tales como su mayor o menor conductividad, por ejemplo, el estado de humedad de la piel influye, ya que si ésta está mojada disminuye su resistencia al pasaje de la corriente, es decir que el sujeto se vuelve mejor conductor. El peligro de muerte es mayor cuando la corriente eléctrica atraviesa órganos vitales en su paso por el individuo: corazón (fibrilación), pulmones, sistema nervioso (paro respiratorio). B)

Producción

de

un

incendio

o

explosión:

Se ha visto que uno de los fenómenos que acompaña el pasaje de corriente a través de un conductor es la producción de calor (efecto Joule), que es mayor cuanto más grande sea la resistencia del conductor. Si este fenómeno se produce en instalaciones eléctricas de gran resistencia y tamaño se lleva al aumento de la temperatura en un área, lo que es particularmente peligroso si estén el la misma materiales fácilmente inflamables. Otro

peligro

MEDIDAS

es DE

la

producción

SEGURIDAD

de EN

chispas

entre

INSTALACIONES

dos

conductores.

ELÉCTRICAS:


- Al realizar una instalación eléctrica deben tenerse en cuenta los dos peligros principales enunciados: descarga eléctrica e incendio o explosión. Afortunadamente en los últimos años han aparecido nuevos materiales y dispositivos que han perfeccionado los sistemas de seguridad. - Los equipos e instalaciones eléctricas deben construirse e instalarse evitando los contactos con fuentes de tensión y previendo la producción de incendio. Al seleccionar los materiales que se emplearán hay que tener en cuenta las tensiones a que estarán sometidos. - El control de estas operaciones, así como la puesta en funcionamiento de estos equipos, debe estar a cargo de personal con experiencia y conocimientos. Especialmente cuando se trate de instalaciones de alta tensión eléctrica es necesario impedir que accidentalmente alguna persona o material tome contacto con los mismos. Esto puede lograrse ya sea cercando el lugar peligroso o instalando en lugares elevados o en locales separados a los cuales sólo tengan acceso ciertas personas. Debe ponerse atención a este peligro cuando se realicen trabajos de reparación, pintura, etc. en las vecindades y se quiten provisoriamente las medidas de seguridad. - Al instalar los equipos eléctricos debe dejarse lugar suficiente alrededor de los mismos como para permitir no sólo el trabajo adecuado sino también el acceso a todas las partes del equipo para su reparación, regulación o limpieza. - Los lugares donde existan equipos de alta tensión no deben usarse como pasaje habitual del personal. - Los conductores se señalarán adecuadamente, de manera que sea fácil seguir su recorrido. Deben fijarse a las paredes firmemente y cuando vayan dentro de canales, caños, etc., tendrán, a intervalos regulares, lugares de acceso a los mismos. - Los conductores estarán aislados mediante caucho, amianto, cambray, etc. en el caso de que no puedan aislarse completamente, por ejemplo: cables de troles, los conductores deben protegerse para impedir contactos accidentales. - Es preferible que los conductores se ubique dentro de canales, caños, etc. para impedir su deterioro. - Es necesario que los fusibles estén también resguardados. Esto puede hacerse de varias formas, por ejemplo: encerrándolos o permitiendo el acceso a las cajas sólo al personal autorizado. - Cuando los fusibles funcionen con alto voltaje es conveniente que estén colocados dentro de un receptáculo o sobre un tablero de distribución y sean desconectables mediante un conmutador. Estos conmutadores podrán accionarse


desde un lugar seguro, teniendo un letrero que indique claramente cuando de conectan o desconectan los fusiles. - Los conmutadores deben instalarse de manera tal que impidan su manipulación accidental. - Los tableros de distribución se utilizan para controlar individualmente los motores. Para evitar accidentes conviene que estén blindados, encerrados los elementos conectados a fuentes de alta tensión eléctrica para evitar el acceso de personas no autorizadas. El piso alrededor de los mismos debe estar aislado y aquellos elementos conectados a fuentes de alta tensión deben tener pantallas aislantes que permitan su reparación o regulación sin tocarlos. - Los circuitos de cada uno de los elementos del tablero deben ser fácilmente individualizables y de fácil acceso. Es conveniente poner a tierra las manivelas. -

Para

realizar

reparaciones debe

cortarse

el

pasaje

de

electricidad.

- Los motores eléctricos deben aislarse y protegerse, evitando que los trabajadores puedan entrar en contacto con ellos por descuido. Cuando funcionen en lugares con exceso de humedad, vapores corrosivos, etc., deben protegerse con resguardos adecuados. - Si bien es preferible no utilizar lámparas eléctricas portátiles, cuando no sea posible reemplazarlas por sistemas eléctricos fijos se las proveerá de portalámparas aislados con cables y enchufes en perfectas condiciones y los mismos deberán ser revisados periódicamente. - Los aparatos para soldadura y corte mediante arco eléctrico deben aislarse adecuadamente, colocando los armazones de los mismos conectados a tierra. Las ranuras para ventilación no deben dejar un espacio tal que permita la introducción de objetos que puedan hacer contacto con los elementos a tensión.

electronica insdustrial  

trabajo de investigacion sobre electronica

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