Componentes de una fuente de poder

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Componentes de una fuente de poder

  1. 1. DINAMICA ATOMICASon los procesos que involucran la interacción del átomo y cada uno de sus componentes estimulados segúnel entorno y los cambios que suceden en ellosProtón: es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positivaEL ION: es un átomo o un conjunto de átomos cargados eléctricamente. Esto se debe a que haganado o perdido electrones de su dotación, originalmente neutra, fenómeno que se conoce comoionización.Electrón: comúnmente representado por el símbolo: e−, es una partícula subatómica o partículaelemental.Carga eléctrica: es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o gananciade electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan lasinteracciones electromagnéticas entre ellas.Voltaje: El voltaje, tensión o diferencia de potencial es la presión que ejerce una fuente de suministrode energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en uncircuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica.Corriente: es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a unmovimiento de los electrones en el interior del material.Restencia: Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R, a la dificultad uoposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través de él.Circuito eléctrico: Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R, a ladificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a travésde él.
  2. 2. ETAPAS DE LA FUENTE Y SUS COMPONENTES PRINCIPALES ETAPA 1TRANSFORMADORTransformador dispositivo electromagnético que permite aumentar o disminuir el voltaje y la intensidad de unacorriente, de forma tal que su producto permanezca constante (ya que la potencia que se entrega a la entradade un transformador, tiene que ser igual a la que se obtiene a la salida).Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y estánconstituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro. Esteconjunto de vueltas se denominan: Bobina primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de entrada yBobina secundaria o Secundario" a aquella que entrega el voltaje transformado.La Bobina primaria recibe un voltaje alterno que hará circular, por ella, una corriente alterna.Esta corriente inducirá un flujo magnético en el núcleo de hierro. Como el bobinado secundario está devanadosobre el mismo núcleo de hierro, el flujo magnético circulará a través de las espiras de éste.Al haber un flujo magnético que atraviesa las espiras del "Secundario", se generará por el alambre de este unvoltaje. La razón de la transformación del voltaje entre el bobinado "Primario" y el "Secundario" depende delnúmero de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el triple del primario, en elsecundario habrá el triple de voltaje.
  3. 3. Un transformador puede ser "elevador, reductor o aislador" dependiendo del número de espiras de cadabobinado.Cuando el secundario tiene un mayor numero de vueltas que el primario, el voltaje en aquel es mayor que enel primario y, por consiguiente, el transformador aumenta el voltaje. Cuando el secundario tiene un numeromenor de vueltas que el primario, el transformador reduce el voltaje. Sin importar cual sea el caso, la relaciónsiempre se da en términos del voltaje en el primario, el cual puede aumentarse o reducirse en el devanadosecundario. ETAPA 2DIODOUn diodo es un componente semiconductor, que se caracteriza por permitir un fácil paso de corriente en unsentido y difícil en el contrario. Concretamente, el diodo conduce corriente fácilmente desde el ánodo hacia elcátodo, pero no al revés. Es la aplicación práctica de una unión PN, se desarrolló como solución al problemade transformar corriente alterna en corriente continua.En la figura se muestra el símbolo de un diodo. Posee dos terminales: el marcado con la letra A se denomina“Ánodo”, y el marcado con la letra K o C , se denomina “Cátodo”. UNIÓN PN Físicamente, un diodo consiste en una unión PN con dos terminales. Al que se encuentra unido eléctricamente al cristal P, se le denomina ánodo, y suele representarse mediante la letra A; y el que es solidario con la zona N se lo llama cátodo, que se simboliza por la letra C (o K). Internamente, un diodo consiste en una “unión PN”, que es la unión de dos materiales semiconductores, uno con déficit de electrones (P) y otro con exceso de ellos (N). Cuando ambos cristales se unen, algunos electrones de la zona P se difunden hacia la N. Esta corriente de electrones provoca la aparición de cargas fijas a ambos lados de la unión, en una zona que recibe nombres tales como zona de deplexión o zona de carga espacial. El espesor de esta zona ronda la media millonésima parte de un metro (1/2micra), aunque en algunos diodos de construcción especial puede ser bastante mayor.PolarizaciónCuando se somete al diodo a una diferencia de tensión externa, se dice que el diodo está polarizado,existiendo dos posibilidades: polarización directa o polarización inversa.Si la corriente atraviesa el diodo en el sentido de la flecha, es decir, con el positivo de la fuente dealimentación conectado al ánodo, y el negativo en el cátodo se dice que esta polarizado en forma directa, ypresenta una resistencia muy baja, por lo que los electrones atraviesan la juntura sin dificultad, comportándoseprácticamente como un cortocircuito.
  4. 4. En el segundo caso, cuando se intenta hacer circular la corriente desde el cátodo hacia el ánodo, en el sentidoopuesto a la flecha, podremos ver que los electrones son incapaces de saltar a través de la juntura, y el diodose comporta como un circuito abierto.CONCLUSIONPara que la corriente circule (mínima resistencia), el polo positivo de la fuente debe estar aplicado al electrododenominado ánodo, y el negativo denominado cátodo; a este sistema de polarizacion se lo llama polarizaciondirecta.Para que la corriente encuentre el máximo de resistencia a su paso, habrá que aplicar una polarizacionopuesta a la indicada en el punto anterior, o sea el positivo al cátodo y el negativo al ánodo. Este tipo depolarizacion recibe el nombre de polarizacion inversa.Aplicaciones del diodoLos diodos tienen muchas aplicaciones, pero seguramente una de la más populares es la de actuar comorectificador, es decir, convirtiendo una corriente alterna en una corriente continua. Diodos rectificadores (RECTIFICACION)Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodorectificador” procede de su aplicación, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corrientealterna.Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en formadirecta; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica.Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de lacorriente en tal sentido.Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí,convierten una señal de corriente alterna en otra de corriente directa.Rectificadores:- media onda- onda completa con derivación central- onda completa
  5. 5. Otra familia numerosa es la de los diodos de señal, que engloba a aquellos dispositivos dedicados altratamiento de las señales dentro de un circuito analógico o para realizar funciones de tipo digital en lascompuertas lógicas.Los diodos de conmutación o rápidos están especialmente concebidos para trabajar con señales del tipodigital o lógicas que presenten tiempos muy cortos, inferiores a unos pocos nanosegundos.Los diodos estabilizadores de tensión, también llamados diodos zener, se emplean para producir unatensión entre sus terminales muy constante y relativamente independiente de la corriente que los atraviesan.Se aprovecha para su funcionamiento una propiedad muy interesante que presentan las uniones PN.Normalmente, polarizados en forma inversa no permite prácticamente el pasaje de corriente, pero al alcanzaruna determinada tensión, llamada tensión zener, se produce un aumento de la cantidad de corriente que loatraviesa, manteniendo la tensión entre sus terminales prácticamente constante, aunque se intente hacerlavariar aumentando o disminuyendo la corriente que por el circula.También suelen formar parte de las etapas de alimentación de muchos circuitos.El diodo varicap, que presentan la particularidad de variar la capacidad parasita que aparece en su juntura amedida que varía la tensión aplicada a sus terminales, y que suele emplearse en circuitos de sintonía.El LED (acrónimo del inglés de Light-Emitting Diode) es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luzcuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica. Estefenómeno es una forma de electroluminiscencia. El color (longitud de onda), depende del materialsemiconductor empleado en la construcción del diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por elvisible, hasta el infrarrojo. Los diodos emisores de luz que emiten luz ultravioleta también reciben el nombre deUV LED (UltraViolet Light-Emitting Diode) y los que emiten luz infrarroja suelen recibir la denominación deIRED (Infra-Red Emitting Diode). ETAPA 3CONDENSADORSe llama condensador a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El condensador está formado por dosconductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con elmismo valor, pero con signos contrarios.Los condensadores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien comoconductores en circuitos de corriente alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muy útilescuando se debe impedir que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico.El símbolo del capacitor es el que se muestra al lado derecho:La capacidad depende de las características físicas del condensador:- Si el área de las placas que están frente a frente es grande la capacidad aumenta- Si la separación entre placas aumenta, disminuye la capacidad- El tipo de material dieléctrico que se aplica entre las placas también afecta la capacidad- Si se aumenta la tensión aplicada, se aumenta la carga almacenada Funcionamiento de un Condensador (FILTRO)Este es el funcionamiento básico del condensador, realizado durante la etapa de filtro de la fuente de poder:En el semiciclo positivo el transformador entrega corriente (a través del diodo) al condensador C y a laresistencia RL, en el semiciclo negativo es el capacitor el que entrega corriente a la resistencia (se descarga).La capacitancia es un parámetro del capacitor que indica la medida de la capacidad de almacenamiento decarga eléctrica que éste tiene y su unidad es el Faradio.Esta unidad es muy grande y para representar valores comerciales de este elemento se utilizan lossubmúltiplos del Faradio, como por ejemplo:
  6. 6. El uF (microfaradio)El pF (picofaradio)El nF (nanofaradio). ETAPA 4REGULADORUn regulador es un dispositivo electrónico creado para obtener un valor de salida deseado en base al nivel deentrada, ya sea mecánico o eléctrico.Este consiste en fijar el valor de la tensión de salida, siendo esta típicamente de 9, 12, 15 o 18 V, en funciónde la entrada y las condiciones de la pista.Un ejemplo mecánico es una llave de agua donde se regula el flujo de agua que sale por ella.Los reguladores son de dos tipos, fijos y ajustables, de esta forma se puede tener cualquier gama detensiones con un bajo coste.Dentro de los reguladores de voltaje con salida fija, se encuentran los pertenecientes a la familia LM78xx,donde “xx” es el voltaje de la salida. Estos son 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18 y 24V, entregando una corrientemáxima de 1 Amper y soporta consumos pico de hasta 2.2 Amperes. Poseen protección contra sobrecargastérmicas y contra cortocircuitos, que desconectan el regulador en caso de que su temperatura de junturasupere los 125°C.Los LM78xx son reguladores de salida positiva, mientras que la familia de los LM79xx, son para voltajesequivalentes pero con salida negativa. Así, un LM7805 es capaz de entregar 5 voltios positivos, y un LM7912entregara 12 voltios negativos.LM78XX - XX puede ser 05, 06, 08, 10, 12, 15, 18, o 24. Son reguladores fijos de voltaje positivo. La corrientemáxima de salida es 1.5 A.LM79XX - XX puede ser 05, 06, 08, 10, 12, 15, 18, o 24. Son reguladores fijos de voltaje negativo. La corrientemáxima de salida es 1.5 A.LM317 y LM 337 - reguladores ajustables de potencia positiva y negativa (rango de 1.2 - 37 V, corriente sesalida de 1.5 A).Un circuito integrado es un componente electrónico en cuyo interior hay gran cantidad de componentesbásicos (resistencias, condensadores, diodos, transistores, etc), que conforman un determinado circuito quesatisface una necesidad habitual para el diseñador (en este caso, la de fijar una determinada tensión).
  7. 7. Este circuito integrado, que se denomina regulador de tensión, tiene un funcionamiento muy simple: tiene unapatilla de entrada (que conectaremos a nuestro positivo de 12 voltios, una patilla GND, que conectaremos amasa, y una patilla de salida, por donde nos proporcionará los 8 voltios deseados.Es diferente según se trate de un 78xx o un 79xx. En el caso de los primeros, el pin 1 corresponde a laentrada (input), el pin 2 es el punto común (common) y el pin3 es el correspondiente a la salida (output). En elcaso de los reguladores negativos, el pin 1 y el pin 2 intercambian sus funciones, siendo el primero elcorrespondiente al punto común, y el segundo la entrada. Es importante recordar esto al momento deconectarlos, ya que es posible que se destruyan si son conectados en forma incorrecta.EN CONCLUSIONEn la etapa de regulación de la fuente de poder, actúa un dispositivo electrónico llamado regulador de voltaje otensión, el cual es un circuito integrado que funciona como interruptor, cortando el flujo de corriente al detectarun voltaje mayor al que esta programado. También se encarga de “alisar” la señal dada finalmente por laetapa de filtrado de la fuente, donde se presenta la tensión de rizado por parte de el condensador, conrespecto a la onda producida por el transformador y modificada por el diodo en el rectificador. El regulador,finalmente, mantiene el voltaje producido y envía los excesos de voltaje hacia el Terminal que corresponde ala tierra, en caso de que la tensión aumente mas de lo que el regulador este programado a soportar. ETAPA 5PROTECCIONEsta constituida por un fusible y un termistorFUSIBLE elemento electrónico utilizado para proteger dispositivos eléctricos y electrónicos, permite el paso dela corriente mientras ésta no supere un valor establecido Si el valor de la corriente que pasa, es superior aéste, el fusible se derrite, se abre el circuito y no pasa corriente.Si esto no sucediera, el equipo que se alimenta se puede recalentar por consumo excesivo de corriente: (uncorto circuito) y causar dañosEl fusible normalmente se coloca entre la fuente de alimentación y el circuito a alimentar. En equiposeléctricos o electrónicos comerciales, el fusible está colocado dentro de éste.
  8. 8. El fusible está constituido por una lámina o hilo metálico que se funde con el calor producido por el paso de lacorriente.TIPOS DE FUSIBLES- Fusible desnudo: constituido por un hilo metálico (generalmente de plomo) quese funde por efecto del calor.- Fusible encapsulado de vidrio: utilizado principalmente en equiposelectrónicos.- Fusible de tapón enroscable: pieza cilíndrica de porcelana o similar, sobre lacual se pone una camisa roscada que sirve para que sea introducido en el circuito.El alambre (fusible) se coloca internamente, se fija con tornillos y se protege conuna tapa roscada- Fusible de cartucho: Están constituidos por una base de material aislante,sobre la cual se fijan unos soportes metálicos que sirvan para introducir a presión el cartucho. Ver diagrama.- Fusible térmico: son Componentes que abren automáticamente un circuito eléctrico e interrumpen elfuncionamiento de un equipamiento o electrodoméstico, cuando la temperatura admisible de trabajo essobrepasada.TERMISTOR es una resistencia termoestable que puede ser utilizada tanto en circuitos de corriente continuacomo en corriente alterna. También es un semiconductor que varía el valor de su resistencia eléctrica enfunción de la temperatura.TIPOS DE TERMISTOR
  9. 9. TIPO NTC(Negativa Temperatura Coeficiente) es una resistencia variable cuyo valor va decreciendo a medida queaumenta la temperatura, es decir se calienta extremadamente. Son resistencias de coeficiente de temperaturanegativa, constituidas por un cuerpo semiconductor.TIPO PTC(Positive Temperatura Coeficiente) es una resistencia variable cuyo valor va aumentando a medida que seincrementa la temperatura.Los termistores PTC se utilizan en una gran variedad de aplicaciones: limitación de corriente, sensor detemperatura, magnetización y para la protección contra el recalentamiento de equipos tales como motoreseléctricos. También se utilizan en indicadores de nivel, para provocar retardos en circuitos, como termostatos,y como resistores de compensación.El termistor PTC pierde sus propiedades y puede comportarse eventualmente de una forma similar al termistorNTC si la temperatura llega a ser demasiado alta.

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