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MF0624_1 – TÉCNICAS BÁSICAS DE ELECTRICIDAD DE VEHÍCULOS 1

MF0624_1 – TÉCNICAS BÁSICAS DE
ELECTRICIDAD DE VEHÍCULOS

INDICE DE CONTENIDOS

DESCRIPCIÓN, INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS DEL MÓDULO FORMATIVO. .................. 2
UDD 1. UNIDADES Y MAGNITUDES (INTENSIDAD, TENSIÓN, RESISTENCIA) ‐ PARTE I. 3
.
UDD 2. UNIDADES Y MAGNITUDES (INTENSIDAD, TENSIÓN, RESISTENCIA) ‐ PARTE II.16
UDD 3. UNIDADES Y MAGNITUDES (INTENSIDAD, TENSIÓN, RESISTENCIA) ‐ PARTE
III. ............................................................................................................................. 33
UDD 4. APARATOS DE MEDIDA SIMPLES. LÁMPARA DE PRUEBAS Y POLÍMETRO.
COMPROBADOR DE BATERÍAS. CARGADOR. ............................................................ 43
.
UDD 5. SISTEMA DE ARRANQUE Y CARGA. BATERÍAS. MOTOR DE ARRANQUE Y
ALTERNADOR. PARTE I. ............................................................................................ 56
ALTERNADOR. PARTE II. ........................................................................................... 77
ALTERNADOR. PARTE III. .......................................................................................... 95
UDD 8. SISTEMA DE ENCENDIDO. BUJÍAS, CABLES DE ALTA. ................................... 103
UDD 9. FUSIBLES Y RELÉS. ....................................................................................... 112
UDD 10. SISTEMA DE MASAS Y CABLEADOS. .......................................................... 122
UDD 11. FAROS Y PILOTOS. TIPOS DE LÁMPARAS. PARTE I. .................................... 137
UDD 12. FAROS Y PILOTOS. TIPOS DE LÁMPARAS. PARTE II. ................................... 153
UDD 13. MOTORES DE LIMPIA, ELEVALUNAS, CIERRES. .......................................... 172
UDD 14. OPERACIONES DE MANTENIMIENTO BÁSICAS. CAMBIO DE LÁMPARAS Y
FUSIBLES, TERMINALES Y CABLES SUELTOS O FLOJOS, SULFATADOS. ..................... 186
UDD 15. NORMAS DE PREVENCIÓN DE RIESGOS LABORALES Y DE IMPACTO
MEDIOAMBIENTAL EN TALLER DE AUTOMOCIÓN. ................................................. 200
.


DESCRIPCIÓN, INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS DEL MÓDULO
FORMATIVO.

DESCRIPCIÓN:

En este módulo los alumnos se aproximarán al concepto de mantenimiento básico de
los sistemas eléctricos de carga, arranque y auxiliares del vehículo, para adquirir los
conocimientos necesarios para realizar estas tareas según los procedimientos
establecidos, respetando las normas de seguridad y medioambientales.

INTRODUCCIÓN:

La evolución actual de los automóviles a llegado a extremos tales, que el tradicional
manejo de los mandos, de tipo mecánico, está siendo rápidamente sustituido por el
accionamiento eléctrico mediante pulsadores y sensores. Por ello, resulta totalmente
acertado afirmar, que la electricidad‐electrónica, forma parte incontestable en la
técnica de un vehículo, en cualquiera de sus sistemas o subsistemas. De ahí que el
tener una base sólida de conocimientos sobre dichos temas, sea, no solo aconsejable,
sino totalmente imprescindible.

Muy atrás quedaron los tiempos en los que se establecían dos profesiones
perfectamente diferenciadas en la reparación del automóvil (dejando de lado la
carrocería); la de mecánico y la de electricista de automóvil. Hoy en día resulta muy
difícil efectuar una intervención de mantenimiento y/o reparación, en la que no
intervenga la electricidad.

OBJETIVOS:

 Operar con los equipos y medios necesarios para realizar el mantenimiento
básico de los sistemas de carga y arranque del vehículo, ejecutando las
operaciones con los medios y equipos necesarios, según procedimientos
establecidos.
 Operar con los equipos y medios necesarios para realizar el mantenimiento
básico de los sistemas eléctricos auxiliares del vehículo, ejecutando las
operaciones según los procedimientos establecidos.
 Aplicar las normas de limpieza, normas de recogida de residuos y su clasificación,
normas de seguridad y mantenimiento diario.


UDD 1. UNIDADES Y MAGNITUDES (INTENSIDAD, TENSIÓN,
RESISTENCIA) ‐ PARTE I.

Tiempo estimado de estudio: 150 minutos

Descripción:

Los automóviles actuales están equipados con números mecanismos cuyo
funcionamiento se produce gracias a la transformación de la energía eléctrica en otra
clase de energía (mecánica, calorífica, química, etc). En esta unidad didáctica
aprenderás qué relación existe entre la electricidad y la estructura de la materia, que
es la corriente eléctrica, cuáles son sus efectos, y sus magnitudes fundamentales.

INTRODUCCIÓN:

El objetivo de la presente unidad didáctica es estudiar los conceptos básicos de la
electricidad partiendo desde la estructura de la materia hasta definir la relación
existente entre las magnitudes eléctricas fundamentales.

El estudio y conocimiento de los conceptos básicos que forman el contenido de esta
unidad es de suma importancia en la comprensión de cuestiones eléctricas y sus
aplicaciones, entre las que se encuentra evidentemente, el equipo eléctrico de un
automóvil.

OBJETIVOS:

 Conocer la materia desde el punto de vista eléctrico
 Comprender que es la corriente eléctrica y cuáles son sus efectos.
 Entender y representar las diferentes magnitudes eléctricas (intensidad,
tensión y resistencia)
 Conocer la relación existente entre las magnitudes fundamentales. La ley de
Ohm


1. LA ESTRUCTURA DE LA MATERIA

La materia está constituida por moléculas y que éstas pueden estar formadas por uno
o varios átomos.

La estructura de la materia

Fuente: Modificación de http://eu.wikipedia.org/wiki/Fitxategi:Atisane3.png y
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atom_symbol.svg

El átomo tiene un núcleo, formado por protones, partículas de carga positiva, y
neutrones, partículas (sin carga). Estas partículas no pueden moverse. Alrededor del
núcleo, moviéndose en órbitas, están los electrones, partículas de carga negativa.


El átomo

Fuente: Modificación de
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atom_symbol.svg

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

El átomo neutro

Fuente: propia


Si por algún procedimiento consiguiésemos extraer electrones del átomo, el átomo
quedaría cargado positivamente.

Átomo cargado positivamente

Fuente: propia

Si por algún procedimiento consiguiésemos agregar electrones al átomo, este
quedaría cargado positivamente.

Átomo cargado negativamente

Fuente: propia

Las cargas del mismo signo se rechazan, mientras que las cargas de signo contrario se
atraen.


Atracción y repulsión de cargas

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cargas_electricas.png

Cuando en la órbita exterior existen pocos electrones, estos tienen facilidad para
salirse de su órbita, y se definen como electrones libres. Son estos electrones los que
participan en la corriente eléctrica.


Electrón libre situado en la última órbita del átomo de cobre

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atomo_di_rame.svg

2. CONDUCTORES Y AISLANTES

Los conductores son materiales en los que hay electrones libres para moverse.
Ejemplos: plata, cobre, etc.

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

Existen materiales, llamados semiconductores, con características intermedias
entre las de los conductores y las de los aislantes.


TIPOS DE MATERIALES DESDE EL PUNTO DE VISTA ELÉCTRICO

Fuente: propia

3. CORRIENTE ELÉCTICA

Para obtener una corriente eléctrica debe existir un movimiento ordenado de
electrones que recorren un conductor. El flujo de corriente va desde una fuente
negativa (‐) hasta una fuente positiva (+). En la práctica se considera su sentido el
contrario.

Corriente eléctrica

Fuente: propia


4. EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTICA

Los efectos fundamentales que se conocen de la corriente eléctrica con:

- Efecto térmico: Al circular corriente eléctrica siempre se genera calor.
Gracias a este efecto, pueden construirse calefacciones, cocinas, hornos,
secadores, etc.
- Efecto luminoso: Una lámpara irradia luz al circular corriente eléctrico por
su interior.
- Efecto magnético: Al circular corriente eléctrica por un conductor,
siempre se genera magnetismo. Gracias a este efecto, pueden construirse
motores, altavoces, relés, etc.

Efecto luminoso de la corriente eléctrica

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carbonfilament.jpg


5. MAGNITUDES FUNDAMENTALES

5.1. Resistencia Eléctrica

Los electrones, en su movimiento a través de un conductor encuentran
obstáculos, es decir, una “resistencia” eléctrica. La resistencia eléctrica es una
característica de cualquier material y representa la facilidad con la que pueden
circular la corriente eléctrica.

Concepto resistencia eléctrica

Fuente: propia

Magnitud Eléctrica Símbolo de la Unidad de Medida Símbolo de la
(ME) ME (UM) UM

RESISTENCIA R Ohmio Ω

Magnitud resistencia eléctrica


5.2. Voltaje o Tensión Eléctrica

La tensión o voltaje es la “fuerza” que realiza el generador para generar una
corriente eléctrica. Cuando se habla de tensión en un circuito eléctrico sería más
correcto hablar de tensión entre dos puntos del circuito.

Si no hay tensión no hay circulación de corriente, pero sólo la presencia de
tensión no genera obligatoriamente una corriente eléctrica. Debe existir un
camino cerrado entre los terminales del generador.

(ME) ME (UM) UM

TENSIÓN O VOLTAJE V o U Voltio V

Magnitud voltaje o tensión eléctrica

Tensión generador

Fuente: propia


5.3. Intensidad de la Corriente

La intensidad de la corriente representa la cantidad de corriente eléctrica está
circulando por un camino.

Concepto de intensidad de la corriente

Fuente: propia

(ME) ME (UM) UM

INTENSIDAD I Amperio A

Magnitud intensidad

En la práctica, el sentido de la intensidad se considera saliendo del polo positivo
de la batería.


Sentido de la intensidad

Fuente: propia

6. LEY DE OHM

La tensión, la intensidad y la resistencia están relacionadas entre sí mediante la ley de
Ohm:

V = I ∙ R

donde,

V = Tensión (voltios)

R = Resistencia (ohmios)

I = Intensidad (amperios)

De la formulación básica se pueden sacar otras dos expresiones de misma ley útiles
en función de la variable que se desee calcular.

R = V / I I = V / R


Según la ley de Ohm:

 Cuanto mayor sea la tensión aplicada en un circuito, mayor es la intensidad de
la corriente.
 Cuanto mayor es la resistencia eléctrica que presenta el circuito al paso de la
corriente eléctrica, menor es la intensidad de la corriente.

RESUMEN

1. La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de unas partículas que constituyen la
materia, conocidas como electrones. En concreto, en la corriente eléctrica participan los
electrones libres.
2. Las magnitudes fundamentales de electricidad son la tensión, la intensidad y la
resistencia.
3. La resistencia indica el grado en que un cuerpo se opone a la circulación de corriente
eléctrica. Se indica en ohmios.
4. La tensión se puede entender como la fuerza que presenta un generador para hacer fluir
la corriente eléctrica a través del circuito. Se indica en ohmios
5. La intensidad de la corriente eléctrica indica la cantidad de corriente está circulando por
el circuito. Se indica en Amperios.
6. La ley de Ohm indica la relación existente entre las tres magnitudes fundamentales en
electricidad.
7. Según la ley de Ohm, cuanto mayor sea la tensión aplicada en un circuito, mayor es la
intensidad de la corriente.
8. Según la ley de Ohm, cuanto mayor es la resistencia eléctrica que presenta el circuito al
paso de la corriente eléctrica, menor es la intensidad de la corriente.


RESISTENCIA) ‐ PARTE II.


Descripción:

clase de energía (mecánica, calorífica, química, etc.). En esta unidad didáctica
entenderás que es un circuito eléctrico y que elementos lo constituyen.

INTRODUCCIÓN:

El objetivo de la presente unidad didáctica es continuar con el estudio de los
conceptos básicos de la electricidad, en este caso los relativos al concepto de circuito
eléctrico.

automóvil.

OBJETIVOS:

 Comprender y empezar a representar circuitos eléctricos fundamentales.
 Conocer los diferentes componentes de un circuito eléctrico
 Diferenciar entre diferentes receptores eléctricos
 Conocer las diferentes maneras de asociar los receptores eléctricos en un
circuito.
 Entender la magnitud de potencia eléctrica.


1. CIRCUITO ELÉCTRICO

Un circuito eléctrico es un camino cerrado, a través del cual circula corriente
eléctrica, y está formado por los siguientes elementos:

- Generador
- Receptor
- Conductores
- Dispositivo de maniobra

Circuito eléctrico

Fuente: propia

1.1. Generador

Como se explicó anteriormente, la misión del generador es provocar que la
corriente eléctrica circule por el circuito. Para ello, genera entre sus terminales
(polos o bornes) un determinado voltaje o tensión.

Existen dos tipos:

- Generadores de corriente continua (DC). Es un generador, donde la
polaridad y la tensión entre sus polos no varía en el tiempo.


NOMBRE SIMBOLO EJEMPLO

PILA O BATERÍA

DINAMO

Generadores DC

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photo‐CarBattery.jpg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bicycle_dynamo.jpg

La representación gráfica de cómo varia la tensión entre los polos del
generador en el tiempo es la siguiente:

Figura 1. Voltaje Generador DC


- Generadores de corriente alterna. (AC). La corriente alterna cambia de
polaridad cíclicamente siendo alternativamente positiva y negativa
respectivamente. Siempre hay una línea de cero voltios que divide a la
onda en dos picos simétricos.

(GIF ANIMADO)

Voltaje Generador AC

Fuente: Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:AC_wave.gif

NOMBRE SIMBOLO EJEMPLO

ALTERNADOR

Generadores AC

Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Jeep_2.5_liter_4‐
cylinder_engine_chromed_e.jpg


En un circuito eléctrico, entre los terminales del generador siempre debe de
haber una resistencia superior a cero. Sino fuera así, se provocaría un
cortocircuito, que se trata de un aumento repentino de la cantidad de corriente,
que provoca una elevada temperatura y tiene efectos destructivos.

Cortocircuito provocado con una corriente de 12 V y 20 A

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kurzschluss_12V20A.jpg


1.2. Receptor

El receptor es un elemento que aprovecha la corriente eléctrica para
transformar la energía eléctrica en otro tipo de energía. Los receptores pueden
ser de naturaleza resistiva (resistencias), inductiva (bobinas) y capacitiva
(condensadores).

NATURALEZ EFECTO
EJEMPLO SIMBOLO
A

CALOR
RADIADOR

RESISTIVA

BOMBILLA LUZ


NATURALEZ EFECTO
EJEMPLO SIMBOLO
A

FUERZA
MOTOR DC MOTRI
Z

INDUCTIVA
ZUMBADO SONID
R O

SONID
ALTAVOZ
O

Ejemplo de receptores

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Halogen‐Heater.jpg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gluehlampe_01_KMJ.jpg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electric_motors_en.jpg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:2007‐07‐24_Piezoelectric_buzzer.jpg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:3.5_Inch_Speaker.jpg


1.3. Conductores

Son los elementos que unen los generadores con los receptores, a través de los
cuales circula la corriente eléctrica.

NOMBRE EJEMPLO SIMBOLO

CONDUCTOR

Símbolo conductor

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stranded_lamp_wire.jpg

En los montajes electrónicos se utilizan cables formados por un alambre
metálico de cobre (el conductor) y por un recubrimiento aislante que impide que
la corriente se fugue hacia otros lugares no deseados, a la vez que evita fallos y
descargas eléctricas indeseables.


Cable eléctrico

Fuente: Modificación de
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stranded_lamp_wire.jpg

1.4. Dispositivo de maniobra

Son contactos eléctricos encargados de cerrar o abrir el circuito Si con el
dispositivo de maniobra abrimos el circuito, no circula corriente, y el receptor no
realiza su función. En cambio, si con el dispositivo de maniobra lo cerramos,
empieza a circular corriente a través del receptor, y por lo tanto, este realizará su
función, por ejemplo en el caso de una bombilla, iluminaría.

Existen dos tipos:

 Contacto NA, se cierra cuando el dispositivo de maniobra es accionado;
el contacto se abre cuando el dispositivo de maniobra no es accionado.
 Contacto NC, se abre cuando el dispositivo de maniobra es accionado;
el contacto se cierra cuando el dispositivo de maniobra no es
accionado.


CONTACTO SIMBOLO

NA

NC

Tipos de contactos

Fuente: propia

Los dispositivos de maniobra los podemos clasificar en tres grupos:

- Pulsadores. Permiten abrir y/o cerrar circuitos cuando se ejerce presión
sobre él. Sus contactos vuelven a la posición de reposo, mediante un
resorte, cuando cesa la acción.
- Interruptores. Tienen dos posiciones. El cambio de una a otra se realiza
actuando sobre el elemento de mando, que dispone de un sistema de
enclavamiento mecánico, que permite mantenerlos en una posición
hasta que se interviene de nuevo sobre el elemento de mando.
- Conmutadores. Tienen dos o más posiciones. Permiten redireccionar la
corriente eléctrica por diferentes ramas del circuito a través de un borne
común.

NOMBRE SIMBOLO

PULSADOR

INTERRUPTOR
Tipo Pulsador

INTERRUPTOR
Mando por
palanca


CONMUTADOR
Tipo Pulsador de
Dos Circuitos

Dispositivos de maniobra

Fuente: propia

1.5. Esquemas eléctricos

Los circuitos eléctricos se dibujan utilizando los símbolos de todos los
dispositivos que forman el circuito.

Por ejemplo, imaginémonos que tenemos el siguiente circuito construido:

Montaje circuito eléctrico encendido lámpara

Fuente: propia

Si el montaje de la figura, lo queremos representar mediante un esquema
eléctrico, debemos sustituir cada elemento por su símbolo correspondiente,
como muestra la siguiente figura.


Esquema del circuito eléctrico de encendido de una lámpara

Fuente: propia

2. CAÍDA DE TENSIÓN

La intensidad que atraviesa un conductor o un receptor crea una caída de tensión
proporcional tanto a la intensidad como al valor de resistencia. Se considera positivo
el terminal del receptor donde la intensidad es entrante.

Caída de tensión

Fuente: propia

3. POTENCIA

La potencia evalúa la cantidad de energía absorbida por el receptor eléctrico.
Depende de las magnitudes fundamentales. Esta relación se puede representar
matemáticamente mediante:


P = V ∙ I

donde,

P = Potencia (vatios)

V = Tensión (voltios)

I = Intensidad (amperios)

(ME) ME (UM) UM

Potencia P Vatio W

Magnitud potencia

4. ASOCIACIÓN DE ELEMENTOS

‐ Conexiones en serie: los elementos están situados unos tras otros. Por todos los
elementos circula la mima intensidad de corriente, y la tensión de la batería se
reparte entre ellos.


Asociación serie

Fuente: http://sv.wikipedia.org/wiki/Fil:Seriekoppling‐1.svg

‐ Conexiones en paralelo: cada elemento está conectado con el precedente por
medio de una derivación. A cada elemento le llega la tensión de la batería.

Asociación paralelo

Modificación de la figura de la siguiente fuente:
http://sv.wikipedia.org/wiki/Fil:Seriekoppling‐1.svg


Un circuito en el que aparezcan las dos formas de conexión se llama circuito mixto.

Asociación mixta

Modificación de la figura de la siguiente fuente:
http://sv.wikipedia.org/wiki/Fil:Seriekoppling‐1.svg


4.1. Asociación serie de generadores DC

La asociación serie de generadores consiste en poner generador a continuación
de otro uniendo el polo negativo de un generador al positivo del siguiente y así
sucesivamente. La tensión total será igual a la suma de las tensiones de cada uno
de los generadores.

Conexión serie de dos baterías

Fuente: propia

RESUMEN

1. Un circuito eléctrico es un camino a través del cual circula la corriente eléctrico
2. En todos los circuitos eléctricos existen:
a. generadores, que se encargan de convertir un tipo de energía no eléctrica en
energía eléctrica. Son capaces de generar una tensión.
b. Receptores, que se encargan de convertir la energía eléctrica en otro tipo de
energía, según sea el tipo de receptor.
c. Dispositivos de maniobra, que se encargan de permitir o no el paso de corriente
del generador al receptor.
3. Los receptores eléctricos se pueden clasificar en receptores resistivos, capacitivos e
inductivos.
4. Un esquema eléctrico es la representación gráfica de un circuito eléctrico.
5. La potencia es una magnitud asociada al ritmo de consumo o generación de energía
eléctrica.
6. Los receptores eléctricos se pueden asociar en serie, paralelo o mixto


7. En un circuito serie, a medida que se conectan receptores en serie, la resistencia aumenta
y la corriente solicitada al generador disminuye.
8. En un circuito serie, la tensión del generador se reparte entre los receptores, y la
corriente que circula por todos ellos es la misma.
9. En un circuito paralelo, a medida que se conectan receptores en paralelo, la resistencia
disminuye y la corriente solicitada al generador aumenta.
10. En un circuito paralelo, la intensidad solicitada al generador se reparte entre los
receptores, y la tensión aplicada a todos ellos es la misma que la tensión del generador.


RESISTENCIA) ‐ PARTE III.


Descripción:

clase de energía (mecánica, calorífica, química, etc.). En esta unidad didáctica
entenderás los fenómenos eléctricos producidos en condensadores y bobinas.

INTRODUCCIÓN:

El objetivo de la presente unidad didáctica es continuar con el estudio de los
conceptos básicos de la electricidad, en este caso los relativos a los fenómenos de
electroestática (fenómeno asociado a condensadores) y de electromagnetismo
(fenómeno asociado a las bobinas)

automóvil.

OBJETIVO:

 Conocer las propiedades de los imanes y efectos del magnetismo
 Conocer las experiencias en las que se basa el electromagnetismo y el
funcionamiento de los imanes
 Conocer el funcionamiento de una bobina


1. ELECTROMAGNETISMO

1.1. Imanes Naturales

En la naturaleza puede encontrarse magnetita que puede atraer piezas de
hierro que estén cerca. Por eso, los fenómenos que se originan por este mineral
se llaman magnéticos.

Magnetita

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Magnetite.jpg


La acción magnética se ejerce en materiales de hierro. En concreto, las fuerzas
de atracción son mayores en los extremos del imán, que se llaman polos;
concretamente:

‐ Polo norte.

‐ Polo sur.

Polos norte y sur de un imán

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bar_magnet.jpg

Entre el polo norte de un imán y el polo sur de otro imán se crea un fenómeno
que induce fuerzas en los objetos de hierro que hay en medio. Este fenómeno
recibe el nombre de CAMPO MAGNÉTICO, y se representa mediante unas líneas
de fuerza.


Líneas de fuerza del campo magnético

Fuente:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:VFPt_cylindrical_magnet_big.svg

1.2. Inducción magnética

Algunos materiales tienen la propiedad de “capturar” las líneas de fuerza. Esta
propiedad se llama PERMEABILIDAD MAGNÉTICA (µr). Ejemplos: el hierro y sus
aleaciones tienen una permeabilidad muy elevada.

Comportamiento de un material de alta permeabilidad en el interior de un
campo magnético

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Magnetic_Permeability‐no‐
caption.gif


1.3. Electromagnetismo

Los fenómenos magnéticos naturales pueden reproducirse utilizando la
corriente eléctrica, que al pasar por un conductor crea un campo magnético a su
alrededor, cuyas líneas de fuerza tienen forma de circunferencias concéntricas al
conductor.

Electromagnetismo

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electromagnetism.png


1.4. Bobina

En las aplicaciones técnicas el campo magnético creado por la corriente
eléctrica se consigue envolviendo un hilo en espiral sobre sí mismo o sobre una
barrita de hierro. Así se obtiene una bobina.

NOMBRE COMPONENETE SIMBOLO

BOBINA

Símbolo bobina

Cuando la bobina es recorrida por la corriente eléctrica, en el interior se
genera un campo magnético.

Campo magnético generado por una bobina

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solenoid.svg


El solenoide posee una característica especial muy interesante: si se pone en
su interior un núcleo de hierro, éste se magnetiza con la misma polaridad que el
solenoide. Así se obtiene un imán temporal llamado “electro‐imán”, cuyo
comportamiento depende del exterior, al enviar o no enviar corriente al
devanado.

GIF

Electroimán

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electromagnet.gif

NOMBRE COMPONENETE SIMBOLO

BOBINA CON NUCLEO
MAGNÉTICO

Símbolo bobina con núcleo magnético


Bobina con núcleo magnético

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Simple_electromagnet.gif


1.5. Autoinducción

Al abrir una bobina, se produce una rapidísima reducción de la intensidad de
corriente y del campo magnético. La bobina se autoinduce una tensión contraria
a la que se acaba de eliminar al abrir el interruptor. El resultado es que entre los
puntos en donde se ha abierto el circuito se crea un arco eléctrico (chispa).

Arco eléctrico

Fuente:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:%D0%98%D1%81%D0%BA%D1%80%D0%BE
%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B7%D1%80%D1%8F%D0%B4.gif


RESUMEN UD 3

1. Los imanes son generadores de campo magnético, y se encuentran en la naturaleza.
2. Siempre que circula corriente eléctrica por un conductor se genera un campo magnético.
3. Para aprovechar el campo magnético de un conductor, se enrolla sobre sí mismo
formando una bobina.
4. Se puede conseguir que un material que no es imán, se convierta en imán al situarlo en el
interior de una bobina. El resultado es un electroimán.
5. El fenómeno de autoinducción se produce cuando se abre el circuito que alimenta una
bobina, autoinduciendose ella misma una tensión que provoca un arco o chispa entre los
bornes del contacto que está abriendo el circuito.


UDD 4. APARATOS DE MEDIDA SIMPLES. LÁMPARA DE PRUEBAS
Y POLÍMETRO. COMPROBADOR DE BATERÍAS. CARGADOR.


Descripción:

Hoy en día, la reparación de los sistemas eléctricos y electrónicos del automóvil
precisa de equipos de medida precisos y de alta tecnología. En la presente unidad
didáctica se presentan algunas aplicaciones características de estos equipos de
medida.

El correcto uso de los instrumentos y equipos de medida eléctrica y electrónica es el
reflejado en los manuales suministrados por los fabricantes; la lectura y el
seguimiento de sus instrucciones de uso es imprescindible.

En la presente unidad didáctica se presentan algunas aplicaciones características de
estos equipos de medida.

INTRODUCCIÓN:

Los aparatos de medida son imprescindibles en todo taller destinado a la reparación y
puesta a punto del equipo eléctrico del automóvil. Están destinados a medir y
controlar los parámetros eléctricos, para poder diagnosticar rápidamente y con
exactitud la causa del fallo, para su correspondiente reparación.

Según su aplicación se pueden clasificar en:

 Aparatos de medida directa: voltímetros, amperímetros, óhmetros y
polímetros o tester
 Analizadores electrónicos o equipos de diagnosis y osciloscopios
 Bancos de prueba eléctricos

OBJETIVOS:


 Conocer el manejo de los polímetros empleados en automoción y sus
aplicaciones frecuentes.
 Realizar los conexionados apropiados entre los equipos de medida y los
circuitos y/o componentes a verificar
 Interpretar las lecturas de medida facilitadas por los aparatos y equipos

1. MEDIDAS ELÉCTRICAS

La medición de las diferentes magnitudes eléctricas de un circuito o dispositivo
electrónico nos permiten comprobar su buen funcionamiento y detectar y reparar
averías.

Aparato Montaje
Magnitud Símbolo
Medida

Paralelo, con el dispositivo fuera del
RESISTENCIA Óhmetro
circuito y sin tensión

INTENSIDAD Amperímetro Serie con tensión

TENSIÓN Voltímetro Paralelo con tensión

Medidas eléctricas

Fuente: propia


1.1. Óhmetro

El óhmetro es el aparato que se utiliza para medir la resistencia eléctrica.

Hay que medir únicamente el valor de resistencia sobre el componente o el
elemento de modo individual, sin que tenga ninguna conexión con algún circuito,
y hay que evitar que el punto o elemento a medir esté bajo tensión.

Para medir el valor de resistencia bastará con conectar los extremos de este a
las puntas del óhmetro.

Esquema eléctrico medida resistencia

Fuente: propia

1.2. Voltímetro

El voltímetro es el aparato que se utiliza para medir la tensión entre dos
puntos.

Se conecta siempre entre los dos puntos entre los que se quiere determinar la
tensión. (Conexión en paralelo).

Esquema eléctrico medida tensión

Fuente: propia


1.3. Amperímetro

El amperímetro es el aparato que se utiliza para medir la intensidad de la
corriente eléctrica. El polímetro debe intercalarse en serie, de modo que la
corriente que atraviese el circuito lo haga también por el aparato de medida.

Esquema eléctrico medida tensión

Fuente: propia

2. El Polímetro

El polímetro o polímetro es un aparato de medida multifuncional capaz de
desempeñar varias funciones utilizando un sencillo conmutador.

Polímetro analógico y digital

Fuente:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3b/Polimetros.JPG


2.1. Mandos del polímetro

En el panel frontal del polímetro se sitúan todos los mandos disponibles
además de la pantalla para la lectura de los datos.

El polímetro

Fuente: propia

2.2. Funciones del polímetro

El polímetro digital es un aparato con muchas funciones muy diferentes
entre ellas. Las funciones más comunes a la práctica totalidad de los
polímetros son las siguientes:

‐ (Ω) Óhmetro.

‐ (V=) Voltímetro para tensiones continuas.

‐ (V~) Voltímetro para tensiones alternas.

‐ (A=) Amperímetro para corrientes continuas.


‐ (A~) Amperímetro para corrientes alternas

‐ (♫) Comprobación de continuidad

Normalmente la función que se quiere utilizar se selecciona con un selector
presente en el aparato. En este selector las distintas funciones se indican con
el símbolo entre paréntesis detallado arriba.

Funciones del polímetro

Fuente: propia

2.3. Conectores del polímetro

Los conectores del polímetro permiten conectar los dos cables que
acompañan al aparato y permiten realizar la medición. Normalmente uno de
los conectores es de color rojo y, de todos modos, se marcan con letras y/o
números.


Conectores del polímetro

Fuente: propia

El significado de las siglas es el siguiente:

- COM: Representa el terminal común o negativo para realizar todos los
tipos de medidas.
- V Ω: Representa el terminal al que se conecta el cable positivo y
normalmente de color rojo para medir la tensión y la resistencia.
- mA: Representa el terminal al que se conecta el cable positivo para
medir corrientes de hasta 200 mA. Existe una indicación de 200 mA
FUSED con respecto al terminal COM. Esto significa, que este conector
está protegido con fusible. Cuando se mide intensidad, si se le hace
circular una intensidad superior a 200 mA, el fusible se fundirá. Habría
que desmontar el polímetro y sustituir el fusible por otro de igual
calibre.
- 20 A: Representa el terminal al que se conecta el cable positivo para
medir corrientes de hasta 20 A. Existe una indicación 20A 15SEC MAX
UNFUSED con respecto al terminal COM. Esto significa, que este
conector no está protegido con fusible. Intensidades de valor de 20 A,
debemos medirla como máximo durante 15 segundos.

2.4. Medidas de resistencia

Seleccione en el polímetro una de las capacidades indicadas con el símbolo
(Ω) y seleccione la escala adecuada. Conecte las dos puntas como muestra la
figura. Si el componente forma parte de un circuito, preste atención que no
esté alimentado y al menos uno de sus terminales esté desconectado del
resto de la instalación.


Figura 1. Montaje medida resistencia

2.5. Medidas de tensión

Para las medidas de tensión normalmente los polímetros disponen de dos
posibles funciones:

‐ Medida de tensiones continuas.

‐ Medida de tensiones alternas.

Para medir una tensión entre dos puntos de un circuito, primero hay que
programar el aparato en el sector indicado con el símbolo (V= o V~, en
función del tipo de corriente a medir). Conecte el aparato en paralelo al
circuito o al componente en cuyos terminales se quiere controlar la caída de
tensión. Idealmente el aparato mide la tensión entre las puntas sin perturbar
el funcionamiento del circuito examinado.


Montaje medida tensión en generador

Fuente: propia

Montaje medida tensión en receptor

Fuente: propia


2.6. Medidas de intensidad

Para medir la intensidad en un circuito, primero hay que programar el
aparato en el sector indicado con el símbolo (A= o A~, en función del tipo de
corriente a medir).

Para medir la intensidad es necesario interrumpir el circuito eléctrico en un
punto, es decir, conectarlo en serie.

Naturalmente el cable rojo del polímetro está vez se conectará al conector
marcado con la letra (mA) o (20A) según la intensidad de la corriente que se
pretende medir.

Montaje medida intensidad

Fuente: propia


2.7. Medida de continuidad

Por continuidad suele entenderse una conexión entre dos puntos de un
conductor que no presente conjuntamente una resistencia superior a los 200
ohmios. Cuando detecta continuidad emite una señal acústica. Cuando se
comprueba la continuidad es necesario que el circuito esté sin tensión.

Montaje medida continuidad

Fuente: propia


3. Lámpara de prueba

Circuitos y componentes eléctricos y electrónicos del vehículo se pueden comprobar
utilizando una herramienta muy simple que consiste en intercalar lámpara y una
batería de 12 V, con una parte del circuito que se desee comprobar. Su
funcionamiento está basado en la búsqueda de los polos positivos y negativo que
encienden la lámpara.

Conexión lámpara de prueba

Fuente: Propia modificando las siguientes:
http://sv.wikipedia.org/wiki/Fil:Seriekoppling‐1.svg y
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photo‐CarBattery.jpg


RESUMEN

1. Todas las magnitudes eléctricas se pueden medir utilizando aparatos de medida.
2. Los óhmetros miden la resistencia eléctrica, y se conectan en paralelo entre los
puntos a medir resistencia.
3. Los amperímetros miden la intensidad de la corriente eléctrica. Se colocan en
serie en el circuito.
4. Los voltímetros miden la tensión eléctrica entre dos puntos. Se coloca en
paralelo entre los puntos a medir resistencia.
5. Los polímetros realizan las medidas de resistencia, intensidad y tensión en un
solo equipo. Se selecciona mediante un mando la magnitud a medir.
6. La función de continuidad genera una señal acústica cuando la resistencia
existente entre las puntas del polímetro es muy pequeña, como la existente
entre los extremos de los conductores o contactos eléctricos cuando están
cerrados.
7. Una lámpara de prueba es una solución simple para hacer comprobaciones
eléctricas.


UDD 5. SISTEMA DE ARRANQUE Y CARGA. BATERÍAS. MOTOR DE
ARRANQUE Y ALTERNADOR. PARTE I.


Descripción:

La utilización del motor de arranque para poner en marcha el motor térmico hace
definitivamente necesaria la incorporación de la batería a los vehículos automóviles.
Esta es requerida para realizar el trabajo más duro de toda la instalación eléctrica del
automóvil, ya que tiene que suministrar corrientes elevadas en cortos periodos de
tiempo y a la vez trabajar a temperaturas extremas.

En esta unidad didáctica se describen las características de las baterías, sus procesos
electroquímicos así como el mantenimiento que requieren.

INTRODUCCIÓN:

Resulta incuestionable que si el automóvil necesita electricidad y dado el hecho que
es un vehículo que se desplaza, debe llevar incorporado un sistema de creación
autónomo de la corriente, denominado circuito de carga, para hacer frente a todos
los gastos de este fluido que el conjunto de la máquina va a precisar.

La misión de la batería de acumuladores no es otra que la de almacenar o acumular la
electricidad generada por el alternador que no ha sido consumida. En los automóviles
actuales es muy importante la presencia de la batería pues las centralitas electrónicas
de control, ya sea la del conjunto inyección encendido o las de otros sistemas, como
el control de los frenos (ABS), conjuntos de climatización, antirrobo, etc., deben
hallarse alimentados cuando el motor está inactivo.

OBJETIVOS:

 Conocer los procesos de trabajo y las reacciones internas en las baterías
 Realizar los procesos de verificación y mantenimiento en acumuladores para
automoción.


1. CIRCUITO DE CARGA

El alternador de un automóvil solo puede proporcionar electricidad mientras esté en
movimiento el motor térmico. En el circuito se dispone de una batería de
acumuladores, que es un aparato capaz de almacenar la electricidad.

Batería



Los principales elementos que forman el circuito de carga son:

 Alternador
 Regulador
 Batería de acumuladores
 Elementos de control

Circuito de carga

Fuente: propia


2. BATERÍA

Gracias a la batería se puede poner el motor térmico en marcha, con la ayuda de un
motor de arranque; se pueden mantener encendidas las luces de posición estando el
motor parado, y en general se puede tener en funcionamiento eléctrico cualquier
receptor durante un determinado tiempo.

Batería



El alternador y la batería están en paralelo con respecto a la instalación. Cuando el
alternador comienza a girar pero su tensión es todavía insuficiente, la batería
colabora en la alimentación de los receptores. Cuando el alternador comienza a
generar suficiente corriente para la alimentación de los receptores y su tensión es
superior a la tensión de la batería, la batería vuelve a cargarse para reponerse del
gasto que tuvo en los primeros momentos.

Circuito de carga

Fuente: propia

ESTRUCTURA

Una batería está compuesta de una serie de placas positivas y otras negativas
dispuestas unas al lado de las otras, y separadas entre sí para que no lleguen a
rozarse, por medio de unas placas aislantes que pueden ser de madera o de
material plástico y que reciben el nombre de separadores.

Las placas positivas están conectadas entre sí mediante una barra o lámina
metálica que recibe el nombre de puente de unión y lo mismo ocurre con las
placas negativas. Al extremo de estos puentes de unión se hallan los bornes del
acumulador que resultan uno positivo y el otro negativo desde donde saldrá la
corriente de alimentación o el acumulador recibirá corriente de carga. El


conjunto de las placas alternadas y aisladas por medio de los separadores, se
halla sumergido permanentemente en el electrolito (agua y ácido sulfúrico)

Constitución interna batería de acumuladores

Fuente: modificación de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SLA_battery.png

Cada acumulador solamente puede alcanzar una tensión limitada que se halla entre
los 2 y los 2,1 voltios. En el automóvil se necesita un valor de tensión mucho más
elevado. Para obtener el valor nominal de 12 V que se precisan, se recurre a montar
en serie acumuladores, de modo que la tensión del primero se sume a la del
segundo, y de este a la del tercero, etcétera. De este modo, uniendo seis
acumuladores a plena cargan podremos contar con 12,6 voltios.


Fuente: Modificación de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photo‐CarBattery‐
top.jpg

En realidad la batería tiene dispuestos sus acumuladores de la forma que muestra la
figura.


Fuente:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PSM_V38_D376_Plates_and_accumulator.j
pg

Un factor es la capacidad de almacenamiento que la batería tiene, que se mide en
Amperios‐hora (Ah). Una batería que tenga una capacidad de 45 Ah quiere decir que,
una vez cargada completamente necesitaría 20 horas para descargarse
proporcionando una corriente constante de 2,75 amperios (lo que significa una
corriente importante)


Batería con una capacidad de 40 Ah



3. COLOCACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE LAS BATERÍAS DE AUTOMÓVIL

El mayor consumidor de corriente eléctrica del automóvil es el motor de arranque.
Para evitar las caídas de tensión que los conductores demasiado largos provocan,
encontramos siempre la batería por las proximidades del motor de arranque.

La mayoría de los constructores reserven espacio para la colocación de la batería en
el mismo cofre motor y en los laterales de plancha del mismo.

Colocación típica de la batería.

Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/File:1970_AMX_Big_Bad_Orange_with_C‐
stripe_MD‐e1.jpg


4. COMPROBACIÓN DE LA BATERÍA.

4.1. DENSIDAD DEL ELECROLITO

Se puede conocer el estado de carga de una batería si se comprueba el peso
específico del electrolito. Cuando un acumulador se encuentra totalmente
cargado, este es máximo y disminuye a medida que el acumulador se descarga.
Puede establecerse la siguiente regla general:

 Totalmente cargado  1,3
 A media carga  1,23
 Totalmente descargado  1,11

En la siguiente figura puede verse un densímetro que sirve para realizar estas
mediciones. Va provisto de una pera de goma.

Densímetro

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrometer.jpg


El densímetro se introduce en el acumulador a través del tapón de aireamiento
por la boquilla. Al presionar la pera de goma y soltarla absorbe el liquido del
electrolito.

Comprobación batería con densímetro

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrometer_(PSF).png

Para utilizar el densímetro habrá que sacar el tapón de aireación de la batería y se
habrá comprobado el nivel de electrolito. Este nivel debe estar unos 10 mm por
encima de las placas. En caso necesario, añadir agua destilada hasta 10 mm por
encima de las placas.


Añadido de agua destilada en orificios de una batería

Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/File:BatteryWater2.jpg

4.2. COMPROBACIÓN CON UN VOLTÍMETRO

Las baterías llamadas “sin mantenimiento” en las que nunca hay que añadir agua
destilada al electrolito se puede comprobar su estado de carga mediante un
voltímetro. Para comprobarla es necesario que ningún receptor eléctrico le esté
pidiendo corriente, ni tampoco a la inversa, que se le este proporcionando
corriente.

La tensión de la batería varía según su estado de carga. Cuando una batería de
automóvil da valores:
 de 12,5 voltios o pocos más, quiere decir que se haya
cargada al 100 %,


 de 12,35 ya indica que su carga es a un 80%;
 de 12 voltios se puede considerar que está a un 50% de
su carga.
 de 11,5 voltios puede considerarse completamente
descargada.

Batería “sin mantenimiento”. No tiene tapones de aireación

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photo‐CarBattery‐top.jpg


4.3. DETERMINACION DE LA POLARIDAD DE UNA BATERÍA

Después del desmontaje y limpieza de la batería, está en condiciones para que
sea puesta a la carga. Para esto es indispensable disponer de un aparato cargador
de baterías que transforme la corriente alterna de la red en corriente continua y
además que pueda mantener un valor de intensidad controlable.

Cargador de baterías

Fuente: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Car‐battery‐recharger.jpg


Es necesario determinar la polaridad de la batería. Cualquier equivocación de las
conexiones con inversión de los polos puede provocar grandes daños a las baterías e
incluso su inutilización completa.

Determinación polos de una batería

Modificación de la Fuente:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Detail_of_automobile_battery_pack_in_1,2
_HTP_in_%C5%A0koda_Fabia_I.jpg

4.4. RECARGA DE LA BATERÍA

Una vez determinada la necesidad de su puesta a la carga debe sacarse del
automóvil y colocarla en un lugar bien ventilado en donde debe hallarse el
cargador. En las baterías que necesitan mantenimiento se le deberán sacar los
tapones de aireación, se le deberá reponer el nivel de electrolito añadido agua
destilada y se podrá poner en conexión con el aparato cargador. Una vez
aseguradas las conexiones (positivo con positivo y negativo con negativo) el
cargador ya puede ponerse en marcha.


Conexión cargador de baterías

Fuente Propia con modificación de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photo‐
CarBattery.jpg

En la carga de las baterías convencionales hay que tener en cuenta los siguientes
puntos:

 Control de la temperatura: Las reacciones químicas que se producen en la
batería aumenta su temperatura. Si esta es superior a 43 ºC debe
desconectarse el paso de la corriente y dejar enfriar durante un tiempo a la
temperatura ambiente.


CarBattery.jpg y http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thermometer_0.svg

 Restablecer el nivel de electrolito: Por efecto del calor, el electrolito se
evapora. Se tendrá que restablecer el nivel. En este caso se debe suspender
primero la carga, añadir el agua destilada y volver a conectarla después.

Fuente: Modificación de http://en.wikipedia.org/wiki/File:BatteryWater2.jpg


 Control del desprendimiento de gas. Es posible que se produzcan
desprendimiento de burbujas de gas durante la carga. Estos gases son
altamente explosivos ya que contiene hidrógeno. Por ello las baterías a la
carga deben encontrarse en un lugar bien ventilado y lejos de chispas o
llamas. No se puede fumar cerca de la carga de una batería.

CarBattery.jpg y http://commons.wikimedia.org/wiki/File:No_smoking_symbol.svg

En la siguiente fotografía puede verse el estado de una batería después de una
explosión.


Batería después de una explosión

http://en.wikipedia.org/wiki/File:ExplodedBattery.jpeg


RESUMEN

1. El circuito de carga de un automóvil es el encargado de generar la corriente
eléctrica para alimentación de los circuitos eléctricos del automóvil.
2. El generador eléctrico cuando el motor térmico está en marcha es el alternador.
3. El generador eléctrico cuando el motor térmico no está en marcha es la batería.
4. El receptor principal de una batería es el motor de arranque
5. Una batería se basa en reacciones electroquímicas que se producen en su interior
para generar un nivel de tensión entre sus bornes.
6. La batería de los automóviles es en realidad una batería de acumuladores que
están conectados internamente en una disposición serie.
7. Tres son las características eléctricas principales de una batería: tensión nominal
de salida (V), la capacidad de la batería (Ah), y la intensidad máxima (A)
8. El densímetro es un útil para comprobar el estado de una batería, y consiste en
medir la densidad del electrolito.
9. Otro método para comprobar el estado de carga de una batería es midiendo el
nivel de tensión entre los bornes.
10. Para conectar una batería a un cargador, se conectan el positivo con positivo, y el
negativo con negativo.
11. Cuando se carga una batería convencional, existe riesgo de explosión por los gases
emanados.

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