Solucionario Sistemas Electricos Def 1

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1 Electricidad básica

Actividad propuesta 1.1

a)

Es un dispositivo formado por la unión de dos metales de diferente naturaleza para producir un voltaje debido a la diferencia de temperatura entre un extremo llamado "punto caliente" o de medida y el otro llamado "punto frío" o de referencia. Son usados para controlar las variaciones de temperatura, como sensores.

b)

Se denomina superconductividad a la capacidad que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía en determinadas condiciones. Conductores como el cobre que muestras una resistencia de casi careo pueden llegar a bajar a r= 0 enfriándose mediante hidrógeno líquido, así creamos superconductores artificiales. Este sistema se utiliza para construcciones de electroimanes, y esta es la base que se utilizó en la construcción del tren de alta velocidad japonés, donde se aprovechan los súper imanes para crear un fenómeno de levitación magnética, el tren se conoce como en Shinkansen y alcanza los 600km/h.

c)

El potencial eléctrico en un punto determinado, es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva determinada desde el punto de inicio o de referencia hasta el punto que estamos considerando. Resumiendo podríamos decir que se energía por unidad de carga entre dos puntos determinados.

d)

1 amperio hora equivale a 3600 C.

e)

• Centrales térmicas: Convierten la energía mecánica obtenida mediante otras fuentes de energía primaria (combustibles fósiles) en energía eléctrica.

• Centrales Hidroeléctricas: Aprovechan un salto de agua, aplican movimiento a un rotor que la transforma en energía eléctrica.

• Centrales Nucleares: Convierten la energía mecánica obtenida mediante otras fuentes de energía primaria (uranio) en energía eléctrica.

• Centrales Solares: Aprovechan la radiación solar que radian sobre unas placas fotovoltaicas que las convierten en electricidad.

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por el viento, transformando a partir de rotores en electricidad ese movimiento.

• Centrales geotérmicas: Para aprovechar la energía geotérmica se recurre a sistemas similares a los empleados en energía solar con turbina, es decir, calentamiento de un líquido que puede tener distintas aplicaciones, pero que habitualmente se destina a producir vapor con el que se da impulso a la turbina, que a su vez, mueve un generador eléctrico.

• Central mareomotriz: Con el cambio de mareas, se accionan una serie de turbinas que son las encargadas de transformar este movimiento en energía eléctrica.

f)

- La electricidad estática es la acumulación de un exceso de carga eléctrica en una zona con poca productividad eléctrica, por ejemplo un aislante. Se pueden llegar a producir chispas de la descarga cuando el objeto cargado se coloca cerca de un buen conductor o de una polaridad opuesta.

- Las corrientes erráticas son aquellas que tienen la capacidad de salir de una fuente de energía y tras haber realizado un circuito volver a la misma fuente de energía.

g)

El galvanómetro es un instrumento que se utiliza para detectar y medir la corriente eléctrica. Y el electroscopio es un instrumento que permite determinar la presencia de cargas eléctricas y su signo.

h)

i)

Platino = 10.6·10-8 Ωm Aluminio = 2.65·10-8 Ωm Oro = 2.35·10-8 Ωm

Actividad propuesta 1.2

a)

I = 8A I = 1, 33A

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b)

10A

c)

d =1,16 mm

d)

= 132,7 R= (0.018 · 1)/132,7 = 0,000136Ω 5A/mm2 (máxima es la densidad de corriente máxima) 5×132,7=663,66A

e)

Q = 19 200 000 joule

f)

90% de 75 = 67,5 CV En KW = 67,5 · 736= 49,68 KW

Actividad propuesta 1.3

a)

Es aquella fuerza capaz de mantener una diferencia de potencial en un circuito abierto y crear una corriente eléctrica en un circuito cerrado.

Bombilla:

Caída de tensión: 3% Voltios de (14) = 0,42V F.e.m = 14V

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b)

V = I / R

P = V · I por lo tanto, P = (I / R) · I

c)

Antiguamente se usaba el electrómetro, que funciona con el mismo sistema que el galvanómetro, usando una escala y una flecha para indicar el voltaje obtenido, actualmente poseemos elementos electrónicos, los multímetros que miden tanto voltajes (Voltímetro) como intensidades (Amperímetro) así como resistencias. El vatímetro es el aparato encargado de medir los vatios.

d)

Para efectuar la medida, debemos conectar el amperímetro en serie.

e)

Escala de 200 19,6Ω Escala de 2k 19,6Ω Escala de 20k 19600Ω

f)

En la escala de 200k, porqué es el valor máximo que puede medir y 199.000Ω se encuentra por debajo de este valor.

g)

Para medir un voltaje colocaremos la pinza negra en la clavija COM, y la roja en la indicada con las siglas V/Ω.

Dependiendo de si se trata de corriente continua o alterna colocaremos el selector en rango u otra de selección. En el caso de corriente alterna colocaríamos el selector en el apartado indicado por V~ y en la escala de 200m.

67mA

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h)

Sirve para comprobar los transistores, tanto los PNP como los NPN.

i)

El vatio proviene de los voltios (V) y los amperios (A), de la formula Potencia (W) = Voltaje (V) · Intensidad(A)

j)

Con la selección de diodos medimos por una parte la polaridad del diodo y por otra parte su voltaje. Suelen ser mV (la medida suele estar en 600 mV)

Actividad propuesta 1.4

a)

R=0.018*(40/1.78)=0.40 Ω

b)

Consideramos la longitud del filamento de 10cm.

I = P / V I = 60 / 12 I = 5A R = V / I R = 12 / 5 R = 2.4Ω σ = (1 / ρ) ρ = (1 / 18·106) ρ = 0.0555 Ω (mm2/m) S = ρ · (l / R) S = 0.0555 · (0.1 / 2.4) S = 0.00231 mm2 r = √ (S / π) r = √ (0.00231 / 3.1416) r = 0.00074mm d = 2 · r d = 2 · 0.00074 d = 0.00148 mm

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c)

d = 1,38 mm

d)

(ºC) eje x 25 50 80 110 120 (Ω) eje y 900 810 280 114 88

e)

Motor parado.

21W I = P/V I = 21/12.75 I = 1.64A

R = V/I R = 12.75/1.64 R = 7.77Ω

5W

I = P/V I = 5/12.75 I = 0,39A

R = V/I R = 12.75/0.39 R = 5Ω

Motor en marcha.

21W I = P/V I = 21/14.4 I = 1.45A

R = V/I R = 14.4/1.45 R = 20.88Ω

5W

I = P/V I = 5/14.4 I = 0.347A

R = V/I R = 14.4/0.347 R = 5.38Ω

f)

I

1

= V/R

I

1

= 12.4/0.1

I

1

= 124A

P = V · I P = 12.4 · 124 P = 1537W

I

2

= V / R

I

2

= 14.2/0.1

I

2

= 142A

P = V · I P = 14.2 · 142 P = 2016W d.d.p = 14.2 – 12.4 = 1.8V

g)

1CV = 0.736 KW

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En kilovatios 5.6CV · 0,736 = 4.12KW En vatios 5.6CV · 736 = 4121.6W

h)

Actividad propuesta 1.5

a)

A los cables conductores que están reunidos entre si y rodeados de cinta plástica formando mazos, reciben el nombre de cableado.

b)

Podemos distinguirlos por el color de su funda aislante y por el número de cable que lleva inscrito en ella (algunos fabricantes).

c)

Va sujeto mediante unas grapas o pestañas, normalmente de plástico al chasis del

vehículo, con el fin de que no se muevan para que no se desgaste la funda del cable y

haga contacto con la masa del chasis.

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d)

Se condiciona según las conexiones a los distintos aparatos eléctricos, de modo que la

instalación eléctrica se divide en partes cuyos cableados se interconexionan por medio

de conectores.

e)

Para ahorrar gastos de materiales, ya que no se tienen que pasar tantas cantidades de cable de una parte del vehículo a otra. También tiene el objetivo de facilitar las reparaciones y el desmontaje de componentes.

f)

Son cajetines de plástico que forman celdas individuales, en cada una de las cuales se alojan los correspondientes terminales, que están provistos de lengüetas de retención que los mantienen inmovilizados en la respectiva celda del conector, de manera que una vez introducido el terminal quede allí retenido. A su vez, el conector dispone también de lengüetas flexibles de plástico para su fijación al cajeado del aparato receptor o al conector del cableado al que se une.

g)

Interconexionan los diferentes mazos de cableado del vehículo, y los conectores se conectan generalmente a los actuadores y a las centralitas.

h)

-

Cableado delantero

-

Cableado motor

-

Cableado del salpicadero

-

Cableado de habitáculo

-

Cableado trasero

-

Cableados auxiliares

i)

Es el componente del vehículo donde se centralizan los cableados, está constituida por una placa de circuito impreso, a la cual van conectados fusibles, relés, etc.

j)

La caja de servicio puede ir emplazada en muchos lugares del coche pero las más conocidas son dos, compartimento motor y parte inferior del tablero de bordo.

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k)

La resistencia eléctrica debe ser lo más pequeña posible, para evitar las caídas de tensión que se producen con el paso de la corriente por ellos y que son perjudiciales para el buen funcionamiento de los aparatos receptores.

l)

Se trata de una nomenclatura para determinar la sección de los cables, en este caso

estamos hablando de un cable de 7mm2 (32*π /4) de sección perteneciente al cable de carga de alternador o batería.

m)

La normativa marca que las caídas de tensiones en un circuito eléctrico no tienen que superar el 3% o el 4% del valor de la tensión de la instalación.

n) ¿Cuál es el grueso de los hilos de cobre que forman el alma de los conductores eléctricos utilizados en el automóvil y por qué?

Entre 5 mm y 7 mm, esto es así porque con este diámetro no va sobrecargado ni tampoco hay pérdidas, son para baja tensión.

o) Nombra dos agentes exteriores de degradación del aislante de los conductores eléctricos.

Los agentes exteriores de degradación pueden ser la gasolina, aceite, liquido de freno, temperaturas muy elevadas, etc.

Actividad propuesta 1.6

a)

1: Entrada de corriente (+) a la bobina del relé. 2: Salida de la corriente de la bobina a (-). 3: Corriente directa

5: Corriente hacía los actuadores. 30: Corriente directa

85: Salida de la corriente de la bobina a (-). 86: Entrada de corriente (+) a la bobina del relé. 87: Corriente hacía los actuadores.

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b)

c)

15: Corriente directa de llave de contacto. 30: Corriente directa batería.

Acc: Posición de corriente a accesorios.

+50: Corriente a apositivo de motor de arranque.

Actividad propuesta 1.7

a)

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b)

La potencia total del circuito será: P: V*I = 12.07*0.284 = 3,42 W

También se puede calcular de la siguiente forma: P= V2/R = 12,072/42,5 = 3,42 W

c)

d)

Esta pregunta no es correcta debido a que la resistencia de la bombilla de 50 W es mayor, tal y como se comprueba a continuación con un voltaje de 12 V.

R= V2/P = 122/50 = 2.88 Ω I= 2.77 A V2.88= 8V = 122/100 = 1.44 Ω I= 2.77 A V1.44= 4V

Actividad propuesta 1.8

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b)

c)

Es cierto y se puede comprobar por Ohm, sin embargo la intensidad es mucho mayor en una bombilla de 50W. R= V2/P = 122/1 = 12 Ω I= 1 A = 122/50 = 2.88 Ω I= 4.16 A

d)

Pt= 12*0.008= 0.096W PR1= 12*0.003= 0.036W PR2= 12*0.0026= 0.0312W PR1= 12*0.0024= 0.0288W

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e)

Actividad propuesta 1.9

a)

b)

En el ejercicio ilustrativo 13 quedan bien definidas las comprobaciones de los voltajes y las intensidades.

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c)

d)

Para poder verificarlo debemos aplicar la ley de ohm, dando las siguientes comprobaciones: P= V*I2 = 100 =12*I2: 2.88 A P= V*I2 = 50 =12*I2: 2.04 A

Actividad propuesta 1.10

a)

Pt=V*I = 24*0.0091= 0.2184W PA= 14.9 *0.0091=0.1274W PB= 9.1 *0.0091= 0.08281 W

b)

Este tipo de voltajes es muy habitual en los vehículos híbridos y eléctricos.

Actividad propuesta 1.11

a)

El resultado será el mismo pero con las intensidades en este caso con valor negativo, por lo que se deberá interpretar el valor obtenido según el sentido real de la corriente en cada nudo.

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b)

A) Intensidades. Aplicando el primer paso: en este caso la entrada al nudo es positiva. I1+I2-I3=0

Aplicando el segundo y el tercer paso: Malla 1 (-I2*2200) + (-I3*2200) =12-12 Malla 2 (I1*2200) + (I3*2200)= 12-12 Resultando: I1= 0 A I2= 0 A I3= 0 A B) Cálculo de potencia.

Las potencias son igual a cero.

Actividad propuesta 1.12

a)

Cuando un circuito posee más de una fuente de alimentación resulta sumamente complicado calcular la Rt debido a las f.e.m.

b)

I1= 0.006 A P1= 0.036W I2= 0 A P2= 0 W I3= 0.006 A P3= 0.036W

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Actividad propuesta 1.13

a)

1. En los vehículos con dirección eléctrica este elemento nos indica la posición y el número de grados que ha girado la dirección.

2. Sistema de confort del audio y el navegador.

3. En este tipo de vehículos el desbloqueo y bloqueo de la dirección es a través de un motor eléctrico, que funciona en consonancia con el clausor.

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5. En este vehículo la desconexión del freno de mano es automática, al pisar el conductor el acelerador el sistema envía una señal a un motor eléctrico para que el freno de mano se desconecte.

6. Esta centralita controla el sistema de confort del navegador.

7. Para gestionar de forma automática el confort ambiental se requiere de una centralita que recibe información de los sensores de temperatura, posteriormente esta enviará la energía necesaria a los actuadores para que se adecue a los parámetros que el conductor haya seleccionado para el habitáculo.

8. En este tipo de vehículos la llave de contacto es un tarjeta, por lo necesita una ranura y un lector para esta.

9. Este elemento determinará la marcha que debe tener el vehículo según el par resistente de las ruedas y las revoluciones.

10. Elemento encargado de suministrar la energía eléctrica al vehículo cuando el motor está parado.

11. Elemento de protección de arranque del vehículo en caso de intento de robo.

12. Elemento encargado de suministrar y gestionar toda la corriente eléctrica del vehículo. 13. Centralita y actuador encargada de dotar al conductor de la información necesaria del

vehículo.

14. En caso de impacto delantero gestionará la apertura y activación de los airbags. 15. Captador de impacto lateral.

16. Elemento que funciona con el equipo de sonido y que es el encargado de cargar el cd que seleccionan los ocupantes.

17. Este calculador tiene la misión de gestionar el salto de la chispa y el tiempo de inyección según la cantidad de oxigeno que ha entrado en la cámara de combustión según los diferentes parámetros que especifica el fabricante (temperatura, presión, etc.)

18. Sistema de seguridad activa encargado de evitar un accidente causado por un derrapaje o una mala gestión de la velocidad de marcha, este componente es obligado en todos los vehículos desde el año 2006.

19. Las lámparas de xenón necesita de una centralita para corregir automáticamente la altura de los faros y no deslumbrar a los conductores.

20. Sistema que activa automáticamente las luces de alumbrado intensivo del vehículo según la luminosidad exterior, para poder realizar esta acción se necesita de la acción de unos sensores del tipo LDR. Este sistema permite igualmente la activación automática de los limpiaparabrisas cuando en el cristal caen gotas de agua, utiliza el mismo sistema que el del encendido automático de luces.

b)

PROYECCIÓN H1, H3, H4, H7, H8, H11, HB3, HB4. SEÑALIZACIÓN PY21W, PY17W, P19W, P24W, W5W CUADRO DE INSTRUMENTOS W3W.

c)

D1S, D1R, D2S, D2R, D3S, D3R, D4S, D4R.

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d)

e)

f)

Los conectores son generalmente de material termoplástico totalmente aislantes, en su parte interna están ubicados las celdas de las conexiones eléctricas que son de cobre o acero.

Cable de 1mm2 Cable de 0,5mm2 Fusible de 5A Testigo led de llave de contacto Bombilla de 15W

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g)

Actividad propuesta 1.14

a)

b)

El componente CJ01 es la caja o platina de conectores y es de color verde. El CJ01 tiene cuatro pines de conexión:

Cables que entran: Pin 2 patilla de conexión 86 del relé (Alimentación) Pin 1 patilla de conexión 30 del relé

Cables que salen: Pin 4 patilla de conexión 85 del relé Pin 3 patilla de conexión 87 del relé

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Pin 4: De color blanco, su numeración es 192 y se conecta al pin 7 de la PR01 (caja de relés del habitáculo).

Pin 5: De color blanco, su numeración es 12 y se conecta al pin 14 de la 0004 (caja de servicios).

Pin 3: De color blanco, su numeración es 106 y se conecta al pin 1 de la 2200 (pulsador de marcha atrás).

Pin 9: De color blanco, su numeración es 224 y se conecta a los pin 8 del 2630 y al pin 2 del 2635 (son los pilotos traseros izquierdo y derecho respectivamente).

c)

Se trata de la caja de servicios del circuito de marcha atrás de un Citroën C1.

Se une a partir de los pines de conexión 1 (193), 2 (191), 6 (2), 14 (12), 9 (10) al 50 P/B (mazo de cables de la batería).

Y a partir de los pines 1 (88), 1 (5), 1(79) al 10 PR (cuadro de instrumentos).

d)

La caja de fusibles con sus fusibles protege:

- Enchufe múltiple (salpicadero trasero del motor-gris) - Enchufe múltiple (salpicadero trasero del motor-negro) - Seguro de dirección/interruptor de encendido.

- Panel de instrumentos.

e)

Pin 1: Negro, Indicadores anteriores de posición y dirección Negro, Masa directa

Pin 2: Gris, Bobina de encendido Pin 3: Rojo, Luz compartimiento motor

Pin 4: Blanco, Interruptor luz del cuadro de instrumentos Pin 5: Amarillo, Fusibles de 8A

Pin 6: Rojo, Indicador de nivel de combustible

Pin 7: Azul, Conmutador de encendido, luces y arranque Azul, Fusibles de 8A

Pin 8: Verde, Bujías

f)

El componente es 106 Visualizador control-system e indicador óptico luces de antiniebla posterior encendidas.

Conexión del pin C2 al pin de la centralita a través del cable N: Conexión del pin D6 a masa por el cable N2 a través del cable M. Conexión del pin “X” al pin “Y” por el cable AR

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El componente 141 A es el pulsador encendido luces de antiniebla posterior sobre palanca izq. de mandos de señalación y de servicio.

Conexión del pin N a la entrada del conmutador con N de la centralita. Conexión del pin C a la salida del conmutador con el pin C de la centralita.

El componente 141 B es el Conmutador de encendido de las luces de posición, de cruce y de carretera.

Conexión del pin C8 a la entrada del conmutador con C8 de la centralita. Conexión del pin C a la salida del conmutador con el pin C de la centralita. El componente E12 es Telerruptor luces de antiniebla.

Conectado con los pines C8 y G9 a partir del diodo d1 al Telerruptor E10 (telerruptor luces de antiniebla posteriores)

g)

Es un esquema de cableado que nos da información sobre los códigos de los componentes y sus pines, así como los colores de los cables y los números de sus conectores.

Actividad propuesta 1.15

a)

SRS: El coche está equipado con airbag y pretensores en los cinturones de seguridad.

TSP:Sistema de estabilización para remolques incluido en el ESP de algunos vehículos.

HVA: Sistema de distribución variable de BMW. GMB: Sistema de bomba de agua eléctrica de BMW.

AUTO HOLD: El sistema asiste a los conductores de vehículos que en vez de un freno de mano mecánico van equipados con un freno de estacionamiento electromecánico.

PRE-SAFE: Informa al conductor, al tiempo que prepara el vehículo, de que la colisión es inevitable

HHC: La función impide que el vehículo se mueva involuntariamente, tanto en subida como en descenso.

ROP: Sistema de prevención de vuelco. DAA:Sistema de arrancada asistida dinámica.

EDS: Bloque Electrónico del Diferencial que utilizan los VAG (Volkswagen, Audi y Seat. En Toyota sus siglas con LSD.

ACC: Control Autónomo/Activo/Adaptativo de la Velocidad de Crucero. Sistema que mantiene una velocidad y una distancia de seguridad constante con respecto al vehículo que circula por delante.

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Actividades finales

1.1)

El átomo tiene una parte central que se llama núcleo, formado por protones, partículas de carga positiva, y por neutrones, partículas sin ningún tipo de carga. Los protones y neutrones no pueden moverse.

Alrededor del núcleo, en zonas periféricas (órbitas) están los electrones, partículas pequeñísimas con carga negativa.

En condiciones de equilibrio normal, el número de electrones orbitales es igual al número de protones del núcleo y el átomo es estable. Cuando este equilibrio es alterado, se producen los efectos de la electricidad.

Los átomos de elementos distintos difieren entre sí por el número de electrones y protones que tienen.

1.2)

Los electrones de la órbita interior se definen como electrones ligados porque no pueden ser extraídos fácilmente de su órbita. Los electrones de la órbita exterior pueden salirse de su órbita y se definen como electrones libres. Son los electrones libres los que participan La carga eléctrica es una característica de algunos cuerpos que inducen fuerzas de atracción o repulsión entre ellos. Es importante saber que las cargas del mismo signo se rechazan, mientras que las cargas de signo contrario se atraen.

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1.3)

Son aquellos electrones en un material que no están unidos fuertemente a los átomos o moléculas de este y pueden desprenderse fácilmente de la estructura.

1.4)

Cuando el material está formado por átomos donde el desplazamiento de los electrones orbitales se puede provocar fácilmente, se dice que este material es conductor. Por lo tanto contra mas electrones libres tenga el átomo más conductor será el elemento.

1.5)

Los aislantes son materiales en los que los electrones, debido a unos vínculos muy fuertes con el núcleo, no están libres para moverse.

1.6)

De la temperatura del elemento según la temperatura varia la conductividad del elemento. El silicio y el germanio son ejemplos claros de semiconductores.

1.7)

Del polo positivo al polo negativo.

1.8)

Porque en un proceso de electrización, el número total de protones y electrones no se altera, solo existe una separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la carga total se conserva. Pueden aparecer cargas eléctricas donde antes no había, pero siempre lo harán de modo que la carga total del sistema permanezca constante. Además esta conservación es local, ocurre en cualquier región del espacio por pequeña que sea. Este proceso se denomina principio de conservación de la carga.

1.9)

1.10)

La corriente eléctrica está constituida por un movimiento ordenado de electrones que recorren la sección de un conductor.

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Este movimiento no es espontáneo, sino que se necesita una forma de energía que lo provoque. Los dispositivos que crean una diferencia de potencial capaz de provocar este desplazamiento de electrones (o flujo de corriente) se llaman generadores.

1.11)

El funcionamiento se reduce siempre al principio de la bobina giratoria dentro de un campo magnético o por una armadura que gira entre dos polos magnéticos fijos, la corriente en la armadura circula en un sentido durante la mitad de cada revolución, y en el otro sentido durante la otra mitad. Para producir un flujo constante de corriente en un sentido, o corriente continua, en un aparato determinado, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de corriente fuera del generador una vez durante cada revolución. Los campos de los generadores modernos se equipan con cuatro o más polos electromagnéticos que aumentan el tamaño y la resistencia del campo magnético. En algunos casos, se añaden interpolos más pequeños para compensar las distorsiones que causa el efecto magnético de la armadura en el flujo eléctrico del campo. El campo inductor de un generador se puede obtener mediante un imán permanente (magneto) o por medio de un electroimán (dinamo). En este último caso, el electroimán se excita por una corriente independiente o por autoexcitación, es decir, la propia corriente producida en la dinamo sirve para crear el campo magnético en las bobinas del inductor. Existen tres tipos de dinamo según sea la forma en que estén acoplados el inductor y el inducido: en serie, en derivación y en combinación. Los generadores de corriente continua se clasifican según el método que usan para proporcionar corriente de campo que excite los imanes del mismo. Un generador de excitado en serie tiene su campo en serie respecto a la armadura. Un generador de excitado en derivación, tiene su campo conectado en paralelo a la armadura. Un generador de excitado combinado tiene parte de sus campos conectados en serie y parte en paralelo. Los dos últimos tipos de generadores tienen la ventaja de suministrar un voltaje relativamente constante, bajo cargas eléctricas variables. El de excitado en serie se usa sobre todo para suministrar una corriente constante a voltaje variable. Una magneto es un generador pequeño de corriente continua con un campo magnético permanente.

1.12)

Un circuito eléctrico es una interconexión de elementos eléctricos como resistencias, inductores, capacitores, líneas de transmisión, fuentes de voltaje, fuentes de corriente e interruptores. Un circuito eléctrico es una red que tiene un bucle cerrado, dando un camino de retorno para la corriente.

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1.14)

En electricidad, se denomina fusible a un dispositivo, constituido por un soporte adecuado, un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión que se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.

1.15)

Circuito luz interior.

1.16)

1.17)

El funcionamiento de un circuito eléctrico es siempre el mismo ya sea este simple o complejo. El voltaje, tensión o diferencia de potencial (V) que suministra la fuente de fuerza electromotriz (fem) a un circuito se caracteriza por tener normalmente un valor fijo. En dependencia de la mayor o menor resistencia en ohm (Ω) que encuentre el flujo de corriente de electrones al recorrer el circuito, así será su intensidad en amperios(A).

Una vez que la corriente de electrones logra vencer la resistencia (R) que ofrece a su paso el consumidor o carga conectada al circuito, retorna a la fuente de fuerza electromotriz por su polo positivo. El flujo de corriente eléctrica o de electrones se mantendrá circulando por el circuito hasta tanto no se accione el interruptor que permite detenerlo.

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1.18)

La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C·s-1 (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán.

1.19)

Comparando con la hidráulica, la corriente eléctrica que circula en un circuito eléctrico puede compararse con el flujo de agua que pasa por un tubo.

El agua contenida en el recipiente representa la cantidad de litros disponible. El caudal representa el número de litros de agua que pasan por el tubo en la unidad de tiempo.

1.20)

Un galvanómetro es un instrumento que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica. Se trata de un transductor analógico electromecánico que produce una deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina. Este término se ha ampliado para incluir los usos del mismo dispositivo en equipos de grabación, posicionamiento y servomecanismos.

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1.21)

Culombio

1.22)

Es la causa que origina el movimiento de los electrones en todo circuito eléctrico. Su unidad es el voltio (V).Es necesaria para crear una diferencia de potencial en un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado.

1.23)

La diferencia de potencial se produce gracias a la resistencia de los elementos de un circuito. Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen mediante un conductor, se producirá un flujo de electrones. Parte de la carga que crea el punto de mayor potencial se trasladará a través del conductor al punto de menor potencial y, en ausencia de una fuente externa (generador), esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico (ley de Henry). Este traslado de cargas es lo que se conoce como corriente eléctrica.

Cuando se habla sobre una diferencia de potencial en un solo punto, o potencial, se refiere a la diferencia de potencial entre este punto y algún otro donde el potencial sea cero.

1.24)

La diferencia de potencial que existe en cualquier elemento pasivo de un circuito permite que la corriente fluya del punto (+) al punto (-) ocasionando que dicho elemento absorba una cantidad una cantidad determinada de energía positiva. Gracias a esto se produce el movimiento de electrones.

1.25)

Generador eólico, hidráulico, nuclear, térmico, mareo motriz y solar.

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Se coloca el voltímetro con la pinza positiva antes de la resistencia y la pinza negativa después de la resistencia. Realizando esta operación el voltímetro nos marcara la caída de tensión causada por la resistencia.

1.27)

Los electrones, en su movimiento a través de un conductor encuentran obstáculos, es decir, una “resistencia” eléctrica.

Se mide en ohmios (Ω).

1.28)

La resistencia de un conductor depende de la longitud del mismo ( ), de su sección ( ), del tipo de material y de la temperatura. Si consideramos la temperatura constante (20 ºC), la resistencia viene dada por la siguiente expresión:

1.29)

R = σ x l / S

R = 0,018 x 400 / 2 R=3,6 Ω

1.30)

De estas observaciones se deduce la ley fundamental de toda la electrotecnia, conocida como ley de Ohm, que relaciona: la tensión, la intensidad y la resistencia.

V = Tensión [Voltios] R = Resistencia [Ohmios] I = Intensidad [Amperios]

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1.32)

Es una fuerza eléctrica para mover una carga positiva que desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria que desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica. Matemáticamente es el producto de la potencia por el tiempo:

T= P*t

1.33)

La “ralentización” que sufren los electrones al atravesar una resistencia, definida como caída de tensión, en realidad consiste en la transformación de una parte de su energía cinética en calor. La potencia consumida por la resistencia se identifica pues con la cantidad de calor que esta produce por efecto del paso de la corriente. Por lo tanto, es evidente que la potencia es directamente proporcional a la intensidad y a la tensión.

Se mide en vatios.

1.34)

I= 1,75 A.

1.35)

R=6,85 Ω.

1.36)

P= 604,8 W. 604,8w ·1cv / 736w = 0,821CV

1.37)

- Conexiones en serie. - Conexiones en paralelo.

1.38)

Puede decirse que dos o más elementos eléctricos están conectados en serie cuando son atravesados por la misma intensidad.

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Rt= r1+r2+r3 Rt=1000+1000+1000=3000 Ω.

1.39)

I=12:15000=0.0008A R=12/0.0008=15000 ohmios V1=4000*0.0008=3.2V V2=5000*0.0008=4 V V3=6000*0.0008=4.8V

1.40)

Puede decirse que dos o más elementos eléctricos están conectados en paralelo cuando están sometidos a la misma diferencia potencial.

Re=r1*r2/r1+r2 Re=1000000/2000=500 Ω Rt=500*1000/1500=333.33 Ω

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1.41)

Re= (4000*4500)/(4000+4500)=2117.647 Ω Rt= (2117.647*5000)/2117.647+5000=1487.603 Ω It=12/1487.603=0.00806A I1=12/4000=0.003A I2=12/4500=0.0026A I3=12/5000=0.0024ª

1.42)

Deben de tener el mismo voltaje, por lo que la intensidad resultante es la suma de las intensidades de cada batería.

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1.43)

R1 R2 R3 R4 BAT1 Re1= (4000*5000)/(4000+5000)=2222.222 Ω Re2= (2222.222*8000)/(2222.222+8000)= 1739.2 Ω Rt=1739.2+2000= 3729.2 Ω It=24/3729.2 =0.00645A Vab= It · Re1= 0.00645 ·2000= 12.9 V Vbc= It · Re2 = 0.00645A ·1739.2= 11.2 V Vab+Vbc = Vtotal= 9.15 + 14.837= 24.1 V I1= Vbc / R1= 11.2 / 4000 = 0.00285A I2 = Vbc / R2= 11.2 / 5000 = 0.0022A I3 = Vbc / R3= 11.2 / 8000 = 0.0014A

1.44)

A la intensidad que circula.

1.45)

Podríamos decir que la caída de tensión de un conductor viene determinada por la relación que existe entre la resistencia que ofrece este al paso de la corriente, la carga prevista en el extremo más lejano del circuito y el tipo de tensión que se aplicará a los extremos. No la provoca el generador.

1.46)

Es la diferencia de electrones que hay entre un punto del circuito respecto a otro punto del mismo.

1.47)

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1.48)

No existe un conductor perfecto, pues todos presentan una resistividad al paso de la corriente por muy pequeña que sea, por este motivo ocurre que un conductor incrementa la oposición al paso de la corriente, a medida que también va aumentando su longitud. Si esta resistencia aumenta, por consiguiente aumenta el desgaste de fuerza, es decir, la caída de tensión.

1.49)

Adecuado para ofrecer poca resistencia y así facilitar el paso de electrones, y con la sección necesaria para aguantar 5A/mm2.

1.50)

En un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo.

1.51)

Las unidades son las calorías.

1.52)

Es una magnitud que relaciona las unidades de corriente eléctrica por superficie, es decir, intensidad por un área determinada. Se mide en amperios por mm2.

1.53)

No se deben superar los 5A /m2.

1.54)

I máx. = I circuito / S I máx. = 10 / 7 I = 1.42A Si, que sería correcto.

1.55)

En hornos, tostadoras, calefacciones eléctricas, soldadores, secadores, etc.

1.56)

Es el aporte a la resistencia total de un material debido a los terminales de contacto y conexiones.

1.57)

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1.58)

Están constituidos por un soporte adecuado, un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo fusión. Porqué si se sobrepasa la tensión el material se funde y no deja pasar la corriente.

1.59)

 1 Centrales termoeléctricas

 2 Centrales hidroeléctricas  3 Centrales eólicas

 4 Centrales fotovoltaicas  5 Generación a pequeña escala

- 5.1 Grupo electrógeno - 5.2 Pila voltaica

- 5.3 Pilas de combustible

- 5.4 Generador termoeléctrico de radioisótopos

1.60)

Electrostática.

1.61)

Las características de estos circuitos, varían con la posición de sus elementos.

1.62)

Que se funde para proteger los diversos componentes del circuito, esa es su principal función, absorber las subidas de intensidad y si sobrepasan un valor determinado, fundirse par a proteger el circuito.

1.63)

Para fusibles de automoción se usa la aleación plomo–estaño que trabaja bien de 5 a 30A. Para

intensidades mayores de 30 e inferiores de 5 usaremos otros materiales y formas. En un automóvil los fusibles se agrupan en diferentes cajas repartidas por el vehículo,

normalmente por la zona del motor y batería, además de los que se encuentran en el interior del automóvil en la zona izquierda del salpicadero.

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1.64)

Los fusibles están constituidos de un pequeño filamento integrado en una base o capsula que conecta dos partes metálicas conductoras. Este filamento se funde por efecto joule cuando ve superada su intensidad máxima de trabajo.

En automoción, los fusibles constan de dos patas conductoras con un pequeño filamento interno todo ello unido por una base de resina, en cambio los de menor amperaje usado por múltiples equipos eléctricos, su base es un cilindro de cristal, y el filamento se encuentra en su interior con las puntas forradas para su correcta conducción eléctrica.

1.65)

Expresa el valor máximo de intensidad que puede pasar por el sin fundirse y normalmente está grabado en la parte superior de la base (en lo de automoción) y en los de cristal está grabado en una punta.

1.66)

Para protegerlos de las inclemencias meteorológicas y de las variaciones de temperatura provocadas por el motor. Además de posibles golpes o rozaduras, en definitiva, para que los fusibles estén bien protegidos.

1.67)

Hacen referencia al valor estandarizado de las corrientes máximas que soportan. Están estandarizados y son internacionales.

1.68)

Está formado por un bimetal calibrado que se curva por el efecto Joule. Estos dispositivos protegen contra sobrecargas y cortocircuitos. Sustituyen a los tradicionales fusibles y cumplen, por lo tanto, la misma función que estos. Son, en esencia, limitadores de intensidad que interrumpen la corriente eléctrica cuando se conectan demasiados aparatos a la vez y se sobrepasan unos valores máximos o cuando se produce un cortocircuito.

1.69)

Los interruptores magneto térmicos (limitador de intensidad) se localizan en el cuadro de distribución general del vano motor o en el interior del habitáculo, para proteger tanto los aparatos eléctricos de gran consumo como los cables. La intensidad que cada interruptor es

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capaz de soportar está en función de la sección de los conductores, en el momento que el calor generado (efecto joule) supera un valor el limitador desconecta el paso de energía, es usado para los elevalunas generalmente.

1.70)

La resistencia refiere tanto a resistencia eléctrica como aerodinámica, térmica… así que nos centraremos en el término ‘resistor’ ya que es más correcto y específico.

Un resistor está formado por dos patas de material conductor y un núcleo cerámico con una película de carbón de recubrimiento externo. Está morfología interna es la que se opone al paso de corriente, y también se encarga de refrigerar el resistor en sí.

Dependiendo de la cantidad de cable enrollado en sí mismo, de la sección del mismo y de las dimensiones el resistor poseerá un valor óhmico determinado.

1.71)

Mediante las líneas de colores que tiene la resistencia.

1.72)

Una resistencia bobinada es una resistencia fabricada con una alambre conductor de una resistividad (resistencia específica) alta.

Este alambre es de una aleación especial y está arrollado sobre un soporte de un tubo de material refractario como la cerámica, porcelana, etc.

El valor de la resistencia bobinada queda determinado por la sección transversal del alambre, su longitud y la resistencia específica de la aleación de este.

Un potenciómetro es una resistencia bobinada.

1.73)

La Comisión Electrotécnica Internacional (CEI, sus siglas en inglés son IEC) determinó el número de valores por cada una de la serie o franjas de colores. Las 2 primeras franjas dan un valor numérico, la tercera franja es el multiplicador y la cuarta franja la tolerancia.

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1.74)

Un potenciómetro es una resistencia ajustable manualmente. La forma en que este dispositivo funciona es relativamente simple. Un terminal del potenciómetro está conectado a una fuente de energía. Otro está conectado a tierra (un punto sin tensión o de resistencia y que sirve como punto de referencia neutro), mientras que la tercera terminal se ejecuta a través de una tira de material resistente. Esta banda de resistencia en general, tiene una baja resistencia en un extremo, su resistencia aumenta gradualmente hasta un máximo de resistencia en el otro extremo. La tercera terminal sirve como conexión entre la fuente de energía y tierra, y normalmente es la interfaz con el usuario por medio de un botón o palanca. El usuario puede ajustar la posición de la tercera terminal a lo largo de la franja de resistencia con el fin de aumentar o disminuir manualmente la resistencia. Mediante el control de la resistencia, un potenciómetro puede determinar la cantidad de corriente fluye a través de un circuito. Cuando se utiliza para regular la corriente, el potenciómetro está limitado por la resistencia máxima de la tira.

1.75)

La resistividad de un material metálico aumenta al incrementar la temperatura, esto se debe a que los iones del conductor vibran con mayor amplitud, lo cual hace más probable que un electrón en movimiento choque con un ión, esto impide el arrastre de los electrones por el conductor y, por tanto, también la corriente. La resistividad de las aleaciones es prácticamente independiente de la temperatura.

1.76)

La temperatura, la presión y exposición a la luz.

1.77)

Hay las NTC y las PTC.

PTC (positive temperature coefficient). Resistencia dependiente de la temperatura, en este caso es positiva, al aumentar la temperatura aumenta su resistencia como en el caso de todos los metales, suelen utilizarse como sensores de temperaturas en distintas aplicaciones; calefacción, estaciones meteorológicas, etc.

NTC (negative temperature coefficient). Resistencia dependiente de la temperatura negativa, es decir, el valor de la resistencia disminuye cuando aumenta la temperatura, estos elementos suelen ser semiconductores. Igual que los anteriores se utilizan como sensores de temperaturas en diferentes aplicaciones

1.78)

Resistencia dependiente de la luz también llamadas fotorresistencia, el valor óhmico de la misma varía en función de la luz que recibe, cuanta más iluminación recibe menor es la resistencia del componente. Se suelen utilizar en células fotoeléctricas o fotómetros.

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1.79)

Un led o diodo emisor de luz es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica. Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia. El color, depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo.

1.80)

Es el lugar donde se realiza la conexión entre los diferentes cableados, cada celda del conector está aislada de la colindante y posee el respectivo terminal de conexión termosoldado al cuerpo del conector.

1.81)

a) Transistor NPN: A partir de recibir un determinado voltaje en la base de tipo positivo, deja circular la corriente negativa.

b) Transistor PNP: A partir de recibir un determinado voltaje en la base de tipo negativo, deja circular la corriente positiva.

c) Diodo: Solo deja conducir la corriente en un sentido.

d) Diodo zener: En condiciones normales se comporta como un diodo, pero cuando recibe corriente en sentido contrario de lo normal, deja circular a esta a partir de un voltaje.

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1.82)

a) Bobina b) Bombilla c) Fusible d) Resistencia

1.83)

 En el momento en que cerramos el interruptor, la bobina del relé recibe energía y provoca el cierre de los contactos del relé, con lo que se permite el paso de la corriente procedente de batería en este caso 42 V.

 Únicamente funciona la bombilla azul.

 I= P/V= 21*42= 0.5 A

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1.84)

1.85)

 En la primera figura tenemos la imagen de un conector, en los cuales los terminales de conexión de las celdas son hembra.

 En la segunda imagen se muestra una onda de corriente continua la cual tiene un valor mínimo de 10 V y máximo de 15V, este tipo de ondas son típicas en los sensores.

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1.86)

 Luces de frenado  Luces de carretera  Luces de cruce  L.i.d

 Luces de giro activas y pasivas

 Luces de posición

 Intermitencias

 Como mínimo una luz de antiniebla trasera

 Luz de antiniebla delantera

 Como mínimo una luz de marcha atrás

1.87)

Debe de llevar como mínimo los siguientes sistemas de iluminación:

 Luces de frenado

 Luces de posición

 Intermitencias

 Como mínimo una luz de antiniebla

 Como mínimo una luz de marcha atrás

1.88)

En la palanca de cambios (ya sea por forma mecánica o por sensores) existe un interruptor el cual es activado al colocar la caja de cambios en posición de marcha atrás, generalmente esta recibe corriente desde llave de contacto, por lo que permite el paso de corriente hacía la bombilla o bombillas. Es un circuito muy simple.

1.89)

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2 Acumuladores

Actividad propuesta 2.1

a)

Baterías calcio / plata:

Son baterías con electrolito agua- ácido, pero con rejillas fabricadas con aleación Calcio-Plata, en vez de las tradicionales rejillas plomo-antimonio. Se destacan por su mayor resistencia a la corrosión y a los efectos destructivos de las altas temperaturas. El resultado de estas mejoras se manifiesta en una mayor vida útil de la batería y mantenimiento de la potencia de arranque a lo largo del tiempo.

Generalmente necesitan más tensión de carga (14.4-14.8V) por lo que no se recomiendan en vehículos antiguos, ya que sus sistemas generadores de energía (alternadores) dan tensiones más bajas que los de los vehículos modernos. También sucede con los cargadores estáticos, ya que algunos no llegan a cargar estas baterías.

Baterías calcio / calcio:

Alta capacidad de arranque independientemente, mínima autodescarga y larga vida cíclica Realizada con materiales 100% reciclables. Y una relación Calidad precio muy buena.

b)

Las baterías spiracell, ofrecen mayores prestaciones, llegando a duplicar la vida útil frente a baterías convencionales, incluso a temperaturas elevadas, que es la principal causa del fallo de las baterías y su resistencia a las vibraciones. Entre sus principales características destacan su mayor potencia de arranque, el largo tiempo de conservación. Su bajo índice de autodescarga les aporta un mayor tiempo de conservación, lo que las hacen perfectas para motores diesel que se utilizan de modo estacional. Esto se debe a que todas las baterías pierden carga si no se emplean durante largos períodos de tiempo. Estas no pierden su carga, incluso tras un largo invierno sin haber sido usadas. Además, tienen una capacidad de reserva constante, lo que permite que se puedan someter a un número mucho mayor de ciclos de descarga manteniendo un alto porcentaje de su capacidad original. Gracias a que tiene más superficie de placas, menor separación entre placas y la capacidad de usar plomo de gran pureza, la resistencia interna es menor. Esta baja resistencia le permite obtener más energía en un

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recipiente más pequeño, la capacidad de recargar a mayor velocidad así como una tensión mayor y más limpia durante el ciclo de descarga. Los estudios realizados demuestran que su recarga es tres veces más rápida. También aporta mayor potencia al motor de arranque en los primeros 10 segundos.

Algunas características más son: • Celdas en espiral

• Separadores absorbentes de Glass Mat (AGM). Electrolito absorbido. • 99.99% de plomo puro.

• Contiene 2 grandes placas por celda.

• Conectores superiores que previenen pérdidas de voltaje. • Mayor resistencia a la corrosión.

• Se puede colocar en cualquier posición

Si su cargador queda encendido permanentemente, la tensión máxima deberá ser de 13.8 voltios con una intensidad de corriente máxima de 1 amperio. Su coste es más elevado que una batería convencional.

c)

R = V / I = 12.7 /150 = 0.084Ω

1) Potencia total que consume en Kw el motor de arranque.

W = V * I = 12.7 * 150 = 1905W

2) Según la tabla 1, que tipo de batería según la capacidad en A*h necesitará el vehículo.

Se necesitara una batería de 70A/h

3) ¿Que potencia real se le suministra al motor de arranque?

Vreal = Vfem – Vborn = 12.7 – 2.3 = 10.4V W = V * I = 10.4 * 150 = 1560W

4) ¿Cuál es el rendimiento?

Rendimiento = V desc / V carga = 10.4 / 12.7 = 0.819 → 81.9 %

Actividad propuesta 2.2

a)

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b)

Separadores: Tienen la misión de evitar el contacto entre las placas para que no haya cortocircuitos, para ello deben ser eléctricamente aislantes, pero deben ser permeables al electrólito. En su fabricación se emplean plásticos microporosos.

Conectores: unen las placas positivas con las negativas de la celda de al lado (conexión en serie), de esta forma se obtiene la tensión necesaria para cada caso.

Recipiente: caja de un termoplástico (polipropileno o polietileno) dividida en seis compartimientos estancos mediante separadores labrados o termosoldados del mimo material, en cada uno de los cuales se aloja los electrodos o grupo de placas.

Tapón de cierre o llenado: para cada elemento, y es la zona por donde se vierte el electrólito durante la fabricación (actualmente en el taller no es necesario); los tapones van provistos de una válvula de seguridad para dar salida a los gases que se forman durante la carga, otras baterías de menos calidad usan simplemente orificios, por lo que hay que tener cuidado durante su transporte.

Tapa de la batería: no forma parte del contenedor, el fabricante de baterías para asegurar la estanqueidad la termosuelda al contenedor, generalmente se confunde la tapa con los tapones o placa de tapones de cierre que poseen algunas baterías.

Ciertos fabricantes han optado por colocar una placa de tapones termosoldada a la caja, y únicamente permanecen abiertas durante la fabricación, de esta forma se aseguran que nadie las manipula de una forma desafortunada, esto es habitual en baterías de motocicletas. En el interior de los vasos encontramos los elementos o placas, siendo de (PbO2) las placas positivas y (Pb-) o plomo esponjoso en las placas negativas, todas ellas sobre una base de electrolito que hace de catalizador de la reacción.

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c)

Ag + AgNO3 + Cu + CuSO4 = Cu2+ + SO4 2– + Ag++ NO3-

d)

Mayor durabilidad de la malla ya esta no se desgasta.

e)

Al conectar un consumidor entre los bornes de la batería se produce una corriente de electrones que fluye de la placa positiva a la negativa, el paso de la corriente por el ácido descompone la unión molecular de este, combinándose el sulfato (SO4-) con las placas, dejando al electrolito como agua únicamente, al recibir el sulfato las placas se transforman en sulfato de plomo en diferentes fases, liberando cada una ellas iones de oxigeno (O-) e iones de hidrogeno (2 H+) que van a parar al electrolito que contiene el vaso para formar agua destilada, con una densidad de 1.18gr/cm3 que equivale a 2 voltios aproximadamente.

Para este proceso se necesita:

- Recipiente para contener el electrolito (mezcla de ácido sulfúrico (H2SO4) y agua destilada). - Dos láminas sumergidas de plomo, en el electrodo positivo se utiliza una placa de peróxido de

plomo (PbO2) y en electrodo negativo una placa de plomo esponjoso (Pb). - Consumidor de corriente o generador de corriente eléctrica.

f)

La intensidad no es posible debido a la gran cantidad de amperaje que posee un acumulador, esto se puede hacer mediante un descargador SHUNT o mediante uno multímetro preparado con su respectiva pinza amperimétrica.

En ningún caso se puede medir la resistencia debido a que posee fem.

g)

El electrólito es alcalino, una disolución de un 20% de potasa cáustica (KOH) en agua destilada. Los electrodos no se disuelven en el electrolito, las reacciones de carga/descarga son completamente reversibles y la formación de cristales de hierro preserva los electrodos por lo cual no se produce efecto memoria lo que confiere a esta batería gran duración.

h)

Descargándolo al suelo (masa).

Están unidas por un puente

salino que evita que se

acumulen cargas del mismo

signo en cada semicelda, en

este caso, de NaCl.

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Actividad propuesta 2.3

a)

V=fem-(i*Ri) Ri = (V-fem)/ -I = (12.2-12.6)/-0.5= 0.8 Ω

b)

P=V*I I=P/V 55/12= 4.583 A

4.583+0.5= 5.083 (el 0.5 es la intensidad de consumo del voltímetro) Fem= 12.6V - (5.083A*0.8Ω) = 8.54 V

Actividad propuesta 2.4

A) PROBLEMAS

1)

PARALELO 12V 240 A*H

CARGA: 12V 24h -1.2A 10h -2.4A

SERIE

48V 60A*h

CARGA: 48V 24h -0.3A 10h- 2.4A

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2)

Solo podemos acoplarlas en serie ya que los voltajes son distintos.

Es muy importante hacer las mediciones de voltaje si se va a conectar en paralelo. Icc= 12.5/0.03=416.6 A

3)

Serie= 40 v 40 A*h Paralelo= 3.6V-440 A*h

4)

Ejercicio 1= 12 /0.02= 600 A Figura 2q = 40 /0.02 =2000 A

5)

Voltaje batería al 100% = 12.65V Q= I*t= 70*3600 =252000 C R10W= 14.4 Ω       



R Q t

e

V

V

₀

*

*

Esta forma de cálculo se asemeja a la realidad debido a que la fase de descarga de una batería se asemeja mucho a una curva exponencial.

Otro método

Por una parte la intensidad que consume la lámpara es de:

A

V

W

V

P

I

0

,

833

12

10

_





Por otro lado, La capacidad que se gastará es del 40% o sea:

Ah

Ah

C

C

_{GAST TOT}

28

100

40

70

100

40

_

_





Así que el tiempo que será necesario para alcanzar el estado del 60% es de:

h

A

Ah

I

C

t

GAST

₃₃

_,

₆

833

,

0

28

_





O sea más de un día.

-t = (Ln(V) –Ln (V

0

))*( R*Q )=

t= - ((2.50-2.53)* (14.4)*252000 =

108864 segundos t= 30.24h

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6)

7)

Carga al 80% = 12.5V por las dos en serie que tiene son 25V en reposo. Motor de arranque de 6kW= 6000W.

Intensidad de 300A

P=V*I P= 25*300 P= 7500W

Sí que lo podríamos poner en marcha con ambas baterías al 80%, ya que dan una potencia de 7500W y para poner en marcha el motor de arranque necesitamos 6000W.

8)

Condicionantes:

 Tensión batería 96%, 12V 75 A*h, es decir 12.6V 72 A*h

 Circular a 90 Km/h consumo de 22 A, a 110 Km/h consumo 25 A, al bajar de 80 Km/h se pone en marcha la dirección eléctrica y consume el sistema 32 A, por lo que no es recomendable esta velocidad, hay que tener en cuenta que la dirección consume a 5 Km/h 40 amperios, por lo tanto precaución al aparcar (solo es un dato). Por lo tanto elige tú la velocidad.

 Según fabricante a 12,3 voltios el sistema puede dañar las centralitas, así que ten en cuenta este dato si es necesario.

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- Si en una hora se hace 100 km entonces hay q hacer una regla de tres para saber el tiempo del recorrido a 160km:

- Para saber cuántos amperios se consume en 96 minutos hacemos una regla de 3 entro los amperios necesarios por ir 100 km/h.

- Entonces llegamos a la conclusión de que el vehículo llegara a al concesionario por el siguiente cálculo a 100 Km/h:

9)

10)

Tenemos un déficit de 9 A*h.

Cuando el alternador deja de cargar tenemos la f.e.m que proporciona la batería, suponiendo que la batería es de 70 A*h (libertad de elección) y que está al 100% de su capacidad su voltaje resultante es de 12.65V.

V = fem - ∆V

V = fem – (I · Ri)

11.8V = 12V – (35A · Ri)

(12V – 11.8) / 35A = Ri

Ri = 0.0057Ω

V = 11.8 V

Fem = 12v

Caída de tensión = 0.2v

I = 35A

Ri = 0,0057Ω

Tenemos que bajar de 72 A*h a 40 A*h (12.3V) para que deje de funcionar el vehículo, por lo tanto 32 A*h.

Para el caso de ir a 100 por hora tenemos un consumo de 22.72 A.

horas

A

Ah

I

C

t

GAST

₁

_,

₄

72

.

22

32

_





Llegará justísimo con el riesgo de que al aparcar debido al consumo de la dirección eléctrica empiecen a generarse disfunciones de funcionamiento.

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La tensión al 60% es de 12.3 V.

Tiempo= (capacidad resultante de batería)/consumo Tiempo = 28/9 = 3.11 horas

Actividades finales

2.1)

La función principal de la batería es la de poner en marcha el vehículo, por lo tanto la reserva de energía ha de ser tal, que ha de poder mover el motor de arranque y además dotar de energía a todas las centralitas que permiten que funcione el sistema de alimentación e inyección durante el arranque.

2.2)

El positivo tiene siempre un mayor espesor que el negativo la diferencia de diámetros sirve para evitar conexiones en polaridad incorrecta.

2.3)

Está basado en el proceso de electrólisis, por el cual, si se colocan dos electrodos metálicos dentro de un recipiente con una solución ácida o alcalina disuelta en agua destilada ( electrólito), y se conectan los electrodos a un generador de corriente descompone el agua en sus dos componentes básicos , depositándose el oxigeno en el ánodo (+) y el hidrogeno en el cátodo (-), se forma ,por tanto, un elemento galvánico capaz de generar corriente eléctrica.

2.4)

Es una mezcla de agua destilada y ácido sulfúrico (minino 40 % máximo 70%) que baña las placas en el interior de los vasos, la densidad del electrolito varía con la carga, de modo que es posible conocer el estado de la batería midiendo la densidad del mismo.

2.5)

La densidad que tiene una batería que está al 75% por ciento de su carga está entre 1230-1250 g/cm3

2.6)

PbO2 + 2 H2SO4 + 2 e– → 2 H2O + PbSO4 + SO42– Pb + SO42– → PbSO4 + 2 e–

2.7)

Al conectar un cargador entre los bornes de la batería o cuando el alternador entra en funcionamiento, se produce en la batería el efecto contrario al de descarga, el sulfato de plomo contenido en las placas se transforma en peróxido de plomo en la placa positiva y en plomo esponjoso en la placa negativa, liberando ácido sulfúrico por lo que aumenta la densidad del electrolito hasta 1.28gr/cm3 y 2.2V aproximadamente ya que cada vez tenemos menos agua destilada, quedando la batería como al principio.

2.8)

Tapa, elementos de protección borne batería, conector directo entre elementos, borne positivo, borne negativo, tapón de cierre o de llenado, conector entre placas positivas y negativas, caja o contenedor, base o guía inferior, separador (la placa positiva está

inmediatamente detrás), placas negativas, placas positivas, vasos.

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2.9)

Para evitar daños debidos a que se pueda derramar el electrólito, a estos efectos es posible solidificar el electrólito conjuntamente con un gelificante. Añadiendo ácido silícico al ácido sulfúrico, el electrólito se solidifica, transformándose en una masa gelatinosa, con esto se impide que se derrame el electrolito en caso de producirse daños en la carcasa de la batería.

2.10)

Cada placa está formada por una rejilla de soporte y por materia activa, cuando se juntan varias en paralelo forman lo que denominamos electrodos, En los huecos de la rejilla se incrusta una pasta llamada materia activa.

2.11)

Rejillas positivas: materia activa peróxido de plomo (PbO2) Rejillas negativas: materia activa plomo esponjoso (Pb)

2.12)

El conector une las placas positivas con las negativas, de esta forma se obtiene la tensión necesaria para cada caso.

2.13)

El electrolito está compuesto por ácido sulfúrico (SO₄H₂), mezclado al 34% con agua destilada (H₂O), con una densidad de 1,28 g/cm3. Dentro del electrolito se sumergen las placas, este conjunto queda sumergido en el electrolito, ácido sulfúrico y agua destilada.

2.14)

Van dispuestos entre cada placa para evitar los cortocircuitos, y deben de dejar que el electrolito circule

libremente, y ser de una constitución química tal, que sean resistentes al acido del electrolito.

2.15)

El factor de carga de una batería es la relación de la cantidad de corriente necesaria para la carga máxima y la cantidad de corriente extraída con anterioridad

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2.16)

Por ejemplo como el mostrado en la siguiente tabla:

2.17)

Los elementos de una batería se conectan en serie y sus sistemas de conexión deben tener la sección suficiente para soportar, sin calentarse excesivamente, ni romperse, como consecuencia de las altas intensidades de arranque. Existen varios sistemas para interconexión, pero en la actualidad el más usado consiste en acortar el circuito eléctrico de tal forma que el conexionado entre elementos se efectúa sobre el tabique. Con esto se reduce la resistencia interna y como consecuencia la caída de tensión en descarga de arranque.

2.18)

Una batería de 12 voltios posee 6 vasos de 2,2 voltios reales, por lo que la denominación de batería de 12 voltios es para la tensión nominal, la tensión real cuando está cargada debe de estár entre los 12,66 voltios y los 13,2 voltios, además, debe soportar el suministro de más 14 V. del alternador en carga.

2.19)

Es la capacidad de descarga de la batería en 20 horas con una corriente de descarga de un 20% de la capacidad (A*h), hasta que alcance el valor de 10,5 V de tensión o 1,75 V por vaso.