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Proyecto final de texto científico
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Proyecto final de texto científico

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  • 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS, ELECTRONICA E INDUSTRIAL CURSO DE NIVELACION POR CARRERA ING. ELECTRONICA-NIVELACION-VESPERTINO TEMA: MEJORAR EL DISEÑO DE UN CIRCUITO DE UNA FUENTE DE PODER Y REDUCIR SU TAMAÑO A UN MODELO SIMPLE AUTORES: Balseca Vanessa Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Carvajal Abigail Chiliquinga Christian Gualpa Thalia Montes de Oca Brian Tualombo Ricardo DOCENTE: Lcdo. Marco Sánchez Peña Ambato ··· Ecuador 2013 0
  • 2. ÍNDICE DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………….. 2 2. TEMA…………………………………………………………………………………….. 3 3. JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………….. 3 4. MARCO TEORÍCO...……………………………………………………………….. 4 4.1 CUALIDAD DETERMINADA DEL TEXTO………………………………. 4 4.2 ESPECIALIZACIÓN POR LA TEMÁTICA DEL TEXTO……………… 4 4.3 DESARROLLO…………………………………………………………………….. 5 4.3.1 CIRCUITOS ELECTRÓNICOS…………………………………………….. 5 4.3.2 SEMICONDUCTORES……………………………………………………….. 6 9 4.3.4 CONDENSADORES……………………………………………………………………… 12 4.3.5 CONSTRUCCIÓN DE UN CIRCUITO IMPRESO………………………….. 14 4.3.6 DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS……………………………………………. 15 4.3.7 TRANSEFENCIA DEL DISEÑO A LA PLACA……………………………………….. 16 4.3.8 SOLDADURA Y MONTAJE DE COMPONENTES………………………………… 17 4.3.9 TRANSFORMADORES…………………………………………………………… 19 4.3.10 FUNCIONAMIENTO DEL TRANFORMADOR………………………………………… 20 4.3.11 TIPOS DE TRANSFORMADOR………………………………………………………………… 21 4.3.12 FUENTES DE ENERGIA ELECTRICA………………………………………………………… 24 4.3.13 FUENTE DE ENERGIA ELECTRONICA………………………………………………………. 26 5. CONCLUSIONES…………………………………………………………………. 27 6. BIBLIOGRAFIAS……………………………………………………………….. 28 7. LINKOGRAFIA…………………………………………………………………. 29 8. ANEXOS………………………………………………………………………….. 30 9. GLOSARIO …………………………………………………………………………… 40 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones 4.3.3 RESISTENCIAS………………………………………………………………………………. 1
  • 3. INTRODUCCION Es presente proyecto consta de deferentes temas conjugados de manera que aportaran un sistema mejor de alimentación de electricidad. Las resistencias son accesorios electrónicos los cuales se oponen al paso de la corriente y ayudan a mantener una mejor estabilidad del circuito electrónico tiene diferentes formas de utilización ya sean fijas utilizadas con una medida fija de oposición al paso de corriente y las resistencias variables se ocuparían para modificar de manera sencilla este paso de corriente y aplicarla en otras formas en la electrónica como por ejemplo la variación de volumen en un equipo de sonido. Para comenzar a realizar el diseño del circuito y el montaje de componentes es necesario tener conocimientos básicos de circuitos el mismo que está formado por una placa base de material aislante de allí se hará un previo análisis en una hoja de papel cuadricula teniendo en cuenta que los componentes electrónicos se fabrican con una separación de 1/10 de pulgada o en múltiplos de esta medida (1/10 de pulgada de 2.54mm).Además La distancia a la que habrá de separar las pistas de cobre en el diseño va a depender de la tensión entre las mismas, siendo suficiente una separación de 1 mm por cada 100 V de tensión. Al analizar estos aspectos se procederá a trasladar el diseño a la placa y es dibujado en la misma con el rotulador de tinta el mismo que deber ser utilizado con precaución a seguido soldadura blanda aplicado por la temperatura . Una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida esto es el transformador. 2 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones de procedimientos químicos queda diseñado y listo para la soldadura que es realizado con
  • 4. TEMA: IMPLEMENTAR SISTEMAS DE ENCENDIDO AUTOMÁTICO EN HOGARES BASADO EN EL PRINCIPIO DE FOTORRESISTENCIAS. JUSTIFICACION: Al ver una necesidad en la alimentación de circuitos ya sean simples o integrados de no administrar bien la energía este proyectos está considerado para satisfacer la insuficiencia de energía a los mismos con el acoplamiento de sistemas de regulación de voltaje y transformación de energía alterna a continua la cual es muy necesaria para la utilización de vario sistemas electrónicos los cuales no se podrían utilizar de manera eficaz con la energía normal de un hogar, sin embargo con este sistema podremos convertir esa energía y tomarla para el funcionamiento de nuestros circuitos. El comportamiento de esta fuente de poder es fácil de comprender y manejar, al hablar de circuitos no nos referimos solamente a la creación de uno físico y hecho por nosotros sino también a la utilización de circuitos integrados también llamados PIC o microcontroladores los cuales dan “inteligencia” a un sistema electrónico estos al ser tan complejos necesitan una cierta cantidad de corriente la cual no puede sobrepasar esos estándares de funcionamiento y tampoco se podría obtener de ninguna otra fuente de energía, esta innovación es aplicable en la utilización de los microcontroladores tal que ayudan a capacidad El presente trabajo tiene como finalidad mejorar el sistema de alimentación de circuitos electrónicos mediante la implementación de materiales fáciles de utilizar. Está dirigido hacia los profesores y estudiantes a quienes ayudarían a complementar y mejorar el paso de corriente hacia un sistema de electrónico y diferentes circuitos aplicando previos conocimientos utilizados en la elaboración de nuestro proyecto y así intentar promover una mejor polarización y alimentación de los mismo. 3 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones obtener la corriente necesaria para su correcto funcionamiento y trabajarlo a toda su
  • 5. MARCO TEORICO CUALIDAD DETERMINADA DEL TEXTO La investigación que estamos realizando es factible debido a que ésta posee una coherencia textual ya que todas las partes científicas investigadas se relacionan de acuerdo al tema central del informe científico, también decimos que es factible, porque posee una cohesión textual es decir que nuestra investigación estructurada por pequeños conceptos extraídos de libros tiene sentido común y está organizada. OBJETIVO DEL TEXTO Nuestro informe científico encierra un objetivo textual el cual es ser un tipo de texto informativo es decir que vamos a comunicar o hacer partícipe algo, ya que nosotros a través de la investigación que hemos realizado daremos a conocer al receptor o receptores sobre datos desconocidos de gran interés público y esto lo realizaremos de una manera clara y precisa para que pueda ser entendida de la mejor manera posible. ESPECIALIZACION POR LA TEMATICA DEL TEXTO: Nuestro proyecto está realizado para contribuir de mejor manera un circuito y mejorarlo a Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones manera de ser más cómodo y fácil de utilizar. 4
  • 6. DESARROLLO LOS CIRCUITOS ELECTRÓNICOS Una gran parte de los aparatos que empleamos en nuestras casas funciona gracias a la electricidad. Sin embargo, al hablar de ellos hacemos la distinción entre aparatos eléctricos. Una aplicación fundamental de la electricidad: la electrónica Los dos tipos de aparatos funcionan mediante la circulación de corriente eléctrica. Sin embargo, en los aparatos electrónicos, la corriente eléctrica que circula por los circuitos es menos intensa. Muchos aparatos electrónicos son portátiles: calculadoras, aparatos de radio, etc. En general, su tamaño es menor que el de los aparatos eléctricos, aunque un televisor, por ejemplo, tiene circuitos electrónicos y es bastante grande. Los aparatos electrónicos realizan funciones más complejas que los aparatos eléctricos convencionales. Muchos disponen de una pantalla digital para visualizar la información, otros pueden programarse, etc. incorporan circuitos electrónicos para gobernar distintos programas de funcionamiento o, simplemente, para informar al usuario mediante una pantalla o luces de aviso. Si pensamos en nuestras actividades diarias y en cuántas de ellas usamos y necesitamos de la electrónica, comprobaremos que estamos rodeados de circuitos electrónicos. Esta es la razón por la que es importante conocer y entender su funcionamiento. Aplicaciones de la electrónica Como hemos dicho, la incorporación de circuitos electrónicos a los aparatos eléctricos ha permitido introducir la electrónica en todos los ámbitos de la sociedad. No obstante, existen ciertos sectores en los que la importancia de la electrónica es más clara, como, por ejemplo: 5 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Cada vez existen más aparatos originariamente eléctricos (lavavajillas. lavadoras) que
  • 7.  Las telecomunicaciones.  El sonido.  La fotografía y el vídeo  La informática.  El control de máquinas de todo tipo (robots industriales, máquinas de rayos X y otras empleadas en medicina, etc.). Además, la investigación continua ha permitido aprovechar materias primas más baratas y reducir también los costes de los circuitos electrónicos. Ahora existen en el mercado, por ejemplo, televisores con mejores prestaciones y a un precio inferior al que tenían hace unos años. LOS SEMICONDUCTORES Los materiales se comportan de modo diferente según su capacidad para transportar la corriente eléctrica. Basándose en este comportamiento, los diferentes tipos de materiales existentes se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductores, que constituyen la base de los dispositivos electrónicos. Son materiales que conducen la corriente eléctrica con facilidad. Generalmente son metales (cobre, aluminio...). Los metales son materiales sólidos constituidos por un bloque interior muy compacto, formado por núcleos atómicos, rodeados por una especie de nube de electrones. Los electrones que configuran esta nube se encuentran desligados; de sus átomos, es decir, se trata de electrones libres que pueden moverse fácilmente. Esta facilidad de movimiento es la razón por la que los metales son buenos conductores de la corriente eléctrica, pues los electrones se pueden desplazar fácilmente a través de ellos. 6 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Los conductores
  • 8. Los aislantes Son materiales que no conducen la corriente eléctrica, es decir, no permiten que los electrones se desplacen a través de ellos. Esto se debe a que en estos materiales todos los electrones se encuentran fuertemente ligados a sus átomos respectivos, ya que forman parte de los enlaces atómicos que configuran su estructura interna. En consecuencia, los electrones no se pueden mover, es decir, no existen electrones libres, y esto impide que pueda pasar la corriente eléctrica a través del material aislante. Los semiconductores Son materiales que presentan unas características intermedias entre los conductores y los aislantes. En condiciones normales son aislantes y no dejan pasar la corriente eléctrica pero bajo ciertas circunstancias, si reciben energía externa, pueden pasar a ser conductores. Los materiales semiconductores pueden ser intrínsecos o extrínsecos. Semiconductores intrínsecos Los principales materiales que presentan propiedades semiconductoras son elementos simples, como el silicio (Si) y el germanio (Ge). Estos elementos son tetravalentes, es decir, tienen cuatro electrones de valencia, y forman covalente mantiene anclados a los electrones e impide su desplazamiento, por lo que da lugar a materiales que no pueden conducir la corriente eléctrica. Sin embargo, los enlaces covalentes de los elementos mencionados anteriormente no son muy fuertes, y se pueden romper con facilidad si se aporta una pequeña cantidad de energía (con calor, luz o aplicando un voltaje). En esas condiciones, los electrones que formaban los enlaces quedan libres, y el material podrá conducir la corriente eléctrica gracias a ellos. Este tipo de conducción se denomina conducción intrínseca y es necesario aportar energía al semiconductor para que se produzca. Aunque los primeros componentes electrónicos se fabricaron con germanio, en la actualidad el semiconductor más utilizado es el silicio, debido a sus mejores características y a su capacidad para soportar mejor altas temperaturas. En los últimos años, el desarrollo 7 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones enlaces covalentes en los que comparten estos electrones con los átomos vecinos. El enlace
  • 9. de la electrónica ha llevado a la obtención de materiales compuestos con propiedades semiconductoras, como el arseniuro de galio (GaAs) o el fosfuro de indio (InP). No obstante, su uso es limitado, y el silicio es, sin duda, el semiconductor más importante. Semiconductores extrínsecos Los semiconductores intrínsecos presentan una conductividad muy baja, por lo que se han buscado métodos para aumentar su valor. Esto ha dado lugar al desarrollo de los semiconductores extrínsecos. También podemos conseguir que un material semiconductor se convierta en conductor aportándole las cargas eléctricas necesarias para que pueda conducir la corriente eléctrica. Esto se logra introduciendo impurezas en el material, mediante un proceso denominado dopado, y en este caso hablamos de conducción extrínseca. Si un material hay un exceso de cargas negativas (electrones), muchas de ellas no podrían encontrar pareja para formar el enlace. Como consecuencia, estos electrones de sobra se situarán libremente alrededor de los átomos y podrán moverse con facilidad. de valencia que el material semiconductor base. Estas impurezas se denominan impurezas donadoras, y el material obtenido, semiconductor tipo N. Por ejemplo, el silicio (que tiene cuatro electrones de valencia) se dopa con pequeñas cantidades de fósforo, arsénico o antimonio (que tienen cinco electrones de valencia y, por tanto, un electrón de más). Los electrones sobrantes quedan libres y se encargan de conducir la corriente eléctrica. De forma análoga, también se puede introducir un exceso de cargas positivas en el material. En este caso se produce un defecto de electrones o, dicho de otra forma, un exceso de huecos (entendiendo por hueco la ausencia del electrón que compensa la carga positiva). 8 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Este exceso de cargas negativas se consigue introduciendo impurezas con más electrones
  • 10. La presencia de estos huecos también facilita la conducción de la corriente eléctrica, pues tienden a captan electrones y permiten el desplazamiento de estos. El exceso de cargas positivas se consigue introduciendo impurezas con menos electrones de valencia que el material semiconductor base. Estas son impurezas aceptadoras, y el material obtenido se denomina semiconductor tipo P. El silicio se dopa con impurezas de boro, galio o indio (que tienen tres electrones de valencia y, portante, un electrón de menos). En general, los semiconductores extrínsecos presentan una conductividad eléctrica mayor que la de los semiconductores intrínsecos. Por este motivo, en la fabricación de dispositivos electrónicos se utilizan principalmente semiconductores extrínsecos (silicio tipo P y silicio tipo N). (Tecnología e Informática,2008) RESISTENCIAS RESISTENIAS FIJAS Resistencias compuestas por carbón.- las resistencias compuestas por carbón se fabrican con una mezcla de carbón mineral fino y un material no conductor, tal como el polvo Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones cerámico, y se moldean de la forma requerida, normalmente cilíndrica, en un horno. Los extremos de la resistencia son rociados con metal al cual se lo conectan alambres; alternativamente se presionan caperuzas metálicas sobre la resistencia. Al referirse a estas resistencias en la literatura especializadas se las llama resistencia de carbón. 9
  • 11. Resistencias de película.- la construcción de las resistencias de película trae consigo la producción de una película de material resistivo, sobre a superficie de una varilla cilíndrica. El valor de la resistencia aumenta practicando un surco helicoidal en la película, con lo cual, se altera la conformación del camino entre los extremos, alargándolos. Resistencias de película gruesa.- estas resistencias se fabrican depositando una película cien veces mas gruesa que las que se utilizan en las resistencias de película de carbón está hecha de una mezcla de cerámica y metal sobre un sustrato cerámico. La resistencia es calentada en un horno, convirtiéndose en una dura y cristalina resistencia de película Resistencias de película delgada.- Las resistencias de película fina se obtienen evaporando una sustancia resistiva en vacío, depositándose finalmente el material sobre un sustrato aislante. La sustancia resistiva es, normalmente de aleación de níquel-cromo o de aleación de níquel cobalto. Otra técnica, empleada para la producción de resistencias de película delgada, es la que utiliza tántalo dopado con aluminio. El valor de la resistencia se 10 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones gruesa.
  • 12. ajusta atacando químicamente la película. Los valores de la resistencia son de 1Ω a 50 MΩ. Resistencias de hilo bobinado.- Este tipo de resistencias se obtiene bobinando un alambre sobre un material aislante. El alambre de aleación se utiliza con mucha frecuencia, ya que tiene un coeficiente de resistividad alto y un coeficiente de temperatura bajo; estos CODIGO DE COLORES DE LAS RESISTENCIAS. El valor de la mayoría de resistencias (exceptuando las de hilo bobinado) utilizadas en electrónica, se indica mediante el uso de un código de colores. El código se emplea con las resistencias de conductor axial es el sistema de bandas de color que consiste en pintar bandas de color sobre el cuerpo de la resistencia. Un código de colores de uso internacional es el que indica la tabla. 11 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones materiales tienen también una buena estabilidad de resistencia.
  • 13. RESISTENIAS VARIABLES Un potenciómetro es un distribuidor de tensión en la cual el voltaje de salida V2 depende del voltaje de entrada V1 y de la posición que se encuentre el cursor. Un potenciómetro lineal es aquel en que el valor de V2 aumenta en proporción al desplazamiento del cursor que parte de la conexión común C.1(Noel M. Morris,2007 -pag CONDENSADORES Los condensadores son dispositivos que tiene la propiedad de almacenar energía eléctrica, siendo de vital importancia en los circuitos electrónicos. Otras características importantes de los condensadores son la propiedad de fase entre la corriente y el voltaje en un circuito de c.a., así como el hecho de que su reactancia se altera con la frecuencia de una fuente de corriente alterna. 12 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones 29)
  • 14. Principios de funcionamiento Un condensador está compuesto por dos conductores, llamados placas o electrodos, separados por un aislante, denominado dieléctrico. La estructura básica de un condensador de placas paralelas. La energía eléctrica almacenada por el condensador es retenida en el material dieléctrico empleados son: aire, papel encerado, materiales Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones plásticos, mica y materiales cerámicos.(Noel M. Morris, 2007-pag 49) 13
  • 15. CONSTRUCCION DE CIRCUITO IMPRESO Y MONTAJE DE COMPONENTES Antes de pasar a las actividades, donde vamos a proponer el diseño y montaje en una placa de circuito impreso de un circuito rectificador de onda completa con filtro por condensador, se va a estudiar los procedimientos para la construcción y el montaje de los mismos. Hasta ahora se ha realizado el montaje de nuestras actividades en el entrenador didáctico. En la práctica se utilizan circuitos impresos como el de la fig. 11.22 Figura11.22.Circuito impreso visto por la cara de las pistas de cobre. El circuito impreso esta formado por una placa base de material aislante (donde se sitúan componentes electrónicos) en la que se adhiere una fina lámina de cobre (donde se Figura 11.23.Partes de un circuito impreso. Existen diversas técnicas para conseguir un circuito impreso como el de la Figura 11.22, donde se ha desintegrado la lámina de cobre en pistas de conexión y se ha realizado 14 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones conectan los componentes una vez formadas las pistas de conexión (Figura 11.23).
  • 16. taladros para la conexión de los terminales de los componentes. Ahora bien, todas tienen algo en común:  Hay que hacer un diseño previo de la ubicación y forma de pistas de cobre y taladros.  Hay que conseguir eliminar de la lámina de cobre el material que no va a formar parte de las pistas de cobre de conexión. DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS En cuanto al diseño del circuito impreso, hoy existen multitud de programas de diseña asistido por ordenador, como el “Orcad” o el “Tango”, en los cuales basta con realizar el esquema eléctrico para conseguir obtener un diseño del circuito impreso como el de la Figura 11.22. Para realizar este diseño de formar manual se poner una hoja de papel Figura 11.24. Diseño de circuito impreso con hoja de papel cuadriculada. Hay que tener en cuenta que los componentes electrónicos se fabrican con una separación de 1/10 de pulgada o en múltiplos de esta medida (1/10 de pulgada de 2.54mm). 15 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones cuadriculado en decimas de pulgada como el que se muestra en la Figura 11.24.
  • 17. En la práctica se fabrican láminas de cobre de diferentes espesores. Las que más se utilizan sonde 30µm y 70µm. La selección del espesor dependerá de la intensidad de corriente que vaya a fluir por las pistas de cobre. En el diseño también es importante la selección del ancho de la pista más adecuado. Este dependerá también de la intensidad de corriente que fluya por ellas. El gráfico mostrado en la Figura 11.25 nos ayudara a la selección del ancho de pista más adecuado para una temperatura ambiente de 200C. figura11.25 .Anchura de pistas de cobre en función de la intensidad del circuito. Así, por ejemplo, para una corriente de 3 A en un circuito impreso de 35 µm de un espesor la anchura mínima a utilizar será 1mm. La distancia a la que habrá de separar las pistas de cobre en el diseño va a depender de la tensión. TRANSFERENCIA DEL DISEÑO AL A PLACA Una vez realizado el diseño en el papel, hay que trasladar a la placa de cobre del circuito impreso. Para lo cual existen diversas técnicas: Manual: Consiste en dibujar, con un rotulador de tinta resistente al acido, el circuito diseñado en la lámina de cobre. Para eliminar el cobre sobrante y el que no está protegido del rotulador, se sumerge la placa en la solución corrosiva, cómo por ejemplo cloruro férrico disuelto en agua (unos 500 gramos por cada litro de agua).en unos pocos minutos tendremos el resultado perseguido. Fotográfico: Con este procedimiento podemos realizar circuitos mucho más complejos, sobre todo los que se diseñan con programas informáticos. Las placas que se utilizan para 16 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones tensión entre las mismas, siendo suficiente una separación de 1 mm por cada 100 V de
  • 18. este procedimiento deben ser sensibles al a luz (placas para positivos o para negativos). El sistema sigue un procedimiento muy similar al a fotografía:  Primero se obtiene nuestro diseño dibujando en un papel vegetal o directamente desde el ordenador se imprime en una hoja de papel de plástico transparente (acetato).  Para trasladar el diseño a nuestra placa de positivos, se desprende de la protección plástica que lleva incorporada nuestra placa virgen y se sujeta nuestro diseño en papel transparente a la misma  Posteriormente se introduce la placa en una insoladora, procurando que la placa sensible de cobre quede sobre la luz. El tiempo de exposición a la luz viene a estar en torno a los dos minutos y depende del modelo de insoladora.  Por último, se procede al revelado de la placa. Para ello se introduce la placa en una solución de sosa caustica cuya concentración nos indica el fabricante. En unos minutos la solución ataca la placa de cobre y disuelve únicamente aquellas zonas de la placa donde incidió la luz, de la insoladora, Dando como resultado el circuito diseñado. SOLDADURA Y MONTAJE DE COMPONENTES circuito impreso se utiliza soldadura blanda a partir de estaño. Esta soldadura se realiza a temperaturas relativamente bajas8 por debajo de 2000C) con el fin de no dañar los componentes o las pistas de cobre del circuito impreso. El material que se aporta en la soldadura está formado por un hilo compuesto de una aleación de estaño-plomo. El interior del hilo esta relleno de un núcleo de una sustancia resinosa que al fundirse consigue limpiar la zona a soldar y facilitar que el estaño penetre y se difunda con mayor facilidad entre las dos partes a soldar. Para elevar la temperatura de la conexión a soldar se utiliza el soldador. El que más se utiliza para soldaduras en circuitos impresos es el recto tipo lápiz con una punta de 2 a 3 mm de diámetro y potencia de 30 a 40 W. lo ideal es utilizar soldadores de temperatura controlada para evitar sobrecalentamientos en los componentes. 17 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Para unir electrónicamente los terminales de los componentes a los puntos de soldadura del
  • 19. Figura11.26 .Proceso de soldadura. PROCEDIMIENTO: 1. Se toman las medidas de los componentes correspondientes al circuito a montar, para lo cual se puede consultar las especificaciones técnicas que los fabricantes nos facilitan. 2. Se dibujan los componentes a escala real en un papel cuadriculado, teniendo en cuenta que su posición relativa sea la adecuada para posteriormente facilitar las terminales de conexión de los componentes. 3. A continuación se dibujan las pistas de cobre, de tal forma que se conecten adecuadamente los componentes según el esquema de conexiones 4. Se corta la placa a las dimensiones previstas 5. Se fija el diseño de nuestro circuito sobre la placa de cobre y con un punzón y un martillo perforamos el papel y marcamos los puntos de soldadura. 6. Se taladran los puntos de soldadura según las dimensiones previstas. 7. Se dibujan las pistas con un rotulador de tinta indeleble siguiendo nuestro diseño. 8. Se sumerge la placa en la solución corrosiva. 9. Tomar el circuito con unas pinzas de plástico y se aclara con abundante agua. Después se limpia con agua (o alcohol) hasta que no quede ningún resto del trazo del rotulador. 10. Se insertan los componentes por el lado aislante, según el diseño del circuito impreso. Previamente se habrán preparado los terminales de los componentes 18 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones conexiones. Los puntos de soldadura se dimensionan según la selección de los
  • 20. 11. Se sueldan los terminales a los puntos de soldadura (Pablo Alcalde, 1984:pag 144) TRANSFORMADORES DEFINICIÓN DE TRANSFORMADORES Los transformadores son dispositivos electromagnéticos estáticos que permiten partiendo de una tensión alterna conectada a su entrada, obtener otra tensión alterna mayor o menor que la anterior en la salida del transformador. Permiten así proporcionar una tensión adecuada a las características de los receptores. También son fundamentales para el transporte de energía eléctrica a largas distancias a tensiones altas, con mínimas perdidas y conductores de secciones moderadas. COMPONENTES DE LOS TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS Los transformadores están compuestos de diferentes elementos. Los componentes básicos Modelización de un transformador monofásico ideal  Núcleo: Este elemento está constituido por chapas de acero al silicio aisladas entre ellas. El núcleo de los transformadores está compuesto por las columnas, que es la parte donde se montan los devanados, y las culatas, que es la parte donde se realiza la unión entre las columnas. El núcleo se utiliza para conducir el flujo magnético, ya que es un gran conductor magnético.  Devanados: El devanado es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno de sus extremos y recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz. Está compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario nos indicará la relación de transformación. El nombre 19 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones son:
  • 21. de primario y secundario es totalmente simbólico. Por definición allá donde apliquemos la tensión de entrada será el primario y donde obtengamos la tensión de salida será el secundario. FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR Un transformador utiliza el principio de la inducción mutua entre dos bobinas o espiras de alambre, estrechamente acopladas para acoplar energía eléctrica de un circuito a otro. Esquema básico de funcionamiento de un transformador ideal Los transformadores se basan en la inducción electromagnética. Al aplicar una fuerza en el núcleo de hierro. Este flujo viajará desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento originará una fuerza electromagnética en el devanado secundario. Según la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca esta variación de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede utilizar. La relación de transformación del transformador eléctrico Una vez entendido el funcionamiento del transformador vamos a observar cuál es la relación de transformación de este elemento. 20 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones electromotriz en el devanado primario, es decir una tensión, se origina un flujo magnético
  • 22. Donde N p es el número de vueltas del devanado del primario, N s el número de vueltas del secundario, V p la tensión aplicada en el primario, V s la obtenida en el secundario, I s la intensidad que llega al primario, I p la generada por el secundario y r t la relación de transformación. Como observamos en este ejemplo si queremos ampliar la tensión en el secundario tenemos que poner más vueltas en el secundario (N s), pasa lo contrario si queremos reducir la tensión del secundario. En un transformador ideal, la potencia que tenemos en la entrada es igual a la potencia Circuitos primarios y secundarios en un transformador TIPOS DE TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS Hay muchos tipos de transformadores pero todos están basados en los mismos principios básicos, Pueden clasificarse en dos grandes grupos de tipos básicos: transformadores de potencia y de medida. 1. Transformadores De Potencia Los transformadores eléctricos de potencia sirven para variar los valores de tensión de un circuito de corriente alterna, manteniendo su potencia. Como ya se ha explicado anteriormente en este recurso, su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética. 21 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones que tenemos en la salida, esto quiere decir que:
  • 23.  Transformadores eléctricos elevadores Los transformadores eléctricos elevadores tienen la capacidad de aumentar el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del devanado secundario es mayor al del devanado primario. Modelización de un transformador elevador  Transformadores eléctricos reductores Los transformadores eléctricos reductores tienen la capacidad de disminuir el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del devanado primario es mayor al secundario. Podemos observar que cualquier transformador elevador puede actuar como reductor, si lo conectamos al revés, del mismo modo que un transformador reductor puede convertirse en Modelización de un transformador reductor  Autotransformadores Se utilizan cuando es necesario cambiar el valor de un voltaje, pero en cantidades muy pequeñas. La solución consiste en montar las bobinas de manera sumatoria. La tensión, en este caso, no se introduciría en el devanado primario para salir por el secundario, sino que entra por un punto intermedio de la única bobina existente. 22 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones elevador.
  • 24. Esta tensión de entrada (V p) únicamente recorre un determinado número de espiras (N p), mientras que la tensión de salida (V s) tiene que recorrer la totalidad de las espiras (N s). Modelización de un autotransformador  Transformadores de potencia con derivación Son transformadores de elevación o reducción, es decir, elevadores o reductores, con un número de espiras que puede variarse según la necesidad. Este número de espiras se puede modificar siempre y cuando el transformador no esté en marcha. Normalmente la de trabajo. Transformadores Eléctricos De Medida Sirven para variar los valores de grandes tensiones o intensidades para poderlas medir sin peligro.  Transformadores eléctricos de intensidad El transformador de intensidad toma una muestra de la corriente de la línea a través del devanado primario y lo reduce hasta un nivel seguro para medirlo. Su devanado secundario está enrollado alrededor de un anillo de material ferromagnético y su primario está formado por un único conductor, que pasa por dentro del anillo. El anillo recoge una pequeña muestra del flujo magnético de la línea primaria, que induce una tensión y hace circular una corriente por la bobina secundaria. 23 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones diferencia entre valores es del 2,5% y sirve para poder ajustar el transformador a su puesto
  • 25.  Transformador eléctrico potencial Se trata de una máquina con un devanado primario de alta tensión y uno secundario de baja tensión. Su única misión es facilitar una muestra del primero que pueda ser medida por los diferentes aparatos. APLICACIONES DE LOS TRANSFORMADORES Los transformadores son elementos muy utilizados en la red eléctrica. Una vez generada la electricidad en el generador de las centrales, y antes de enviarla a la red, se utilizan los transformadores elevadores para elevar la tensión y reducir así las pérdidas en el transporte producidas por el efecto Joule. Una vez transportada se utilizan los transformadores reductores para darle a esta electricidad unos valores con los que podamos trabajar. Los transformadores también son usados por la mayoría de electrodomésticos y aparatos electrónicos, ya que estos trabajan, normalmente, a tensiones de un valor inferior al suministrado por la red. utiliza transformadores. Se trata del diferencial . Este dispositivo utiliza transformadores para comparar la intensidad que entra con la que sale del hogar. Si la diferencia entre estos es mayor a 10 mA desconecta el circuito evitando que podamos sufrir lesiones (F. Butler 1984, 5-1) FUENTES DE ENERGÍA ELÉCTRICA Hay muchas formas posibles de producir electricidad. Uno de los métodos más simples y antiguos consiste en frotar dos materiales distintos, tales como el vidrio y seda, entre sí. La fricción provoca una transferencia de electrones que deja a un material cargado positivamente y al otro negativamente. El relámpago es el resultado de electricidad producida en forma natural. Cuando una nube muy ionizada se aproxima lo suficiente a la Tierra, se descarga en un relámpago de luz brillante. Si el hombre pudiera diseñar una manera de dominar la inmensa potencia que contienen los relámpagos, daría un gran paso hacia la solución de la crisis de la energía. 24 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Por último hacer mención a que uno de los elementos de seguridad eléctrica del hogar
  • 26. En el método más común de producir electricidad para usos industrial y residencial se utiliza el generador de turbina de vapor. Se utilizan carbón, gas, petróleo o una pila atómica para calentar el agua y crear el vapor necesario para mover los generadores. Otro dispositivo para generar corriente directa es el termopar, que solo requiere de una fuente de calor y una conexión de dos clases distintas de metales. Los termopares se utilizan como elementos sensores para apagar las válvulas de gas cuando se apagan los pilotos o como dispositivos de control de temperatura en hornos industriales y domésticos. La celda solar se usa extensamente como fuente de energía eléctrica en la exploración espacial, donde no se filtran o bloquean los rayos solares por la atmosfera, nubes o rotación de la Tierra. En la Tierra cada vez se usa más para requerimientos intermitentes y de respaldo de energía. La celda solar individual (o el termopar) genera un voltaje comparativamente bajo, de manera que por lo general se conectan varias en serie para proporcionar el nivel requerido de voltaje. Se acostumbra utilizar celdas solares en combinación con baterías recargables. Por lo general, una batería tiene dos o más celdas secundarias conectadas en serie. Las baterías proporcionan la potencia para la operación activa en forma constante, en tanto que las celdas solares se utilizan para mantener cargadas las baterías. Las celdas o pilas secas son fuente de electricidad que así todo mundo ha usado en algún de cinta y una diversidad de dispositivos eléctricos. Se presentan en distintas formas y tamaños. A las pilas secas se les conoce como celdas primarias debido a que se considera que tienen una carga primaria, o solamente un ciclo de descarga. Cuando su capacidad para suministrar corriente disminuye a menos del nivel mínimo determinado, ya que no son útiles y se les desecha. Las baterías de almacenaje se diseñan para cargarse repetidamente, por lo que a sus celdas se les conoce como secundarias. La batería del auto es una batería de almacenaje. 25 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones momento. Proporcionan energía para los juguetes, radios, lámparas de mano, grabadoras
  • 27. LA FUENTE DE ENERGÍA ELECTRÓNICA Todos los dispositivos eléctricos y electrónicos requieren de una fuente de energía eléctrica. En muchos aparatos domésticos se utiliza la corriente alterna disponible en los contactos eléctricos de las casas. Por lo general, estos dispositivos funcionan mediante motores (lavadoras, licuadoras, batidoras, aspiradoras) o unidades de calefacción (tostadores, secadoras de ropa, estufas eléctricas). Otros dispositivos requieren de una fuente de energía regulada de cd capaz de proporcionar valores de corriente específicos. Una fuente de energía regulada tiene la capacidad para mantener constante el nivel del voltaje de salida de un cd cuando cambia el nivel de la corriente de carga. Los aparatos televisores, radios, amplificadores estereo y grabadoras de cinta son dispositivos que requieren fuentes de energia de cd. Naturalmente, en los equipos electricos y electronicos mas complicados, como los radares, laser, auxiliares de navegacion aerea y maritima, aparatos de rayos X, equipos de diatermia y sistemas de comunicaciones terrestres de largo alcance se utilizan fuentes de energia de cd reguladas en forma muy precisa. Cuando se construye o se reparan dispositivos que funcionan en cd, se utiliza una fuente de energia independiente, capaz de proporcionar un amplio rango de voltajes y cd (y ca). Esta fuente no solo debe ser capaz de proporcionar energia regulada de cd, sino que tambien cargas, y este dispositivo tampoco debe dañar por la falla de uno o mas de sus circuitos. La mayoria de las fuentes de energia reguladas son de corriente proporcionada a la carga se mantiene debajo según valor limite maximo. Si en la carga se necesita mas corriente que la que marca el limite, la fuente reduce su salida de voltaje, o cae a cero, lo que protege la carga y los circuitos de la fuente hara q no la dañe un exceso de corriente. (Coit Butler, 1984:5-1) 26 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones debe contener dispositivos de proteccion para que la fuente no se dañe debido a sobre
  • 28. CONCLUSIONES:  Al referirnos a un circuito debemos hacer especial atención que todos los electrodomésticos están hechos para el paso de la electricidad.  Los conductores y semiconductores nos permiten el paso de la corriente y son n necesarios para la realización de cualquier circuito.  Con el uso adecuado de energía en un circuito podemos mantener la estabilidad en todos sus componentes.  Con la transformación de energía alterna a corriente continua utilizando esta fuente de poder es necesaria e indispensable para la alimentación de circuitos y mejorar el riesgo de corto o fallo de los mismos para su óptimo funcionamiento  la utilización de este circuito brinda mayor seguridad y produce mayor energía partiendo de energía alterna para la alimentación eléctrica de dispositivos electrónicos.  verificamos que el uso de una fuente transformadora de energía se puede conjugar de manera técnica en el uso correcto de la electricidad y para la alimentación eléctrica de dispositivos electrónicos de manera que estos realicen su objetivo de manera eficiente.  Las resistencias son componentes que se oponen al flujo de electricidad y es  Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones necesario ocuparlas en todo circuito electrónico. Los condensadores son almacenadores de energía los cuales aportan con gran eficiencia la transformación de la corriente de alterna a continua.  Los transformadores ayudan a convertir por decir: 110V A 40V o de similar manera de un bajo voltaje hasta un alto.  La fuente de corriente es un sistema que aporta la energía correcta y regulable a todos los circuitos electrónicos para tener un funcionamiento óptimo. 27
  • 29. BIBLIOGRAFIAS: 1. ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA PRÁCTICA- Preparado por la Buck Engineer CO. INC pág. 4-4,6-1 2. ELECTRONICA MODERNA-Noel M. Morris pág.- 24-49 3. ELECTRONICA PRACTICA: COMUNICACIONES EN AUDIOFRECUENCIA-Volumen 2 pág. 4-1 4. PRODUCTOS ELECTRONICOS DE CONSUMO- ELECTRONICA DIGITAL- Pablo Alcalde San Miguel pág. 144-149 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones 5. TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA, Adriana Llano – Virginia Pieira 28
  • 30. LINKOGRAFIA  (ERCOWORLWIDE.;2013). Disponible en: http://www.ercoworldwide.com/index.php/products/caustic/?lang=es  (JMCPRL.;2013)http://www.jmcprl.net/GLOSARIO/SUSTANCIAS%20CORROS IVAS.htm (DEFINICION ABC.;2013) Disponible en: http://www.definicionabc.com/general/indeleble.php#9531#ixzz2kAJliihy  (CORYMBUS.UPB.;2013). Disponible en: http://corymbus.upb.edu.co/aospina/docs/taller/actividad08_soldadura_desoldadura _Taller_UPB.pdf  (FRBA.UTN.;2013). Disponible en: http://www.frba.utn.edu.ar/html/Electrica/archivos/Apuntes_EyM/Capitulo_11_Cir cuitos_Rectificadores.pdf  (THEFREEDICTIONARY.;2013). Disponible en:  http://es.thefreedictionary.com/  (ENDESAEDUCA.;2013). Disponible en: http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptoshttp://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-  (ENLACEQUIMICO.;2013) Disponible en:  Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones http://www.elenlacequimico.es/enlacecovalente.htm (WORDREFERENCE.;2013) Disponible en: http://www.wordreference.com/definicion/an%C3%A1loga  (STEM-MUSEOS.;2013). Disponible en: http://www.stem-museos.com/es/productos/consumible/rotuladores-pigma-libresde- acido-permanentes 29
  • 31. Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Anexos: 30
  • 32. 31 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones
  • 33. Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Figura 11.23.Partes de un circuito impreso. 32
  • 34. Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Figura 11.24. Diseño de circuito impreso con hoja de papel cuadriculada. figura11.25 .Anchura de pistas de cobre en función de la intensidad del circuito. Figura11.26 .Proceso de soldadura. 33
  • 35. 34 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones
  • 36. 35 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones
  • 37. Modelización de un transformador monofásico ideal Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Esquema básico de funcionamiento de un transformador ideal Circuitos primarios y secundarios en un transformador 36
  • 38. Modelización de un transformador elevador Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Modelización de un transformador reductor 37
  • 39. 38 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones
  • 40. 39 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones
  • 41. GLOSARIO: Acetato: Es un complejo químico que forma parte del grupo del acetilo. Se lo conoce comúnmente como ácido acético y se usa para una variedad de aplicaciones industriales y de fabricación. Aleación: Material de características y propiedades parecidas a las de un metal, formado por la fusión de dos o más elementos químicos, de los cuales al menos uno es un metal. Análoga: Del griego "análogos" (similar, semejante), el término se utiliza en general como sinónimo de similar. Ánodo: Electrodo o polo positivo de un generador eléctrico; es el electrodo de mayor potencial. Bobina: Cilindro formado por hilo, cable, alambre o papel enrollado a un canuto de cartón, madera o metal Cátodo: Electrodo o polo negativo de un generador eléctrico; es el electrodo de menor Corriente alterna: Es aquella que en la que la intensidad cambia de dirección periódicamente, como consecuencia de la polaridad que cambia en la polaridad expuesta en los extremos. Diatermia: Empleo de corrientes eléctricas de alta frecuencia para elevar la temperatura en algunas zonas del cuerpo humano, con fines terapéuticos. Dieléctrico: De la sustancia aislante, capaz de mantener un campo eléctrico en estado de equilibrio, sin que pase corriente eléctrica por él. Electromagnético: Proceso por el cual el campo magnético creado por un conductor eléctrico provoca una fuerza eléctrica en otro conductor próximo. Enlaces Covalentes: unión que se produce entre 2 átomos por la compartición de 2 o más electrones de su capa externa, con objeto de formar una molécula estable. 40 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones potencial y por el que sale la energía eléctrica.
  • 42. Faradio: Es la capacidad de un capacitor entre cuyas armaduras aparece una diferencia de potencial eléctrico de 1 voltio cuando está cargado de una cantidad de electricidad igual a un culombio Ferromagnético: Es un fenómeno físico en el que se produce ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de una muestra, en la misma dirección y sentido. Fresado: Operación mecánica, realizada por una fresadora, consistente en labrar metales. Fricción: Roce de dos cuerpos en contacto. Frotar: Pasar muchas veces algo sobre otra cosa con más o menos fuerza. Generador de turbina de vapor: Aparato o máquina que convierte la energía de vapor en eléctrica. Histéresis: Fenómeno por el cual un material presenta un estado de evolución que no depende solo de la causa que lo provoca, sino también de sus estados anteriores. Impedancia: Es la oposición al paso de la corriente alterna. A diferencia de la resistencia, la impedancia incluye los efectos de acumulación y eliminación de carga (capacitancia) e/o inducción magnética (inductancia). (f.e.m. o tensión) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Insoladora: Caja de hermética, con un conjunto de fluorescentes de luz ultravioleta. Ionizar: Disociar una molécula en iones o convertir un átomo o molécula en ion. Joule : Es la unidad derivada del Sistema Internacional utilizada para medir energía, trabajo y calor. Su símbolo es J, con mayúscula, como todos los símbolos de unidades del SI que derivan de nombres de persona. Lápiz indeleble: Es un instrumento de escritura similar al bolígrafo que dispone de tinta propia y su uso se da mayormente en superficies que no son de papel, normalmente, metal o roca. Pila atómica: Generador de corriente eléctrica que transforma energía química en eléctrica 41 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones Inducción : Es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz
  • 43. Reactancia: Parte imaginaria de la impedancia, derivada de la presencia de inducciones y capacidades en un circuito. Rectificación: La rectificación es un proceso por el cual se obtiene corriente y tensión unidireccional, partiendo de una tensión alterna. Respaldo de energía: Proteger o guardar energía. Rotulador de tinta: Es un instrumento que permite que tinta compuesta de micro partículas que generan una línea permanente, resistente al agua y que no pierde color ni intensidad en exposición directa a la luz solar. Seda: Hilo formado con hebras muy finas, que se utiliza para coser o tejer. Soldador: La herramienta que proporciona la temperatura necesaria para realizar la soldadura es el soldador eléctrico o cautín, el cual juega un papel muy importante para obtener una buena calidad de ésta. Soldadura blanda: Se diferencia a la fuerte por su temperatura de fusión. La primera es por debajo de los 450ºC y la segunda es superior a los 450ºC. Se suele emplear en fontanería y aires acondicionados para soldar piezas o tubos de cobre y en electrónica para soldar componentes electrónicos de juguetes, electrodomésticos o aparatos Soldadura: Es la unión física de metales afines para garantizar un buen contacto eléctrico y una buena resistencia mecánica. Solución corrosiva: Son sustancias que, mediante su acción química producen graves daños cuando contactan con los tejidos vivos, o en caso de derrame pueden dañar o incluso destruir materiales, otras cargas o el medio de transporte, y que además pueden originar otros riesgos. Sosa caustica: El hidróxido de sodio, que se conoce comúnmente como soda cáustica, se produce comercialmente por dos métodos básicos: celdas electrolíticas y proceso químico. La mayoría de la soda cáustica se produce a partir de celdas electrolíticas. Hay tres tipos de celdas electrolíticas: diafragma, mercurio y de membrana (que se describirán posteriormente). La soda cáustica de proceso químico se produce mediante la reacción de carbonato de sodio (Na2CO3) con hidróxido de calcio (Ca[OH]2) para formar hidróxido de sodio (NaOH) y carbonato de calcio (CaCO3). 42 Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones informáticos.
  • 44. Sustrato: Parte de un microcircuito que actúa de soporte mecánico y como aislante del mismo. Termopar: Dispositivo para medir temperaturas, mediante las fuerzas electromotrices Texto Científico Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones originadas por el calor en las soldaduras de dos metales distintos. 43