Electricidad y Electronica - Julio Olmo

5/9/2018 Electricidad y Electronica - Julio Olmo - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/electricidad-y-electronica-julio-olmo 1/96



f n d i c e d e c o n t e n i d o s

Electricidad. Conceptos basicos 3

2 Magnetismo y electromagnetismo 21

3Generaci6n de energia ehictrica I29

I

La instalaci6n ehictrica en las viviendas 41 i

5 Electr6nica s s

. . . .___ IAnexos

Propuestas de proyectos para el aula taller 83

UNIDADES 1 Y 2

UNIDADES 3 Y 4

UNIDAD S

84

88

92



o s s e r e s h u m a n o s c o n o c e n l a e le c t r i -

c i d a d d e s d e h a c e m a s d e 2 0 0 0 a r i e s ,

L o s g r i e g o s s a b ra n q u e , t r a s f r o t a r

u n t r o z o d e a m b a r ( o n c i e r t a s p i e l e s d e

a n im a l e s , e s t e m i n e ra l a d q u i r f a l a p ro p i e -

d a d d e a tr a e r o b j e to s l i g e r o s .

L a m a n i f e s t a c i 6 n m a s e s p e c t a c u l a r d e l a

e l e e tr k ld a d e n l a n a t u ra le za es e l 31.0.



Lin eas d e tra n s p orte d ee le ctrici d a d .

r-----......------,

.- Aecuerda

• EI a torno esta formado por

un nucleo que, a su vez, estacompuesto fundamentalmen-

te de neutrones y protones,

y por una corteza constituida

por electrones que giran en

distintas 6rbitas alrededor del

nudeo.

• Los electrones son particu-

las cuya energia electrlca ha

side designada convencional-

mente como negativa. Los

protones tienen la misma

cantidad de energia electrica

que los electrones, pero de

signo positivo. Los neutrones,

en cambia, carecen de energia

electrica,

proton /-------(3-, neutron

G --8-- ",- .. . "

~ 1 1 1 1 ! 1 ! ! 1 1 1 . . J

Actividades

o Describe 1 0 que podrfas hacer

en casa S I un d la f al ta r a la electri-

cidad. Cornparalo con un dia

normal.

8Crees que somas «electrico-

dependlentes»? Explica par que.

4 UNIDAD 1

,Que es la electricidad?

La electricidad constituve una forma de energfa que esta presente en

cast todas las actividades humanas de una sociedad desarrollada, Gran

parte de los aparatos Y maquinas que utilizamos funcionan gracias a ella.

La energfa electrica se produce en centrales u otros centros de gene-

racion, a partir de la transformaci6n de una energia primaria (hidraulica,

termica, nuclear, solar, eolica ... ). Desde dichos centres es rransportada

a rraves de las redes electricas hasta las ciudades V poblaciones, las indus-

trias V otros centros de consume. Tambien se obtiene energfa electrica,

aunque en pequefias cantidades, de la energia qulrnica almacenada en

pilas y baterfas.

Entre sus ventajas cabe mencionar la facilidad con la que se transforma

en otras form as de energfa, as! como la relativa sencillez can la que se

genera y se hace llegar hasta los puntos de consume. Sin embargo, la energia

electrica no esta exenta de inconvenientes: las centrales termicas producen

gran cantidad de humos y ernisiones contaminantes; en las nucleates, a los

riesgos de accidentes, potencialmente graves, hay que sumar la generaci6n

de un importante volumen de residuos de diftcil eliminacion; las instala-ciones hidraulicas alteran profundamente el regimen de los nos, etcetera.

1.1. Carga electrica

Cuando unatomo tiene el mismo ruirnero de electrones que de protones,

se dice que es electricarnente neutro, Debido a fuerzas extemas, los aromas

pueden ganar a perder electrones, transformandose en iones. Si se produce

un exceso de electrones, el atorno queda cargado negativamente (ion nega-

tivoli en caso contrar io, el atorno queda cargado positivamente (ion

positive). Es posible producir, par frotamiento, un transvase de electrones

de ciertos materiales a otros; cuando eso ocurre, el material receptor queda

cargado negativamenre. Este fen6meno se conoce C n el nombre de elec-

tricidad estatica,

En ocasiones, como consecuencia de un aporte de energta externa, se libe-

ran electrones de la Ultima capa (Hamada capa de valencia), que «fluven»

o se mueven libremente de un atorno a otro. Este fen6meno es conocido

como corriente electrica.

papel

electrones repelidos

C rea cio n d e u na ca rq a es tatk a y e fe ct o p ro v oc ad o POf I i im i sma .

• La carga electrica a cantidad de electricidad (0) que posee un cuerpo

cargado es el exceso 0 defecto de electrones que este presenta.

• La unidad de carga es el culambio (C). La carga de un electr6n equivale

al,6·1Q-19c.



r-----------,Te interesa saber

Los conductores pueden estar

con 0 sin aislamiento. Se pre-

sentan en dlstintas formas:

• Hilo. Esta formado por un

solo alambre.

• Cable 0cuerda. Esta forma-

do por varios hilos.

• Hlastlca. Estc3formada por

va rias cuerdas de hi los muy

flnos,

Un cable puede se r flexible,

cuando esta compuesto por

hilos muy finos que 10 dotan

de elasticidad, 0 rigido, cuando

1 0 integran hilos gruesos que Ie

proporcionan riqidez.

L_ ___! ! ! I ! ! I I ! I .J

+

renerador

-s en ti do d e la c orri en te e le c tri ca

_ movim iento rea l d e 105 electrones

Sen ti d o r ea l y senti do convsndona l

de la corriente electrica ,

(3)

D i bu jo d e u n d rc u it o e h ~c tri co y monta je

en e l t a ll er .

_ Ley de Coulomb

Las cargas electricas del mismo signa se repelen, mientras que las de

distinto signa se atraen. La ley de Coulomb permite cuantificaresra atrac-

ei6n 0 repulsion entre eargas electricas, mediante la siguiente expresi6n:

F = k . QI' Q z

d2

donde F es la fuerza de atraccion 0repulsi6n, expresada en newtons (N);

d, la distancia de eparacion de las eargas electricas, en metros (m): QI y Q 2,

las cargas elecrricas, en culornbios (e), y k , una constante, en N· m2/e2

,

1.2. Corriente electrica

Se denomina corriente electrica el desplazamiento continuo de electrones en

el interior de un conductor.

La circulacion de eleetrones a traves de un circuito electrico se produce

desde un punta de menor potencial electrico (mayor energla) a otro de

mayor potencial electrico (rnenor energia}. Cabe definir dos sentidos

de circulaci6n de la corriente electrica: el sentido real, que es el que marca

la circulacion de los electrones desde el polo negative al polo positive, yel

sentido convencional, que es el de circulaci6n de los «huecos- que dejan

los electrones en su recorrido, desde el polo positivo al polo negative.

La estructura at6miea de los materiales determina la facilidad con que

se desplaza el flujo de electrones. Cabe distinguir estos materiales:

• Aislantes. No permiten el paso de la corriente electrica (plasticos,

vidrio, porcelana, bamices, papel ...].• Conductores, Perrniren el paso de la corriente elecrrica (platina,

plata, cobre, oro, aluminio, cine .. .).

• Semiconductores. Se comportan como aislantes 0como conductores,

dependiendo de la energfa externa que les apliquemos. El silicic y el

germanio constituven dos ejernplos de este tipo de materiales.

1.3. Circuito electrico

Un circuito electrico es un conjunto de elementos unidos entre sr , a travas de

los cuales circula la corriente electrica produciendo unos efectos determinados.

Los elementos de que consta un circuito electrico son:

Produ cen l a d if er enc ia de po tenci al 0 t ens ion que impu ls a e l f 1u jo de e lec tr ones

a t ra ves de l c i rcu i to : piles, ba te ri a s, f u en tes de a l imentadon, a l tern adores . . .

Transforman la energia electrica en otro tip o d e e ne rg ia . L as l amparas ,

lo smo t ore s y la s resistencias son dist intos t ipos de receptores,

Seen c arg a n d e u nir todos l os e lementos de l c ir cui to y p e rm i ti r e l p a so

de la corr iente electnca. 5uelen se r c a ble s d e cob re 0 de a lum inio.

Permi ten 0 im p id en e l p a so d e la c orrle nt e e le ctric 3 a re gu la n e l m od o

d e f un cio nam ie nt o d e l c irc u it o: p u ls ad ore s, i nt erru p to re s, c onm ut ad ore s. , .

P ro te gen d e lo s e fe c to s d e la e le c tri cid a d t an to a la s p er sona s como la s

insta laciones: interruptores a u toma t lc o s maqne to t er rnko s , di ferencia les . . .




1.4. Tipos de corriente electrica

Los aparatos y maquinas electricos que utilizamos consumen energla

suministrada normalmente por pilas y batenas a par la red electtica. La

distintos tipos de corriente electrica junto can las Fuentes de surninistro

correspondientes se resumen en la tabla siguiente:

• E I valor d el voltaje es constante

en e l t iempo:

V= ete.

La cor ri en te e le c tr lc a s iemp re t ie ne

el m is mo s entid o a l re eorre r el clrrulto

( lo s t erm i na le s d e la fu ent e

de al imentadon mantienen

letpolaridad],

Paramet res : voltaje (V) .

E I v alor d el v olt aj e n o se mant ie ne

constante en el t iempo.

• E I f1u jo d e e leetrones se rnu ev e

p or e l d r cu l t o e le c tr ic o e n un sen ti do

y en o tr o, p u es los terminales

d e la fu ent e d e a li m en ta ci 6n c a m b i a n

pe rlc d ic a rnen te de po la ri dad .

• E s ma s f aci) d e p rod ucir

y de t ransporter qu e la C C

• Sequn e l t ip o d e s efia l electrka,

h a y CAse nold a l (la m a s u ti li za d a),

c uadrada , t ri angu la r . ..

Param etros: f recuenc ia ' (f), per lodo '

(T) , v a /o re s in s ta n ta n eo s d e /a o O O a

o sef ia l de volt aj e (v), va lo r max imo

(vol , va lo r med io { V m } , valor e f l c a z

( V o V , , , , , ) .

• E I va lo r de l volla j e v a r l a

p er io di cam en te ( lo rn a v al or e,

d i st in to s que se repiten a intervalos

de t iempo regu la re s) .

La ror rl en re e le c tr ic a man ti ene

1 '1 m ismo sen ti d o.

• H ay s e na le s c u ad r ad a s,

I ria n g ul ar es , d e d ieme de s i e r ra . ..

P aram etros : los m ismos q ue

en el c a s o de l a cor ri en te a lt erna .

• P lla.

• A cu mu la dor.

Baterla.

• Fuentede al imentat i6n.

• D inamo.

• (~ Iu lafotovoltaica.

C~lula

de h ldt 6geno .

• G enerad ord e CA 0 alternador,

situado e n la s

cen tr a les e lect r kas

y en g ru p os

electr6genos.

• O sti la dor.

• l r w e r s o rU ondulador

electrenko,

Generador

electr6nico

de funciones.

• G enerad ore / e c r r o n i c o

d e f u n d on e s.

Oscllador.

• A stab le conc i rcu i to integrado

t empo rlz ador ( tlpo

55 5 0 s i m i J a r ) .

Alimentaci6n

d e a p ar at os e le c tr on k os ,

• T ra c d en e l e c t r k a( r och e s, t ran v ia s ,

t re ne s .. . ) .

Banos electrolfticos.

E s la mas u t l l l z a d a

c om o fu ente d e

alimentatl6n

de m a q u l n a s yaparatos

elecrricos. S e emplea

en instalaciones

dornestkas, industriales,

transpor tes, a lumb rado . ..

• S irve para a l l m e n r a rc u a l qu l e r a p a r a t o qu e

c ons uma C (, e u n q u e

para e ll o e s n e c e sa r l o

r e c t l f i c a r ' l a previamente.

• S l s t e r n a s dlgltales

( r r a n s m J s J 6 n

de da to s, telefonla,

c o r n u a l c a d o n e s , conlrol,

i nf ormat ic a . . , ).

• Circuitos e l e c t r e n k o sd e conmutadoncontadom, rl'Jojesd i g it a les • . .

En 1a corriente alterna, el valor instantaneo del voltaje (v ) es el que

toma {asefial de tension en cada instante, y se mlde en voitios (V), mien-

tras que el valor eficaz (V 0V r m . ) es el que producirfa efectos equivalentes

suponiendo que se tratara de una Cc. Este ultimo es el valor que rniden

los voltimetros, y su formula es:

V=Vo/YzLos alternadores de las centrales electricas tienen tres bobinas en el

estator desfasadas 120°. Al girar en su interior un campo rnagnetico fijo

producido en la bobina del rotor (inductor), se genera en las bobinas del

estator un sistema de fuerzas electrornotrices senoidales del rnisrno valor

eficaz y frecuencia, pero desfasadas entre sf 120°. Un sistema monofasico

de corriente alterna utiliza des conductores (fase y neurro), mientras que

un sistema trifasico emplea tres a cuatro (tres fases y un neutro).

lfrecuencia: ind ic a e l numero d e v ec es

q ue se rep ite la onda e n u n s eg un do;

su u nlda d es el h ertz io (H z ).

2perfodo: es el tiem po que ta rda en

rep etirse u n c ic io; se m id e en seg un-

dos(T= 1 m .

6 UNlOAD 1



Pe rm i te e l p a so d ela c om en te e le ct ri ra ,

6Simbologla eh!ctrica

~.~'l~~~.'!:~ ~ ~ ~ ~ ~ , : o . :. .Un esquema slectrlco es una re-

presentacion grafka simpliflcada,

ordenada y sirnbolka del conJunto

de elementos que form an parte

del c ircu ito elec trico. P erm ite reco ..

noc erlos e interp reta r s u fu nc io -n am i e n t o con faci lidad . Para e l lo ,u ti liz a c6 dig os y slm bolos, requ-

lados a traves de una norm ativa

convenida y armonizada por la eE l

(Comisi6n Elecrrotecnica lnterna-

clonal).

r--'---------"Te in te resa scber

Cuando se ouzan dos llneas en

un esquema, se d ibu ja un pun-

to sobre d icha intersecci6n si

existe conexlonelectrlca entre

los c ond uc tores rep resenta dos

p er am b as lfn ea s.L. .J

Receptores.

Elemen to s d e con tr o l.

G e ne ra d ore s o fu en te s d e a I im e nt ad 6 n.

Existen organismos encargados de elaborar normas para 1a correcta

tdentificacron e interpretacion de los sfmbolos y esquemas que representan

los circuitos e mstalaciones electricos. Los sfmbolos m as utilizados son:

Unea e lec tr ica .

Ca j a de der lvac lon,

T oma de t ie rra .

T om a d e m as a.

Pi la.

Bateria.

G e ne ra dor d e CC

(dinamos).

Generador

rnono fas ico de (A

(alternador).

G e ne ra dor d e C A

t ri fas lco (a lt e rnador

tri fasico).

Pulsador.

Interruptor.

Ccnmutador.

Conmutador

bipolar 0 doble.

F--

N--

T.T- . _ . - .- .

H a ce p os ib le la c one xi6 n y derivation

de l m e a s , En eHa se a l oj an la s r eg le ta s

o c lem as p a ra I ii c on ex lo n d e lo s c on du c to re s.

Pica 0 e le ctrod o e n c onta cto c on la tie rra , a l

q u e e st an c c ne ct ad os t od os lo s c on du c to re s

d e p ro te rd on e n la s i ns ta la c io ne s e le ct ri ca s .

P u nt o d e c cn ta c to c on e l c h as ls rn et altc o

d e lo s re ce pt or es e le ct rk os ; s e c on ec ta

it t ie rra a tr av es d el c on du c to r d e p ro te cd d n.

Ge ne ra e ne rg ia e le ct ri ca a p a rt ir d e la e ne rg ia

qu lm i ra , P roduce una f ue rz a e le c tromo tr iz

(fem). E s u n g enera dor q uim ic o d e Cc .

Se t ra ta d e v a ri as p lla s c on ec ta d as e nt re

s i e n seri e 0 e n p a ra le lo . L a m a s fr ec u en te

e s l a a so da c io ne n ser ie .

P rod u c e e ne rg ia e h~c trk a a p a rti r d e la

e ne rg ia me cani ca p ro ce de nt e d e la ro ta d on

d e a lgCi n e lemen to ( tu rb in a, ru ed a . .. ) .

P ro du c e e ne rg ia e le ct ri ca a p a rt ir

d e la e ne rg ia m era nlc a p roc ed ente d e a lq una

tu rb ina , m otor d e c om b us ti on i nte rna ...

E I a l te rn ado r t ri ta s ico se i ns ta la en cent ra le s

yen g rupos e le c tr 6genos.

E le me nto d e c ontrol q ue p erm ite e l p a so

d e la c orr ie nt e e le ct ri ca e n un c irc u it o ru a ndo

s e m a ntie ne p uls ad o (N A ) 0 s in p u ls ar (NC l.

E lemen to d e c on tro l q u e p erm it e

o interru mp e d e m od o a ltem ativ o el p aso

d e la c or ri en te e ie ct ri ca e n un c ir cu it o.

Permi te 0 i nt er rum pe d e mo do a lt er na tlv o

e l p a so d e la c orri ente e le ctric ae n u na

d e la s d os d ir ec c io ne s d e s ali da .

S u fu nc io nam ie nt o e s ld en tlc o a l a nt eri or;

a hora b ie n, e ste d is pone d e d os d rc ui tos

de sa li d a .

C onmut ad or t ip o l'~o-'NC.~o-. N A Pe rm i te e l d er re 0 la a pe rtu re d e u n d rc uh ofina l de carrera (FC); ~ med iante una p resicn ex terna, Se uti liza

tip os N C y NA . en rircu itos de control au tom ancos,

C onmut ad or d e

cruzarntento 0 Have

de c r u c . e .

Rellt

3 x 2.5 mm"

~.~ 1fr-

. J . .

@

~

~c--

}..(~

.r': ~

¢_\O

D is po ne d e dos e nt ra d as y d os s alld a s.

E n u na d e s us d os p os ic ione s c ru z a los

cont a ct os de ent rada y s ali da ; e n la o tr a, n o.

ln te rru p to r e la c tr om a qne tt co q u e p erm it e

e l c i e rre y la a pe rtu ra d e u n d rc ui to e le ctrk o

me di an te la a c ci 6 n d e li n e le ct ro irn an .




Efecto5 de la corriente

electrica• ••••••••••••••••••••••Segun el tipo de receptor que

atraviese, la corriente electrica

puede producir diferentes efec-

tos al transformarse en otros t ipos

de energia, que pueden ser:

• Terrnicos. AI pasar corriente

elecrrica por un conductor 0 por

una resistencia, se produce calor

(efecto Joule). Este fen6meno es

aprovechado en la resistencia de

estufas, planchas, tostadoras ...

• Luminicos. Cuando la corrien-

te pasa a traves de un filamento

de wolframio, este incrementa su

temperatura de manera notable

(2000 "C) y comienza a emitir luz

(incandescenciaJ. Tarnbien se pro-

yecta luz a traves del arco electrico

en un medio gaseoso de fadl ioni-zaci6n (lamparas fluorescentes, de

vapor de sodio ... J.

• Mecanicos. La transformaci6n

de energia electrica en movimien-

to se produce en los motores elec-

tricos: aspiradoras. ventiladores,

batidoras ...

• Magneticos. Cuando pasa co-

rriente electrlca por un conduc-

tor, se crea un campo rnaqnetlco

a su alrededor, que se puede em-

plear de diversos modos: moto-

res, electroimanes, reles ...

• Quimicos. La electrolisis con-

siste en la separaci6n de los ele-

mentos de un compuesto qufmico

debida al paso de corriente elec-

trica. Los recubrimientos electrolf-

tlcos de los metales y la extracci6n

del aluminio constituyen ejemplos

de este fen6meno.

Pgra p rg ctjc gr

Sumerge dos davos conectados

a los polos de una pila de 9 V

en un vasa de agua con sal

disuelta. Utiliza una cartulina

como soporte de los electro-

dos. lQue ocurre? Busca infor-

maci6n y comenta los resulta-

dos obtenidos.

8 UNIDAD 1

T om a d e c or rie nte

b ip olar co n to m a

d e t ie rr a ( T T l .

Iorna d e c o rr ie n te

tr ip ola r c an n.

t a m p a r a

incandescente

y l ar np ar a h al oq en a

de 1 2 V .

tarnpara

de descarqa ,

Timbre y zumbador .

M otor de CC y CA

(trifasko).

Resistenc.ia f i j a

a r e os ta to .

Resistencia

o r eo st at o v ar ia bl e.

B ob in a c on mideo

d e h ie rr o.

Condensador: fijo.

variable

yelectrolitico.

Voltimetro

yamper imetro.

Cihmetro

y vatimetro.

Contador

d e e nerg la a ctiv a

y reactiva.

Fusible.

lnrerruptor

a u t o m a t i c o

rnaqnetotermko.

I nterruptor

a u t c r n a n c o

diferenda I .

D e s ca r g ad 0 r

de sob re t ens l ones ,

Interruptor

de control de

p ot en cia ( IC P ).

y 8

~8~~

-----

P er mite la c on ex io n d e re ce pto re s

mcnofasicos a la r ed d e a li me nta ci on .

L a in te nsid ad m ax im a a dm isib le p ara

el elemento puede ser de l O A , 1 6 A 0 2 5 A .

P erm ite la conexion d e re ce pto re s e xte rn os

a la re d trlfaslca de allrnentadon,

T ra mfo rm an la e ne rg ia e lec t rka e n l um in os a

y t e r m i c a (e sta u ltim a e s e ne rg ia p er did a).

L as l a r n p a r a s h alo ge nas d e 1 2 V p r e d s a n de

un transform ador de tension de 2 3 0 V1 1 2 V ,

Ira nsfo rm a la en erg ia e le crrk a en lu min osa

gracias al paso de la corriente a traves

de un gas (fiuo rescentes, vapor de sodio .. ,J .

T ra ns fo rm an la e ne rg la electrka e n s on o ra ,

Se utiliz an com o elem entos d e a la rma

o s en ali za do n a cu stk a,

T ran sfo rm a la en erg la ele ctrk a en rn ec an ica

(ro tac io n d e u n eje ).

Transforma la energia elertrka en te rrnka

(calorlfka).

T ra ns fo rm a l a e ne rg ia elertrica e n t er m ic a

( ca lo r if ica ). Pe rmit e la v ar ia ci6 n d el v alo r

chm ico m ed ia nte u n cu rso r.

T ra ns fo rm a la e ne rg la e le ctr ic a e n r na qn etic a.

A lm ac en an c ar ga e l e c t r i c a ,

Instrum en to s de m edida que p erm itenco nocer el v alor d el v oltaje y de la intensidad

de la cor ri en te , r e spec ti vament e .

M i d en l a r es is te n ci a electrica

d e u n c om po ne nte y l a p ot en ci a e le ct ri ra ,

respectivamente.

Permi te la medkinn de 10 3 energfa electrica

activa 0 rea ctiv a c on su rn id a e n u na

lnstalacion. E J r ep re se nt ad o c or re sp o nd e

a un a l n st a lad on t rl fa s ic a ,

Interrumpe 1 '1 paso de la c o rr ie n te e h ~ (! ri ca

c ua nd o se p ro du ce u na s ob re in te ns id ad

o un c o rt oc ir cu it o .

Interrum pe el paso de l a c ar r. ie nt e w a nd o

se p ro d uc e u na s ob re in te ns id ad

o u n co rto circu ito . Se p ue de re arm ar.

Ele men to d e protecdon d e la s p ers on as

c on tra d eriv acio ne s y contactos

e n l as i ns ta la c io n es .

P ro te ge la s in sta lac io ne s d e lo s riesg os

deriv ados de una sobre tension,

In te rr up to r a ut or na tk o r na qn et ot er rn ic o

que im pide que 51 ' consu ma par endm a

d e la p ote ntia c on tra ta da .

~

A 2TnT2

~

R 2l:J::J:r2

Yc-

~c-~III'

-c?cr- ~



Re p re s en t at io n t o po g r< i fi ca .

1-50 Hz

lOOW

(3,5 m) L ,

R e pr es en ta ti on u n i fil a r.

0,44 A . 0,44 A

lOOW

(4,5m)5m

F........!.,.._4¥-.

T . T .N--~~~+H~-----,

R e pr es en ta ti on c ir cu it al .

C om p ara d on e ntr e UII d r cu i to h i dr au l ic o

y u n o e le c tr k o .

Repr'esentacion de circuitos

Ya conocemos los sfrnbolos can los que se representan los elementos

que forman parte de un circuito elecrrico. A continuacion, vamos aver

los distintos sistemas que se ernplean para representar dichos circuitos:

• Representaci6n topografica, Consiste en un dibujo en perspectiva

de la habitaci6n donde se halla 1a instalacion electrica, en el que se

muestran los elementos y conducciones que la integran.

• Representaci6n unifilar. Permite simplificar la representaci6n de

una instalaci6n elecrrtca. Se indican los elementos y las canallzacio-

nes que contienen los conductores de enlace entre la alimentacion,

los elementos de control y los receptores. Sobre la linea que simboltza

el tuba a canalizaci6n se traza una Ifnea oblicua y al lado se registra el

mimero y la seccion de Losconductores que contiene. Results muy

uti! en instalaciones complejas.

L ,

• Representaci6n funcionalo multiti-

lar. Se utiliza para explicar el funcio-

narniento y cometido de los elementos

que conforman el circuito 0 instala-

cion electricos. E s el mas caracteris-

tico de la instalaci6n yel que se

emplea con mayor frecuencia para

definirla,

N - - - - . . . . _ _ _ _ _ ; - - _ _ _ . , - - ~ - - . . . . . . . . .T.T. ._- - .. . __- -. . .. _- -

R ep res en tac io n fu n d o n a I.

F 230V

i,

L ,

• Representacion circuital. Muestra los elementos, las canalizacio-

nes, las cajas de derivacion, los conducrores que intervienen y el

modo en que se conectan con las lmeas repartidoras, los elementos

de control y los receptores. Proporciona la Informacion necesariapara realizar el montaje del circuito, aunque en ocasiones resulta

dificil comprender su funcionamiento.

Magnitudes electricas

En los circuitos electricos'existen una sene de magnitudes basicas (V , I,

R, P, E) que permiten enrenderlos y cuantificar los efectos que se derivan

de su funcionam.iento. Antes de iniciar el estudlo de dichas magnitudes,

realizaremos la cornparacion entre un circuito electrico y uno hidraulico, 1 0

que nos ayudara a entender mejor 1 0 que ocurre en el circuito electrico,

Enel circuito hidraulico, la corrienre de agua va desde el deposito superior

al inferior a rraves de las tuberfas, transforrnandose la energfa potencial en

energta mecanica en la turbina. Para hacer recircular el agua, es necesario

elevarla de nuevo al deposito superior y conseguir que tenga una energia

potencial mayor; de este cometido se encarga la bomba, que, a partir de

energia electrica 0 quimica, produce la energfa mecanica necesaria para

elevar el agua. L a valvula nos' permitira regular el flujo de agua.

Un circuito electrico necesita un generador (bomba) que proporcione

la fuerza electromotriz 0 energfa necesaria para producir electrones libres

y genera! la corrienre electrica. Este flujo de electrones se mueve a craves

de los conductores (tuberfas), en el receptor (turbina), la energfa electrica

se rransforma en orro tipo de energfa (luminosa, mecanica ... ). EI interrup-tor (valvula) es el elemento de control que permite 0 imp ide el paso de

corriente.

Electricidad. Conceptos b;:~sicos 9



r------ ...---,

......-;Te interesa saber

• E I coefic iente de resistiv i-

da d (p ) es u na c ara cte ristic a

ffsica de los ma teria les. Ind ica

l a r es is tenc ia electrica (a una

tem peratura de 20aC) po r ca -

da m etro y m ilfm etro cuadra-

do de seccion del m ismo. Losvalores m as u tilizados son los

siguientes:

PAg = 0 ,0 16 3 n.. m 2/m

Pc " = ,017 n·mm2/m

PAu = 0,024 n·rnmvmPAl = 0,028 n·mm2

/m

P,n = 0,12 n.mm2/m

PF e = 0,13n.mm2/m

Pni<r6~ =1 fl· mm2/m (Ni-Cr)

Pconstantan = 0,0163 fl . mm2/m

(Cu-Ni)

• E I coefic iente de conducti-

v idad se form ula como sigue:

1-y =- m/(O· rnrrr')

p

• La conductanc ia es:

1G =R (0-1 0 siemens)

L_ _ .....1

r----.....----,

~ Te interesa saber II

I

I

IIII

La unidad de carga electrica

tam bien se puede expresar en

amperios por hora (A x h) 0

en mA X h. Su equ iva lenc ia

con el culom b io es:

1 A X h = 3600 CL 'III!.-i .J

M U LTIPL O S Y S UBM UL TIPL O S

mili 10 -1X _ m_

micro 10 -6 X_ )L -

nano 1O-~X_ n_

pico 10 -11X_ p_

kilo 10]x_ L...

mega 10 6X_ M_

10 UNIDAD 1

M·II_ . . . . URI_I; Definid6n

Res l s tend l R O hm io(!1) E s la d iftcu ltad que presenta un m ateria l a l p aso

eIKtrka • S u bm u lt ip los : de la corriente electrica.

1 m fl = 10-]0 La resistenc ia eh !c t ri ca de un condu c to r depende

• M ultip los:de l a na t ur a le z a del ma teri a l (p], aumenta

1 k!1 = 1010con s u longitud m y s e re d uce con fo rm e a umen ta

1 M !1 = 10 ' ns u secci6n transversal (5).

En genera l, l a resi s tenc ia aurnenta con la tempera tu ra

1

en lo s c o nd u ct or es m e ta li co s .

I

Voltaje 0tens i6n V Vo lt io (V ) E I voltaje 0 t e n s i o n e le c tr ic a e s l a d i fe rendaI

e W c tr k a • S ub rn ult ip fo s: de potenc ia l e lec t rko q u e e x is te ent re d os p u nt os d e

1 mV = 10-1V un ci rcu i to . E I flu jo d e e l e c t r o n e s c i rcu la desde

1floV=10-·V e l p u nt o d e m e no r a l d e m a yo r p ote nc ia l.

• M ultip los:E I generador e s e l d is pos it ivo enca rg ado d e crear

lkV=101V

una d if er enc ia de ca rg a s (y, con e ll o, d e po tenc i al ),

, M V= lO 'Va rr ancando e lec trones de l po lo posi ti vo

y d ep os lt an do lo s en e l p olo neq a nvo. L a fu erz a

- necesa ri a p a ra c rea r esa d if er enc ia de ca rg a s

s e d enorn in a f ue rz a e le ct romot ri z ( fem ), q u e s em id e

en volt io s. D ic h o d e o tro modo , e l v olt aj e e s l a energ i! 1 1p or u nid ad d e c a rg a q ue h ac e q ue la s c a rq as c irc ule n

po r un c i rcu it o.

I n t e n s l d a d 1 Am pe rio (A ) L a i nt en si da d d e corri en te e le ct ri ca e s l a c a nt id a dIde c o r r i e n t e • S ub m ultip le s: d e e le ct ri cid a d q u e a tra v ie sa la s ec d on d e

e 1 K t r k a 1 mA = 10 -3 A u n condu c to r e le ct r1 c. oen la u ni da d d e t iem po .

1 )L A = 10 -' A E .s u na m a gn itu d c om p ara ble a l c a u da I d e a gu a

, nA = 10 -9 A q u e flu ye p or u na t ub eria ( sim i ! h ld ra u li co ),

Multiplos:P a ra q u e h a ya corrie nt e e le cm ca p or u n c irc u it o,

1 k A =101Ason necesa ri as a l menos dos cond ic iones :

• Q ue ex lsta M erenda d e p otencia l e le c tr k o .

• Q ue el c irc uito este « erra do» ,

P o t e n c i a et«tricI P Va tios (W ) La porenda es el t raba jo realizado en la unldad

• S ub m ultip le s; d e tie m po ; ind ic a, p ar ta nto , la ra pid ez c on q ue

1 mW = 10-1W see j eru ta d ic h o t ra b aj o.

1 )LW = 10- oW Enu n c irc u it o e le ct rt co , la p ot en ti a e s e l t ra b ajo

• M ultip los:p ro du c id o p or e l d es pla z am ie nt o d e la s c a rg a s

lkW=10]We n la u nid ad d e t ie mp o. E .s la c a nt id a d d e ene rg ia

1MW=10 'Wgenerada (t.I) 0 t rans form ada (V, I) en la u nid a d

d e t le r np o ,

O t ra un ld a d La po tenci a esuna ca ra c te ri st ica muy impor tan te

d e p ate nc ia e s e l de 10 5 receptores,

c a ba llo d e v a po r

(CV):

1 CV=736W

Energ Ia e tect rka E Ju li os ( J ): E se l t ra b a jo desa rr oll ado po r l a co rr ient e e ls c tr ica ,

1 ju lio = 1 W . s Los receptores transfarm an la energ ia e l e c t r k a

O t ra un id a d s um in is tra d a p or e l g enera d or en o tro s t ip os

d e e ne rg ia e s e l de energ ia .

k il ova ti o po r ho ra : L a ene rg ia e le c trk a con sum id a p a r u n re ce pt or

lkW·h=3,6·106J e s e l p rod uc to d e s u p o te nc ia p or e l t ie m pn q ue e st a

La unldadfuncionando.

d e c ant id ad d e c alo rLasres is tenc ias consumen enerq la electrka ( E , b o o d l i d . )

es la ca lor la :y l a t ransforman en ene rg ia ca lo ri fi ca (E u , ; l ) -

1 J = 0 ,24 ( cal )L a re la d on e x is te nt e ent re la ene rg fa ut i ! qu e

p ro po rd ona u na m a q ui na y la q ue c on su m e s e

denornina rend im iento (1]) .



I1

R = p-5

Donde:

• p : re sis tiv id ad d el m a teria l (.0 . mm2/m ) .

• I: long itu d d el h ila c ond uc tor (m ).

• 5 : s e c d o n d el h i 10 c on du c tor (mm1).

R T = R o . ( 1 + 0' . b. T )

Dande:

• R r: resistencia e n caliente (0).

• R o : r e s t s t e n d a a O ·C (.0).

• c r : coef ic i ente de tempera tura .

• b .T : elevadon de tempera tura ("e).

Latension 0 v olt aj e e n 105 b o m e s de un gene rador

e n fu nc io nam ie nt o ( r~ g im e n de c a r q a ) es :

V=e-I·Ri

Donde:

• E: f u e r z a elect ro m otriz (V) .

• L ' i nt ensi dad de l a cor ri en te e le c tn c a ( A ) .

R 1 : r es is tenc i a i nt ema de l gene rador (fl).

L J energia (E l desa rrolla da por el mov im ie nto d e c arg as e s:

EE=Q'V::::}V=-

Q

Donde:

• Q : can tJdad de e lec tr ic i dad 0 carga ele.ct rica ( C ) .

L ey d e O h m:

VR =-

I

V=I'R L a , tensi6n e l e c t r k a s e d e te rm ina c on u n voltfmetro, Sus t erm ina le s se conee tan

e nt re lo s d os p unt os d el c irc u it o cuy a d i fe renc ia de pot en ci a l e le ct tic o s e desea med ir

( cone x i6n en de ri va c i6n 0 paralelo).

E ste tiene una resistencia interne elevada.

Q/=-

t

Donde:

• Q : cant id ad de e le c tr ic id ad 0 carga electrka ( C l .

• t: t iempo { 5 } .

Se d ed uc e q ue la c antid ad d e c arg a q ue atraviesa

un conductor es :

Q= I·t

V/=-

R

E I am perim elro e s e l ins tru m ento d e m ed id a e mp le ad o p ara m ed ir la inte ns id ad

de la eor ri en te . Sus t e rm i na le s se i nte rc ala n e n e l c ond uc tor, d e form a q ue p ar

el ins tru m ento d e m ed id a c irc ula la c or ri en te q u e se d e se a me di r ( co ne xi 6n e n seri e) .

E,le a p ar at o t i e n e una res i stenc i a inte rna pequena

E n corriente continua:

E ~P =-, 0 bien P = V · / = /1. R =-

t R

Donde:

E : energia elsct r ica (J).

• t: t iempo (s).

Encor ri en te a lt erna rncno fas ic a .la pot en ci a ac ti va e s:

P=V·j ·cosq>

m i en tr as que en cor ri en te a l t e r n a t ri fa s ic a , la po tenc i a ac ti va e s :

P=v3'VL'/ L 'COSqldande tp es el anqulo de destase ent re e l vol ta j e y l a i n tens idad , y V l e Iv

losvalores compuestos 0 de li nea (en tr e fase y f ase) de d i chas magni tudes .

E= V· Q = ' < E= V·I· t::::} E= p·t

Lacan ti d ad de ca lo r gene rado (H ) e n una r es is te ne ia a l p a so d e la c orr ie nt e

e l e c t r l c a (efeeto Joule) e s :

H = p . t· 0,24cal)

E I r en di m ie nt o d e un r ec ep to r e s:

E m ~' 1 ) ( % ) =--·100

E .05 O r i > ; , '

E m i l = E o b !o _ - Eperdid.

Pa ra med ir I ap o t end a , s e u t iliz a u n ins tru m ento d e m ed id a H am ad o v atim etro. E sta

d ota do d e cuatro t ermi na le s: d os p a ra la b ob in a arnper lrnetrka (que deber a

c on ec ta rs e e n seri e) y ot ro s d os p a ra la b ob in a v olt irn em c a (q u e d eb era c on ec ta rs e

en para le lo 0 derivaci6n).

E n C C t ar n b ie n puede rea l izarse la med id a c on u n v oltim eto y u n am perim etro

I la lec tu ra d e am bos p ara ob tene r la

v instalaci6n

electrka




j-----------,Aecuerda

Para reeordar la ley de Ohm, te

puede ayudar la siguiente figu-ra rnnemotecnice:

R

L . __ ' i IIIIIMI' .J

j--------- -,Te interesa saber

Algunas aplicaciones del efec-

to termko son las siguientes:

• Generaci6n de calor me-

diante resistencias preparadas

para transformar la energfa

electrica en calor. Como ejem-

plos cabe citar las estufas, las

placas de cocina, los soldado-res de estafio, etcetera.

• Generaci6n de luz al atra-

vesar la corriente un filamento

resistivo de tungsteno, que al-

canza los 2000 °C, con 1 0 que

se pone incandescente.

• Fundamento de elementos

de proteccion, como fusibles,

formados por un hilo conduc-

tor de men or secci6n que los

conduetores de la linea que se

quiere proteger, a interrupto-

res autcmatlcos maqnetoter-

micas, que disponen de dos

sistemas de apertura en caso

de sobrecarga: uno terrnico

y el otro rnaqnetico (rele de

sobreintensidad).

Algunos inconvenientes del

efecto terrnico son el calenta-

miento de las Hneas elE~ctricas.

la potencia perdida en las rna-

quinas electr icas y 105 efectos

de sobrecargas y eortocircui-

tos en las instalaciones.1 . . .. 1

12 UNlOAD 1

Leyes fundamentales

de la electricidad

5.1. Ley de Ohm

En 1826, el ftsico aleman Georges Simon Ohm observ6 que en un

circuito electrico existla una relacion entre las magnitudes electricas R, Ve 1. Basandose en un experimento, Ohm estableci6 1 0 siguiente:

La intensidad de la corriente electrica que recorre un circuito es directamente

proporcional al voltaje aplicado en sus extremos e inversamente proporcional

a la resistencia que dicho circuito presenta al paso de la corriente electrica.

Este enunciado se conoce como la ley de Ohm y maternaticarnenre se

expresa del siguiente modo:

V".1=-R

donde I representa la intensidad de la corriente electrica, expresada enamperios (A); V, 1atension, voltaje a diferencia de potencial, en voltios (V),

y R, la resistencia electrica del circuito, en ohmios (0).

De esta formula se pueden deducir las siguientes expresiones:

R =V y V=I.RI

5.2. Ley de Joule

El roce del flujo de cargas electricas (electrones libres) con los atomos

produce un calentarniento del material. Par ella, todos los materiales con-

ductores, a1ser atravesados par una corriente electrica, se calientan. Es efen6meno se conoce como efecto Joule, en honor del ffsico Ingles James

Prescott Joule, que 1 0 investigo y enuncio del siguiente modo:

La cantidad de calor produdda por el paso de la corriente electrica a traves de

cierto material depende de tres factores: la intensidad de la corriente, la resis-

tencia del material y el tiempo durante el eual esta pasando dicha corriente.

La expresi6n maternatica de la ley de Joule es la siguiente:

H =1 2 . R . t· 0,24

donde H es la cantidad de calor generado, expresada en calorias; I, ta

intensidad de la corriente elect ica, en amperios; R, la resistencia, en

ohmios, y t, el tiempo, en segundos.

Calcula el calor desprendido por un horne electrico que funciona a 230 V,cuya

resistencia tiene un valor de 21,16 fl, y que esta encendido durante 25 min.

Soluci6n

Sequn la ley de Ohm:

V 2301=- => ]=--= 1087 AR 21,16'

Par tanto, H =]2. R · t·· 0,24 = (10,87)2·21,16·' (25 . 60) . 0,24 = = 900 kcal



EI cortocircuito•••••••••••••••••••••••

Es un a c c i den t e que se puedeproducir en un circuito electrtco

o en una ins ta lac ion como conse-

cuencla de la falta de resistencia,

y que provoca una sobreinrensl-

dad muy grande.

V VR=O ~ I=- = -=00 A

R 0

EIa ume n t o termko originado par

e sta av eria puede r esul ta r muy

peligroso (riesqo deincendlo),

r - - - - - I I I i I I I I i I ~ - ! I ! ! ! ! ! ! ! ! ! I " " " " ' I ! ! ! ! ! ! ! ! ! I ! ! ! ! "

Te interesa saber

Para resolver circuitos etectri-

cos en los que unlcaments

existe una red de resistencias,

basta con ap l i c a r la ley de Ohm

y sequir los procedirnlentos

que se analizanen el epigra-

fe 6. Sin e r nba r qo , la resolud6nde circultos complejos en los

que hay varios generadores

y receptores interconectados

requiere metodos especfficos,

como las leyes de Kirchhoff, el

metoda de las corrientes de

rnalla, el de las tensiones en los

n u de s, e l teorema de Theven in

y el de Norton, entre otros,L_' ..........l l l l l l l l l I i I I i i i , _ - . I I ! ! ! ! ! ! ! I I I I I J ! ! ! I ! ! ! ! ! ! ! I _ : _ . J

n u d o rarna B

5.3. Leyes de Kirchhoff

.Reflexjong

Observa el siguiente drcuito eintenta apl icar la R , A R,

ley de Ohm para determinar la intensidad que

r~lrcula por el rmsrno. :. ~ R'~ B ~

El circuito es demasiado complejo para «solucionarlo» can la ley de Ohm

sin mas. Prirnero, es necesario introducir tres definiciones:

• Una malla es cualqui.er recorrido electrico cerrado. EIc ircuito representado

tiene d e s rna lla s ,

Un nudoes un punto del circuito donde confluyen tres 0 mas intensidades.

En el ejemplo existen dos nudos .

• Una rama es un trayecto directo que puede recorrer una intensidad entre

dos nudos. En un circuito electrico existen tantas ramas como intensidades

de corriente. Tres son las ramas del caso que nos ocupa.

Tarnbien es precise recurrir a las denominadas leves de Kirchhoff, que

perrniten analizar cualquier circuito elecnico. La primera de ellas se basa

enel principia de conservacion de la carga, y la segunda, en el de censer-

vacion de Ia energfa. El enunciado de ambas leyes es el siguiente:

Primera ley de Kirchhoff. En todo circui to el'ectrko, la surna de las corrientes

que entran en un nudo es igual a la s um a de las que s a l e n ,

Segunda ley de Kirchhoff. En un circuito electrico, se curnple quela suma de

todas las diferencias de potencial a 10 largo d e una malla es igual a O.

En la siguiente tabla se explica 13 aplicaci6n de las leves de Kirchhoff:

A s i9n a d o n delsenti o

delasnte nside des,

d e la s f e m y d e

la s t a ld as de t ens ion

5 0' m a r c a n lo s nudes , la s r na l las , l as in teri s idades , lascaldas d e tension

e n l o s r e c e p to r e s y l a s f em d e l os g e n e r a d o re s .

S e a si qn a u n s en ti do p r o v is i on a l a l a s in t e ns i da d e s ( un a v e z r es ue lt o

0 '1 : s lc u lo , s e c c n c c e r a 1 '1v e rd a d e ro s e n ti d o d e l a s m s m a s ) .

P a r a la aplicaci6n e l a s eq u nd a l e y , s e estab lece u n s e n tt d o a r bi tr a ri o

d e r e co rr i d o e n c ad a u na d e la s r n a l la s . L a s fe m s e c on s id e r a n p os it i v a s

si d i c h o se nn do v a d e l p o lo n e g a l i v o i l l pos i tive , r n ten tr as q u e l a s c a ld a s

d e t en s io n s e c o ns id e ra n n e qa ti va s 5 i e l s e n t id o a s ig n a d o

a la s in te n s id a d e s c o in c id e c on e l s e n n d o a s ig n a d o a l r e c o n id o .

Se a plic a la p rim e r a ' le y a to do s lo s nudes m e n o s a u n o ( p a r a n o repet tr

e c u a c i o n e s l .A p l i c a c io n d e la s l e y e s

y o b t e n c i6 n d e las

e c u a c io n e s q ue h a y

q ue r e s o I v e r .S e a p l k a la s e g u n d a le y a t o d a s l a s m a l la s . f l . r u l r n e r o d e e c ua c io n e s s e r a :

n ." d e e c ua c lo n es = n. " d e ram as - (n ." d e n u d e s - 1 )

5i se aplican a nuestro ejemplo las deflniciones estudiadas, resulta un

circuito como el que apareceen el margen, en el cual se curnple que:

• Primera ley: II= Iz+ I)

• Segunda ley (dos ecuaciones):

Malia A: e - I I . R , - II' R z =0 ; malla B : 1 2 ' R z - 1 3 . R 3 - I] .. R 4 =O .Sustituvendo par los valores reales de resistencias y fern, se obtienen las

intensidades que circulan par eada rama ..




Asociaci6n de componentes

en un clrculto

Como ya hernos visto, para formar un circuito electrico sencillo, nece-

sitamos, entre otros cornponentes, un generador, un elemento de control

y un receptor. Si se tienen varies generadores, elementos de control y/a

receptores, es posible disponerlos de tres maneras diferentes: en una cone-xi6n 0 asociacion en serie, en una conexion 0 asociaci6n en paralelo 0

derivacion, y en una conexion 0 asociaci6n mixta,

r~ -----~---,III

II

IIIm as sencilla.

Aecuerda

U n circu ito eq uivalen te es u na

simplificaci6n del circuito pri-mitivo que produce los mismos

efectos que aquel en su con-

junto y que nos permite realizar

1'1catculo del mismo de forma

L ....I I I I I ! ! I ! ! I . J 6.1. Asociaci6n de resistencias

tIi

I

IR ,

B

-I,•

IR 2

D

I -/2

I R J

-1

R e

®

I

I 4 11

B

14 UNIDAD 1

lo s r ec ep to re s s e c on ec ta n fo rr na nd o u na c ad en a

(u no a c on unu ad on d e o tro ).

la r es ls te nd a to ta l 0equivalente (R,) es :

R , = R , +~+ . . . + B,

Por t od os l os r ec ep to re s p as a l a r ni sr na i nt en si da d:

11=1, = 11 =.. , =1 ,L os r ec ep to re s s e r ep ar te n l a t en si on d el g en er ad or

d e m od o p ro po rc io na l a s u r es is te nc ia . L a t en si on t ot al

e s ig ua l a l a s um a d e la s d is tin ta s c atd as d e t en sio n:

e = V , + V I +...+ V n (suponiendo R i =0)

donde:

V , = t- R " V l =I· R l,...,V o = I· R ,• C ua nd o fa lla un o de los re ce pto re s, re do e l c irc uito

queda In ter rumpido .

• L os t erm ina le s h om olo qo s d e lo s r ec ep to re s

se c on ec ta n e ntre si.

L a r e s is te nc ia e qu lv al en te d el d rc ui to s e d et er m in a

m edi an te l a s l gu ie nt e e x pr es io n:

1 1 1 1

-=-+-+ ...+-R ( R , R ~ R o

P ar a d os r es ls te nd as , l a e x pr es lo n s e s im p ll fi ea a s f :

. R , · R lR

E; ; - -

R , +R l

T o do s lo s r ec ep to re s r ed b en l a m ls ma te ns io n,

e s d ed r, l a q ue s ur ni nl st ra e l g e ne ra do r:

e = V I = V I = ...= V n (suponlendo R ; = 0 )

La c o rr ie nt e t ot al ( /, ) q ue s um i ni st ra e l g en er ad or

se re pa rte p or ca da un a d e la s ra ma s de la a so cia ci6 n:

/ ,=1,+1 2+ ... + 1 .

11 = e ! R " ... , In=E I R II e IT = £I R [C ua nd o fa lla u no d e l os r ec ep to re s, e l r es to p ue de

segu lr funcionando .

Se tra ta d e u na c om bin atio n d e lo s d os tlp os

d e conex ien an te r io r es .

S e r es ue lv e r ec ur ri en do a u n c ir cu it o e qu iv al en te .

Para 1 ' 1 1 0 , s e d eb e c ak ul ar , e n p rim e r lu ga r,

l a r es is te nd a e qu iv ale nte ( RE ), a pl ic an do l as r eg l as

d e a so cla ci6 n e n s er ie y e n pa rale lo p or g rup os d e

r es is te nc ia s, h a st a q ue q ue de u na s ol a r es i. st en ci a

equivalentI'.

Acontinuation, 51' p ro ce de a l c ak ulo de la I,en 1 '1c i r cu i to equ ivalen te ,

F in alm en te , s e c ak ula n l as c at da s d e te ns io n

percales y la s i nt en sid ad es p ar a c ad a r am a d el c ir cu ito

or iginal (1,,11,... , I n ) .



6.2. Asociaci6n de pilas y acumuladores

Al igual que ocurre can los receptores,es posible asociar generadores.

Las caractensticas principales de los generadores son la fern (E), la canridad

total de electricidad que surninistran y su resisrencia interna (RJ

5 1' conec ta 1 '1anode ( p ol o +) d e u n g en era do r (on

1 '1c at od o ( po lo - ) d el s ig ui en te , y as i sucesivarnente .

Se uti l iza p a ra a um en ta r la t en si on d e s al id a ,

L a fe m d el c onju nto e s la s u m a de IdS fe m de ca da

u n o d e l os g e ne ra d or es :

£'=£'+£2+'" + E,L a lntensidad d e l a c o r ri en te e le c tr ic a es la misma

en tcdos l o s g en e rado re s .

• L a resistenda i n t e r n e e s i g ua l a l a s u m a de ' l a s

r e s i s t e n d a s in te rn al d e ( ad a u no d e lo s g e ne ra do re s:

R il =R I, + R ~ + ... + R ; n

5 1 'e m pl ea e n b a te rl as d e a cu m ula do re s.

E n 1 '1m on taje de la f i g u r a 5 1' cumple 1 0 s i q u i e n t s :

£r=£'-£1L a intensidad d e l a c o r ri en te e le c tr ic a es l a m i sm a

en to d o s l os g e ne ra d o r e s.

E ste ti po d e m o nta je 51 ' d a c on p oc a f r e c u e n d a .

R,

• 5 1 ' conec tan lo s a n o d e s d e t od o s l os g e ne r ad o re s

y . s e p a r ad a m e n r e , l o s c a t o d o s .

5 1 ' uti l iza para p ro lo n qa r la d u ra c io n de la corr ienle

d e s a li d a. man t en i en do l a t e n s i on c o n st an t e ,

T ad o 5 1 as g en e ra d ar es d e b en tener te m ism a fe m

p a ra e v lt ar c o rr iem e s c i r c u i a t o r t a s en tr e e l l' o s:

1O'=£'=£l="'=€"P a ra q u e tcdos l o s g en e rado re s aporten l a m i sm a

c orr ie nte , a de ma s d e te ne rla m is ma fe rn , s usr es l stencias in ternes deberan s e r i g u al e s.

La in tens idad qu e propordona 1 '1 conjunto 1'5

l a s um a d e la s q ue s um i n l s rr an t o d o s l o s g en e ra d o r e s ,

+ + +

- 8, - 81 - 1':,

R ;, R " R '3

R,

6.3. Asociaci6n de interruptores

y pulsadores

I ~ - - - - ~ ~ . ~ . ~ ~ ~ - - ~ I ~ - - - - - - ~ ~ ~ ~ ~ ~ - - - - - - - -! ! ! . .C o n e x I 6 n en s e r l e(equivalente

a la funci6n l6gica YJ

C o n e x I 6 n en p a r a l e l o

e d e r l v a d 6 n

(eqllMdente

ala fuad6n I6glca0)

C u a nd a s e co n e c t a n v a r l o s i n te r ru p to r es

a pu ls a do res NA ( en r e po s e: contsc to ab ler to)

e n ser ie, 1 '5 n e c es a no a c do rr a r lo s to d os p ar a q ue

el c i r cu ito e s te c e rr a d o. B asta c on qu e h ay a u no s ina c d o n a r p ar a q ue e l c ir cu it o q u e d e abier to.

Un a vez a cdonado un i nt er ru p te r, p ar a q ue d eje

d e p as ar c or rie nte e le ctrk a a tra ve s d e e l, e s p re cise

a c ci on a rl o d e n u ev o . E I p u ls ad o r d e ja p am c o rr ie nt e

e le c t r lc a m i en tr a s s e man t ien e p r e si o nado ( N A ) .

~ ~ ~ . ... C O . L OCO- T 3CO CO CO

I I ~ ~ ~C : :OCO~ .:': c>~--. COCOCO- T ~ (1 Y c, e lem en to s d e control,

- R : r e s u l tad o .0 , 1: contac to abler to/cerradc.

C u a nd o h a y v a rl os i nt er ru p to re s 0 pulsadores

c o ne c ta d os e n p a ra le lo , 1 '1c ir cu it o e le c tr ic o s e p u ed e

c er ra r d es de c ua lq ui er a d e e ll os ,

Elect:ricidad. Concept:osba.sicos 15



r---....1 1 1 1 1 ! ! 1 1 1 - - - - - - ,Te interesa saber

Los polfmetros 0multimetros

son los instrumentos de medi-

da mas utilizados en electrici-

dad. Permiten realizer medi-

ciones de tensi6n, intensidady resistencia (entre otras mag-

nitudes) en cualquier circuito

electrico 0 electronico. Pueden

ser anal6gicos 0 diqitales.

L. .... ... _.J

Actividadese Determina la potencia con-

sumida par el circuito del ejem-

pia de un modo diferente al que

aparece en el texto,

o Dibuja el circulto equivalente

al de la figura y cakula la resis-

tencia equivalente, la intensidad

total y las intensldades parciales,

la potencia total y la energfa con-

sumida en 30 s_

B D

16 UNIDAD 1

6.4. Ejemplos de resoluci6n de circuitos\

A continuacion, se muestra la resoluci6n del circuito mixto de la figura,

aplicando 1aley de Ohm y los criterios expuestos en el aparrado anterior.

R, 0= soonA

-

+--

- B = 9V 1 R 4 =4 kn

I,

B

Elobjetiv es determinar los valores de R E (resistencia equivalente), I T .

I I, Iz Y VAB, as! como la potencia total consumida par el circuito,

Para La obtenci6n del circuito equiva-

lente, es preciso calcular, en primer lugar,

el valor de RE - Para ella, analizarernos el- : _ ~

tipo de agrupamiento de las resistencias

que se encuentran en el circuito. Primero,se obtiene el valor de las resistencias equi-

valentes parciales y , despues, la resistencia

equivalente total.

• Las resistencias R 3 y R 4 estan en serie; por tanto, su equivalente sera:

R E I = R 3 + R . = 1 + 4 =5 k fl

1 -0-

T

ICircuitoequ iva len te .

Esta resistencia esta en paralelo can R z , luego.

R = R E 1 - R z =~ = 25 kn.E2 REI + R z 5 + 5 '

Esta resistencia equivalente parcial esta en serie can RI y , par tanto:

R E =R I + R E 2 = 500 + 2500 = 3 000 n.• Aplicando la ley de Ohm en el circuito equivalente:

£, 9 3r =- =-- = : 1 - 10- A =3 m AT R£ 3 000 -

• Para proceder al calculo de las intensidades parciales, se determina

primero la caida de tension que se produce en Rj:

VI =1T-R I =3 -10-3'500 = 1 ,5 V

De 1 0 anterior se deduce que la tension entre los punros A y B sera:

VAS =e - VI =9 - 1 ,5 =7,5 V

Aplicando la ley de Ohm entre los puntos A y B, se obtiene:

V AB 7,5 -3.

I j =Ii;5 000 = 1 ,5 . lOA = L ,5 r nA

Par otra parte, sabernos que en el nudo A se cumple 1 0 siguiente:

1 2 =y- I. =3 -10-3 -1,5 -10-3 = 1,5 -10-3 A =1 ,5 m A

Esta intensidad tarnbien puede determinarse aplicando la ley de Ohm:

I = VAS = . . . 2 2 _ _ = 1 5 - 10-3 AZ R

E J5 000 '

• Finalrnente, se calcula el valor de potencia que consume el circuito:

FT=VT -IT=9-3 _ 1 0 - 3= 2,7 .1O-z W= 27 rnW



r ' - -- -I II I II i iI I II - - . .. . - -- - ,

Te intereso sober I

II

IIII

• Ley de mallas: I

I IE~I6~ IL . . . . .J

Una manera alternativa de ex-presar las leyes de Kirchhoff es

la siguiente:

• Ley de nudos:

Actividadeso Observa los siguientes cir-

cuitos y deterrnlna las intensida-

des que circulan par las dist intas

ramas.

~ "'[______J

R1=1,5kf} R ) = 0,5 k fl

It, = 4 kfl

Rs = 4kO

It, = 3,5 kfl -II e=9V

_'I +

1':2'" lOV

R , = 5 k fl

Vamos a resolver ahara este otro

circuito electrico, aplicando en esta

ocasion las leyes de Kirchhoff. Se

trata de determinar los valores de las

inrensidades que circulan par las dis-

tintas ramas, la diferencia de poten-

cial en los extrema de la resistencia

R 4 y la potencia que consume dicha

resistencia.

En primer lugar, hay que establecer las rarnas, los nudos y las mallas del

circuito, Tras un breve analisis del rnisrno, resulta la disposicion que se

rnuestra a continuaci6n, y que nos perrnite aplicar las leyes de Kirchhoff:

+

R, =0,1 n

R 4 = s n- e, = 12V

o B

R , = 0.20 C R, = 1n A

-.

" "/,

BR 4 = 9f!

+- III = 12V - 8

1 = 11 V

D B

• Primera ley de Kirchhoff: I[ + 1 2 = IJ

• Segunda ley de Kirchhoff (suponemos que Ril Y Ri2 son nulas):

• MalIa A: £1 -1[ . R I +12' R, - £2 =0

• Malia B: £1 . -12 • R, - 1 3 . RJ - 13' R 4 = 0

Al sustituir los valores en estas expresiones, e obtiene:

• Nudo C: 1 1 + 1 2 = 1 3

• MaUa A: 12 - 0,2 .11 + 0,1 . I,- 11 = 0

• MaUa B: 11 - 0 ,1 .12 - 1 . 1 3 - 9 . 1 3 =aSe trata, pues, de un sistema de tres ecuaciones con tres incognitas,

que, una vez resuelto, proporciona los siguientes resultados:

I1=3,71A 11=-2,58A IJ=l,13A

£1 resultado negative de 1 2 indica que el sentido de esta intensidad es eI

opuesto al que se le asign6 en el circuito de 1af igura. POt tanto, se puede

concluir que el egundo generador (E 2) no esta aportando energia a la

rnalla B. Por el contrario, esta tomando una corriente de carga de 2,58 A

procedente del primer generador (C\). Este tambien esta suministrando

ala malls B una corrienre de 1,13 A (13) '

La tension en los bornes de ~ y su potencia de consume seran:

VA s=I]'R4= 1,13 ·9= 10,17 V

P 4 = V AS' 13= 1 0,1 7 . 1 ,1 3 = 11 ,5 W

Elementos de control

Los elementos de control estrin presentes en cualquier circuito 0 insta-

lacion electrica y sirven para poder gobernarlos, es decir, para que el usuario

ejecute a su voluntad las funciones Y operaciones para las cuales han sidedisefiados, En la tabla de 13 pagina siguiente se resumen las caracteristicas

de los elementos de centro], basicos y se muesrran algunos ejemplo .




r - - - - - - - - - - - ,T e in te re sa s ab er

EIcolor del recubrimiento ais-

lante de los conductores em-

pleados en los circuitos elec-

tricos permits identificar su

funci6n:

C o r r i e n t e

c o n t i n u a

R o jo P o s i t i v o

N e g r o N e g a t iv o

G r i s F a s e

N e g r o F a s e

M a r r o n F a s e

A z u l N e u t r o

V e r d e -P r o t e c d o n

a m a r i l l o( t o m a d e

t i e r r a )

C o m e n t e

alterna

L .J

F ina les de ca rrera•••••••••••••••••••••••

E I microinterruptor final de carrera

es, en realidad, un conmutador

que dispone de dos contactos de

salida: uno que (en repose) esta

normalmente cerrado (NC) y otro

que se encuentra normalmente

abierto (NA). Seutiliza en sistemas

automaticos y circuitos de control;

de elementos en movimiento, co-mo ascensores, cintas transporta-

doras, mecanismos deslizarrtes ...

En su interior incorpora un resorte

que hace retornar lo s contactosa

su posicion inicial una vez que cesa

la presion que se ejerce sobre la

palanca.

p a la n ca d e a c ci o na m i en t o

N[

N A ' : J lc:r----,--

_ . .J

r es o ne d e r et or no

T e in te re sa s ab er

Los selectores son conmuta-

dares mult iples que tienen una

unlca entrada y dlversas salt-

das , Tambten existen selecto-

res que permiten carnblar las

entradas y salidas (cada entra-

da tiene asignada una salida 0

salidas diferentes],L .J

18 UNIDAD 1

- - -a . . . :L .D--

p ulsa do r N C

.....:I:..~ 0-

pulsador NA

Intenuptor

interrupter

unipolar

~o--

~--

~o--

J

• A C lu a a l s e r presionado d e ja n d n p a s a r

la c o m e n r e ( N A ) o im p i d ie n d o s u p a s o (N C ) .

A I c e s a r l a p re s i o n , v u e lv e a s u p os ic io n in ic ia l.

• T lp o s :• 5 e g u l l e l e s t a d o lnldal d e s u s c o n ta c to s : N A

(pnlsader d e rnarcha) 0 N C ( p u ls a d o r d e p a r a d a ) ,

• S e g u n s u c o ns ti tu d 0 1 1 : d e r et e r no p o r reso rt e

a p o r m e m b ra n a .

• S e u t i t i z a e n e l a c c l o n a m l e n t o d e t im b r e s IY z u rn b a d o r e s , m a q u l n a s h e r r a m i e n t a s , t e d a d t s I

d i versos ( o rd e n a d o r es . ma Il d os a d isla n oa .. . ) .

• A I s e r pulsado, p e r m i t e 0 im p id e d e fo rm a

permanents e l p a s o d e la c o r ri e n t e e l e c tr ic a

p o r u n c i r c u i t o , h a s t e q u e e s a c do n a d c d e n u ev o .

Ilene d o s p o s l d o n e s :

• A bi e rt o : no d e ja p aw la c o r r i e n t e (0).

• C e r r a d o : d e j a p a sa r l a c o r r i e n t e (1 ) .

• T ip o s :

• 5 e g u n e l m o d o d e a c c t o n e m l e n t o : d e p a la n ca ,

d e pulsador (o n endavsmiento , d e botonrotative, d e boton d e s l i z a n t e , r e e d .

• Seq iin e l mimero d e drcui tos q u e cierran

o a b r e n a l m i s m o t i e m p o : u n ip o la ra s , b ip o la re s ,

trip 01 a r e s , t e tr a p o l a r e s .

• 5 e u ti li za e n:

• V iv ie nd a s: c o n t r o l d e u n p u nt a d e lu z d e s d e

u n a p o s ic io n .

• E le e t r o d o m e s tkos ,

• M a qu in a s h e r r a m ie n t a s .

• E n c e nd id o y a p a q a d o d e la a l i m e n t a c i o n

d e e q u ip o s e l e c t ro n k o s,

• P e r m it e d e s v i a r l a c o r n e n t e e l e c t .r ic i l q u e e n t r a

p o r e l c o nt a c to c o m u n h ac ia u na d e la s d iv e r S e >

s a u d a s q u e ti e n e ,• T ip o s :• S e g u n e l m od o d e acdonamiento: d e palanca

d e bo tcn rot a ti v e ( se le c to re s ), d e b a t o n

d e s l iz a n t e ,

• 5 e gu n e l n u m e r o d e e sta do s d e s u s c o n t a c t c s

d e do s po s ic io n e s, d e t re s p o s ki on e s, rnultlpies,

• 5 e g u n e l n u m e r o d e c ir c u i t o s q u e c o n m u t a n

u n lp o la r e s , b ip o la r e s .

• 5 e unllza e n ;

• V iv i. e nd a s : ( a n t r a l d e u n p u n to d e l u z d e sd e

d o s posio o n e s .

• I n s t r um e n ta t i o n : se lec tores,

• I n v e r s i o n d e g i r o d e u n m oto r d e C C

( c o n r n u t a d o r e s b ip o la r e s d e 2 y 3 p o s i c i o n e s ) ,

• I l e n e d o s b a rn e s 0 t e r m i n a t e s d e e n tr ad a

y d o s d e s a li d a . A I i gu a l q u e e l i n t e rr u pt o r y e l

c on m u ta d o r d e v a l v e n , t ie n e d e s p os ic io ne s :

• P os i c i o n 1: E 1 e n c o n t a c t o c o n 51 y E 2 e n

con tac to c on 5 2.

• P o s i c i 6n 0 : s e c r u z a 1 1 l o s c o r it a c t o s (E 1 c o n 5 2

y E2 . c on 5 1) .

• 5 e g u n e l t i p o d e a c c io na m ie n to . pueden ser

d e p a la n ca y r o t a t i v o s .

• 5 e utl l lza e n :

• V iv i e nd a s : c o n t r o l d e U ll p u n to d e lu z d e sd e

3 0 4 p os i c ia n e s ,

• A u to m a re a c i o n : i n v e r s i 6 n d e 9 i r a e n m o t o r e s

d e C C e in v e r s o r e s d e p o la r i d a d .



r-----------,Te in teresa sabe.r

EIcolor del recubrimiento a r s -lante de los conductores em-

pleados en los circuitos elec-

trices permits identificar su

funcion:

C o r r i e n t e

c o n t i n u a

R o jo P o s l t l v o

N e g r o N e g a t i v o

G r i s F a s e

N e g r o F a s e

M a r r o n F a s e

A z u l N e u t r o

V e r d e -P r o r e c d o n

a m a r i l l o( t o m a d e

t i e r r a )

Corr iente

alterna

L__ , . .J

Finales d e ca rre ra•••••••••••••••••••••••

EImicrointerruptor final de carrera

es, en realidad, un conrnutador

que dispone de dos contactos de

salida: uno que (en reposo) esta

normalmente cerrado (NC) y otro

que se encuentra normalmente

abierto (NA). Seutiliza en sistemas

automaticos y circuitos de control

de elementos en movimiento,co-rno ascensores, cintas transporta-

doras, mecanismos deslizantes ...

En 5U interim lncorpora un resorte

que hace retornar lo s contactos a

su posicion inicial una vez que cesa

la presion que se ejerce sabre la

palanca.

p a l a n c a d e a o c i o n a m i e n t o

N (n tl< ld il , (

O N A '5 i i

r es on e d e r e t o r n o

r-------,·---'-,Te in teresa saber

Los selectores son conmuta-

dores multiples que tienen una

unica entrada y diversas salt-

da s , Tambtenexlsten selecto-

res que permiten cambiar las

entradas y salidas (cada entra-

da tiene asignada una sal ida 0

salidas diferentes).L , .J

18 UNIDAD 1

~pulsador NC

....:I:.---<l 0-

pulsador NA

Interruptor

interruptor

unipolar

~o--

~o--

.~o--

J

• A C lu a a l s er p res io na do d ejan do p as ar

l a c om e n r e ( N A ) 0 im p id ie nd o s u p a so ( N O .

A I c e sa r la p r e s i o n , v u e l v e a s u p o s i c io n in ic ia l .

• T ipos:• S e g u n e l e s t a d o in it i a l d e s u s c o nt a c to s : N A

( p u ls a d o r d e r n a r c ha ) 0 N C ( p u .l s a d o r d e p a ra ,d C lJ .1

• S lO gU n s u c om t i t u c i o n : d e r e to rn o p o r r e s o r le

o p o r m e m b ra n a .

• Se u tiH z a e n e l a cdonamien to d e t im b r e s

y l u m b a d ~ r e s , m a q u l n a s h e r r a , m i e n t a s , ' ! e , d a d O s [ Id i v e r s o s ( o rd e n a d o r e s , m a n d o s a d i s la n d a . . . ) ,

• A I ser pu lsado, perm ite 0 irnpide d e fo rm a

p e r m a n e n t e e I p a s o d e l a c o r r i e n t e e l e c t r i c a

p o r u n c l rc u t to , h a s te q u e e s a c c io na d o d e n u e v o .

T i e n e do s pcsldones:

• A bi e rto : n o d e ja p a sa r l a c e rn e nte (O J .

• C e r r a do : d e ja p as ar l a c or ri en te ( 1 ) .

• T ip o s :

• S e g un e :1m o d o d e a c c io na m le n to : d e p a la n c a ,

d e pulsador c o n endavamiento , d e batonrotative, d e boton d e s l i z a n t e , r e e d .

• Sequn el nurnero d e drcui tos q u e cierran

o a b r e n a l m i s rn o t i a m p o : u n ip c la re s , b lp o la re s ,

t r i p 0 1 a r e s " t e t r a p 0 1 a r e s .

• 5 1 " u ti li za e n:

• V i v ie n d a s: . c o n tr o l de un p u nta d e luz d e s d e

U A a posldon.

• E Ie c t r o d o m e s ti c o s .

• M a q u in a sh e rr am i e n ta s .

• E n c e nd id o y a p a q a d o d e la e llm e n ta d on

d e e q u i p o s e 'le c t r on k o s,

• P e rm i t e d e s v ia r la c o IIie n te e le c tr ic a q u e e n n a

p o r e l c o n ta c t o c o m u n h a r i a u n a d e la s d i v e r s a s

s a l i d a s q u e tle n e .

• T lpos:• 5 e g u n 1 "1 m o d o de acdonamien to : d e p a l a n c a

d e bo ton r ot a ti ve (ss lec to res ), d e bo ron

d e s l i za n t e .

• 5 e g u n e . l n (im e m d e e s ta d o s d e s u s c o n ta c to s :

d e d o s p o s ic io n e s , d e I r e s p o s ld e ne s , m u lt i p le s .

• 5 e g u n 1 "1 m lm e ro d e d rc u i t o s q u e conrnutan

u n ip o la r e s , b ip o la r e s .

• 5 e u n l l z a e n :

• V iv i e nd a s : c o n t r o l d e u n p u n to d e lu z d e sd e

d o s posidones.

• t ns tru m e nt ad on : se lectores. ~

• I n v e r s io n de g i r o de u n m o to r d e C C

( c on m u ta d o re s b lp o la re s d e 2 y 3 p o s k lo n e s l .

• T i e n e d o s b o r n e s 0 t e rm in a le s d e e n t r a d a

y d o s d e s a li d a . A I i 9 u a l q u e e l i n t e r r u pt o r y e l

c o n m u ta d o r d e v a i v e n , t i e n e d e s p os id o n e s :

• P os i c i o n 1 : E 1 e n c on ta c t o c on $1 y E 2 e n

c o n ta c to c on 5 2.

• P o s ic i o n 0 : s e r r u za n lo s c o nt a c t o s (E 1 c on 5 2

y E 2 c on 51) .

• 5 e g iln e I .t i p o d e a c d o n am ie n to , p u e d e n 5 e r

d e p a l a n c a y r o r a t i v o s .

• S e u r l l l z a e n :

• V iv i e nd a s : c o n t r o l d e u n p u n t o d e lu z d e sd e

3 04 pos idones ,

• A u to m a ti z a d on : i n v e r s io n d e g ir o e n r n o to re s

d e C C e in v e r s o r e s d e p o la r i d a d .



I ~.dR'UItos ..... t a I I e r~ f l , _ e n t a _ , , , , " ' JG rc ultn 1 . A c c io n a m ie n to d e u n t im b re

{CA j .

t a 5 e ( C , l

neutro 1 . ( , ) 230 V (CA l

C ir c u i t o 2 . P ro g r a m a d o r d ~ l u c e s ,

4 ,5 V

+

( i r c u i t o 1. A c c io n a m ie n to d e un m o t o r d e cements c o n t i n u a .

~~ 6M•

- 1 4,SV ~

C i r c u i t o 2. C o n t r o l d e u n p u n ta d e lu z f lu o r e s c e n te d e s d e u na p o s ic io n .

f a s e i C , )

n e u t r o Ie, 230V (CA l

F

( i r ( u i t o 1. C o n tr o l d e u n p u nt a d e lu z

d e s d e des p o sl c .i o n es .

la s e I C I

neutm ( C , l 23 0 V (CA l

F

C i r c u i t o 1. C o n tr o l d e un p u nt a d e lu z

d e s d e tr e s p o s i c io n e s ,

f a s e ( C , 1

neutro ( e , 1 230 V ( C A l

F

tuba (luorescente

C i r c u i t o 2. I n ve rs io n d e g ir o d e un

m o t o r d e C C c a n c o n t r o l d e parade.

L

C i r c u i t a 2. I n v e r s io n d e g ir o

d e u n m o t o r d e (C c o n I la v e d e c ru re ,

c h a p a ,

d e c o b r e

e l e m e n t o qiratorio(aislante)

G rc ulto 1..A I presionar s a b re e l p u ls a d o r d e con ta c to s NA , s e perml te e l p a s o

d e la w r r i e n te elect f i ca y e l lo h a re q u e tUnc i one e l t im b re . C u a n dD [ e S < !

l a p r e s io n , e : 1r e s o rt e interne h a c e q ue lo s contactos d e l p ulsa do r s e a bra n

d e n u e v o y s ei nt er rumpa l a c e rr le nt e e le c tr ic a , c o n 10 q u e d e ja d e funconar

el t i m b r e .

G r cu f t o 2 . l a s e x ce n t r ic a s a l e v a s s o n o p e r ad o re s m e c a n k o s q u e p e rm i te n

o b t e n e r u n mov im le nt o re c tlli ne e a tt ern at iv o a p a r t i r d e l movimlento d e g ir o .

u n p ro q r a m a do r e le c t r o m e ca n lc c p e r m f te a p r o v e c h a r e s te c om p o r t a m ie n t o

p a ra o b l1 g a r a l a s e xc en tr l c as a c e r r a r y a b r i r d e r n a n e r a r f t m l c a [0.1 c o n t a c t o s

e l~ c t r i c o s ( p u ls a d o r e s N A ) d e la s bombi l las, c o n un a s im p le p u ls a c i6 n , U n t ambor

d e le v a > , a l g ir a r , p ro v o ca e l e n c e n d id o y a p a g a d o r n r n lc o y a lte rn a t i v o d e c a d s

u n a d e la s b om b i l l a s .

Cireuito 1. A I pres ionar e l ln ter rup to r, s u s contactos d e l r a n sl drculto d e f o rm a

p e r rn a n e n te , p e r r n it i e n d o e i p a s o de I 'a c o rr ie n te y , c om o c o n s ec u en c ia ,

e l f u n c io na m ie n t o d e l m o to r. P a r a d e t e n e rlo , h a y q ue p re s t o na r d e n ue v o e l

in te rr up to r. ( o n e s t e ( i r w i lo , e ,1m o to r f u n d o n a e n u n u m c o s e n ti d o d e g ir o .

C i r c u i t a 2 . A l c e r r a r e l in terrup ter, s e a p li c a u na te n s i6 n d e 2 3 0 V e n l o s b a r n e s

d e l c e b a d o r ( C ) , s e i on l z a e l g a s q u e c on ti e n e y , d e b i d o a l a p r o x im l d a d e n t r e s u s

l a m i n a s , t i e n e lu g a r u n p a s o d e r o r r i e n t e a t r a v e s d e l g a s io n lz a do , L a e le v a t io n

d e la t e m p e ra tu r a p r c d ud d a p o r e l a r c o e le c t r i c o d e fo rm a s us la m in a s , c o n 1 0

queent ran e n c c nt ac to d ir ec to , D u ra n t e e s t e penodo d e t l empo e s ta r ~ p a s a nd o

corr lente a traves d e la s r e si st end a s s lt u ad a s e n a m bo s ext r emes d e l tu b o

fluoresrente, q u e se ca l ien ta : c o m o c cn se ru en da , s e i o n i z a el g a s ( n e on )

q u e c o n ti e n e . A I b a j a r l a t e m p e ra tu ra e n e l in te r i o r e le l a a m p o 'l l a d e l c e b a d n r ,

la s l a m i n a s s e contrasn y a b r e n e l d r c u i t o ( e l c e b a d o r a c t u a c o m o u n i n te r r u p te r

a u t o r n a t i c o d u r a n t e e l e n ce n d id o d e 'I ' t u b o ) : E s ta v a r i a d 6 n b r u s c a d e I i i c o r r l e n t e

q ue p ~s a p a r e l c ir c u i to h a r e q ue ' Ia r e a c t a n c l a [0. , a l t r a ta r d e o p on e rs e a la

r n is m a , g e n e r e u na f e m a u t o in du c ld a e n d i c h a b ob in .a , q u e s e s u r n a a la t e n s io n

n om in a l d e l d r cu t to , E st a s o b re t en s lo n e n t r e lo s e le c t r od e s d e l tu b a hace q u e se

i n ic ie ( " c e b e » ) e l p a s o d e l a co rn en te a t r a v e s d e l g a s i cnizado, ccnla consiqulents

e m is i6 n d e luz, U n a v e z e s t a b le c i d o e l a re a , e l p a s o d e c o rr t e n t e a t r a v e s d e l g a s

y a n o v a r i a b ru sc a m e n t a L a p i n tu ra b la n c a d e l tu b o a c n i a d e f i l t r o 6 p ti c o .

C l r c u i t o 1 . C u an d o lo s contactos d e a m bo s c on rn uta do re s ((1 y (2) se h a l l a n

e n la p o s ic io n s u p e r io r a e n Ia ln ter io r. l a co r r ien te e le c lr ic a c ir cu la a r raves d e l

c i r c u i t o y , c o n e l l o , l a l a m p a r a e m i t e 1 1 .1 2 . . a r e l c c n t r a r i o , w a nd o l o s c on ta c t o s

d e lo s c o n r n u t a d o r e s e s ta n e n p o s l c l o n e s c on tr a l i a s ( u no e n I a p o s i c i o n i n f e r i o r

y e l o t t o e n la s up e r io r, 0 v ic e v e rs a l , s e i r n pid e e l p a s o d e la rorriente e l e c t r i ( a y la

l a m p a r a permanecera a p a g a d a .

C l r c u i t o 2. E n la p os ic i6 n e n q ue s e encusntran lo s c o n t a c t o s d e l conmutador

r e p r e s e n t a o o s en e / (irwito (1-1 'I, e l polo pos i t i va d e la p i la ll e g a a l borne

d e r e c ho d e l m o to r, y e l n e g a t i v o , al b o r n e lz q u ie rd o, E Im o t o r redbe c o r r i e n t e

y g i r a e n un ee te rm inado s e n ti d o .

Sl a c t u a m o s a ho ra so bre e l conrnutador y si tuamos s u s contactosen la otra

p o s ic i6 n e x tr e m a (2.,2'), c o n s e g u i r e m o s carnblar la polar idad e n lo s bornes

d e l m o to r y , p a r t a n t o , s u s e n tid o d e g ir o .

N o ta . M e d i a n t e lo s conmutadores t i p o f in a l d e carrara s e c o n s ig u e l a parade

d e l m o to r e n a m b os sentidcs d e g ir o .

C lr cu lt o 1 . E n la p o s i c l o n en q u e se encuen tr an lo s contactos d e l o s conmutadores

r e p r e s e n t a d o s e n e I c i r e u ito ((1, (2 Y (3), n o c i re u l a c o r r i e n te e l e d r i C d a tr a v e s

delalampara y , p o r ta n to , esta p e rm a n e ce r a a p a g a d a . S l s e a cc io na c u a lq u ie ra d e

lo s w n m u la d o r e s , / Y < lS < !r a r ri e n te e le r t r ic a y l a I Jm p a r a 51 ' encendera . D e e s t a

f o rm a , e s p o s ib le g ob em a r e l e nc en d id o y e l a p a qa do d e la la m p a ra d e sd e

rualqulera d e la s 3 pos idones.

C i r c u i t o 2 . E n la p os ic io n e n q ue . I e h a l l a 1 '1e le m e n to g ir a t o r i o y ,

po r c on si q ui e nt e, l a s la m in a s d e cobre, e l m o t o r n o r sd be c or ri en te y e s t a pa r ado .

S i s e g ir a a la d e re c ha , l a s la m in a s c o n t a c t a n ( o n lo s t e r m i n s l e s y e l m o t o r r e c ib e

el p o lo p o s it i v o d e la plia p o r e l t e r m in a l i n fe r io r y e i n e q a t iv o p o r 1 '1 s u p e r i o r ,

g , i r a n d o e n u n d ere nn ln ad o se ntld o, 5 f d e s p la z a .m o s e l cuerpc g ir a to r fo h a dala i z q u ie rd a , s e in v ie r t e la p o la r id a d y , c om o c on s e c u e n c ia , s l s e n tid n d e g ir o

d e l m o to r.




1. Realiza un listado que induya diferentes recepto-

res electricos que tengas en casa. Indica en que

tipo de energia convierten la electricidad que

consumen. Busca en sus manuales tecnicos 0en

su placa de caractertstlcas su tension, potencia aintensidad. Can estos datos, construye una tabla

en la que indiques tam bien el nombre del aparato

y la enerota que suministra.

8. Tenemos tres bombillas incandescentes de 230 V

con una potencia de 40 W, 60 W Y 100 W, respec-

tivamente. 1 .Cual de las tres proporctonara mas

luz? l_Porque?

9. Disena un instrumento que permita saber si un

circuito electrko esta interrumpido 0no; en el caso

de que exista continuidad en el mismo, debera

encenderse una lampara y sonar un zumbador.

10. Hemos observadolos siguientes datos en la placa

de caracterfsticas de un calentador electrico de

agua: 2,5 kW Y 230 V . Caleula el valor de la intensi-

dad que pas a r a por la resistencia electrica cale-

factora. l_Que ocurrira si 1 0 conectamos a una red

electrica de 125 V?

11. Dispones de 3 resistencias de 5n, '0 n y 30 o,respectivamente, que debes conectar en serie. EI

conjunto estara conectado a una bateria de 12 V.Dibuja el esquema electrico correspondiente

y caleula la resistencia equivalente, la intensidad,

1 3 tension que existe en los barnes de cada resis-

tencia y la potencia que consume el circuito.

12. Caleula las intensidades de corriente que recorren

el circuito de laf igura.

R,=300fl RJ= 270fl

2. Senala cua l e s de las siguientes afirmaciones son

verdaderas y cua l e s falsas:

• EIproton posee carga y movilidad.

• Un generador consume energfa electrica,

• EI slmbolo de la potencia es el vatio, y el de la

resistencta el ohmio.

• Para medir la resistencia electrlca, se conectan

los terminales del voltfmetro en paralelo con los

de la resistencia que se va a medir.

3. Cakula la intensidad de corriente que ha circulado

por un conductor si en 3 min y 5 s se han trasla-

dado a traves de el 2,9' 1019electrones.

4. Establece la capacidad de carga electrica de una

baterfa. sabiendo que puede suministrar una

corriente de 100 mA durante 6 dfas. Expresa el

resultado en culombios.

5. lPor que se enciende la lampara y suena el zum-

bador cuando Iarespuesta escorrecta en un mapa

de preguntas y respuestas como el de la fotografia?

6. Explica que sucede cuando abres la puerta del fri-

gorffico 0 la del coche y se enciende la larnpara

que se encuentra en su interior. lQue elemento

de control crees que seutiliza en el dlseno de dichocircuito? Dibuja el esquema correspondiente.

7. Calcula la resistencia y la longitud de un hila de

nicr6n (Ni-Cr) de 0,5 mm de diarnetro, sabiendo

que su conductancia electr ica esde 0,01 rr'y quela resistividad (p) del material es de 1n·rnrn 'zm.

5i fabricamos con ese hila una resistencia y la

conectamos a la red de CA de 230 V,calcula la in-

tensidad de corriente que pasara a traves de ella

y su potencia electrica,

+

20 UNIDAD 1

- 6,=5V

13. Disena el circuito electrico para el proyecto de un

coche que tenga marcha adelante y marcha atras.

EI vehiculo debera interrumpir el sentido de

avance cuando choque con alqun obstaculo en

esa direcci6n.

La dlrecclon de la ma.rcha habra de sefializarse

mediante las dos larnparas delanteras 0 las dos

traseras, sequn el case,

14. Disena un circuito que permita el funcionamiento

del motor de una prensa al pulsar el boton de

rnarcha, slernpre y cuando este bajada la barrerade proteccion en la zona de prensado. Dibuja el

esquema y un croquis de la maouina con la ubica-

cion de los elementos de control electrkos. Explica

el funcionamiento del circuito,

15. 5e quiere gobernar simultanearnente un grupo

de 6 lamparas incandescentes de un largo corredor

desde 4 posiciones diferentes distribuidas a 1 0

largo del mismo. Justifica la eleccion del circuito

de control.



M a g n e t l s m o y .e e c t r o m a g n e t l s m o

Iu e r o n l o s g r i e g o s q u i e n e s , h a c e

m a s d e 2000 a li o s , d e s c u b ri e ro n

q u e e x i s tf a n u n o s m i n e r a ie 5 'C - a p a e s

d e a tr ae r s e e n t r e S l y d e a t r a e r a l h i e r r o

y . g u e , a e m a s , s e o r i e n t a b a n e n l a d l r e c -

c i o n n o r t e - s u r q e o q ra f i c a . . P o s t e r i ~ B

s e o b s e r v e q u e e s t a p J Q i £ d : d " d 1 f f a t r a e f

a l H i e r r o , c o l l o fi t t a r o m o m a qn e t i s m e , s ~_.-c

_ lO d f a P r { ) d u c ir 0 a d q u i r if a r tf f i c ia lm e n te .

D u r a B t e m u c H o t i e m p o s e s o s p e c h o q u e r

e x i s ti a a lg u n a r e la d 6 n e n t r e l a e le rt r i d d ad

y e l m a g n e t i s m o , p e r o h a s t a p r i n c i p i o s

d e l s i g lo X IX es to-no s e p u d o d em o s t r a r

d e n tf k a r n e n te . E I e le c t r o m a g n e t i s m o

t r a t a d e e x p l k a r c i e n tf f i c a m e n t e l o s f e n o -

m e n o s m a g n e t i < o s q u e s e m a n i f i e s t a n

c u an d o u n a c o rr i e n te e l e c t r l c a f l u y e a t r a -

y e S d e u n c o n d u c t o r. E I d e s a r r o ll o d e e s t a

r a m a d e l a f i s i c a h a p erm i t i d o a l s e r h u r n a -

n o l a c o n s t r u c c i6 n d e e le c t r o im a n e s , g e n e -

r a d o r e s d e c o rr i e n te e l e c t r i c a l m o to re s ,

t r a n s f o rm a d o r e s , c o c i n a s d e i n d u c c i 6 n

m a q n e t k a , d e t e c t o re s d e m e ta l e s, a lt a v o -c e s y u n s i n ff n d e m a q u in a s e i n s t r u m e n to s

d e u so h a b it u a l .



'. . . . ,----------,Te interesa sober

Los lmanes se utilizan como

separadores de materiales

rnaqneticos y no rnaqneticos,

en dinamos y rnotores de co-rriente continua, rnlcrofonos,

al t avoces , elementos de cierre

de puertas, detectores .L__ ...............lillillliaIiI , .... .... .. J

lma n e s a r ti fl d a le s pennanen t e sy lempora le s .

lmanes temporales

y perma nentes.~. . . . . . . . • . . . . • • . . . • • .Si rompemos un lman en dos par-

tes, cada una de e'llasse convertlra

en otro iman con sus dos polos ..Si

repitiesemos el proceso un gran

nurnero de veces, lIegarfamos has-

ta.lo que se denomina motecula

o dipolo maqnetico ..Los imanes

estan formados por moleculesrnaqneticas orientadas con los

polos respectivos del irnan, Un

cuerpo de hierro «sin imantar»

esta cornpuesto de molecules

maqnetlcas sin orientar.

En un iman temporal, las molecu-

lasmaqnetkas se ordenan y desor-

denan con fadlidad, mientras que

en un iman permanente resulta

muy dificilreorientar las molecules

rnaqneticas una vez que han sido

orientadas.

22 UNIDAD 2

Magnetismo

E[ rnagnetismo es la rama de la {[sica que trata de explicar los fen6me-

nos de atracci6n y repulsion entre imanes 0 Ia atraccion que estes ejercen

sabre el hierro, el nfquel y el cobalto, Estes rnareriales susceptibles de ser

atratdos per un iman son Ilamados materiales ferromagnetic as.

Un imim es un cuerpo de metal 0de cerarnica que, de forma natural 0 artificial,

se halla rodeado por un campo 0 «fuerza invisible» que afecta a cualquier

material rnaqnetico que se encuentre dentro de su zona de influencia.

Los imanes se e la s i fi c an en:

• Naturales. Son aquellos que se encuen-

tran como tales en la naturaleza, por

ejemplo la magnetita.

• Artificiales, Si mantienen durante un

tiernpo indefinido sus propiedades mag-

neticas, se denominan permanentes, y

si solo las conservan bajo la influencia de1

Mag ne t it a ,un campo magnetico, se Iaman tempo-

rales (par ejemplo, los nucleos de los electroimanes). Los materiales

utilizados para la fabricaci6n de imanes permanentes son el acero y

diversas aleaciones, como 1a de acero-rungsteno-cobalto. Para los

temporales se emplea hierro aleado can silicic.

Si depositarnos una pequefia cantidad de limaduras de hierro sabre un

papel a lamina de plastico y situarnos debajo un iman, observarernos 1 0

que se conoce como magnetizacion por induction (es decir, par aproxi-

rnacion, sin contacro). Puede comprobarse que se produce una mayor

concentraci6n de limaduras en los extremos, 1 0 que dernuestra que los

imanes tienen dos palos magneticos, llamados polo norte y polo sur. Los

polos del rnismo nombre desarrollan fuerzas de repulsion, y los de distinro

nombre, de atraccion. Es posib]e determinar los nornbres de los palos

mediante una brujula: acerca uno de ellos al extremo de una bnijula

marcado como norte y si ambos se atraen, se trata del polo norte del iman:

par el contrario, si se repelen se tratara del polo sur.

1.1. Campo magnetico

Sedenomina campo maqnetlco de un irnan a Ia zona en la que se manifiestan

las fuerzas deatra.cci6n 0 repulsion que dichoiman ejerce sobre otros cuerpos.

El campo magnetico de un iman adquiere su maxima intensidad en los

palos y se va debilitando a : medida que nos alejarnos de ellos,

Los campos magneticos se represenran

mediante unas ltneas llamadas lfneas de

fuerza magneticas (ldf). En las zonas en que

[as lfneas de fuerza estan mas proximas, e l

campo magneticoes mas intense. En la foto-

grafia se observa el efecto que provoca el

campo magnetico creado par un iman sobre

lirnaduras de hierro, que se orientan para lela-

mente a las lfneas de fuerza creadas par aquel,E fec to d e un ca m p 0 mag net ic o

s ob re lim ad ur as d e h ie rro ,



r - - - - ~ - - - - - . . . .Te interesa saber

Las cuatro fuerzas fundarnen-

tales de la naturaleza son:

• Fuerza nuclear fuerte, Man-tiene unidos los nucleos ato-

micas.

• Fuerza electromaqnetlca.

Actua sobre los atomos que se

unen formando molecules.

• Fuerza nuclear debll, Man-tiene unidos entre SI los com-

ponentes de las partfculas ele-

mentales.

• Fuerza de gravedad. Es la

de men or intensidad, aunque

extiende su radio de acclon

a traves de todo el universo.L_ .... .J

Campo m a qn et ko r rs ad o p or u na b ob i na

o so le n o ld e ,

E fe cto d el c am p o m a gne tito c re ad o

po r un e le c troiman.

Electromagnetismo

En 1820, el danes Hans Christian Oersted observ6 que al situar una

aguja imantada en el centro de una anilla de conductor rec rrido par una

corriente electrica, dicha aguja se desplazaba en una determinada direcci6n.

Esto anunciaba la presencia de un campo magnetico creado por la corriente

que recorrfa el conductor, fen6meno en el que se basa el funcionarniento

de electroimanes, rnotores, telegrafos, reles y otros dispositivos.

Oersted descubri6 que existfa una reciprocidad entre los fen6menos

electrico y rnagneticos. Michael Faraday demostr6 que, moviendo un

conductor en el seno de un campo magnetico, se inducfa una fern entre

sus extremos (principia de funcionamiento del generador), y que, si se

hada pasar carriente electrica par un conductor que se hallase dentro del

campo rnagnetlco de un iman, aparedan fuerzas que provocaban el rnovi-

miento de dicho conductor en el seno del campo magnetico (principio de

funcionamienro del motor electrico). Esros descubrimientos permitieronel desarrollo posterior de una teorta y una tecnologfa en la que se basan las

maquinas electricas actuales.

EI electromagnetismo es la rama de la ffsica que estudia las relaciones red-

procas entre el campo maqnetico y Ia corriente electrica,

2.1. EIelectrolman

Un electroiman es un iman artificial formada par un solenoide 0babina

(agrupaci6n axial de espiras) de hila conductor aislado y un micleo de un

material con alta permeabilidad magnetica (u.), que facilita el paso de laslfneas de fuerza e intensifica, asl, el campo magnetico creado por la corriente

que circuLa par la bobina.

AI conectar un solenoide con nucleo de hierro a una fuente de alirnentacion,

el nudeo queda magnetizado y se transforma en un iman mientras se produce

el paso de corriente electrica par la bobina.

Los electroimanes se gobieman abriendo 0cerrando el circuito de alimen-

taci6n y permiten obtener intensos campos magneticos, canstruyendo

bobinas can muchas espiras par las que pasan corrientes elevadas.

2.2. Magnitudes magneticas

Para definir los campos electrornagneticos, utilizamos estas magnitudes:

Fuerza magne tomot ri z , F Av (Ampe ri o M i de la c ap a ci da d q u e p os ee la b ob in a d e g ene ra rF = N · I N : n ume ro d e e sp ir as (0 vueltas)

(E , en un drcu ito elec trko). vuelta ) U neas de fuerz a en un circu ito rnaqnetko. d e la b ob ln a

I nt ensi dad de l c ampo rnaqnet ico , I nd ic a 1 0i nte ns o q ue € s e l c am p o maqnetlco, N · I I: i nt en si da d d e c or ri en te ( A )

H.Av /m

Depende de l a f ue rz a maqnet orno tr iz ,H=- I: lon gitu d d e la b ob ina (rn)

1

Inducci 6n rnaqne ti ca , B E s la c an tid ad d e I In ea s d e fu erz a (ld f)1 1 - : pe rmeab il id ad absolu t e

( equ iv a lent e a J, densidad Ie sla ( T) q u e a tra v ie sa n p e rp en di cu la rm e nt e la u ni da d B=wHde corriente). de superf lde ,

d el c irc u it o m a qne ti co (h e nri o/ m )

F l u jo rnaqne tko , .p (equivalenteW e be r (W b )

R e pre se nta la c an tld a d d e I df d el c am p o.p=B·5

5 : se cc i 6n de l c i rc u it o 0 conductor

a I en un c i rc u it o e le c tr ko) , maqnet ico. rnaqnet ico (m l)

Magnet-ismo y elect-romagnetismo 23



Generador

_ AnaUsis de maquinas e.h !c t r . i ca .s

En la siguiente tabla se analizan los pnncipios, las leyes y las reglas ele-

mentales en las que se basa el funcionamiento de las maquinas elecrricas:

P rod u ce una fem ( c ; ) pa r v a r i a d o n de f lu jo m a q n e t l c c ( < f ! )en

u n d rc u lt o en mov im iento. E st a p r cdu c don liene l uq a r m i en tr as

lo s c on du c to re s e le ct ri co s c or te n lm e as d e fu erz a d el c ampomagnetico. E I v alor d e la fe m ind uc id a d e p e n d e de l m lme ro

d e e sp ira s d e la b ob lna y d e la v eloc id ad d e v aria cion d el flu jo

con respe c t o a I t iem p o .

S i s on los conductores lo s que se m uev en en el sene d e u n ca mp o

magne ti co fi jo , s e h ab la d e d ina mo, m ientra s q ue s ies e l c am po

magn eti co e l q u e se muev e m ie ntr as lo s c cn du ct ore s

pe rmanecen f ij os ,. se n a b l a de al ternador.

L ey d e F ara da y. Cu and o s e d e sp la za u n c ond uc tor elec tric o en

e l s eno d e un campo magne ti co , aparece una fem 0 Merenda

d e pote nc ia l e nt re lo s ext r emes de d i cho conduc to r.

L ey d e L en z ( pr in ci pi o g .e ne ra l d e ardon y r eacdcn ) . E I sent i do

de 13 c orne nte i nd uc id a e n u n c ond uc tor e s t al q ue tlend e

a o po ne rs e a la c au sa q u e la p rod u je .

P rod uc e m ov im iento g ira tori o e n u na b ob ina rec orrid a p or la

corriente e lec tr ica , en el s eno d e un campo maqnet ico fijo

o var iab le: a l c i rc ula r I a c orr ie nt e e le ct ri ca p a r u na e sp ira , se c re a

u n c am p o m a qne tiro a s u a lred ed or, y s i la es pi ra s e h a lla s itu ad a

e ntre los p oles d e u n lman 0 . de unelectroman, se c re an unas

f ue rz as de atracdon y rep uls ion q ue p rov oc an e l g i ro d e l a esp i ra ,

Pr in ci p io de Lap la ce, B io t y Savart . Cu an do u n c on du c to r d e u na

d ete rm ina da long itu d p or e l q u e d rc ula c or rie nte s e ve some t ido

a la acdun de un campo magne ti co c on st an te , a pa re ce n fu er za s

d e c a ra c te r e le ct roma gne li co , d eb id a s a la interacdon d e ambos

c ampos , q u e t ra ta n d e d es pla z arlo c on . u na d et ermi na d a fu erz a .

P rod u ce fem por va r l adon d e flu jo m a gnetic o en un circuito

e st at ic o : a l a p lk a r una c o rr le n te a lt er na ( va ri a bl e) en e l bobi nado

p rim a rio d el t ra ns fo rrn ad or , s e produce un f lu j o magm lt ic o

v a ri ab le q u e recorre ",I r u ld e o m a q n et ic o yatraviesa el bobinado

secundar io, I e q u e p ro vo ca I 'd apar ldcn e n e st a b ob ina d e u naf e r n inducida.

L a t ra nsfe re n c ia d e e ne rg fa e le ctr i c a e nt re am b o s bo b i n a d o s

se r ea li z a a tra ves d el c am p o m a gneti eo v aria ble q ue re corre e l

nu d eo, p o rio q u e no es necesa ri a Ia co ne x io n el ect rka entre

ell os . Un transforrnador s olo p ued e fu nc iona r e n CA .

Mater

T ra nsfo rma do r

D inamo e lement al y d in amo escolar ,

26 UNIDAD 2

La fuerza e lec trornc tnz

i n d u c l d a en u n c ond u ct or e s:

E =8,', v

L a fe rn ind uc id a e n u na

bob in a e s:

I l < f !£=N't;j

Donde:

e : f em i nduc ida ( V ) .

B : inducdon magnet ica (T) .

I: long itu d d el c ond uc tor (m ).

v : ve lo ci dad (m /s l.

N : numero de espiras,

l~"a rla d on d el flu jo

c on re sp ec to a l ti em po.

L a f uerz a q ue a p a r e c e en un

(on d u c to r e s:

F=8·1-[

Donde:

F : fuerza (N).

B : ind u cc le n mag ne t le a (T ) .

I: lo ng i tu d de l conduc to r (m).

1 : in te nsid ad (A J

En condic iones ideales :

V , N ,m=-=-V 1 N J

Donde:

m: r e lad on de transformadon.V I y V I: t en si on de l prlmario

y de l sscundar lo ( V ) .

N , Y N 1: n u m e r o de e s p i r a s

de l pr imar io y de l secunda r io .

T ' - ~ ~ ~ . ., [ r ~ ~ _ - : r . ~ . r,~~-..1_.~....."_ ,

R eg ia d e la m ana d erec ha p ara

d ete rm ina r e l s entld o d e la

c orr ie nt e i nd u ci da e n un c on du ct orqu e s e desplaza pecpendi .wlarmente

en e l s e n o d e u n c am po m a q n e t i c o

(regia de F lem ing):

rnovirnlentc

R eg ia d e la m ana iz qu ierd a p ara

d ete r m ina r e l s enti d o d e l a f u e r z a

( re g ia de F lem ing ):

m ovim iento direcci6n

delcampo- ..

_ Generador de corriente continua 0dinamo

En la actualidad, la generaci6n de corriente continua se realiza con pitas

y acumuladores 0 bien mediante la conversion de CA a CC con rectifies-

dores. Las dinamos tienen aplicaciones muy especificas, como excitatrices

para alternadores, tacodinamos, convertidores rotativos ....

Una dinarno consta de un inductor (encargado de crear un campo

magnettco fijo) que puede ser un iman permanente a un electroiman,

situado en el estator, y un inducido, ubicado en el rotor, donde se induce

la fern. Las distintas secciones del devanado del inducido se conectan

entre sf a traves de las delgas 0laminas conductoras situadas en el colector

de delgas, sobre el que rozan las escobillas, encargadas de transmitir la

energia elecrrica generada hasta los barnes de la maquina, Al hacer girar el

rotor ~mediante una turbina u otro dispositive giratorio-, se genera en

el devanado del inducido una fern. El conjunto fonnado por el colector de

delgas y las escobillas constituye un rectificador rotative que permite que

en los barnes de la dinamo se disponga de una corriente pulsante 0continua

(si el numero de secciones es elevado).



Mo t or e h !c tr ic o e n f un c io n am i en to .

M o to r d e g as c om b in ad o co n a lte rn ad or

(ogenerac i6n) .

E I mo to r u niv ers al

•••••••••••••••••••••••La mayoria de los pequenos elec-

trodornesticos y maqulnas herra-

mientas estan equipados con un

motor denominado universal, que

puede alimentarse indistintamen-

re con CC 0CA.

Su constituci6n es muy similar a la

de un motor de corriente continua

de excitaci6n serie, es decir, en el

que el inductor y el inducido estan

conectados en serie. P a r ella, cuan-

do 10 alimentamos con CA, se in-

vierte el sentido de la corriente

en las dos devanados a la vez y elsent ido de giro no cambia.

_ Motores de corriente continua

Su constitucion es identica a la de

la dinamo. Se trata de una rnaquina

reversible que puede funcionar indis-

tintamente como generador a como

motor.

Cuando la corriente recorre los con-

ductores del devanado del inducido, se

produce un par de giro en e l rotor. El

colector de delgas se encarga de inver-

tir el sentido de la circulaci6n de laM o to r c on stru ld o e n el a ula ta lle r.

corriente en las espiras al pasar por el plano neutro y, can ello, de mantener

el sentido de giro del rotor. Estos motores poseen un par de arranque elevado

y su velocidad se puede regular can facilidad, par 1 0 que resultan muy utiles

en vehiculos de tracci6n elecrrica (trenes, tran vias ... ).

_ Generadores de corriente alterna

La producci6n de energta electrica se realiza en las centrales electric as

mediante el alternador trifasico, una maquina electrica sincrona que

transforma en corriente alterna la energta rnecanica aportada por una

turbina. E1 inductor de esta maquina suele

encontrarse en el rotor y esta compuesto por

cierto mimero de. electroimanes alirnentados

con ec, que producen un campo rnagnetico

giratorio, cuyas lfneas de fuerza, al atravesar los

conductores de. las bobinas del inducido (tres

bobinas desfasadas geometricamente 120°),

situadas en el estator, inducer, en ellas fuerzas

elecrromotrices de tipo senoidal desfasadas

en tre sf 120°. Al te r na d o r t ri fa s ic o .

Motores de corriente alterna

Los motores de corriente alterna asincronos son los m as utilizados en

la actualidad, debido a su excelente rendimiento, facil mantenimiento y

sencillez de construccion, Tambien se emplean, aunque en rnenor grado

yen aplicaciones especfficas, los motores sincronos, en los cuales el rotor

gira a la misma velocidad que el campo rnagnetico giratorio.

Los motores asincronos trifasicos disponen de un inductor situado en

el estator, compuesto por tres bobinas desfasadas 120°, que, al ser alimen-

tadas POt un sistema trifasico de tensi ones , generan un campo magnetico

giratorio. Dicho campo corta en su movimiento a los conductores del

inducido siruados en el rotor, generando en enos una fern que produce

unas corrientes circulatorias al tratarse de un devanado cerrado {en corte-

circuito), Estas corrientes interaccionan can el campo magnetico del esta-

tor, dando lugar a un par de fuerzas que provo can un movirniento giratorio

en el rotor en el mismo senti do que el campo.

El rotor intenta alcanzar la velocidad del

campo, pero siernpre gira a una velocidad inferior,

razcn por la cual el motor recibe el nornbre de

astncrono. De este modo, se mantiene la varia-

cion de flujo y, en consecuencia, la fem inducida

y el movimiento del rotor. D eta lle d e m o to r e le ct ri co .

Ma.gnetismo y electromagnetismo 27



1. Llena un recipiente grande de agua. Sobre una

bande]a pequena de poliestireno expandido situa

un iman con forma de ba r r a . H a z girar la bandeja

y espera a que se pare. Marca los extremos del

irnan con cintas adhesivas de colores diferentes.

Haz girar de nuevo la bandeja. Anota tus conclu-

siones.

2. Pide a tu profesor 0 profesora un carrete de hilo

de cobre esmaltado y un tornil lo 0 clave de acero,

rodea este con 40050 vueltas de hila de cabre,

pela los extremes de la bobina formada y conec-

talos a una pila de petaca. Acerca este montaje

a una caja de clavos. lQue observas? Desconecta

uno de los extremos de la pila. iQue ocurre? Trata

de explicar 1 0 observado.

3. Introduce un tman permanente en el interior del

nucleo de una bobina de hilo de cobre esmal-

tado (puedes construirla enrollando hila de cobreaislado sobre un tubo de carton), Conecta los

terminales de la bobina a un galvan6metro 0 a un

miliampertrnetro y mueve el [man en su interior.

iQue observas? A continuacion, deja el [man

quieto y mueve la bobina. lQue sucede ahora?

Justifica 1 0 que has observado.

4. Indica si son verdaderas 0 falsas las siguientes

afi rmacianes:

• Un electroirnan es un irnan natural.

• EI acero se emplea como nudeo de los elec-

troimanes.

• EI flujo maqnetico se rnlde en webers.• Un electroimim es una bobina de hila de cobre

con un nucleo de hierro que se magnetiza

cuando hacemos pasar corriente por la bobina.

• Cuando pasa corriente electrica por un hila

conductor, este atrae a los objetos pr6ximos.

5. Labobina de un electrolman, que posee 62 espiras

y tiene una longitud de 10 em, es atravesada por

una corriente de 5 A. La secci6n transversal de su

nudeo es de 3,14 ern',

a) Calcula la fuerza magnetomotriz (F) creada en .

la bobina.

b} Halla la inducci6n rnaqnetica, suponiendo:• Un nucleo de aire (lJ.o = 4 7 T . 10-

7 H im ) .

• Un nucleo de hierro (IJ. = 5 . 10-4

Him).

( J Determina el flujo maqnetlco en el interior

del nucleo, en los dos supuestos anteriores.

d) Anota las conclusiones que deduzcas.

6. iCuantos amperios recorreran la bobina del ejer-

cicio anterior cuando en el nLicleo de hierro exista

un flujo maqnetico de 146 j.LWb?

7. Sefiala si las siguientes afirmaciones son verdade-

ra s 0 falsas:

• Se produce inducci6n electrornaqnetica cuando

movemos un conductor en direcci6n perpen-

dicular a un campo maqnetico,

• Enel inducido de una dinama se genera CC

• Un rele sirve para elevar el voltaje.

• En un motor de CC, el colector de delgas crea

el campo maqnetko y esta en el estator.

8. Indica la direcci6n y determina la fuerza con que

se desplaza el conductor de la figura, teniendo en

cuenta los sigulentes datos:

• Corriente que 1 0 recorre: 5 A .

• tnducdon rnaqnetice: 1,8T.

• Longitud: 30 em.

N

28 UNIDAD 2

s

9. i.Que diferencias constructivas y de funcionamien-

to encuentras entre una Iternador y una dinamo?

le6mo crees que se genera la CC que consumen

los aparatos electr6nicos que utilizamos habitual-

mente?

10. Nombra s eis m a q uin as 0dispositivos que tengas

en tu casa, en cuyo funcionamiento intervengan

imanes 0 electroimanes. Explicala funci6n que

desernpenan en dichas rnaqulnas,

11. Completa la tabla siguiente:

8 a t i d o r a CJIl avadors 01D i s q u e t e r a 01Wa l kman 01Ascensor 01S e c a d o r 01F r i g o r f f i c o 01T a l a d r a d o r a 01



o s p r i r n e r o s h o m b r e s s o lo c o n ta b a n

c o n l a f u e r z a d e s u s m u s c u l u s p a r a

r ea l i z a r l o s t r a b a j o s q u e l e s p e rm i t f an

s o b r e v iv i r. ( o n e l p a s o d e l t i e m p o f u e r o n

c a p a c e s d e m e j o ra r s u s c o n d i c io n e s d e v id a

g r a c i a s a l d e s a r r o l l o d e r n a q u in a s , i n s t r u -

m e n t o s y d is p o s i t i v o s q u e l e s p e rm i t i e ro nr e a l i z a r t a r e a s y t r a b a j o s m u y d iv e r s o s .

P a r a s u f u n d o n am i e n to , e s t a s m a q u i n a s

n e c e s i t a n e n e r g ia , l a c u a l s e e x t r a e i n v a -

r i a b l e m e n t e de l a n a t u ra l e z a .

E n l a a c tu a l i d a d , l o s p a i s e s i n d u s tr ia l i z a d o s

c o o su m e n e lB O % d e l t o ta l d e l a e a e rg ia .

L a m a y o r , p a r t e d e l a s n e c e s i d a d e s e n e r -

qetkas d e n u e s t r o p l a n e t a s e c u b r e c o n l a

q u e m a d e c o m b u st i b le s f O s i l e s . E n e s t ep r o c e s o se e m i t e n a l m e d i o a m b i e n t e

t " ,· · l - n te s c a n ti d a d e s C O2

Y o t r o s c o n t a m i -

f l A l p t e s ; q u e s o n c a u sa d e p r o b le m a s m e -

d io a m b i en ta le s d e m u y d if i c il s o l u c i 6 n .

L a e l ec t ri c id a d c o n ~ t u y e u r 1 & d e la s f o rm ~

. S u g e n e -

o b s t a n t e ,



E IS ol .c on st it uy e u na f ue nte d e e ne rg fa

ese nd al p ara la v id a e n l a T i e r" • .

Materia y energfa..." ' ' .Laenerqta del 5 0 1 1 precede de lasreacciones de fusion nuclear que

tienenlugar en el centro de este

astro, Dichas reacdones convier-

ten el hidr6geno en hello y otras

s u s t a n d a s : en el proceso se pierdemateria y seliberan grandes can-

tidades de enerqta radlante en

forma de luz y calor. Esto permite

deducir que la materia es capaz

de transforma.rse en energfa. Es

decir, masa y energia son inter-

cambiables (la masaes una forma

de enerqta, y viceversa), Einstein

formula esta relaci6n en una

ecuacton muy conoclda:

liE= lim· c'

Enesta expreslon, I lE es la energia

generada 0 liberada; lim, la varia-

cion de masa producida, y c, la

velocidad de la luz (3 00 0 0 0 k rn /s),

EIproceso nuclear es la unica ma-

nera de c rear nueva energfa, pero

para ella es necesario «dest ru i r»

rnasa, de forma que e.1conjunto

masa-energia permanezca siern-

pre invariable,

Actividades

o Convierte en julios y kilo-

julios los siguientes valores

enerqeticos: 20 0 kcal, 5 kW . h Y

0 ,6 24 . 1021

eV .

30 UN.IDAD 3

,Que es la energia?

La energfa es una propiedad asociada a la materia que esta siempre pre-

sente en la realizacion de un trabajo, Se halla a nuestro aIrededor en muy

variadas formas, pero no es posible verla ni tocarla. Ahora bien, cuando

«sucede algo» , podemos estar seguros de que la energfa esta detras deello.

Sup6n que coges la bicicleta para ir a1 institute: has de realizar un tra-

bajo, pues debes aplicar una fuerza de pedaleo a fin de desplazarte: para

realizar ese trabajo tienes que consumir energfa procedente de tu propio

cuerpo, energfa que obtienes de los alimentos, Irnagina ahora una masa de

agua embalsada: S 1 se deja caer par un canal y se hace pasar par una turbina,

sera capaz de mover los alabes y generar electrkidad, con 1 0 que realizara

igualmente un trabajo: en este caso, la energfa necesaria procede del agua

almacenada a cierta altura. Los dosejernplos ilustran c6mo la energia se

transforma en trabajo ritil.

Laenergia es la capacidad de un cuerpo para realizer un trabajo 0 hacer que

algo suceda 0«funcione», ya sea rnoviendolo, calentandolo 0alterandoio .

El Sol es nuestra principal Fuente deenergta, aunque a nuestro planeta

Uega solo una minima cantidad de Ia radiaci6n emirida pOI dicha estrelle,

Todas las formas de presemaci6n de la energfa son rransforrnactones de

otra forma anterior; en conjunto constituyen un ciclo que se inicia can la

energfa procedente del Sol. Por ejemplo, al accionar un interrupter, una

bornbilla ernite energfa luminosa porque su filamento brilla al ser calentado

por la energia que transporta la corriente electrica, A su vez, la energfa

electrica que consume la bombilla puede habet sido generada en una central

electrica a partir de la combustion de carbon 0petroleo. Estas sustancias,

al arder, transfonnan su energfa qufmica en energfa ca lo r f f ica que convierte

el agua en vapor en movimiento que, finalmente, se transforma en energfa

electrica en el grupo turbina-altemador, Por otro l a do , la energfa qufrnica

de los combustibles fosiles procede de los bosques que, gracias a la luz

solar, se formaron hace miUones de afios debido a la fotosfntesis,

El ciclo expuesto es solo un ejemplo de las multiples posibilidades de

rransformaci6n de la energta, que quedan reflejadas en el principia de la

conservad6n de la energfa.

La enerqla no puede crearse ni destruirse; solo puede transforrnarse,

No es posible medir laenergta directamente, pero Sl el trabajo realizado

con ella. Asf, la energia potencial de una masa de agua que esta embalsada

a cierta altura se mide en funci6n de su capacidad para mover los alabes deuna turbina al dejarla caer y producir un trabajo mecanico,

El trabajo y la energia se rniden en julios (J) en el S1. Para cantidades

de energfa superiores se utiliza el kilojulio (kJ), que equivale a 103 J .

Tambien se ernplean otras unidades, dependiendo de la forma de energta:

!

E h e rg ia e le c tr ic a

Energla.a l o n f l c a

E n e rg f a n u c le a r

3,6' 10iJ

4,18J

1,602' 10-" J

K i l o v a . t i 0 p o r h o r a

Calaria ca l

E l e c t r o n - v e l t i e e V



. .---- . . . . _--_ . . . ._,Te interesa saber

No es 10 mismo calor que

temperatura. EIcalor se rnani-

fiesta como una transferenciade energia termica, consecuen-

cia del movimiento de las mo-

leculas, mientras que la tem-

peratura es la forma de medir

la rapidez con que transcurre

dicho movimiento.

Existen tres escalas para medir

la temperatura de un cuerpo:

Fahrenheit, Celsius (0 escala

centigrada) y Kelvin (0 escala

absoluta). Lasequivalencias de

uso mas frecuente entre elias

son las siguientes:

• Punto de congelaci6n del

agua:

o O[ = 273,15 K= 32 of

• Punto de ebullici6n del

agua:

10QO[ = 373,15 K=212°FL_ ......_....._ ~__ .J .

E I fu eg o e s u n a fo rm a d e e ne rg ia lu m in osa

ytermica.

Una o rq ue sta a ctu an do e s u na fu en te

d e e ne rg ia s on or a.

Formas de energia

La energia adopta muchas formas, capaces de transforrnarse unas en

otras. A 1 0 largo de la historia, el ser humane ha desarrollado muy diversos

utiles y maquinas para controlar la energta y sus transformacione .

En la siguiente tabla se relacionan las formas mas usuales de energta:

E n e r g f a

potenc ia l

E s la e ne rg [a q ue tie ne u n c ue rp o e n ra zo n d e su m o vim ie nto .

Su expresi6n rn ate matk a es E , = 1 /2 m · Vi.

E je m plo s: e l a g u a 0 e l a ir e e n m ov im ie nto , u n tr en e n m arc ha ...

A v ec es s e d en om in a e ne rg fa a lm ac en ad a. L a p os ee n lo s c ue rp os

que no se mueven, perc qu e estan s it u a d o s a u n a c ie rt a d is ta n ci a

d e u n p un to d e re fe re nc ia . L a e n er g ia p o te n ci al g r av it at or ia ,

p or ejem plo , es la q ue tien e u n cu erp o a cau sa d e la altu ra a la q ue

e s ta s lt u ado . Su e xp re s ion r nat emat lc a e s Ep=m . g . h.

E je m pl os : u n m u et le 0g om a e la sti ca e sti ra do s, e l a gu a e m ba ls ad ae n u na p re sa ...

E s la e ne rg ia a lm a ce na da e n l os e nla ce s q uim ic os d e l as s us ta nc ia s.

S e ma n if ie st a e n c ie rt as r ea cc io n es q u fm i ca s d e f or rn a do n

o descornpos idon.

E je m plo s: la e ne rg ia a lm a ce na da e n lo s a lim e nto s, q ue s e tr an sfo rm a

e n e ne rg ia m e ta bd li ca e n n ue str o o rg an is m o; l os fu eg o s a rti fic la le s,

l os c ombu st ib l es f ns il es , l os g e ne ra d or es e le ct rk o s d e CC { pi la s,

batertas y a cumu la do re s ) . ..

E s la d eb id a a l m o vi mi en to in te rn o d e l as p ar tic ula s q ue c on sti tu y en

u n c ue rp o: e ua nt o m a s r ap ld o v ib re n la s m ls rn as , m a s c al ie nt e e sta ra

e l c u er po , y v ic ev e rs a.

E jemp lo s: p ro c es os d e c ombus ti 6n y c al de o , e l e fe ct o J o ul e

e n e le ct ri ci da d . ..

5 1' t.r ata d e u n ti po d e e ne rg ia r ad ia nte , tr an sp or ta da p or c nd as

e le ct ro rn a qn e ti ca s, L a e n e rg ia l um i no sa p e rm i te v e r l os o b je to s,

p orq ue e sto s re tle ja n h ad a n ue stro s o jo s la IUl p ro ce de nte d el S ol

o d e u na fu en te d e lu z a rt ifi cia l. L a l u z e s u n c as o p ar tic ul ar

d e l a e n er gi a e le rtr om a qn etl ca , p re se nt e e n c ua lq uie r t ip o d e

r ad ia .c i6 n (m ic ro o nd a s, r ay o si nf ra rr oj os , o n da s d e r ad io . .. ) .

E je mp lo : la lUI v isib le , q u e e s la u ntc a d ase d e ra dta do n q ue p od em o s

ver, y eu ya v elo cid ad d e p ro paq ad on es d e 3 . 108 m/s.

Se trata d e u n tip o d e e ne rg ia p ro du cid a p or la v ib rad on d e u n m ed io

d e t ra n sm i si on ( ag u a, a ir e . .. J . Est a v ib r ad c n p ro v oc a c o nt ra c ci on e s

y e xp an sio ne s d e d ic ho m ed io , Q u e v ia ja n a tra ve s d el m ism o e n fo rm a

d e o nd as d e s on id o. E st as o nd as s on lo ng itu din al es , e s d ec ir ,

s e d es pl az an m e dia nt e m o vi mie nt os d e c on tr ac ti on y elonqadon.

E I so nid o se p ro pag a a n a v e s d el a ire a 3 44 mis, v e lo c id a d q u e

s e i nc re m en ta e n m e di os s 61 id os y l i quid os .E je mp lo s: e l s on id o e mitid o p or u n a lta vo z, la v oz h um an a, e l r uid o

p ro d uc id o p o r m a q ul na s y mo to re s . ..

E s la a lm ac en ad a e n lo s n ud eo s d e lo s a to m os, E sta fo rm a d e e ne rg ia

s e p ue de li be ra r e n la s r ea cc io ne s d e fl sio n y f u si on nuc le a r,

En l a fis io n n uc le ar se r om p en lo s n ud eo s p esa do s d e a lg un os

iso to pe s, m ie ntr as q ue e n la fu sio n n uc le ar se u ne n d os n od eo s

lig ero s p ar a d ar lu ga r a o tro m as p esa do . E n a mb os p ro ce so s

se o btie ne u na e no rm e c an tid ad d e e ne rg ia .

E je m plo : e n la s a ctu al es c en tr ale s e le ctr ic as t er m on ud ea re s t le ne n

lu g ar r ea cd on es d e fi si 6n , m ie ntr as q ue e l r ui de o d el S ol c on sti tu y e

u n i nm e ns o r ea cto r n uc le ar d e fu sio n.

E s la tr an sp or ta da p or la c or rie nte e le ct ric a. E s Ja f orm a ma s u ti li za d a

p or la fa cil id ad c on q ue s e g en er a, t ra ns po rta y tr an sfo rm a e n o tr os

t ip o s d e e n er g fa .E j emp l o s: 1 '1r a yo , l a e le c tr ic i da d e s ta nc a y l a e ne rg i a s umin i st ra da

po r p i la s , b a t e rf a s y al ternadores .

Generaci6n de energfa electrica 31



Desarrollo sostenible•••••••••••••••••••••••

EIcrecimiento tecnol6gico implica

un aumento de la demanda de

energia y del consumo de mate-

rtas primas. Este aumento, en granmedida incontrolado, plantea se-

rios problemas medioambientales

y puede abocar a una grave crisis

energetica ..

A fi n de paliar los pr ob l emas deri-

vados del consume enerqetico,

deben plantearse programas de

desarrollo sostenible desde tres

enfoques convergentes: sostenibi-

lidad social, sostenjbilldad ener-

getka y del consume de materias

primas y sostenibilidad ecol6gica.

32 UNIDAD 3

Fuentes de energia

Un trabajo se puede realizer utilizando distintas fuentes de energfa.

Lasfuentes deenergia son recursos naturales de loscuales se obtienen, a Haves

de transformacionessucesivas, las diferentes formas de energfa.

Atendiendo a su disponibilidad en la naturaleza y a su capacidad de

regeneracion, las fuentes de energia pueden ser de dos tipos:

• No renovables, Son aquellas cuya capacidad de regeneraci6n es

nula 0muy lenta. Sus reservas son limitadas y su exploracion reper-

cute de forma negativa sobre el media ambiente natural.

• Renovables. Son las que, una vez utilizadas, tienen la capacidad de

regenerarse de forma continua, Son poco contaminantes, baratas

y practicamente inagotables.

El consume actual de energfaes insostenible a media plaza, pues precede

en SL i mayor parte de fuentes no renovables, Par ella, se espera que estas

vayan siendo sustituidas poco a poco par fuentes renovables.

Desalpd6n Y c.mcteristI(as

S e u ti l i z a n c om o c om b u s tib le s e n r no to re s t e rm i c o s , c a ld e r a s y d iv e rs o s t ip o s d e q u e r n a do re s , E n la a c tu a li d a d ,

e l p e tr o le o s a t i s ta c e e n t o m o a i' 40 % d e l a s n e ce s id a de s e n e r qe tl c a s m u n d i a le s .

F u e el c om b u s tib le d e la R e v o lu c io n in d u s t r i a l. H o y 5 e u t ili za f un d amen ta lment e e ne l c a m po d e la m e ta lu rg ia y e n

s is te m a s d e calefaedon y c en tr ale s t er m oe ls c tri ca s . .E x is te n c ua tr o t ip o s d e c a r b 6n : antracita, n u l l a , l i g n i t o y turba

E s u n a mezda d e qases, e n IU m a y o r p a rte m e t a na , q u e s e e nc ue nt ra a lm ac en ad a e n e l i n t e r i o r d e la T i e r r a .

S e u ti l i z a c om o c om b u s tib le e n in du s t r i a l, c e n tr a le s te r r n ic a s y v iv ie n d a s ,

C o n s i s te e n l a r u pt u re d e u n n ud e o p es a d o d e u n i lO I O P O r a d ia tt i v o p a r a d a r I 'u ga r a d o s n uc le o s l i g e r o s , p ro ce s o

e n e l cual s e l ib e r a u na g ra n cantidad d e e n e rg fa . S e e m p le a e n l a s rentrales terrnonudeares p a r a produdr e n e r g i a

e l e c t n c a y e n a r m a r n e n r o n u c l e a r .

S e a pr ov ec h a Il l.e n e r g i a dnetica d e l a s c or r i e n t e s d e a g u a p a r a h a t e r g ir a r turbinas 0 r u e d a s h ld r a u ll ca s .

E s u n a fuente d e e n er q la u t il iz a d a d e s de la A n t ig ue d a d (m o lin o s d e a g u a , b atan es ., ,), E n no s r a u d a t o s o s

y e n z on a s d e o ro q r a fl a a c d ds n ta d a , el a p ro v e c ha r n le n to e n e rq e tl c o es e l e v a d o ,

E I in te r i o r d e I l l . T ie rr a e s u n d e p o s ito d e e n e rg ia t e rm i r a . n a tu ra l q ue e n c ca s lo n e s s e r n a n ff le s t a e n s u s u p e r f i c ie

e n f o rm a d e e ru pd on e s v o lc an lc a s y g e i s e r e s d e a g u a c a l i e n t e a p re s io n , S e u t l l l z a p a r a o b t e ne r a gu a c a l i e n te , e n

s is te m a s d e c a le fa c c io n y e n la p ro d u cd o n d e e le c t r i c id a d .

L a e n e rg . i a . r i n e t i c a d e l v ie n r o s e a p r o v e c h a p a r a h a c e r g ir a r lo s m o lin o s y l a s h e li c e s d e lo s a e ro g e n e ra d o r e s

o p a r a e l d e s p la z a m ie n to d e e m ba rc a c io ne s d e v e l a s .

L a e ne rg ia d e la lu z s o la r s e p u ed e t r a n s fo rm e r e n e n e rq la e le c t r l c a m e d ia n t e d e s p ro ce d im ie n to s : c on h om o s

s c la r e s y ca m p o s d e hel lostatos 0 c o n p a n e le s f o to v o lt a lc o s . . L a e n e rg ia t e rm i c a s e p u e d e t r a n s fo rr n a r

e n a g u a c a l i e n t e e n lo s c o le c t o re s p ia n o s .

A p r o ve cn a lo s d e s n lv e le s d e a gu a p ro vo ca d o s p or la s r n a r e a s ( e n e rg ia m a re rn cr r i z ), l a e n e rg ia d ns ti c a

d e la s o la s y la d if e re n c i a t e rr n ka q ue exste e n t re I ll . s u p e r fi c i e y l a s z on a s p ro fu n d a s d e lo s c ce a n o s ,

L a m a d e ra E'S e l m e jo r e je m p lo d e l u sc t r a d i c io na l d e e s t a f u e n te d e e n e rg ia . A c tu a lm e n le s e € K tr a e t a rn b i s n

e n e r qt a d e r e s to s v e g e t a le s y d e r e s id u e s f o re s ta le s , a g ri c o la > y g a n a d e r o l, a ll c om o d e l c u l t i v o d e v e g e t a le s

e n e r q e n c o s y s u b p r o d u c t o s d e r i v a d o s d e la s a g u a s r e s id u a le s . A p a r ti r d e e s t o s p ro d u c to s s e o b t i e n e n

c om b u s tib le s c om o e l b io g a .s 0 e l c a r b e n v e g e ta l. Iambien s e u ti l i z a p a r a la p ro du cc i6 n d e e n e rq la e le c t r t c a .

C o n s i s te e n la o b t e nc io n d e e n e rg ia e le c t r i c a a p a r t i r d e l a e n e rg ia . l i b e r a d a c ua n d o s e u ne n n ud e o s a t6 m ic os

l lq e r o s ( d e d eu te r io , u n i s o t o po d e l h id r6 ge n o ) p a r a fo rm a r o tr o s m i l s p e s a d os ( d e h e l lo ),

E n la s c e l u l a s e ne rg e t i c a s , e l h ld ro qe n o n o c o ns ti tu y e u na F u e n t e d e e ne rg ia p rim a ri a p ro p ia m e n te d kh a ,

s in o u n v e c to r ( e s d e c i r , u n p o r t a do rl d e e n e rg ia . E s ta s p i la s p e r m i t e n la o b te n c i6 n d e e n e rq la e le c t r l c a a p a r t i r

d e la r e a c d6 n q uu n lc a q ue s e p r o du ce e n t r e e l h id ro qe no y 1 21 x fg e n o e n u na c e lu la c o n d os e le c t r o de s .

E I h id ro qe no p ue de u ti t i z a r s e c om o c o m bu s t ib le e n m o to re s d e c om b us ti o n in te rn a . A lm a ce n a 2 ,6 v e c e s m a s

e ne rg ia p o r u nid a d d e r n a s a q ue la g a < ;o li n a .



r . - - - - - - - - - - - - ,Recuerda

La corriente continua es pro-

porcionada par pilas, baterlas,

acumuladores, celulas ener-

geticas de hldroqeno, celu-

las fotovoltaicas, generadores

electrodlnarnicos (dinamos) y

fuentes de alimentation.

Lacorriente alterna se obtiene

en alternadores y dispositlvos

electr6nicos (osciladores, inver-

sores, etcetera).L. .J

C on tin uam en te se busean forma.5

a lte rn at iv as d e a pr ov ec ha m ie nt o e ne rg et ie o.

E Iv eh ic ulo e x pe ri me nt al d e l a i rn aq en

f un ci on a c on u n a c el ul a e ne rq et ic a

d e h id r oq e no y un p a ne l f ot ovo lt ai co .

EI sistema trifasico•••••••••••••••••••••••

La energia electrica se genera,

transporta y distr ibuye mediante

un sistema trifasico de tensio-

nes, Las conducciones rnonofasi-

cas utilizadas en las viviendas, las

pequenas industrias y los locales

comerciales requieren dos hilos

conductores, mientras que las tri-

fasicas utilizan 3 04 conductores.

La potencia activa en un sistema

trifasico es:

p. =v '3 . VL • IL . cos < .p

De 10 anterior sededuce que:

P ,IL=------'----

v '3 . Vl' cos c p

De ahi que en el transporte de

energfa electr ica en alta tensi6n se

reduzca el valor de la intensidad

que recorre las llneas y , con ello,

la seccion y el peso de los conduc-

tores,asf como las perdldas electri-

cas y el coste economico,

Energia electrica

Genera1mente, al hablar de produccion de energfa, se hace referenda

a la elecrricidad, sea cual sea la fuente de energfa primaria a partir de la

cual se obtenga. Esto se debe a que la energfa electrica es la rna utilizada

y versatil de todas las formas conocidas. Se genera y transporta a largas

distancias can relativa facilidad, bajo coste y un rendimiento energetico

aceptable, y puede transforrnarse de manera sencilla en otras formas de

energfa.

En l as s o de d ad e s industr ia l izadas, la dep en den cia de la energfa electrica es m uy alta .

La energfa electrica se consume inmediatamenre despues de su produc-

ci6n, por 1 0 que no es posible disponer de stocks estrategicos como ocurre

con otros recursos energeticos, como el petroleo. Demanda y suministro

de electricidad deben ir, par tanto, estrechamente unidos, y si en algun

memento hay un aumento brusco del consumo electrico sin el correspon-

diente incremento en la produccion, se corre el riesgo de falta de suministro,10que se conoce vulgarrnente como apag6n.

4.1. Generaci6n de energia elE!ctrica

La electricidad se genera fundarnentalmente en grandes centros de pro~

ducci6n, denominados centrales electricas, haciendo girar, bien una

bobina a bobinas de hila de cobre en el sene de un campo magnetico fijo,

o bien un campo rnagnetico para que sus lfneas de campo puedan cortar

las espiras de unas bobinas inmoviles (vease la U IDAD 2). En dichas cen-

rrales, las turbinas, accionadas por el flujo de azua 0 de vapor de agua

a alta presion, disponen de la energfa mecanica necesaria para hacer girar

el alternador y obtener can ello electricidad.

Segun el tipo de Fuente de energia primaria utilizada para generar elec-

tricidad, la centrales electricas pueden clasificarse en convencionales

(hidraulicas, termicas y termonucleares) y no convencionales 0alternativas

(rninihidraulicas, solares, eolicas, marernatrices , geoterrnicas y de biomasa).

Estas riltimas se estan potenciando y subvencionando en la actualidad, al

permitir cierto equilibrio entre desarrollo econ6mico y medio ambiente.

Aunque aun esta en fase de experimentaci6n, se espera poder disponer

en un futuro no muy lejano de la energfa procedente de la fusion nuclear.

Cuando ello se consiga, se convertira probablemente en el sistema de pro~

ducci6n de energia electrica mas irnportante, 1 0 cual repercutira de forma

positiva en el medic ambiente natural y en el abaratarniento de 1 0 costesenergeticos, al tratarse de un proceso limpio que tan solo necesita el aporte

de hidrogeno, un elemento muy abundante en la Tierra.

Generaci6n de energfa elect-rica 33



34 UNIDAD3

F i si 6 n n u cl ea r

E x is te n v a ri as m o d al id a de s :

• S e q u n e l combus ti b le

ut i l izado: u ra nia a p lu to nio .

• Seg iin e l m oderador

e mp le ad o: g ra fito , ag ua

c orrie nte , a gu a p es ad a,

beril io a l iquidos o r q a n i c o s ,

• Seg iin e l flu ido portador

d e l c a lo r ( re fr ig e ra n te ):

a n h fd ri do c a rb o n ic o , aqua,

s o di o f un d id o , potasio ,

sodlo-potasio , h el io , a g ua

p es ad a a Ifq uid os o rg an ic os .

_ Centrales electricas convencionales

t o n e e l lk t r ic a -i:iIIi'-~d e a l ta ,<"",u' . lo~~p1iiIo~

EIcambust ible s e introduce y s e quema e n

la c ald era, co n 1 0 que se ob tiene energ !a

te rrn ka (c alo r). E sta p er mite c ale nta r a g u a

d e s r n l n e r a l l z a d a y c on ve rtirla e n v ap or

a a I t a presion. E I v a p o r s e h ac e p as a r a

t raves de los a labes d e u na tu rb in a Ide vapor de Ires e t a p a s ( al ta , m e di a y b a j a

presi6 n) para conseg uir un m ay or

aprovechamiento e n e r q e t k o . La e n e r q a

m e c a n l c a d e g rr o o bte nid a s e transmite

a l a lte rn ad or, q ue p ro du ce e le ctric id ad .

E Ip ro ce so d e tr an sfo rm ac i6 n e ne rq etk a e s

el s iguiente :

energ la qulm ica _ energ fa calcnfka-»

_ energ la h ld ra ul l c a _ e n e r q r a

electrka

Hidroe lec tr ica

Puede se r d e v ario s tip os :

• De derivac i6n de aguas(P<5MW) .

• De a cu mu lado n de aguaso d e g ra ve da d

(5 0 M W <P< 1 00 MW ) .

• De bombeo (P > 1 00 MW ) .

Po r 1 0 qu e r e s p e c t a a la s

c en tra les d e pequeno t a rnano ,

se denominan minihidraul icas

s i s u potencia e s inferior

a los 50 MW , Y m l c rch id ra u lk a s

si no sob repasan las 100 kW.

C on siste en p ro vo car en el in terio r Ide un reactor, m ediante e l im pacto d e

u n n eu tr on , l a r otu ra 0 d iv is io n d el nudeo

pesado de alg un l so topo d el u ra ni o

(lJ 5U 0 llllU ) 0 del plutonio (ll9pu), 10 q u e

produce una variac i6 n de r n a s a y, (o n e l l o ,

la lib era ci6 n d e u na g ra n ca ntid ad

de energ ia termka, En la reacdon se

e m it en n eu tr on es y ra d i ac i6 n g a mm a . L o s

neutrones h b e r a d o s producen a s u v e z

n ue va s fis io ne s e in ic ia n, a st u na r ea cd on

en c a d e n a ,

La e ne rq la t er rn k a o bte n id a se util iza

p ar a c al en ta r a g ua d es mi ne ra li za da

(on ab jeto de prcducir vapor a presi6n

e n in terc am biad ore s d e c alo r. Este v ap or

m ue ve u na tu rb ina y g e ne ra e le c tr ic id a d

e n e l a lt er na do r.

EIproceso enerqetlco que liene lug ar es

e l s i gui ent e :

energ ia nuclear _ energ ia c a lo r ff l c a ~

_ energ la h ld ra u li c a _ energla

m e c a n i c a _ energia e l e c t r k a

en erg ia p oten cia l d el ag ua

embalsada (de g ravedad y de b om beo)

e n u na p re sa, p ara lib erarla al d ejarla c a e r

a naves de una tub e ria de presion

y c on vertirla asi en en erg ia dnet ica co n

la que se m ueven las alabes de una

turbina ( h a y v arie s tip os d e tu rb in a:

P el to n, K a pl an , F ra nc is ).

L a energia r n e c a n k a d e la tu rb in a

se tra ns fo rm a e n e ne rg ia e lec trka

e n e l a lte rn ad or, q ue g ira s olid aria me nte

a l e je d e aquella.

L as centra les d e b om beo constan

de dos em balses, uno superior

ode alm acenam iento y otro inferior,

desde donde se b om bea ag ua al prim ero

cuando la dem anda de energ ia es ba ja

(h or as v alle ), E I dd o es , p or t an to , c er ra do ,

E I proreso de transforrnadon q ue tie ne

lugar es e l s i gui ent e :

ene ro ra p ot en da l- « ene rq la (inetica_

- energ ia rnecanka ~ energ ia electrita



n U ti li za n c ald era s m u lti tu b ula re s d e pequer iov o l u m en de a q u a y g ran c i lma ra de combust ion,

p ara q ue el rambio de estado ( lrqu ido -gas)

se produzra (on g ra n ra pid ez y e lev ad o

aprovechamiento e n e r q e r i c o ,

• E I v ap or d e a gu a q ue se introd uc e en la eta pa

d e a lta p res ion d e la tu rb in a es v ap or s ee n

(no s at ura d o) q u e se e nc ue nt ra a 6 0 0" (

aproximadamente.

• E I si ste ma em p lea do en la a li m e nta c ion d e a gu a

e s d e d do re rr ad o y de ca lentam ien to

re genera tiv o: e l v a por d e s alid a d e la tu rb ina

se a p rov ec ha p a ra p re ca le nt ar e l a g ua d e e nt ra d a

en l a ca lde ra ,

• T ienen g ra n p otencia (20 0 M W-400 M W)

sus rendim ient os son med io s

a

• la renta bilid ad en la p rod uc don d e enerq la

es ele va da (I a f is ion d e 1 9 de uranio proporc iona

una energia d e 24 M W . h , correspondiente

a la fision d e m as d e 26 00 b illones d e nudeos).

• L 3 e stru ctu ra d e u na c entra l d e fislon nu clea r es

m uy s im ila r a la d e u na c entra l termka de vapor ,

s i e x ce pt ua rn os e l t i po d e c ombus ti ble u ti llz a do

y la sust i tudon d e la c ald era p or e l re ac tor.

• La reacdon en c ad ena q ue tiene lu ga r

e n e l i nte ri or d el r ea c to r d eb e estar con trolada en

t od o moment o me di ant e rn at er ia le s

modera d or es (q u e re ba ja n la v eloc id a d

d e los ne ut ro ne s) , a b sorb en te s (q u e re gu la n la s

r e acdone s nu c le a te s en cadena, absorbiendo

los neutrones sobrantes) y re fle ct ore s (q u e e vi ta nla f uga de neu trones a l e x te ri or ).

• L a p otenc ia p rod uc id a es ele va da (p or e je mp lo,

la cen tr al n uc le ar de Vande llo s II t ie ne una

pot en ci a de 1 0 8 1 MW).

• L os r ea etores c on m ayor lmp lan tadcn s on los d e

a gu a e n e bu llic i6 n (BW R , d el ing les B o i li n g W a t er

R e a c t o r ) y los d e a gu a a p resion (PWR , d el inq les

P r e ss u riz e d W a t e r R e a c t o r) .

i a

1 0 ,

os

on

r

d

• G ene ra n e ne rg ia e l e c t r i c a de forma

y relat ivamente barata.

• La presa p erm ite la requladnn d el c au da l d el rio

y s ir ve de contenden i ll a gua a lmacenada

e n e l em ba ls e, q u e, a d e m a s , const it uye una

reser va pa ra e l c o n s u m e 0 p a ra e l ri eg o d e t ie rra s

d e cult ivo.• L a s ce nt ra le s g ra nd es t ienen una po tenc i a

re la ti vamen te a lt a y p re se nt an un b u en

rendimiento.

• L 3 lnsta lacon de c e n t r a l e s de pequeno t arna rt c,

ta nto d e a gu a flu ente c om o d e pequefio salta,

o freee la posi b il idad de autoabastec im ienta

d e energia e l e c m c a a p ueb los y c om arc as d e

pequena pob ladcn.

• L a smi ni ce nt ra le s p r op or ci on an una e ne rg ia

renovabl e, con ba jo impac to amb ient al

y r educ idos cos te s de exp lo t a don , y su

f un ci onam i en ta puede au toman za r se t o ta lmen t e

med iant e s is temas de t elemando.

• E n Espana hay c e n s a d a s 662 instalaciones

m in ih id ra u li ca s y m i rroh ld ra u li ca s, c on una

p aten c ia tota l insta la da d e 1 2 7 0 MW ,

q ue e qu iv ale a l c ons um o d e 1 10 00 00 fa m illa s,

ua

ie r

te

ro

ado.

~rica

• L a q uem a d e c om bu stib les fosiles g enerac on ta mln ad on a tm os fe rlc a: p ar tk ula s

en s u s p e n s i o n , meta les pesados y gases, como

el monoxide de carbono .

• D es prend en, a dem a s, g ra nd es c antid ad es d e C O l

y d e 6 xid os d e a zu fre y n itr6 g e n a, g aSf,

responsab les de l e fee ta invernadero

y d e la lI uv ia a d d a ,

• N ecesita n g ra nd es cant idades d e a gu a p ara

refr iqeradon, q u e lu eg o re to rna c ali ent e a l m e di o

acuatico, provocando al teraciones blodimatiras

e n e l m ismo.

• G eneran residues de alta y baja actividad m uy

p el i grosos , c uy a ra d ia ct iv id a d s e mant ie ne d u ra nt e

m ile s d e a n o s . D i ehos res idues sea lmacena n en

fos as ma ri na s (c on e l c ons ig u ie nt e ri es ga d e fu g as

a l c ab o d el tiem p o) y b ajo tierra (en z ona s

geolog i ca mente estab les).

Aunque suceden r a r a m e n t e , los a c ci de nt es d e la s

centra les p u ed en t ene r c onsec ue nc ia s m u y g ra ve s

y duraderas,

• Con e l a gua de refriqeradon de l condensador

sucede lo m ismo q u e e n la s c e nt ra le s termitas.

En las cent ra les B W R , e l v a por d e a gu a sa le

d ir ee tamen te d el re ac tor , c on 1 0 que t iene

a ct iv id a d ra d ia ct iv a. P a ra e vi ta r fu g as , es precisa

encerrar e l re ac tor ,la t ur bi na y el al ternadare n un rec in to b li ndado.

L a a cti vid ad d e la i ndust ri a nuc le a r ha f ac il it ado

la p ro li te ra c ion de a rmas nuc le a re s, sum in is tr ando

e l u ra nia y el p lu tonio nec es arios p ara ta l

industria.

las p r e s a s alteran p ndam ente el c ic io

d e la s a g ua s d e los nos.

Lascanst rue ci ones de g ra ndes p re sas , 10 , desvlos

d e e au ces y los espados i nu nd a dos s up on en una

g ra ve a lte ra ci 6n d el m e di a na tu ra l.

E x is te u n ri es go d e i nu nd ac io ne s p a r rot ur a

o a cc id ent e e n la presa.Los g randes e rnba lses a lt er an e l e cos is tema

(flor a y fa un a) d e la z on a y fre cu en tement e

o bli ga n a r eu b ic ar p u eb los y c iu d ad es e nt eros ,

Generaci6n de energra electrica 35



36 UNIDAD 3

S o l a r

S e g u n e l p r o c e s 0

d e t ra n s fo r m a c i 6 n:

• T ermua:• C o le c to re s s o la re s ,

• H e l i o s ta t o s,

• H om o s s o la re s .

• F o t o v o lt a ic a .

E 6 1 i c a

S e g un e l numero y distnbudon

d e 105 a e ro g e n e ra d o r e s :

G e n e r a do r e s a i s la d o s .

• P a r q u e seo lko s .

B i o m a s a

S e g u n e l p ro c e s o

d e t ra n s fo r m a c i 6 n:

• T e rm o qu im ic o .

• B io qu im ic o .

Geots rm lca

S e g un e l tlpo

d e a p ro v e c ha m i e n t o :

• D e p r o d u e c i6 n d e a g u a

c a l i e n t e .

• D e p r o d u c c i6 n

d e e l e c tr ic i d a d .

M a r e m o t r i z

Centrales electricas no convencionales

L o s c o l e c to r e s s o n p a n e l e s q u e a b S Dr b e n

la e ne rg la s o la r q u e r e c ib e n y c a l l e n t a n

c o n e l l a e l f l u id o q u e c ir cu la PO I d e b a j o .

L o s h e l i 6 s t a to s y lo s h om o s sola res

p ro y e e ta n la s r a d ia c io n e s ter rnkas d e l S o l

s a b r e u na c a ld e r a e n la qu e s e c a l ie n t a

u n fluido, E n u n in te rc am b ia d o r d e c a lo r

se p r o d u c e e l v a p o r d e a gu a q u e h a c€

g ir a r u n a tu rb in a y q u e m ue v e u n

a lt e r n a do r p a ra g e n e r a r e le c tr ic id a d .

E n la s c e n t r a l e s f o to v o lt a i c a s , l a s

r a d ia c i o n e s lu m in os a s d e l S o l

s e t r a n s fo rm a n d ir e c ta m e n t e e n e n e rg ia

e le c t r i c a m e d ia n t e u n p ro c e s o q ue t i e n e

e n la s d e no m in a d a s c e lu la s s o la re s ,

L o s g e ne r a d o r e s e o li c o s t r a n s f o rm a n

la e n e rg fa dnetka d e l v ie n t o e n e n e rg la

mecanka d e rotacien a t raves d e u na

t u rb in e e c l i r a . E I a lt e rn a d o r t r a n s fo rm s

e s ta e n e rg fa e n e le c tr i c id a d .

P u e d e g e n e r a rs e e n e rg fa e o l i c a e n d o s

t i p o s d e in s ta la c io n e s : e n c e n t r a le s

o p a r q ue s e 6 1 ic o s f o rm a d os

p o r nume ro sa s t o r r e s dotadas d e

a e ro g e n e ra d o re s q u e s um i n is tr a n e n e rg la

e h ~ c t r i ( a a l a r e d , 0 e n g e n e ra d o re s

a islados, d e tamano r e d u c i d o , para

e l s u m in i s t r o d e u en a s in s ta la c i o ne s .

E n u na c e n tr a l d e b io m a s a s e q u e m a n

r e s id u e s d e m a te r i a o rq a n k a d e o ri g e n

v e g e ta l ( a q r t c o la s , f o re s t a le s ) a a n im a l, a s i

c om o r e s id u o s in d u s t r i a le s y u rb a n o s

p re v ia m e n te t r a t a d o s ( R S U )

y b io c o m b u s t i b le s , c om o 1 ' 1 b i o q a s ,

e l e ta n o l 0 e l m e ta nol.L a e n e rg ia o b te n id a e n d ic ha c om b u s tio n

s e e m p le a p a ra p r o du ci r v a p o r d e a q u a

y h a c e r g ir a r u n g ru po t u r b i n a - a l t e r n a d o r ,

e n c a r g a d o d e g en e ra r e n e rg f a

e l e c t r i c a .

P o r a a p ro v e ch a r i n t e r n o

d e la T ie r r a , se u t i l i z a n do s t ecn ic a s

d if e r e n c ia d a s . L a p rim e ra d e e li a s c e n s i s t e

e n p ra c t i c a r u n a p e r f o ra c i6 n q ue p e r m i t a

la s a li d a d e l a g ua c a l i e n t e e x i s t e n t e

e n e l subsue lo ,

E n la s e q un da s e p ra c t i c a n d o s

p e r f o ra c i o ne s ; p o r u n a s e in y e c ta a g ua f r f a

h a s ta e l f o e o m a g m < i t i c o d e l s u b su e lo ,

m ie n t r a s q u e p a r la o tr a s e e x t r a e v a p o rd e a gu a . E s t e p o n e e n m o v im ie nt o u n a

t u rb in a d e v a p o r y u n a lt e rn a do r , q u e

r e a l i z a n la t r a n s f o r m a c i6 n d e la .

L a s r n a r e a s , c c n se c u e nd a d e lo s e fe c t o s

d e a tr a c c i6 n c o n ju n to s d e l 5 0 1 y d e la L un a

s ob re la T ie r r a , p ro d u c e n e l m o v im ie n to

d e g ra nd e s m a sa s d e a g u a q u e s e p u ed e n

e m p le a r p a ra a c c io n a r t u rb in e s h ld ra u ll c a s .

D u r a n t e la s ub id a , s e d e ja e n t r a r a g u a e n e l

e s t u a ri o a t r a v e s d e u n o s c on du c t o s ; c u a n d o

c om ie n z a la b a ja d a , s e c ie rr a n d i c ho s

c o n d u c t o s y s e a b r e n lo s d e s a l i d a , d o n de

s e h a ll a n lo s g ru p os tu rb o a l t e r n a do re s ,



• L a palencia generada y e l r en d im l en ro e n er qe tl code los ho mo s solares y las cam po s d e h eliostatos

s on b aj os .

• L os p an ele s fo to vo ltaic os se fo rm an c on ec ta nd o

e n s erie m il Itip le s c elu la s s ola re s d e s ilic io .

Se pueden ob tener tensiones de salida de 6 V ,

12 V , 18 V Y 2 4 V , y una potenda de en tre 3 W

Y 12 0 W . G e ne ra n c orrie nte co ntin ua , q ue ,

m ed ia nte d is po sitiv os in ve rs ore s, s e c on vie rte

e n c or ri en te a lt er na .

E n la a ctu alid ad , e sta s p eq ue na s in sta la do ne s

p ueden co nectarse a la red de d istribuci6 n d e b aja

ten si6 n (B T) y su rn in istra r e nerg ia a la m ism a

( S k W -S O kW ) .

• L os aernqeneradores estan farm ados par las aspas(su e le n se r tre s), u n m eca nis mo d e o rie nta ci6 n,

u n m ec an ism e m ultip lica da r d e v elo cid ad ,

u n sis tem a d e fre na do y e l g en era do r e le ctrk c

(alternador).

• L a p otentia to tal y el rendim ien to de un parque

e o l k o d ep en de n d e s u situ ac i6 n (c an tid ad

de horas de viento y velocidad) y del ru im ero de

a ero ge ne rad ore s in stala do s. EI ra ng e u til

de velocidad es del viento oscila en tre 20 km /h

y 10 0 k m / h ( P n D " , i ' " = 6 6 0 k W a 4 5 k m / h ) .

• L a p otencia de una cen tral e61ica actual se sin la

en torn a a los 50 MW.

• L a r ecup eraci6n selectiv a de los residu es s6 1ido s

c om p re nd e 1 '1r ec ic la do d e a lg un os p ro du cto s,

la ob tenci6n de abono orqanlco (com post), lain cin erac i6 n d e re sid uo s p ara g en erar e nerg fa

electrica y e l tra ta mie nto fin al d e lo s res id uo s

n o rec up era ble s. Este trata mie nto fo rm a p arte

d el p ro ces o te rm oq uim ic o d e u tiliz ac io n d e

la energ ia acum ulada en la b iomasa

• EI pro ce so b io qu im ico c on siste

e n la tra nsfo rm ac i6 n d e la s res id ue s o rg an ic os

y d e lo s c ultiv os e ne rg etic os c on e l fin d e o bte ne r

b iocambust ib les .

• L a en erg ia geoterm ica se p uede apravech ar

directam en te en form a d e ag ua calien te

(T < 15 0 ° C) p ar a u so s a n ita rio , e n s is te ma s

d e ca le fac ci6 n, e n term as y en p ro ce so s

industriales, y d e m o do in dire cto , u tiliz an do

e l v ap or d e a gu a e me rg en te (T > 1 5 0 " C) p a ra lap ro du cc i6 n d e e ne rg ra e lec t rka .

SLfestructura y fu nc io na mie nto s on s im ila re s

a los d e u na central terrnica, pero en este caso

la c ald era es su stitu id a p or e l s iste ma

d e e xtr ac ci6 n d el c alo r in te rn o.

I L a c en tr al d e G e ys er s ( Ca lifo rn ia ) e s c ap az

de roducir 5 00 M W.

i.

21

I En alg un as z on as d e la c osta fra nc es a e in gles a,

la d iferen da d e n ivel en tre la bajam ar (m area

baja) y Ia p le a m ar (m are a a lta ) a lca nz a

e n o ca sio ne s lo s 1 0 m ; es p os ib le , a sl, u tiliz ar

diques 0 p resas p ara retener el agu a cuand o

la m area se encuen tra en su punto m as alto.

I La p otenda de la central de L a R ance (Ia unka

ac tu alrn en te e n fu nc io na mie nto ) e s d e 240 M W(m ax im a d ife re nc ia d e a ltu ra s: 8, 5 m).

• La s olar es una fuen te de energ ia dfusa, irregu lare intermitente.

L as c en trale s so la res p res en ta n b ajo s

rendimientos.

L a fa brica do n d e p an ele s fo to va lta ic os re su lta

m uy c ara y e n e lla in te rv ie ne n p rc du cto s

t6 xic os (e str uc tu ra s d e a lu m in io , p olim er os

d e l os r ec ub ri m ie nt os , e tc et er a) .

L as c en tr ale s o cu pa n g ra nd es s up erfic ie s

y sup onen u n g ran im pacto v isual, ad ernas

d e p ro du cir re fle jo s m ole sto s.

• EIviento constituy e una fuen te de energ iad is p er sa , i n te rm i te n te y aleatoria.

En c on se cu en cia , lo s re nd im ie nto s so n b ajo s.

L os p arq ue s e 61 ic os p ro du ce n u na a lte ra ci6 n

n ota ble d el p ais aj e.

• Presentan n iveles de ru ido elev ad os.

• Suponen un pelig ro para las aves,

qu e en ccasion es ch ocan con tra las hel i ces;

a de ma s, lo s p arq ues e ollc os p ued en a lte ra r

s u c ur so m i gr at or io .

• En algu no s p ro ceso s de lratam iento

d e la b io ma sa , c om o la in cin era ci6 n, s e g en eran

p eq ue na s c an tid ad es d e su sta nd asp ote nc ia lm e nte p ellq ro sa s, c om o la s d io xin as .

• En Ia incineraci6 n d e m ateria orqanka s e em it e

C Ol' e l p rin cip al g as d e e fe cto invernadero,

• Se producen m olestias par males olo res en las

in med ia cio ne s d e la s p la ntas d e trata mien to

y en la s c en tr ale s.

• En ccasiones se em iten g ases nodvos, como

e l < i c ido 5u l fh i d ri co , y ra dia ctiv os , c om o e l ra d6 n.

• En las instalaciones qeoterm icas ex is te rlesqo

d e m ov im ien to s d e tie rra .

• Se trata de una fuente de energ fa difusa

e i r reg u l ar .

• L os costes de construcci6 n de una cen tral son muy

altos, y lo s re nd i m ie nto s, b aj as .

L as c en tra les p ro du ce n u n im po rta nte im pa cto

paisajfstico y u na a lte ra ci6 n d el e co sls te ma

de la zo na.

Generaci6n de energra electrica 37



r-----------,..-0; Te interesa saber

Una central de fision nuclear de

1000 MW genera anualmente

unas 25 t de material radiac-

tivo ..De elias, 200 kg co r r e s -ponden a plutonio, cuya radiac-

tividad 501.0 decae al cabo de

dentes ° miles de anos,L. .. J

E I efecto invernadero..... ' ' ' .La siguiente relaci6n muestra lascantidades de CO2 (gas response-

ble del efecto invernadero) emiti-

das a la atmosfera par diferentes

ag.entes:

• Coches: 2,2 kg/L

• Autocares: 0,6 kg/km

• Avi.6n: 0,7 kglkm

• Central terrnica. 0,7 kg/kW' h

• Gas61eopara calefacci6n:

2,2 kg/L

• Gas natural: 0,16 kg 1 m "

• Personas: 6,7 t/ano

Porcada tonelada de CO2 se nece-

sita el equivalentea tres arboles

para compensar su emisi6n alia

atmosfera mediante fotosfntesis.

Con el fin de reducir lasernislones

de CO<,es fundamental implanter

polftkas serias de ahorro enerqe-

tico. Entre otros beneficios, cada

kW· h no consumido evlta la emi-

sion al media ambiente de 0,7 kg

de COz-

38 UNIDAD 3

EI problema medioambiental

Durante rnilenios, [a humanidad ha hecho un usa indlscriminado de los

medios naturales que estaban a su alcance. Aunque toda aetividad humana

implica inevltablemente una alteracion del media natural, solo en los

iiltimos aries se ha conscatado de fonna palpable que los recursos del pla-

neta son limitados y que la transformaci6n del medic natural tiene conse-

cuencias muy negatives para todos los seres vivos que habitan [a Tierra.En particular, y tat como se ha visto en las paginas precedences, la gene-

racion de energtaelecrrica en las grandes centrales de producci6n tiene

graves repercusiones sobre el entorno. Es tarea de todas las sociedades,

y en especial de las m as desarrolladas, encontrar e1 modo de conciliar el

desarrollo con el medic arnbiente.

En 1aUnion Europea, el porcentaje de energia consumida pracedente

de recursos no renovables se sinia alrededor del 95 %. Para e! afio 2010, el

L ibra bla nco d e Ia energia preve que las energias renovables aporten un

10 % del total de la energta consumida,

EI desarrollo sostenible exige, entre otras medidas, un rnodelo energe-

tico basado en la eficacia, el ahorro y la diversificacion de las fuentes de

energia. La investigacion y el desarrollo de tecnologfas energeticas erner-

gentes, la mejora de las redes de transporte, 1abusqueda de nuevas fuentes

de energia limpias y la optimization de las ya existentes son factores deci-

sivos para alcanzar los retos del futuro en el ambito de la generacion, el

transporte y el consumo de energfa electrica.

Los nuevos procedirnientos de obtencion de energia deben perseguir,

adernas de la eficacia productiva, el desarrollo de procesos de transforma-

ci6n que no agoten los recursos naturales y [areducci6n de la contaminaci6n

atmosferica, radlactiva y de otros agentes nocivos. Para lograr estos objeti-

vos, se pueden adoptar, entre otras, [as siguientes medidas:

• Uso mas eficazde la energfa, para 1 0 que se han de potenciar tecnicas

de ahorro energetico y poner en practica habitos de vida m as acordes

con el cuidado del media natural.

• Reducd6n del consume de objetos manufacturados, mediante la

sustitucion del aetualmodelo de «usar y tirar» por el de «usar, reuti-

Iizar y reciclar».

• Implantacion y utilization de las

energias renovables 0 limpias, espe-

cialmente la e6lica, la fotovoltaica,

1ade la biomasa y la del hidr6geno, ydesarrollo en la industria de tecnicas de

cogeneration, que reaprovechen los

excedentes de energta termica para

producir electricidad.

• La arquitectura bioclimatica, que

permite introducir sistemas de apra-

vechamiento pasivos y activos en el

disefio y construcei6n de viviendas

y edificios, yes capaz de reducir hasta

elSO % de la demanda de energta.

5.1. Desarrollo sostenible

V i v ie n d a c o n st ru i da seg l i n prlndplos

b i o c lim a tl c o s .



-;- Te interesa saber

EI tendido de las llneas de

transporte en alta tension (AT)

es aereo, e l de las llneas de

media tension (MT l puede ser

aereo ° subterraneo, y el de

las llneas de baja tension (BT)

suele ser subterraneo,

C e n tr a l I r a n sf o rm a d o r a ,

~ _ " " ' _ I I ! ! ! ! ! ! I ~ _ " ' I ! ! I ! ! ! ! ! ! ! ! ! I " ' _ i i I i I I I I l . J

distitlta5 cenrra'es

R ep r e s e n ta do n e s q u e matica d e 1 1 r a n s p o r te

y d is t r i b u r i 6n d e l a energi eh ! c t r i ca.

l as t or te s d e a l t a t e n s i d n s u p c n e n u n f u s r t e

l m p a e ta v is u a 1 y 5 o n c a u s a d e d e f o r e s t a d 6 n .

Transport.e y distribuci6nde energia eh~ctrica

La energia electrica no se puede almacenar. Por ello, es necesario trans-

porrarla al instante desde los centres de-producci6n hasta los de consume.

La energia electrica que se obtiene en las centrales electricas se genera

en media tension (entre 12 kV y 16 kV) en los alternadores. Para reducir

perdidas electricas y costes en los tendtdos, se rransporta en alta tension

hasta los grandes centres de consumo (cil..ldades, poblaciones, grandes

industrias ... ). Las redes de alta tension, denominadas de primera categorfa,

t r anspor tan la e le c tr ic id ad a 11 0 k V , 132 k V , 22 0 k V , 380 k V 0 440 k V .

En las subestaciones, el voltaje se vuelve a reducir a media tension

(3 kV-20 kV, 30 kV-66 kV), y desde aLl f la electticidad se Jisrribuye hasta

los centres de transformation, de los cuales arranca la red de distribucion

en baja tension (230 VAOO V) para abastecer a los distintos centres de

consume ( V t V iendas, industrias, locales, servicios ... ).

EI elernento que facilita las eievaciones y reducciones de voltaje nece-

sarias para los distintos tramos de la red electrica de transporte y distribucion

es el transformador,

red electrkil de media

tension .&.~~'_

(3 k V-2.0 k V, 3 0 k V-6 6 k V)

red electrica de baja

redeh~ctrica de alta tension

(110 kV , 132 kV , 220 kV , 380 kV ,4 40 kV j

distribuclon ~ D ~a lndustnas ~

6.1. Repercusionesmedioambientales

El transporte y distribuc:i.6n de la energia electrica tambien acnia de

forma negativa sobre el medic ambtente:

• Se produce un impacto ecologico y paisajfstico: el tendido de lineasy las estaciones de transformaci6n rompen la integridad territorial

del paisaje y producer, deforestacion,

• Hay riesgo de incendio provocado por la caida accidental de cables

sabre la vegetaci6n.

• Existe peligro de electrocuci6n para las aves, especial mente en las

lineas de distribuci6n aereas (voltajes inferiores a 66 kV).

• A pesar de que la comunidad cientffica aun no se ha puesro de

acuerdo sobre los posibles efectos de los campos magneticos creados

par las lineas de alta tensi6n y de las esraciones transforrnadoras,

algunos estudios informan sabre la desaparicion de ciertas especies

animales del entorno de dichas lfneas y una mayor incidencia dedeterminados trastornos (dolores de cabeza, insomnia, amnesia,

estres ... ) en los rrabajadores de las estaciones rransforrnadoras.

Generaci6n de energfa electrica 39



1. C on fe c c io n a u n a lis ta d e la s a c c io n e s q u e real i ces

a 1 0 la rg o d e un d fa le c tiv o y p a ra la s q u e p re c is e s

ene r g i a .

2. 5 e p ro y e c ta co n s tru ir u n m on ta c a rg a s en e l au la

ta lle r d e te cn olo gla . C ak ula 5U r e nd imien to ener-g e tic o sab ien do qu e , p a ra d e sp la z a r u n a c a rg a

d e 2 k g h a sta u n a a ltu ra d e 1 SO ern, ernplea u n

tiem po d e 30 s e g undo s , y q ue e l v o.lta je a plk ad o

a l m oto r d e co rr ie n te con tin u a in s ta la d o e s d e 9 V

Y la corriente q u e ab so rb e cu an do esta s u b i e n do

la c a rg a e s d e 0,4 A .

3. U n la va va jiH a s c uy a p o te nc ia electrica es d e 1 ,7 kW

(la tem pe ra tu ra d e l a g ua c a lie n te e s d e 5 0 "C l ta rd a

un a h o ra y diez minutes en re a liz a r e lla v ad o d e

u na v a j iH a complete. 5 i e l c o s te d e la en e rg fa

electrka q u e co n sum e e s d e 8 ,1 5 87cen t/kW · h,

(a c u an to a sc ie n de e l c o s te e co n6m ico d e d ic h o

l a v a do?

4. B u sca y an a liz a la estructura d e l co n sum o d e

en e rg fa p r im ar ia en tu com un id ad au t6 nom a.

R e aliz e a lq un g ra fic o (d e b lo q u e s , d e ba r r a s , d e

s ec to re s c irc ula .r es ... l q u e p erm i ta in te rp re ta r rapi-

d am en te la distribucion p o r s ec to re s.

S. B u sca y co m en ta la estructura d e la p r odu c c i 6 n

d e e ne rg fa electrica e n E sp an a y en tu co m un id ad

a u t6 nom a. An a liz a la dlstribuclon po rc e n tu al d e

su producdon, en fu n c i6 n d e la fu en te d e en e rg fa

primaria utillzada. (H as o b se rv ad o a J g u n a ten -

d en cia d e fu tu ro en lo s d ato s an aliz ad os?

6. lQw§ e ntie nd es p or d esa rro llo tecnoioqico y po r

im p a cto a m b ie nta l?

7. C on fe c c io n a u n a lis ta d e la s fu e n te s d e en e rg fa

renovables y n o ren ov ab le s q u e conozcas, C o -

m en ta lo se fe c to s d e su ap ro v ech am ien to so b re

e l m ed io am b ien te .

8. Pa ra a b ten er a lg un os tipos d e e ne rg fa , se qu e -

m an c om bu s tib le s f6 s ile s , 10 q u e p ro d u ce u n a

em is i6 n d e CO 2 a la a tm 6 s fe ra . E s te g a s es e l

p rin c ip a l re sp o n sab le d e l e fe c to in v e rn ad e ro .

E x p lic a en qu e co n s is te d ic h o efecto y justiflca

lo s a sp ec to s p os itiv es y n eg ativ o s q u e tie n e p a ra

la v id a e n e l planeta,

9. lQw§ dlferencias e n cu en tra s -d e sd e e l punto

d e v is ta d e la rep e rcu s i6 n m ed io am b ien ta l-

e n tre u n a g ran c en tra l hldraulica y u na m in ic en -

t r a l hidroelectrica?

10. P ie n sa en e l p ap e l q u e pueden desernpenarlas

e ne rg ia s ren ov ab le s en z on as a is la d as 0 e n p ars es

e n vias d e d e sa rr ol lo . A co ntin ua c i6 n, c o m en ta

lo s re su lta d o s d e tu anal ls is .

11. In d ic a cu a le s d e la s s iq u ien te s a flrm ac lo n e s so n

v erd ad era s y c ua le s fa lsa s y j u st if ic a t us r es p ue st as :

• En u na c e n tra l s e c re a en erg ia elect r i ca .

• L a en e rg fa n u c le a r utiliza r e cu r sos renovables

pa r a su tra n sfo rm ati6 n en enerqfa electrica.• L a a ltu ra d e l salto d e ag u a en u n a c en tra l h i-

draulica i n f l uye decislvarnente en la po t enc i a

q ue g en era .

• L o s paneles fo to v o lt ai co s t ra n sfo rm a n la ene r -

g (a t er rn tca p re c ed e n te d e l So l ' e n en e rg ia

electrlca.

12. B usca in fo rm ac io n sab re la t r a ns f o rmac iOn a qu e

se so m ete la en e rg ia p ro c e d en te d e l So l en pane-

l es f ot ov o lt ai co s , h e li os ta to s y c ole cto re s s ola re s.

D e sc r ib e en qu e consisten e sa s tr e s te cn olo gfa s

d e tra n sfo rm ac i6 n d e la en e rg .fa so la r e in d ic a la

en e rg { a fin a l q u e p ro p o rc io n a c a d a un a d e e lia s .

13. l Q u e rezones h an p o d id a llevar a la s g ran d e s

cornparuas de produccion d e en erg Ja e le c tr ic a

a sustituir l as c e n tr a le s termlcas d e fu e l p o r c e n -

tra le s d e ciclo com b in ad o (co n p rod uc to s petro-

I f fe ros y g as n atu ra l)? D esc rib e, m ed ia n te u n dia-

g ram a d e b lo qu e s , e l cldo d e transforrnacion

enerqetica q u e se p ro d u c e en un a c en tra l terrnica

d e c arb on .

14. B u s ca i nf or m a ci 6n y t ra ta d e ex plic a r en qu e con -

slste la tecnica c on o c id a com o coqeneraclon,

C om en ta la s v en ta ja s q u e ap o r ta a la s in d u s tr ia s

este metodo d e a p ro v e ch a m ie n to enerqetico,

15. R efle x io n a en to rn o a la s a c c io n e s q u e p u ed e s

l Ievar a c ab o p e rso n alm en te p ara t ra tar d e a ho rr ar

en e rg fa . lC re e s q u e lle v an do la s a c ab o cu id a s e l

m ed ia am bie n te ? lD e qu e fo rm a?

16. Im a gin a q ue pud t e r a s p artic ip ar e n e l d i s eno d e tu

c a sa an te s d e su co n s tru c c io n . lQ ue te cn ic a s d e

ahorro y g es ti6 n d e la en e rg ia in tro du c ir ia s en su

d lse rio ? Sen a la q u e v en ta ja s ap o r ta c ad a un a d e

e sa s tecnkas co n re sp ec to a la s c on ve nc io na le s .

1.7. [P o r q ue se tra n spo rta la e l.e c tr id d ad en a lta te n -

sion? l Q u e rnaquina se u tiliz a p a ra e le v a r h as ta

la t e n s io n d e tra n spo rte e l v o lta je q u e s e g e n e r a

en e l a lte rn ad or d e la c en tra l?

18. B usca in fo rm ac io n a c e rc a d e l hidroqeno c omo

F u en te d e en e rg fa .. lQ ue tip o s d e a p ro v ech a -

m ien to d e l h id r6 g e no h a s en co n tra d o ? Desc rf-

b elo s b re ve m en te .

19. Expl i ca e l fu n c io nam ien to d e t res s is tem a s d e c a le -

fa c c lo n d ife ren te s , a n a liz a su fu en te d e en e rg fa e

in d ic a la s v en ta ja s e in co n v en ien te s d e cada u n o

d e al los ,

40 UNIDAD 3



6 g i c o s Y h o y p ro p o rc io

a s u n g r a n c o n f o r t . L o s h o g

r n o s d is p o n en d e e le c t r i c id a d ,

n te s a n i t a r i a , c a l e f a c c i 6 n , g a s , t e l e -

t e l e v i s i o n , s i s t e m a s d e c o m u n i c

s e g u r i d a d . . .



Todas las instalacione de las viviendas estan sujetas a una normativa

especffica que regula su ejecuci6n y puesta en servicio, La instalaci6n

electrica debe cumplir 1 0 preceptuado en el vigente R eg la m en to elec tro -

tecnico d e b a ja t en . si 6n (REBT), que contempla los edificios de viviendascomo un lugar de consumo de energfa elecrrica y establece a 1 0 largo de

sus artfculos e instrucciones tecnicas complernentarias (ITC) las directrices

basicas para ejecutar la s instalaciones de forma correcta, garantizando can

ello la seguridad de us futures usuarios y de la propia instalacion.

La conexi6n entre la red de distribucion de baja tension publica y el

cuadro general de mando y proteccion (CGMP) de cada vivienda 0 local

se realiza a craves de la acometida y de la instalaci6n de enlace. A conti-

nuacion, se muestran los elementos que forman parte de LIDainstalacion

de enlace en un edificio de viviendas, can los con tadores concentrados en

un solo punta:

r - - - - ~ - - - - - ~ ,Te interesa saber

Algunos edificios de viviendas,

debido a su elevada demanda

de potencia, disponen de un

centro de transformaci6n pro-

pio. Eneste caso, la acometida

coneeta el prima rio del trans-

formador con la red de distri-

buci6n de media tensi6n trifa-

sica subterranea, mientras que

del secunda rio parten, a tra-

ves de las redes de enlace, las

conexiones a las instalaciones

de los abonados.L . . . - _ , . .I

viviendas de usuaries locales de usuaries

Instalaci6n electricaen los edificios

13

12

11

10

9

4

2

R e d d e d is tr ib uc i6 n 7 Emplazarnlento

2 Acomet ida de conradores

3 C aja g en era l d e p ro te cc io n 8 Der iv ac i6 n i nd iv id u al

4 li ne a g en era l 9 F us ib le d e s eg ur id ad

d e a liment ac i6 n 10 Contador

5 In te rru pto r g en era l 11 C aj a p ar a i nte rr up to r

d e r na n lo b ra de co ntrol d e po ten cia

6 C aja d e d eriv aci6 n (p ara12 D is po si ti vo s q e ne ra le s

c o nt ad o re s c e nt ra li za do sd e m an do y proteccion

en m as de un lug ar) 13 In st al ac io n i nt er io r

In st ala d6 n d e e nl ac e e n u n e dific io ( co nt ad or es c en tr aliz ad os ).

ernbarrado de protecciony bornes de sal ida

8Es u na linea que form a parte de la instalaci6n de la red

de d i s tr i b uci on y q u e a li m en ta la caja 0 c a j a s generales

de protecoon ( CG P ). P ue de s er aerea 0 subterranea.

En e lla se a lo ja n lo s e le me nto s d e p ro te cc i6 n (fu sib le s)

de la lin ea g en era l d e al imentadcn. S e i m ta la

p referen tem en te en las fachadas e x te ri or es d e l os e di fi ci os .

E s l a lm e a q ue e nla za la c aja g en era l d e p ro te cc i6 n

c on la c en tra liz ac i6 n d e contadores d e l e d if ic io .

unidaddemedida

e mb arra do g en era l

y fu si b le s d e s eg ur id ad

interruptor

general

d e m a ni ob ra

M o du lo p ara c en tra liz ad 6n d e c on ta do re s,

42 UNIDAD4

Acomet ida

C a j a g e n er a l

d e p ro te cc i6 n (C G P)

L in ea g en eral d e

a lim e nta ci6 n (L G A)

Derivaciones

individuales (LDI)

Parte de la L GA y se e ne arg a d e s um in is tra r e ne rg ia e lec t rka

a la instalaci6 n d e un u su ario. C om pren de lo s fuslbles

d e seg uridad , el equ ip o d e m edid a y l o s d i sposl t ivos

g en era le s d e m an do y protecci6n.

E s u n re cin to c erra do d on de s e in sta la n lo s e le me nto s

p ara la m edici6n d e la en erg ia electrica co nsum id a en cad a

vivienda 0 l o ca I de l ed i fi c io , a s l c om o l os d is po si ti vo s

d e rn an do , c on tro l y protecci6 n de cada una de

l as d e ri v ac io n e s i n di v id u a le s .

Emplazamiento

d e c on ta do re s

Interruptor

d e co ntrol d e

p ot en cia (l CP )

Se trata de un interruptor au tom atko m aqnetcterrnko que

se instala para con trolar que la paten cia dem andada por

e l c on su mid or n o e xc ed a d e la c on tra ta da . E sM precintado y

s u in sta la rid n e s p ote sta tiv a d e la c om pa nta su min lstra de ra

Se en cu entran en el in terio r d e u n cu ad ro pr6 xim o

a la p uerta d e acceso a la vivle nd a y . 50n l os s i g u ien t e s:

In te rru pto r g en era l a uto m atic o (lG A). P ro te ge

c on tr a s o b re c ar g as y c o rt oc ir cu it os t od a l a i ns ta la ci 6n

d e la v iv ie nd a.

• In terrup to r g en eral d iferen cial (lG D). Esta d estlnad o

a la p ro te cc i6 n d e la s p erso na s y d e la p ro pia i ns ta la ci6 n

c on tra c on ta cto s in dire cto s d e to do s lo s c irc uito s.

P eq ue fio s in te rr up to re s a uto rn atic os m a gn eto tE !r mic os

( PIA ). P ro te ge n c ad a u no d e lo s c ir cu ito s l nte rio re s

d e la v iv ie nd a c on tr a s ob re ca rg as y c or to ci rc uito s.

Se rrata de una red independ ien te de las de energ ia,

cuy o o bjetivo es p roteger a las p erso nas, deriv an do a tierra

la s c orrie nte s d e d efe cto . EI co nd uc to r d e p ro te cc i6 n e sta

conectado con la tom a de tierra del edificio a n a v e s

d e la Ifnea d e en lace can tierra y d el b orn e p rin cip al d e tie rra .

L a uni6n €I S d ir ec ta , s in f us ib le s n i p ro te cc io n es .

Dispositivosindividualesd e m an do

y p r o te c ci 6 n

lnsta ladon

d e p uesta a tierra



T oma d e tierra•••••••••••••••••••••••

La toma de tierra de un edificio

de viviendas se suele instalar en

las zanjas de cirnentacion, antes

de iniciarse la construccion. Cons-

ta de un conductor desnudo dis-

puesto en forma de anillo cerrado

que recorre el perfmetro del edifl-

do y al que seconectan electrodos

o picas verticales clavados en el

terre no. La estructura metallca del

edificio se conecta a este anillo 0

a los electrodos.

b o rn e p ri nc ip a l

de tierra

lI ne a d e e nla c e

Instalaciones interiores

en viviendas

Las instalaciones de Lasviviendas estrin alimentadas por una red de dis-tribucion publica de baja tension de 230 V en alimentacion rnonofasica

(dos ccnductores. fase y neutro) y de 230 V/400 V en alimentaci6n trifa-

sica (cuarro conductores: tres fases y neutro). Los circuitos de las instalacio-

nes interiores son tnonofasicos, pues es el tipo de corriente que consumen

practicamente todos los electrodomesticos,

El REBT establece Losgrados de electrificacion, el ruimero de circuitos

de Lainstalacion interior y el nurnero mfnimo de puntas de utilizacion,

2.1. Grados de electrificaci6n

Se eontemplan dos tipos de elecrriflcacion en los edificios de viviendas:

basica (con un maximo de 5 circuitos) y elevada (mas de 5 circuitos). El

grado de electrificacion basica perrnite Lautilizacion del alumbrado y de

los aparatos electrodomesticos basico . El grade de electrificaci6n elevada

esta eoneebido para viviendas de gran tarnafio (5;;;, 160 m2) 0 con una

prevision importante de aparatos elecrrodornesricos.

El cuadro general de mando y proteed6n debe incorporar:

• Un interruptor autornatico general (lOA), de corte omnipalar (corta

todos los conduetores actives de la instalacion), independiente del

rep, de intensidad nominal adecuada a Lapotencia instalada.

• lnterruptores autornaticos (PIA), de corte omnipolar, para proteger

contra sobreeargas y cortocircuitos eada circuito derivado.

• Un interruptor diferencial par cada cinco circuitos derivados, desti-

nado a Laproteeci6n de dichos circuitos frente a intensidades dife-

renciales (derivaciones) residuales de 30 rnA como maximo ..

En 1 a siguiente tabla se resume 1 0 prescrito en el REBT:

i'5750 25

(2: tom as d e u so3450 B ase 16 A (2 P + T ) 16 2, 5 20)

general'". . .on

fI \ (3 : c oc in a y homo 5400 Base 25 A (2 P + T ) 25 6 25

~.1 2 ( 4: l av adora , la v ava j lll as

3450 B ase 16 A (2 P + T ) 20 4 20

:i y te rmos 7360 32

8...;

(5 : b a no , c u art oN

de coc i na3450 B ase 16 A (2 P + T ) 16 2, 5 20

0-

fI \

~ (6 : c irc uito a dic iona l d el tip o (1 p ar { ad a 3 0 p untos d e lu z

j 9200 4 0 C7 : circu ito a dic ional d el tip o (2 p ar ca da 20 torna s d e corrtente d e u so g enera l

...; (8: ca lefacci6n 5750 por c ircuito 25 6 25

(9: a lre acond ic ionado 5750 por c ircuito 25 6 25

11500 50 (10 : secadora 3450 Base 16 .A (2 p + T ) 16 2 ,5 20

(11: autom atizaci6n 2300 por circu ito 10 1,5 16

14490 63( 12 : c ir cu it os a d ic io na le s d e lo s t ip os C 30 (4 c ua nd a s e p r ev ea n, 0 d el tip o (5 ru and o 1 '1num ero de t amas de cor ri en te

ex ced a d e 6

La instalaci6n electrica en las viviendas 43



CGMPp r i v a do .

r--------- .....,.-c Aecuerda

Los sirnbolos electr icos de un

interruptor autornatlco dife-

rencial y de un interruptor au-

tomatico rnaqnetotermico son

los siguientes:

40A25A30mA

-o~-<)~

d ife renc la l m ag netoterrnico. __ ... ~ .J

I nt er io r d e u n i nt er ru p t or automat ico

m ag ne to te rm i co .

I nt eri or d e u n i nt er ru p to r a u to m a tk o

di ferencia l .

44 UNIDAD4

2.2. Cuadro general de mando

y protecclon

En el CGMP se encuentran los interruptores automaticos magnetoter-

micas y los diferenciales destinados a la protecci6n de las instalaciones

y de las personas. Dispone, adernas, de barnes a pletinas para la conexi6n

de los conductores de proteccion de la instalacion in erior can la deriva-

cion de la linea principal de tierra.A modo de ejemplo, se exponen a continuaci6n los esquemas unifilares

de los cuadros correspondientes a una elec rificacion basics y a una elevada,

25Ao32A

I(P IGA p ro te c ci 6n c on tra

sobretensiones(opeional)

E s qu em a u nifi la r d e u na v iv ie nd a c on g ra do d e e le ctrifk ac i6 n b as ic a.

40A lOA ,30mA _~[' 2Xl,5+TTX1,5mm

~ "" [I ( i l um inac i 6n)

6A_~['2 x 2,5 + TTX 2,5 mm2

,.." "" [2 (TCu sogeneral)

lOA

_ 1 < , 2X l,5+TTX 1,5 mm1,.." \" (6 ( i l um inac i 6n 2)

16A ._~,,2 X2,5+TTX 2,5 mm'

~ '" - (7 (T( u se25 A genera l 2)_",,,2X6+TTX6 mm'

,.." '" (3(cocina-

16 A horno)

_"'" 2X 2,5 +TTx 2,5 rnrrr '~-+-I-+-O;-t.., -', [4 (lavavajillas)

16A~ " ' I " 2 X 2,5 + TTX 2,5 mm1

~ '" (4( t e rmo)

16A_~,,2X 2,5 + TTx2,S mm'

~ " (4(lavadora)

16 A

_~,,2 X 2,5 +TTx 2,5 rnm!~ '" (5 (T( b ane

ycoeina)

25 A •40A _ / 0 " 2X6+TTX6mm

~ ", (8 (ea le facc i 6n)

~" 2X6+TTX6mm2•

~t;.---__.,.....--- (9(aire6 A a cond ic iona do)

_"'" 2X2,S+TTX2,5mm2

,.." " (10 (secadora)

.r-c:I(P IGA p ro tecc i 6n

contra

sobretensiones

(cpcional)

lOA

1------- [1 1 (d o m 6 ti ea )

2Xl,S+1,5mm'

E s q uem a u ni fila r d e u na v iv ie nd a e on 9 ra d o d e e le c tri fic a ci6 n e le v ad a .



n - n e nc h u fe s c on tom e d e tie rra

ordinaries 0 usos var ies «(2)

- c on potenc ia su perior a 3 kW (C 3)

_ electrodornesticos que utili z an aqua «(4)

- bases para bane y c oe in a « (5 )

(irwit05 de tomas de corriente.

1

® p unto de lu z

d interrupter sencillo

p conmu tador

C ir eu it os d e a lu m b ra d o « (1 ).

2.3. Puntos de utilizaci6n mlnimos

Entre los puntas de consume de las instalaciones electricas de las

viviendas se encuentran los siguientes: puntas de luz fijos, tomas de

corriente 0 enchufes para puntos de alwnbrado desplazable (10 A, 2 p + T),

tomas de corriente para usa general (16 A, 2 p + T) 0para diversos elec-

trodornesticos, puntas de conexion a tornas para sistemas de aire acondi-

cionado, calefaccion ...

E1REBT establece los puntos minimos de consumo para cada estancia

(vease la tabla siguiente). Estos preceptos son de obligado cumplimiento.

Acceso (1 Pulsador-t imbre

Vestlbulo

S a la d e esta r

o sa lon

Dormitorios

Banos

Pasil los 0

distribuidores C 2

Codna

Terrazas

y vest id o re s

Garajes

unifamil iares

y otros

P u nto d e lu z

I nt err up to r d e 10 A

C2 Base d e enchufe de 16 A , 2 P + T

C 1

(1P unto d e lu z

interrupter de 10 A

B ase d e enc hu fe d e 16 A , 2 P + T

Hasta 10 m ' (dos si 5 > 10 m il

U no p or c ad a p unto d e lu z

U no p or { ad d 6 ml

Haste 10 ml (des si S > 10 m il

Hasta 10 m ' (dos si 5 > 10 m l)

H a ste 10 m ' {dos 5 i 5 >1 0 m ')

U no p or c ad a p unto d e lu z

U no p or c ad a 6 ml

32

(8

(9

Toma de ca le fa c c i6n

Iorna de a i re acond ic i onado

(1P unta d e lu z

lnterruptor/corrnutador de 10 A

B as e d e enc hu fe d e 16 A , 2 P +T

lo rna de ca le fa c c i6n

32

(8

(9 Tama de a ir e a c on di ci an ad o

C 1P unta d e lu z

lnterruptor de 10 A

B ille d e enc hu fe d e 16 A , 2 P + T5

(8 Tama de ca le fa c c i6n

(1P unta d e lu z

I nt err up to r! co nmu ta d ar d e lO A

B ase d e ench ufe d e 16 A , 2 P + T

U no p or { ad a 5 m de lo ng it ud

U no en c ad a a c c e s o

H aste 5 m (dos si L > 5 m )

(8 Toma de ca le fa c c i6n

(1P u nto d e lu z

lnterruptor de lO A

B a se d e e nc hu fe d e 1 6 A , 2 P + T

B a s e d e e nc hu fe d e 2 5 A , 2 P + 1

B as e d e enc hu fe d e 16 A , 2 P + T

Basede enchu fe d e 16 A , 2 P + 1

Hasta 10 m ' (d os si S > 10 rn')

U no p ar (ad a p unto d e Iuz

Extractor y frigarifico2

C 3

(4

(5

Codna -homo

3 Lavadora, l a v a v a i i l l a s y termo

Enc im a d el. p l an o d e t ra b aj o

(8

(1 0

lorna d e ca lefacdon

B a se d e e nc hu fe d e 1 6 A , 2 p+ T

P u nto d e lu z

lnterruptor de lO A

P unta d e Iu z

I nt er ru p to r d e 10 A

B ase d e e nchufe de 16 A , 2 P + T

Secadora

H asta 10 m ' (d os si S >1 0 m 'l

U no p ar ca da p unto de lu z

H asta 10 m ' {das si 5 >1 0 m l)

Uno po r (a da p unto de lu z

H asta 10 m ' (dos si S > 10 m il

(1

(1

C 2

La inst-alaci6n elect-rica en las viviendas 45



Materiales y elementos utilizados

en las instalaciones electricas

• POT s u num erod e a la m bre s: hilo (5 < 6 mml) ,

c u er da ( 5 > 6 rnrrr ') , fil; is tic a (v aria , ru erd as d e h ilo s

muyfinos).

• Par su rigidez: dase 1 ( rfg id o, u n s olo a la mb re ) a clase 6

(extra f le X i b I e ).

• Par el n u r n e r o d e c o nd u ct or es : u n l p o la r e s , r n u l t ip o l a re s .

• Por e l tipo de aislam lento: papel im preg nado, pliisticas

(termoplasttcos y t er rn o es ta b le s ) y e la st 6m er os .

• Iubo protector flex ib le 0 c o rr uq a dc ( ln s ta la c io n es

e m p o r r a d a s l .

• T ub a protector rlg ido m oldeab le en caliente (insta laclones

d e s u p er fk i e) .

• Canales superficia l) .

T o m a s d e m . m n t e

o b a s e s d e e n c h u f e

• C iljas de em palm e 0 derivaci6n (monta je superficial ,

e rn p ot ra d as . e st an c as . .. ) .

• C ajas d e: m eca nism os.

• C ajas de cuadros de m ando y p ro te cc i6 n ( mo nt aj e

superficial ,

• B ornes y r eg /e ta s d e ronexidn.

• I e r r n i n a l e s t ipo s p a de , fa s t- on . . .

• P or ta la m pa ra s, p or ta tu bo s, a da pta do re s . ..

• B ase b ipolar can con tac to late ral d e tie rra tip o S c h u k o

de 10 A/16 A, 25 0 V (uso general) .

• B ase b ipolar con contac to de tierra de 2 5 A , 2 5 0 V lcocinil)

• Pufsadores 10 A , NC y NA . Ie l enup to res ,

• De supsrflde, empotrables.

• C ieg os, can pilato de senalizac i6 n.©

I n t e r r u p t o r e s

• Unipolares y b ln olares d e 10 N16 A . 250 V .

• C ieg as, con piloto de localizaci6 n nocturna.

• De 5uperfide , em porrab les, aereos. ..

• Deteetores de movim iento , te rm osta tos, te r iz ad os . ..

C o n m u t a d o r e s

• C o n m u t a do re s de 10 Ail6 A, 250 V.

• Cieqos, co n plloro de locelizadon nocturna.

• De su perficie, em po trab fes.

C o n m u t a d o r e s

d e c r uz am i e n t o

• Cruzam ientos de 10 A /16 A , 2 5 0 V .

• Degos, [O n p il ot o d e JOcaJizacion nocrurna

• De ernootrables,

D e i n ca n d e s ce n c ia

• Segun su potenda: 25 W, 4 0 W, 6 0 W, 100 W Y 2 00 W.

• Segun la form a de la ampolla.

• Segun el tipo de casqui l ln

H a I 6 g e n a s

F l u o r e s c e n t e s

• 5 e g u n s u l I o l t a je y rw tenda .

• Segun 1 0 1 tipo de ampolla/reflecror,

• 5 e g u n s u ap l i c ad6n (automol ' i les, e s p e [ t . : ! c u l o s ,

decoraci6n, r nu s e o s . . . ) .

• Segun s u potencia: 1 8 W , 2 0 W , 3 6 W , 4 0 W , 5 8 W y 6 5 W .

• Segun el tipo de tuba: lineales, circulares ...

• Seg un 1'1e lem ento arrancador: conjunto

c eb ad or- re ac ta nc la , b ala sto e le ctr on lc o ...

D e b a j o m n s u m o

46 UNIDAD4

• Segun s u potencia: 9 W , 1 3 W , 1 8 W , 2 6 W Y 3 2 W .

• 5 e g u n 1 '1 ripo d e amrw l l a p r o t e c t o r a .

• Segun el tlpo de casquillo .



• S on h ile s me ta li co s d e c ob re (e n v iv ie nd a s, lo ca le s c ome rc ia le s e i nd u st ri as ]

o a lu mi nio (en lnstalaciones i ndust ri a le s con e le vada p re vi si on de ca rga l, r ecub ie rt os

c on una 0 v a rla s c ap a s d e ma te ri al a ls la nt e, S u m is ie n e s t ra ns po rt ar la c orri ent e

e led ric a d es de la fu ente d e energ fa e le ct rk a b a st a los receptores.

• E n l a s i ns ta la c ion es i nt eri or es d e v iv ie n da s 51' u ti li z an conduc to re s r fg i do s 0 flexibles

d e c ob re c on d ob le a is la mi ento d e P VC de 4 5 0 V / 7 5 0 V de t ensi on . No obs tant e,

en otros p untos d e la lnstalaridn se emp le an conduc to re s con a i slam i en lo

de poli et ile no ret ic u la do (0 ,6 kV / 1 kV ), de poli ole fi nas 0 de neopreno.

• La secdon d e lo s mlsrnos va en fu nc i6 n d e la reladen ex i sten te ent re la intensidad

d e c arg a p re vis ta y la intens id ad m ax im a a dm i si ble p or d l ch a s ec cion, p or u n la do,

y d e la calda d e tensi on q ue se p rod uc e e n la li ne a, p or e l ot ro.

Los c on du c to re s d e una i ns ta la dd n d eb en ser fa ci lm en te i de nti fi ca b le s,

e spe ci al ment e e l neu tro y 1'1de protecdcn. Esta ldent l f lcaden se rea l iza

a t raves d el c olo r d el a is lam ie nto d e su cubier ta

Neutro Azul .

Protecci6n Verde-amari l lo

Marron.ase Negro.

• P ro po rc io nan a is lam ie nt o e le ct ri co y p ro te cdon rne can ic a a lo s cab le s eonduc to re s

de las insta l aciones e ledri cas.

• D eb en lener u n d la rnetro ta l q ue sea p osib le a loja r y e xt ra er c on fa ci li da d lo s c ab le s

o conduetores ais lados, y s u s up erfi ci e i nte ri or n o ha d e p re se nta r e n n ing u n puntoa ri st as , aspe re zas a f isu ras suscep t ib le , de dana r a aquello s.

• la sc onex ione s entre c ond ud ore s se rea liz aran en 1'1 i nt er io r de c a ja s a p ro p ia d as

de mate ri a l aislante y no p rop ag ad or d e la llam a. S u p ro fu nd id a d s era , a l m e no s,

igual a 1 ,5 veees e l d ia me trc d el tu bo m ayor, ca n un m inim o de 40 mm.

• L as c a ja s d e m ec anis mos s on d e m ateria l p la stic o, la s d e tip o « unlv ers al» p ued en

alojar elementos de cua lqu ier fabricante yes p os ib le e ns am b la r v ar ie s entre sf.

• No esta p erm itid a la u nion d e conductores para realizer empalmes 0 derivaciones

por s imp le retorc lm iento 0a rroli am ie nt o e nt re s i d e a q ue li os , s in o q u e d eb sra

I le var se a cabo util izando bornes y reg le tas de conex i 6n .

• S e u tiliz an e n la s ins ta la ciones inte riores d e v iv iend as p ara la ronexlon a la red

de a l imenta r ion de los recepto res ( e lec t rodomestkos , p untos d e lu z ... J .• D is pon en de dos t erm i na le s p a ra e ls um in is tro electrko (fase y neutro)

y d e u n term ina l q ue slrve para c on ec ta r a t ie rr a la masa de los recepto res (TT).

• P erm iten 0 i mp id en e l p a so d e la c orr ie nte m ie nt ra s se mant ienen pu lsados

(N A 0 N C ) .

• H acen p o s l b l e el a cc ia nami ento d e tim b res , m otores d e p e rs ia n a s . ..

• P erm iten 0 im pid en el p aso d e la corrienre media nte su ace iona mlento manual

o c on tr ola d o a t raves d e a lg u n sensor y de l cor re spondi en te c ir cu i to elect ronico,

• E n l as ins ta la cione s d e la s v iv iend as p erm iten e l c ontrol d e u n p unto d e I uz d esd e

una pos ic io n d et erm in ad a d e la e st anc ia ( co d na , a s e o , t e r r a z a , b a l e e n . . . J .

• P erm iten d eriv ar la c orrie nte elertric a q ue entra p or el b orne rornun (C) a lo s bornes

de sa li da de fo rma a lt erna ti va .

• (on d os conm uta dores se p ued e ccntrola rei enc end id o d e u n p unta d e lu z d esd e

de s lu ga re s d i st in to s de la e st an ci a ( do rm i to ri os , pasi llo d i st ri bu i do r, ent rada ).

• D lsp onen d e d os b ornes d e entra da y d os d e sa lid a.

• En romb inadon c on d os c onm u ta dores , p erm ite n e l e nc end id o d e u n punto de Iu z

desde tres 0 mas lu ga re s d is ti nto s d e la estanc ia (dorm itor io , pas il lo d i s tr ibu i dor ).

E sq uem a m ultifila r c on u na tom a d e c orriente en c ad a c irc uito

de la v iv ienda .

«(1) --~-----------

~«(2l---~---~------------

~ : ~ ~ : - - - - - , _ - - - - , _ - - - - t - - - ~ ~ - - - - - - - -«(5) ----+--l----I-----1---~

E s qu ema mu lt ifi la r c a n los d ife re nt es a c ci on am ie nt os d e u n punto

d e lu z q u e se i ns ta I an e n la s v i vi en da s.

c,

L 3

neutro «(1)

TT«(l)

• E sta sla rnp ara s d is pone n d e u na amp o! la q ue c ontie ne u n fila m ento d e w olfra mio

y un gas i ne rt e ( ar gon y n it r6 geno) , que a kanza gran tempera tura (2000 ·C)

a l s er a tr av e sa d o aquel por ia cor ri en te , 10 q ue h ac e q ue se em ita lu z y c alor.

• S on m uy sim ila res a l as incandescen tes, pero l a a m p o l la mntiene e s t a v e z

un ha lo geno (po r e jemp lo , yodo), ju nto c on un g a s n ob le (c omo e l a rg on ).

• L a tem p era tu ra d e fu nc ionam iento e sm a s a lia q ue e n la s inc and es centes ,

r ep roducen me jo r lo s colo re s y tienen u na v id a m ils la rg a.

• S e tra ta d e l a r n p a r a s d e d es ca rg a e n u n g as : la e m l s l o n d e lu z s e p ro du c e p a r 1 '1 paso

de la corriente electrka a tra ves d e un g a s no ble ( ne on, a rg on ) me zc la d o c on v ap or

de mercu ri o. Son la m pa ra s fr la s y c on b aja reproducdon crornat ica.

• N E 'c esita n un eq uip o d e arranque.

• S on l am p a ra s flu ores centes q ue l levan inc orp ora do el eq uip o d e a rra n q u e

(b a la st o e le ct re ni co ) y q u e d is pone n de un c as qu illo d e lam pa ra i nc a nd es ce nte .

• E m iten a prox im a dam ente ru atro v ec es el flu jo lu m inos o d e u na i nc and es ce nte

d ela m lsm a pote nc ia y tie nen u na v id a m a s la rq a.

E s qu ema mu lt ifi la r d el e nc en di do d e una la rn pa ra flu or es ce nte ,

fase «(1)

(L l Ireactancia

neutro (e1)

t uba f luorescente

cebador

La instalaci6n electrica en las viviendas 47



• S equn 1 '1 t ip o d e s um in is tr o y s u num ero d e p ole s:

u ni po la re s, 1+N, b ipo l are s , tripolares, te t rapola res,

• Segun su i nt ensi dad nom i na l (In), tamblen l Iamada ca li b re :

25 A , 30 A , 35 A , 40 A , 45 A , 50 A , 5S A , 60 A Y 63 A .

, • Segun su poder de corte: 4 ,5 kA Y 6 kA .

• Sequn el tip o d e su m inistro y IU nL ime ro de poles:

b i po lares, t ri po lares, te trapolares.

• Segun IU calibre 0 i nt ensi dad nom i na l: 25 A, 32 A , 4 0 A,

50 A y 63 A .

• S egun IU p od er d e cor t e : 4 , 5 k A , 6 k A Y 10kA.

• S egun 1 3 r u r v a de d is p a r o : B , C Y D .

5egun 1 '1 n Li m er o d e polo s p ro te gi do s: D PN (1 +N),

b i po lares, t ri pol ares, te trapolares.

• S egun su calibre 0 I n : 6 A , 10 A, 16 A , 20 A , 25 A, 3 2 A , 40 A ,

SOAy63A .

• S egun su poder de corte: 1,5 k A, 3 kA , 4,5 kA , 6 kA Y 10 kA .

S eg Li n la c urv a d e d ls pa ro : B , C Y D .

• S eq un el nu mero d e p oles p roteg id os: b ip ola res ,

tetrapolares.

• S egu n s u intensidad nom ina l: 2S A , 4 0 A , 63 A , 80 A Y 100 A .

• Sequn 1 3 sensibi l idad 0 i n te ns id a d b a se d e fu g a (I,)

p ara la c ua l s e p rod u ce la d es cone xi on a u tom a ti ca : lO rnA

y 3 0 m A , p ara v iv ie nd as ; 3 00 m A y 5 00 m A , p ara u ses

industriales.

Segun 1 '1 t ipo de t ernpo ri z a ci on : i n st ant aneo ( vi v iendas ),

s ele ct iv e y r eg u la b le (u s os t er ci ar io s e n ambos (aS05).

• S eg un el nu m ero d e p olos: u nip ola res, D PN (1+ N ),

tr ip ola re s, 3 +N.• Segun s u 1m,,: 8 k A , 15 kA , 40 kA Y 6 5 kA .

• Sequn IU t en si on r es id u al: 1 ,2 k V , 1,5 k V , 1,8 k V y 2 k V .

• S eq un el tip o d e ins ta la ci6 n q ue p roteg e: eq ulp os

eh~ct li c os (PRD ), r edes t el ef 6n le as (PRC )I' lnforrnatiras

(PRI).

~III'

I

• S egun su f orm a y t amano : c i lf nd ri cos , de cuch ill a,

m i ni a tu r a . ..

• S eq un el tip o d e env olv ente: v id rio, c era mic a.

• S egu n s u poder de corte.

• S eg un su intensid ad nom ina l (1.).

• S eg on el tip o d e e lec trod o u tiliz ad o en la torna d e tierra :

p ic a , t u b e , p l et in a, c on du c to r d esnu do, p la c e, a nlllo ,

a rm a d u ra s d e horm i g6 n e nt err ad a s,

• S eq un la fu nc ion q ue d esem p erie e n la insta la ci6 n:

c on du c to r d e p ro te cc i6 n ( TI ) y c on ex io n e qu ip ot en ci al._l_

48 UNIDAD 4



• 5 e t ra ta d e u n in te rru pto r a uto rn atic o d e d isp aro r a p i d o , cuyo cal ib r e . I,

se c o tr e~ p on d e c on I a po t e nda c o nt ra ta d a, R e b as ad a €sa in t en s i d ad produce

la desCO'nexiondel c u a d r o de r n a n d o y protecdon a l a r ed . N o d eb e c o n s i d e r a r s e

un e lem en to d e protecdon n i d e d e s c o n e x l o n de la lnstaladon.

• P ara e l g r ad o d e e le ctrlfk ad on b as ic o(P ~ 5 7 5 0

Wl,.l"= 2 .5 A ,

m ie ntr as Q u ep a r a

el e l e v a d o (P ~ 9 2 . 0 0 W ) , .I n = 4 0 A .

• EI e n v o l v e n t e p ar a e ll eP h a d e s e r predntab le .• E n 1 0 5 s u m l r u s t r o s de t a ri t a n o c t u rn e s e i n s t a la u n c o n ta c t o r q u e c o r t o c l r cu l t a ellCP

du ran te ' la s n o r h e s para e v h a r qu e s a n e po r e x c e s o de c o n s u m e .

• En el caso de potsndas con tr a tad a s cu y a i n ten si d ad nornina le s super ior a 6 3 A,n o se c c l o c a un Ie?; e l co n tr o l, d e po ten c ia s e e f ecn ia med ian te i n t e r r u p t o r e s

de intensidad requ lab te , rnax lmetros 0 integradores incorporados en el equipo de

medlda

I Pr ot ege con tr a sobre in tens ldades y c o rt o dr ce it o s e l c c nj u nt o de la instalad6n

in te ri or d e l a v iv ie nd a m e dia nt e l a acdcn c cm b in ad a d e u n d is po si tl vo te rm i( a

( so b rs ca rq a l ig e ra , p er c d e l ar g a d ur ad o n) y un d l sp o sl tl v o e le c tr omagn e ti co

( so b r ec a rq a s e le v ad a s y cortocrrultos] . E s i nd ep e nd fe n te d e l r e p .I S iem pr e d eb e e x ls tir u n in te rr up te r g en er al a uto m at lc o d e c or te o m nl pn la r

r on p cde r de corte s ufi de nte p ar a l a in te ns id ad d e c or tc dr cu ito q ue p ue da

p ro d u d r s e e n el p unta de s u in 'i t a lac ion , de 4 ,5 kAcomo m t n n n o .

I Realizan la rn l srna f uo c i6 n q ue el in ter rupter general automatlco, p er o c on la

d ife re nd a d e Q u e ( ad a u no p ro te ge d e fo rm a s ele ctlv a e independiente 1'1drcuito

e n e l qu e s e e n c ue n t r a E I n u rn e r o d e c ir cu it os y , p or t an to , d e P I A d e p e nd e del .q r ado

d e electr ificacio n de la vivien da

• S e i n s t a la n e n l a « c a b e ce ra » d e c a di l d rc ui to i nt er io r ,/500 d e c o rt e omnl po la r,

• S u in te ns id ad n om in al d eb e te ne r e l v a lo r n orm aliz ad o in me dia ta me nte in fe rio r a l

d e l a i n te n st da d m a x im a a dm is ib le ( } 1 ) d e lo s c on du cto re s d el d rc ui to q ue p ro te qe n.

I S e tr at a d e u n in te rr up te r a ut om a tlc o d es tin ad o a f a p r ote co cn c on tr a c on ta cto s

i nd ir ec to s d e t od os le s c ir cu it os . D es co ne c ts l a i ns ta laC i6 n . en e l m emen to

e n c u e d ete cta u na fu ga 0 d er iv a ci 6n d e c o rr is nt e s up e ri or a la s en si bi ll da d ( . I , )

de!d i spo . si t ivo .L a .der fvad6n puede produorse p ar c on ta c to d fr ec to 0 a t ra v es

d e cu a lq u ie r r n aqu ln a 0 elec.trodamestico.

IV er ific aq ue la d ife re nd a e ntr e la c or rie nte q ue e ntr ae nla in sta la do n y la q ue 5 ~ le

s ea n ul a, e n c uy o c as e 00 a c ni a. S f d fc i1 a d if er en c ia s up er a f a s e n si bi li d'a d d e f m i smo ,a ct ua a br ie nd o s us c on ta cto s y desconec tandola i n s t e t a c t o n d e la re d.

• S u fu nc io n f un dam en ta l e s p ro te ge r a la s p er so na s fr en te a . ds sc ar qa s.

• E nv fv ie nd as , t od os l os d rc ui to s q ue da ni n p ro le gi do s c on tr a c on ta cto s [ nd ir ec ta s

m e d ia nt e e st e t lp o d e p ro te c dc n es , c u ya in te n si da d d lf er en cl al r es id ua l. m a x im a

n o de be su pe ra r n un ca lo s 3 0 mAo

ID isp on e d e u n b ote n d e p ru en a p ara v en ne ar su e sta do d e fu nd on am ie nto .

I S u in te ns id ad n om in al d eb e s er ig ua l 0s up e ri or a l a d e 'I IGA .

• P ro te g e Ii i in st al ad 6 n i nt er io r d e l a v iy ie n da c o nt ra s ob r et en si on e s transltorias

q u e s e Ira ns m ile n p o rl a s re de s d e d istr ib u do n y q u e se 0 r ig inan ,

f un da rn e nt al rn e nt e, c omo c o ns ec ue n da d e d es ca rq a s a tr no sf sr lc a s, c on rn u ta d on

d e r ede s y d ef er to s e n l as r nls m ss ( de sc ar gil do re s d e r ip o P RD) .

I Ex is te o lam b ie n d c sc ar qa d or es d e s ob re te n sl on e s d e st in ad c s a l a p ro te rd on

d e r ed es te 'l ef 6n ic as ( cu yo v oll aj e s e s it ua e ntr e 1 2 V Y4 8V ) Y d e r ed es l nt or rn ati ca s

o d e d ato s ( 6 V ) c on tr a l as s ob re te ns lo ne st ra ns lt on as d e o rig sn a tmcsfsrko

( de sc a rg a do re s d e t ip o PRCy PR l) .

I Pro tegen las lns ta ladones y l o s equ l p os e l ec l ri cos con tr a s o b re l nt ens ld ad es

y c or m dr cu rt os . C u an da f a c o rr fe nt e q ue p as e p ot e [ f u si bl e e s s up er io r

a s u l n te n si da d n om i na l (In) , se g en er a m as c alo r d el q ue s e p ue de e va cu ar

y el f i l amen to acabafund iendose .

I Despuesde 5 1 . 1 f us io n , d e be r ee rn pl az a rs e p or o tr o.

I La si nt en sl da d es n om i na le s d e l as f us ib le s q ue 5 1' u t ii lz an en l n st e la c io n e s

d om es tl ca s s on 4 A ,6 ,3 A , 10 A , 15 A ,10 A Y 2 5 A.

I L a pu es ta a ti er ra e s Ii i un i6 n d ir ec ts d e u na p ar te d el d rc ul to e le ct ri co 0 de una

p or te c on du cto ra n o p er te ne de ri te a l m is mo c on u n e le ctr od e 0 g r up o d e e le ct ro de s

e nl e- rr ad ose n e l s u el o, P er mi ts e l p as o a li er ra d e la s c or rie nt as d e d et sc tc

e n l al ns ta la de n, S e t ra ta d e u na p ro te cd en c on tr a c on ta rt os i nd lr ec to s,

• S uo bj et o e s e lim in ar la t en si on e le ct ric a q ue p ue da p re se nt ar se r no m sn ta ne ar ne nt e

en l a s m a s a s me ti il ic J s d e l os r ec e nr or es , d e ri va nd o a t ie rr a l as c or re sp o nd re nt es

co rn en te s d e d e fe c to .I Ase g ur an l aa c tu ad o n d e l as p ro te rc lo n es y e lim in a n 0 am in o r an e l r ie sg o

qu e SUPO )w u na a lf er ia e n J o sm a te ri al es e le c lY i co s.

E jemp lo d e e sq uem a u n if il ar d e c ua dr o g en era l d e c on tr ol y protscdon

d e u n a v iv ie n da c on e le c tr if ic a ci 6n b a s k a y d rcu i to s desdobiados,

l O A_~r 2 X 1 ,5 + - T TX 1,5 m m '

~ .'>,- C I a ( il u m in ad 6 n A )

25 A_~t ' 2X6+TIX6mml

~ " ' ,0 (coM a -n um o l161\ ,_~t' 2 X 2 ,5 +nx 2 ,5 m m

- -- 'O -f- H -- <o ;- .. .. ", . '\ C4 ( l a v i I , a j i l l a , l )

161\_~t' 2 x 2 ,5 + nx 2 ,5 m m '

~ \", - (4 l~rmo)

164~2 x 2,5 +nX 2.5 m m '

-\ (4( I, .waora)

16 A )_ ~ r 2 x 2,5 +nx 25 mm

~ C 2a (T(uIQsvarios)

16A

;ti;,x 2,5 + rr x 2,5 mm l

, , . C 2 b (frigorifi (0-

lOA c o n g e l a d o r )

~ZX1,5+TTX1. .5mm]

> '" (1 b (iluminocion II)

16A~2 X 2,5 +n x 2,S m m

l

) , \ - ( 5 (K b a n G y c o d n a )

E jem pl o d e e sq uem a in te rn o d e u n i nt er ru pto r d ife re nc ia l.

F

N

c u ando I, - I"> 30 m Aa c nr a e l d if er en d al

bobina :

ruiclao

in terru ptor

diferencial

S i to ca rn os u n e le ctro do me stk o q ue tie ne a lg un a d eriv ad on a la c afc asa

, m e ta [r ca , p od er no s s uf ri r u na d es ca rq a, a , rn en os q ue fa i ns ta la ci6 n in c! uy a

to ma d e tie rra . En e s te c ase , 1 0 c or ri en te d e d er tv ac io n p as a p or e l c ab le

de p ro ts cc to n y 1 " 1 . 0 a n av es d el c ue rp o,

e le ctro de e n a nillo

jO'80m

I

1I

~4m

La instalaci6n ei,kt,ica en las viviendas 49

2m

I

~



Represen tac ion topogra fka .

5ecciones

de conductores•••••••••••••••••••••••

Las secciones de los conductores

para los distintos circuitos de la

instalaci6n electrica de una vivien-

da se seleccionan en funci6n de

la intensidad maxima que vaya

a circular por ellos, teniendo en

cuenta las potencias de las lumi-

narias y de los electrodomestlcos

que se vayan a instalar. A conti-

nuaci6n, se incluyen las potencias

orientativas de algunos aparatos:

Codna 3 500 - 7 000

Homo 2000 - 50 00

tavadora 2000 - 3 0 00

Lavavaj i l las 2500 - 3 50 0

Frigorrfico 200 - 3 0 0

Termo 7 00 - 1 50 0

Radiador 1000 - 3 0 00

Acondicionador1000 - 2 50 0

d e a ir e

Televisor 1 50 - 3 0 0

Aspi rador 500 - 1 0 00

Plancha 500 - 800

Ordenador 200 - 50 0

Microondas 1000 - 20 00

Video 100 - 3 0 0

P e q u e n o s100 - 50 0

e lec t rodornes tkos

Puntos18 - 2 50

de a lumbrado

50 UNIDAD4

Representaci6n esquernatlca

y normas baslcas

Para representar graficamente la instalaci6n electrica de una vivienda

o de un local cornercial a industrial, se utilizan diversos sistemas. Como ya

vimos en la UNlOAD 1, de entre todos ellos destacan las representaciones

topografica, funcional 0multifilar, unifilar y circuital. En la confecci6n

de proyectos de instalaciones electricas, los sistemas de uso mas frecuente

son la representaci6n unifilar sobre cada plano de planta del edificio y Ia

represenracion funcionaL

A modo de ejemplo, se rnuestran a continuaci6n arnbas representacio-

nes, referidas a la estancia que figura en e l margen:

O J ((1)-.---t----------.J @ (0) -+--t--t--t-_,.-_,---t--_,-

(1 (2

Rep resent a c ion un if il a r. R e p r es e nt a ti on f un c io n al 0 mul t i f i lar .

En la representacion topografica se observan algunos detalles, como

pueden ser las distancias y las alturas que hay que tener en cuenta en la

instalaci6n de canalizaciones, cajas de registro, cajas de mecanismos

y puntos de luz en techo a pared.

En el siguiente esquema unifilar se representa la forma correcra de ejecu-

tar la instalaci6n electrica para puntos de luz y tomas de corriente en una

vivienda:

solo en e l ca so ~Uy - - - - ,

d e e sta r ju nta s t~!_. jlama de co rr ien te

C M P g e ne ra l

yaux i l iar

secc i 6n minima 0 puntas d e lu z

3 x 1,5 mm'

c ana liz ac i6 n m fnim a M -20 m m 0i ncandescenc ia

secc i 6n rnlnirna a tornas de

c orrie nte 3 x 2 ,5 m r rr '

canallzaclon minima M-20 mm 0

h al6 gena 23 0/12 V

c a ja d e r eg is tr o

h a l6 gena 230 Vno seadrnitira ninguno

d e e ste s m o nta je s

E j ec u cio n d e in st a! ac io n e h lc tr ic a c on p u nt es d e IU y t om a s d e c o rr ie n te .



)

Te interesa saber

A partir de 24 V, la corriente

electrica puede representar un

peligro para las personas. No

obstante, el dano 0 lesion cau-

sado en un cuerpo depende

de dos factores: la intensi-

dad de corrisnte que pasa por J

el cuerpo ylil. duration de di-

cha corriente. Losefectos sobre

el ruerpo humano, a 230 V Y

50 Hz, son los siguientes:

0,02D o lo r . L o s r ru is c u lo s

de la mane s e c on tr ae n,

0,07Apa .r ecen d i li c e lt ades

resplratortas,

5 1 ' p r odu c e f ib r if ac f6 n

ven tr icular . Puede

so b reven ir Ia m u erts

p o r a r r m n i a c a r d i a ca ,

0,1-0,2

M a s

de 0 ,2

S e producen

quemaduras

y se interrumpe

l a r s s p l ra c i e n .

Can estes datos queda clare

por que la sensibj)idad de IDS

interruptores diferenciales ins-

taladosen las viviendas es de

30 rnA como maximo.

C o n 1 '1fi n d e e vita r acdd an tes , es p re e lse

r e s p e t a r la s n o r m a s d e s e gu r id a d .

Normas de seguridad

Las instalaciones electric as de baja tension (400 V/230 V) induyen dis-

positives y elementos ideados para reducir el riesgo de accidente electrico:

interrupter diferencial y conductor de protecci6n. Aun aS1,es necesarioadoptar una serie de normas de seguridad para evitar accidentes. Entre

ellas cabe destacar las siguientes:

• No deben tocarse los aparatos electricos can las manes humedas

o sudadas a los pies descalzos.

• No hay que utilizar nunca agua para apagar un fuego que se este pro-

duciendo en un aparato electrico conectado a la red.

• Es precise respetar las normas de usa y seguridad recomendadas par

los fabricantes de los receptores,

• Es necesario desconectar los aparatos electricos antes de Iimpiarlos,

exarninarlos 0 sustituir alguna de sus cornponentes.

• Para desenchufar un aparato, no hay que tirar del cable, sino de la

clavija aislarue.

• No 58 deben situar cables 0 tomas de corrienre cerca de Fuentes de

calor.

• No hay que cubrir nl obstruir las vias de venrilacion de los recepto-

res electricos.

• E s necesario reparar inmediatamente lo s defectos en lo s aparatos

e instalaciones electricos, recurriendo a profesionales cualificados.

• No deben sobrecargarse las lfneas conectando demasiados aparatos

a una misrna toma de corriente. Se ha de evitar la utilizacion de

rornas multiples.

• Antes de realizer una reparacion 0 sustitucion en uri circuito de la

instalacion, debe desconecrarse e1 mismo a Haves del PIA cortes-

pondiente.

• Twos los apsraros elecrncos rienen que conectarse ala toma de tierra.

• Las tomas de corriente situadas en el exterior (terraza, jardin ... ) han

de alojarse en una caja estanca (proregida contra el agua).

• No deben dejarse aparatos electricos conectados al akance de los

nirios, y se recomienda que las tomas decorrienre sean de seguridad.

5.1. Normativa especlfica

Las instalaciones electricas han de regirse par las normas establecidas y

ser realizadas par instaladores autorizados. Por su parte, los derechos y

obligadones del usuario y de la cornpafila surnlnisrradora esran regulados

par e1REST En la tabla siguiente S8 indica el organismo emisor de las dis-

tintas norrnativas:

R E B T e fT C Minister io d e C l e n d a y 1emologfa

N o r m a s U N E d e r e f e r e n c i a e n € I R E S T

N o rm a s 1 e cn o l6 g ica s de la Edlfir a c i6 n (N 1 E )

N o rm a s p a r t k u la re s d e la s c o m p a f l f a s

s u ministrad ora s

A E N O R

M i n i s te r i . o d e F o m e n t o

Compania s u m in is tr a d o ra d e e n e rq la e l . fc tr ic a

dela zo na

La instalaci6n ele§Ctricaen las viviendas 51



las viviendas del futuro•••••••••••••••••••••••

La aplicaci6n de la informatica

a Iaautornatizacion y control de

las.instalaciones de la vivienda ha

dado paso a 1 0 que se conoce

c omo dom6tica a tecnologia de la

vivienda inteligente, que mejora

la seguridad y el contort e incor-

para sistemas de notable ahorro

enerqetico,

A is la mie nto d e l a v l vl enda

S is tem as d e c li ma ti za ci6 n

( ca le fa cc io n y ai re

a cond id ona do) y a qu a

caliente

Consumo responsable

Una de las maneras de reducir las repercusiones negarivas que sabre el

medio ambiente tienen la generaci6n de energfa electrica y el consume de

combustibles fosiles es hacer un uso responsable de la energfa. En las

viviendas se malgasra energfa elecrrica a causa, fundamentalmente, de tres

factores: habiros inadecuados, equipos mal concebidos y defectos en el

disefio y construcci6n (aislamientos deficientes, orientaciones incorrec-tas ... ). Existen, par tanto, dos vfas para lograr una mayor ef icac ia energetica:

una relacionada can la construcci6n de las viviendas, y la otra can e!usa

de los aparatos y los equipos electncos. La arguitectura bioclimatica apro-

vecha la energfa solar de forma pasiva mediante la consrruccion de

viviendas correctamente ubicadas y orientadas en su entorno natural.

Por 1 0 que tespecta a los habitos de consume, se detaUan a continua-

ci6n una serie de consejos para conseguir el maximo ahorro energetico

can muy poco esfuerzo. Algunos de ellos deberian tenerse en cuenta

durance la construcci6n de la vivienda.

50 %

30%-60%

60%

5% ( po r ( ad a. "C )

15 %

30%"80%

40%-80%

60%-70%

15 %

5 % ( pa r (a da "C )

70%-92%

80%

50%-90%

• lnstalar ventanas can tristale , dob les y cam ara de aire, ad em ss de clerres estancos.

A is la r l os t ec hos y rnu ros e x te ri ores , u t ill zando p ref eren tement e f ib r a s na tu r a le s y compuestas

(como f ibra d e v id ri o y lana de roe s) u otros m a te ria le s a base de cefulosa a m ad era

(ya q ue 'las e sp um a s s in te tk as u tl liz an gases perludlctales para el media ambiente),

• Aislar las cana l i zadones y d ep osito s d e a gu a c alien te .

• ln stala r te rm osta to s que p er mi ta n :r eg ul ar la te mp era tu ra d e ca da esta ncia .

No a brir las v en tan as c on lo s sistem as d e d im atiz ad on e nr en di do s ( di ez m inu tes 31 d ia son

sufk ientes para ventl lar l a c a sa l.

• Cerra r las habi tadones (y lo s radladores) que no s e e st en uti l lzando.

Si tuar las un idades ex ter io res d el a ir e acond lc lonado enl a zona scmbreada de l ed i fi c io .

M anten er los filtros de las un idades inte ri ores s iem pr e l im p io s.

Em plear sistem as de calefaccion po co perjudtnales para el ento rno: energ ia solar, b iog~ s .. ,

En el catentadcr de aqua, regular la llam a a la tem peratu ra adecuada 0 sltuar el termostato

entre 5 5 " C Y 60°(, R evisar peri6dicam ente el e s t a d o de la caldera.

Buscarlos qu e t tenenla c al i fi ca ci6 n A (e t ique tado energetico europeo) , ya que son los que menos

energia c o n s u m e n . La e l ecc iOn r e s u h a r a m as f,le il si se c o n s u l t s S U ' t a rj e ta , ene rg e ti ca.

Ap ag ar lo s apa ra to s cuando no se esten ut il lzando.

Son m as eficaces las cocinas y hom os de gas qu e las e le ct ri ca s. S f eleg im os u na c o ci e a e le c tn c a,

la s m as a d e c u a d a s son las v l t r o c e r e r n l c a s de l n d u c c l o n .

• No abrir la puerta del homo m ientras est€ funcionando.

• Situarlo lejo s d e las fuentes d e c al or .

• Abrir las puertas el menor tie mp o p os ib le . V er ific ar q ue derran herrnet i camente ,

• No lntrodudr alim entos calientes en su interior.

No o b st r u t r l a v en tila ci6 n d e la s re jilla s t r a s e r a s ,

• Ajustar el t e rr n o s t a to a una tem peratura no e x ce s i v a r n e n te b a ja ,

• l . a v a r p re fe re nte men te en frio .

• Esperar a Ilenarios para ponerlos e n m a rc ha .• Em plear los program as econorni ro s y no cen tr if ug ar excesivarnents la ropa

Aprovechar al max imo la luz solar.

A pa g< 1r la s lu ce s q ue n o e sta mo s u tiliz an do ,

tnstalar b ombi ll as f lu o re sc e nt es c o m p a c t a s d e b ajo c o n s u m e en l uq a r d e i nc a nd e sc e nt es ,

especialm en te en los lugares donde m as tiem po van a ser utilizadas,

Lo s t u b o s f u o re s c e n te s ma s e f l c a c e s son los delgados de b a l a s t o electr6nico.

Tratar y b om b ea r e l a qu a b as ta la s vlviendas requiere r n u r h a e ne rg ia , p or 1 0 qu e debe rnos e v ir ar

un rcnsum o m neceserlo. usando con sensatez un recurso en ocasiones rnuy escsso.

E Ie e l r o do me s ti (0s

e n g en er al

Cocina y homo

Frigorifico

lavadora y lavava,j i l las

iluminaci6n

Agua

Residuos

Reduc ir , r eu tl li zar y recidar por separado los dlterentes re sid ues (p ap el, v id rio , m etales ... ).

• Evitar los productos de usar y tirar y lo s q ue estanexceslvamenteembaladcs.

• Evita r la s pi las si e m p re que p u ed a uti lz a rse la e l ectri c id ad d el a red .

52 UNIDAD4



Tarifa nocturna

..............' ' . .

L a ta rifa n o c tu rn a e s u n a m od a li-

d ad d e c on tra ta c i6 n q u e red u c e

a rnas de la rnltad el predo d e l

consume nocturne (horas valle}

a c am b io d e un r e c a rg o d e apro-

x ima d ame n t e el 3 0 /0 en e l d iu rn o

(horas pun t a ) .

R esu lta m as b a ra ta cu an do la v i-

vienda d isp o n e d e sis tem as q u e

pu ed en fun c io n a r p o r la no c h e ,

c om o, p o r e jem plo , c a le fa c c i6 n

p o r s u e lo r ad i an t e 0 a c umu l a do r e s

d e c a lo r , d ep 6 sito s a ls la d o s p a ra

la a cum ula c i6 n d e ag u a c a lie n tey p roq ra rn a do re s q u e p e rm ita n

s u r eg u la c i6 n y pu e s ta en m arch a

dur an t e la n och e .. a s l com o la d e

d e t e rm i n a do s electrodomestkos.

L a f ra n ja horaria p a ra e l consume

nocturne varia en fun c i6 n d e la

epoca d e l an o : e n in v ie rn o v a

desde la s 23 h a la s 7 h , Y en v era -

n o, d es de las 24 h a la s 8 h .

FACTURACION

1. Potem:ia contratada

2. Energia consumida

3. Impto. sobre electricidad

4. A'iquilerequipos demedida

5. IVA

La facture de la electricidad

La campania suministradora facilita al usuario la informacion sabre Ia

energfa electrica que se ha consumido en la vivienda y el importe cortes-

pondiente en un documento denominado factura de la electricidad, emi-tido cada dos meses, La medicion de [a energfa electrica consumida la

realiza el contador, y las tarifas elecrricas que se aplican son establecidas

anualmente a traves de una orden ministerial y publicadas en el Boletfn

O fi ci al d e l E s ta d o . La tadfa para baja tensi.6n que se aplica normalmente

en viviendas es la 2.0.

En cualquier factum de electricidad, adernas de los datos fiscales del

cliente y de la ernpresa suministradora, debe figurar la forma de pago, la

oporruna referencia a la aprobaci6n oficial de las taritas electricas y los

datos del consumo, que son basicamenze los siguientes:

• Perfodo. Refleja las Iecturas del contadoren las fechas inicial

y final, asi como el resultado de la diferencia entre ambas, en kW . h.• Potencia contratada, Se trata de un concepto fijo que se paga inde-

pendientemente del consume de energia.

• Energfa consumida. Es la energta que se ha consumida durante el

perfodo de factl.lraci6n.

• Impuesto sabre fa electricidad, lncluye los castes econ6micos

derivados de la moratoria nuclear, un canon de compensaci6n a

municipios donde se instalan centrales electricas, etcetera.

• Alquiler de equipos de medida, Se paga solo cuando se dispone de

un equipo de medida alquilado a la campania.

• IVA. lrnpuesto (16%) que se aplica sobre la suma resultante de los

conceptos anteriores,

euros

4,4 kW x 2 rneses x 143,614 cent. €/kW mes

889 kwh x 8,1587 cent. €/kWh

4,864 % s/85, 17 x 1,05113

2 me s e s x 57 cen t . €/mes

16 % 5/90,66

12,64

72,53

4,35

1,14

14,51

IMPORlE 105,17

% de I. facturaoon desunadc al: C o s te , "" '; L ;O 93,623 % . Costes p ecm.nentes (BO£ 27/12/2003) 1,819 %. Cosees di"""ificacion (BOE 27/12/2003) 4,35 8 % .

CONSUMO

kwh

1000

10il0

1600

1400

1200

1000

800

00 0

40Il

200

o I I I I I I Ib J., Ag Oc D r F t, A bM •

Histori,)'! d~1 ron s umo

NQcontador

Desde

tecturs

Hasta

Lectura

0008808270

3/212005

042505

2/4/2005

043394

TOTAL kWh 689

E ~ i m p orr e d e s u c on su m o m e d io p or d fa d ura n t e lo s 6 1t im o s d a c e m e se s h a s ld o 1,4 6 €

D e la U e d e u n a f < )c lu ra d e la e lec t r iddad .

La instalaci6n e[ectrica en [as viviendas 53



1. Lecaliza en tu vivienda el cuadro general de mando 5. Repite el ejercicio anterior, esta vez para el cuarto

y pretecci6n. A partir de 10que observes, contesta de bafio, i.Per que no hay mecanismos 0 elemen-

las slguientes preguntas: tos electrkos cerca de la banera?lQW:; diferencias

oj lExiste I(P? hay en el funcienamiente del circuito de ilumina-

b) lDispene de IGA? l(ual es su intensidad

ci6n de ambas estancias?

nominal?6. Imagina que debes disenar la instalaci6n electr ica

c} lDispone de ID? l(ual es su sensibilidad? de tres viviendas de las siguientes caracterfsticas:

d) l(Uantos PIA incluye la instalaci6n? l(ual es • Vivienda A. De ella 50.10.sabes que va a tener

el valor neminal de cada uno? una superficie util de 120 m2.

e} l(en cuantos circuitos interiores cuenta la • Vivienda B. Esun apartamento de 85 m", don de

vivienda? se va a instalar, entre otrcs elementos, aire

f) Describe la funci6n de cada uno. de 10.5circui- acondicionado y calefacci6n mediante acumu-

t05 derivados. ladores electricos, La potencia prevista es igual

g) [Tlene la instalaci6n conductor de protecci6n0. superior a 9200 W.

0.tema de tierra? le6mo 10sabes? • Vivienda C. Desconoces 10.5recepteres que se

van a instalar, perc sabes que su superficie utll

2. En un enchufe, uno de los bornes esta cenectado es de 165 m2.

al cable de fase, el otro al neutro y el tercero (dos lQue grado de electrtficacion sera necesaria pre-

cantactas laterales 0 un borne desplazado) a la ver para cada vivienda y cuantos circuitos interiores

toma de tierra. Explica brevemente que pasaria si se d eberan Instalar en elias?

un nino intredujese un objeto rnetalko en uno

cualquiera de los tres bornes descritos. 7. Menciona las medidas para ahorrar energia que

se lIevan a cabo de forma regular en tu hegar de

3. Indica si es verdadera (V) 0 falsa (F) cada una de entre las sugeridas en la unidad. lPiensas que se

las siguientes afirmaciones: pueden Ilevar a cabo otro tipe de acciones sin

D Los empalmes y derivaciones entre conducto-mucho esfuerzo y con pequenas inversiones?

res deben realizarse siempre en el interior deCementa brevemente las respuestas.

las cajas de derivacion y mediante regletas8. lPor que todos los mecanismes de la instalaci6n

de conexi6n apropiadas.electr lca Ilevan una cubierta exterior de plastico?

D En caso de sobrecarga en el circulto de alum-

brado ((1), el interruptor general autornatico 9. Describe una situaclon en la que se pueda produ-abrira sus contactos, cir una corriente de fuga a tierra a traves de una

D Una instalaci6n conmutada permite el control persona. Analiza las causas y las posibles conse-

de una lam para desde des 0 tres lugares dis- cuencias de dicha fuga. lQue elementos y dispo-

tintos. sitivos de la instalaci6n deben actuar para evitar

D Nunca sedebe manipular con las manos hurne-este tipo de accidentes?

das un receptor electrico conectado a la red. 10. Si tuvieras la oportunidad de intervenir en el di-

D EI coste de la electricidad que consumimos sene de tu casa, lque rnetodos y sistemas pre-

depende de la potencia contratada. pendrfas para aprovechar la radiaci6n solar y

0 EIcolor del aislante que recubre los cables sirve reducir, con ella, la demanda de energia electr ica?

para indicar la funci6n de cada uno de ellos11. Utilizando el modelo de recibe de la paqina 53,en una instalaci6n electrica,

0 Los electrodornestlcos de clase A sen los quecalcula 10que tendra que pagar un usuario que

ha consumido 1400 kW· h durante los dos meses.mayor calidad de construcci6n ofrecen.sabiendo que su instalaci6n dispone de un I(P de

D E I Reg /omen ta elecuotecnico d e b aja ten sio n 25 A Y230V.t iene un caracter orientador (no. obligaterio).

12. Haz un listado con 10.5tipos de larnpara para

4. Realiza un croquis de la planta de tu habitacion. alumbrado general que hay en el techo de cada

Situa en el los elementos de control, bases de estancia de tu vivienda; incluye las que propor-

enchufe, lamparas y cajas de empalme. Representa cionan un alumbrado lacalizado, coma flexes,

el esquema funcional 0 rnultifi lar de su instalaci6n larnparas de sofa, de mesita, etc. (omenta los cri-

electrica, Cementa brevemente el funcionamiente terios que se han tenido en cuenta para la elec-

del circuito de iluminaci6n. cion del tipo de larnpara en cada dependencia.

54 UNIDAD4



o s o r f g e n e s d e l a e l e c t r 6 n i c a s e

r e m o n t a n a f i n a l e s d e l s i g lo X I X , c o n

l a s e x p e r i e n c i a s l I e v a d a s a c a b o e n

t o rn o a l d io d o y a l t r i o d o d e v a c i o . C o n l a

i n v e n c i6 n d e l t r a n s i s to r b ip o la r , e n 1948,

s e i n i d 6 e l d e s ar r o ll o d e l o s c om p o n e n te se l e c t r 6 n i c o s b a s a d o s e n m a te r i a l e s s e m i-

c o n d u c t o r e s , 1 0 c u a l p ro v o c 6 u n a a u t e n t k a

r e vo lu c i 6 n e n e st a c ie n c ia . E n 1959 a p a r e -

c i o e l p rim e r dnu i to i n t e g r a d o y , d e s d e

e s e m o m e n to , l a d e n si d ad d e in te g ra c i 6 n

h a c r e c i d o c on ti n u a m e n te . E s t o s p ro c e s o s

c r e c i e n te s d e m i n ia t u ri z a c i 6 n d e l o s cir-

c u i t o s e l e c t r 6 n i c o s h a n d a d o l u g a r a 1 0

q u e s e c o n o ce c o m o m i c r o e l e c t r 6 n i c a .

L a c o n s I a f l t e m e jo ra d e l o s c o m p o n e n te s

e t e r t m n t C Q $ i e I d e s c u b rim i e n to d e n u e vo s

m a te n a1 e S y tl : v e r t i g in o s o d e s a r r o ll o d e

l o s c ir c tJ ltO S iP te g ra d o s h a n h e ch o p o s i b le

q u e l a e l e c t r o n k a t e n g a u n a g r a n im p o r -

t a n c ia e n l a a c t u a l i d a d , y a q u e f a c i l i t a l a

s o l u c i 6 n d e i n f i n i d a d d e p r o b l e m JS Y

n e c e s i d a d e s . S u s c a m p o s d e a ~

m a s f r e cu e n te s s o n l a i n d u s tr i a , I.(OM.

n ic a c io n e s , l a e le c t r o n k a d e c o r l S Q m O y l a

i n f o r m a t i c a .

, .

m e a



A p a rata secam a nos a u ta m atico. F u~ (i0na

a 2 3 0 V (C A l Y c on sta d e u n re c ep to r (fo rm ad o

p a r u n con ju n to t ur bi na -r es is te nc ia c a le fa c to ra ),u na f ue nt e de a l imen t ac i 6n ( 5 V ,CC ), u n c ir cu it o

e le ct ro ni co d e c on tr ol y u n s en so r ( CI: !l ul a

fotoe lectrica).

Compone nt es e le c tr o ni co s ac ti vo s .

56 UNIDAD 5

La electr6nica y sus componentes

La electr6nica es el campo de la ingenierta y de la ftstca aplicada que

estudia el disefio de circuitos que perrntren generar, modificar 0 tratar una

sefial electrica, En arras pa l ab r a s , dichos circuitos se encargan de gene.rar,

procesar, transmitir, recibir y /o almacenar informaci6n, ya sea en forma de

sonidos, imagenes, datos, etcetera.

Las modificaciones que Bevan a cabo los circuitos electr6nicos puedencons istir en aumentar 0 atenuar la sefial (amplificacion y aten uacion ),

forzar el sentido de circulaci6n de la carga electrica (rectificacion) 0dejar

pasar unicamente aquellas sefiales u ondas electricas de determinada fre-

cuencia (filtrado).

La ccrriente elecrrica generalmente produce un efecto concreto al atra-

vesar un deterrrunado receptor. Para que la respuesta de este sea la deseada,

se suele incorporar una placa de circuito impreso formada por componentes

electronicos, cada uno de loscuales desarrolla una funci6n 0tarea especf-

fica denrro del conjunto.

Los circuitos electronicos pueden clasificarse en analogicos y digitales,

segun se trate de circuitos que permiten el tratamiento de una sefial ana-logica 0 digital. Una sefial es anal6gica cuando puede tamar cualquier

valor en el tiempo dentro del range permitido, y digital multivaluada

cuando' varia en el tiempo a intervalos concretos. Sin embargo, cuando

unicamente puede tener das valores, uno maximo y otro mtnimo, se deno-

rnina digital bin aria. En la actualidad, muchos de los aparatos y disposi-

tivos que ur ilizamos a diario conrienen circuitos electronicos digitales

(ordenadar, telefono movil, DVD, equipo de sonido, etcetera).

EI funcionamiento de cuaiquier

circuito electronico solo puede ex,

plicarse a partir del conocimiento

de la ripologta, los para metros y las

caracterfsticas de cada uno de los

componentes interconectados que 1 0

inregran. Estos se pueden clasificar

en dos grupos: componentes pasivos

y cornponentes actives. Tanto unos

como arras se fabrican, por 1 0 gene-

ral, normalizados, es decir, con para,

metros 0valores caracterfsticos de- ( and en sa d o re sa ls ctr ollti c os , 0 b se rv en se

terminados.l os d is ti nt os p a rame tr es .

Los componentes electr6nicos pasivos no generan ni amplifican por sf

rnismos sefiales electricas. Se comportan como cargas a receptores que

pueden atenuar, compensar a ajustar una sefial electrica en un circuito.Los componentes pasivos incluidas habitual mente en los circuitos

electr6nicos son las resistencias, los condensadores y las bobinas a

inducrancias,

Por su parte, los cornponentes electronicos actives pueden generar,

modificar y amplifiear el valor de una serial electrica. Son componentes

actives las baterfas, los generadores, los tubos de vacio, los diodos y los

transistores, En esta unidad nos ocuparernos de los dos ultimos, asi como

de los circuitos integradas, como ejemplo de las posibilidades de integra-

cion de los cornponentes electronicos construidos a partir de rnateriales

semiconductores.



6Componentes pasivos

2.1. Resistencias

Recuerda I

Cuanoo varias resistendas se :

conectan entre 5 1 en asocla- Icion serle, la resisteneia equi- Ivalente es:

R E = R , + R l + ....+ R n

Pero S I se conectanen asocla-

ci6n derivati6n:

11 1 1-=-++...R , R , R z R "

L. _,.-: ~ ....~ ..... ~ ! I ! ! ! I I I I ! ! : _ - 1

La funci6n de una reslstencia en un circuito es dif icul tar el paso de L a

corriente electrtca y , como consecuencia, producir una cafda de tension

entre sus terminajes, transformando 1aenergta electrica en calor. Las resis-

tencias pertniten distribuir adecuadamente los valores de tension e inten-

sidad en los diferentes puntos del circuito electronico. Los parametres

o valores caracteristicos de las resistencias son los siguientes:

• Valor ohmico (R). Mide el grade de oposici6n 0.1paso de 10.corrierue

y se expresa en ohmios (fl.). EI valor puede estar indicado numerica-

mente en la superficie de 1 8 resistencia 0mediante tranjas de colores.

• Tolerancia. Indica los valores maximo y minimo entre los cuales

estara comprendido su valor ohmico real, Se expresa en forma de

porcentaje del valor ohmico: ±1 %, ±2%, ±S%, ±IO% y ±20%.

• Potencia que puede disipar. Indica la potencia maxima a la que es

capaz de rrabajar sin que se prcduzca un sobrecalentamiento excesivo,

Se expresa en vatios (W). Las potencias normalizadas m as usuales

son 1 /8 W , 1 /4 \ ' > I f , 1 /3 W , 1 /2 W , 1 W , 2 \ ' > I f , 5 W y 10 \V

1 co lo r [ j numeros 1 1 multlplicadorll toler~ncial

oro DO :<::5%

plata DO ·0,01

negro

marrdn

rojo

nararjja

arnart l lo

verde

a z u l

rnorado

gris

blanco

incoloro

Esta forma de in dic a r e l valor oh r n i c o yla rolerancta de una r es is tenc ia

ocupa poco espacio y permite una facilidentificacion a simple vista.

Consiste en cuatro anillos de colores estampados sabre le superficie del

cuerpo de la resistencia. Los dos primeros anillos representan la primera

y sequnda cifra del valor 6hmico; el tercer anillo indica el factor par el

eual dsbernos rnultiplicar el resultado anterior, y el cuarto, que se

encuentra un poco m as separado, la tolerancia °margen de error en el

valor teorico ealculado. Observa el ejemplo:

C6digo de colores••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

EI valor 6hmico te6rico es de 2700 n(2,7 kill, Y el valor de la tolerancia

es ±5% de 2 700 fl, es dear, ±135 ft

Las resistencias son de rres ripos: fijas, variables y dependientes.

S e c ors tru ven c on u na m ez cla d e g ra fi to y ma te ri al a is la nte e n propordones a d ec u ad a s p a ra

ob te ne r e l v a lor o hrn lc o d esea do, q u ese e xp re sa m e d i a n t e e l cod igo d e colorss, Se e rnp le an poc o

d eb ido a su escasa p r e c i s i o n e i nes tab i ii dad t e r m i c a . S u potentia d e d isip ac i6 0 v a d e 1 /8 Wa Z W .

C onslsten en u n c il in dro de ma te ri a l a is la nt e s cb re el q ue s e d ep os ita u n a fin a c ap a de c a r b o n

co n d o s c as qu illo s e n 10 5 ex trem o;. $ u valo r 6hm ico se wl lS igve iab rsnd o un a h elice a 10 l3r90

de la su perfid e d e carbon, y se rcpresenta m edian te el c 6d lg o d e c olo re s. S on las m a s uti l izacias.

p ara p eq ue iia s p ote nc ia s (d esd e 1 / 1 0 W haste 2 W I .

S e c o n s nu y e n d e m a ne ra i de ntlc a a la s a nts nore s, p ero c a n u n a f lna pel lcula de a l e a c i 6 n metalka

q u e la s hace m uy estables an te la t em per at ura . S a n muy preosas. U t i li zan c in co a nli lo s d e colores

para representar su va lo r, ror respond iendo lo s c u a n o primeras a l valor 6 h m i c o . S on de 114 W Y 1 / 2 . W .

S e c on st ru y en b o bi na nd o hila de una a le aci en de N i -(r -A I s ab re un tubo d e materialcsramko

'i recubrlendolo d espu es can u n a c a p a de esm alte , EI valor 6 bm ic o s e in dic a sabre III superficie.

Se f ab ri can hast a va lo re s de Z Z O kf i y las potendas d~ d i s i p a c i o n van de I Wa '30 W.

Resls tencias de peHcula

d e c ar bo n, d e p elltu la m eta lic a

y bob inadas.

Eiect,onica 57



Las resistencias variables, tarnbien llarnadas potenci6metros, permiten

modificar su valor 6hmico desde cero hasta un valor maximo, mediante

un elemento desplazable 0cursor.

E s ta n c cn st it ui da s p or u na lam in a d e c a rb 6 n a g lom era d o d e po si ta d a s ob re u na b a se a ls la nt e

c i rcu la r 0 r ec t il fnea con sendos t erm ina l es en am bos extremes, sob re 13que 51 ' desplaza un cont a ct o

m 6 v il 0 c u rs or , u n id o a u n t er ce r t erm i na l d e conexicn: De esta forma se puede consegu i r 1 '1va lor

q u e 5 1' de see ent re c u alq u ie ra d e lo s e x t r e m e s y 1 '1 c u rs or. S e gu n 1 '1 ip o d e v a r l a d on , s e habla

d e p ot en ci 6m e tro s lin ea le s y lo ga rft m ic os , y s e q u n 1 '1 a c ci on am i en to , d e p ot en ci 6m e tro s d e a ju st e

i nt erno 0 t r i m m e r s y d e a ju st e e x te rno 0 variables.

S u v a lo r 6 hm ic o s ue le i r i m p re so s ob re la c a rc a sa e x tem a . L os v a lo re s m a s u su a le s s on 10 0il, 5 0 0fl.1 kn ,5 kn . 10 kn . 10 0 kn y l M il.

Depe lku l a

decarb6n

Denominados potencometros a reostatos, s eg u n la p a te n c ia q u e s ea n c a pa ces d e d is ip a r, estan

ronst i tu idos p ar u n c u e rp o c e ra r n l c o , n arm a lm e nt e e n fo rm a d e to ro , s ob re 1 '1 q u e s een ro lla u n h ilo

metaliro d e c ons ta nta n a d e u na a l e a c t c n d e N i ·C r· A I, re c ub ie rt o d e u n e sm a lt e v it rif ic a do a 10 largo

d e t od a su supe rf ld e , m eno s p ar u na p is ta la te ra l p ar la q ue s e p u ed e deslizar un cu rsor m e t s f i c o .

Lo s r eo st at os s e u ti li za n en drrul tos d e g ra n con sum a .

Res is tenc ias va r iab les de

pelicula de ca rbon y bobinadas.

B o b i n a d a s

Las resistencias dependientes son resistencias no lineales construidas

con materiales semiconductores. Su valor 6hmico depende de la variacion

de magnitudes tfsicas como la intensidad luminosa, la temperatura a elvoltaje,

Res i s tenc ias

dependientesde

Ia t e m p e r a t u r a

(termistores)

-R e s i s t e n c i a s

dependientes

dela luz

( fotormistencIas)

~stencias

dependientes

d e Ia tens l6n

( v a r i s t o r e s )

Pgrg p rg ctic gr

Su v a lo r 6 hm ic o d e pend e de l a tempera tu ra . En fu nc i6 n d e,1 ip o d e variacion, 51 ' puede hab la r

de N T ( (Nega t ive Tempera tu re Coeff ic i ent ) 0 de PTC(Posi ti ve Tempera tu re Coeff ic i ent ) .

En las p r imeras , 1' 1 v a lo r 6 hm ic o d e sc ie nd e a med id a q u e a umen ta la t em p e ra tu ra , m i en tra s q u e

en la s s e gu nd a s d e sc ie nd e c u an da d ism in uye la t em p e ra tu ra , E I v alo r nom in al d e a m ba s se refiere

il u na tem pe ra tu ra d e 25 0(,

S on m uc ho m as predsas que l os t e rmopa res y los te rmometros convenc i ona les , po r 10que t ienen

aplkadones en el control, c o rn p e ns a do n , r eq u la d on y med id a d e la t em p e ra tu ra .

E n la s re si st en c ia s L DR ( L ig h t D e p endent R e si st or) , e l v a lo r 6 hm ic o c am bi a c a n la intensidad

lum inos a q u e i nc id e s ab re s u s up er fi ci e, a u nq u e e st a v a ri ac i6 n no e s l in ea l. 5 1 ' puede a fi rma rq u e s on d e c a ef ic ie nt e neg a ti vo d e lum inos id a d: a m a s lu z , m enos re sis te nc ia .

S e u t ili za n en d is po si ti vo s d e r eq ul ad on , c on tr ol y med id a re la c ia na d as con la IUl. como c e l u l a s

fo toe lec tr lcas, fo tnmet ros, de tec to res pa ra a la rm as .. .

L a s r es is tenci a s VDR (Volt a ge Dependent Res is to r) l ienen un va lo r o h m l c o qu e v a r l a ca n 1 '1 voltaje

a p l i c a d o ent re s us e x t r e m e s , Concretarnente, d ism in uye con 1 '1a umen to d e la t en sio n a p li ca d a.

Se u t il iz a n en c i rcu it os es ta b il iz a do res de t ensi on , en d i spos it ivos de p ro tecc i6 n cont ra

sobretensiones, etcetera.

\\-c::::::J-

LD R

~VDR

Res is tenci a sdependi en tes : LOR ,

NTC,P T C Y VDR .

R ea liz a una tab la y anota en ella el resu ltado de las sigu ientes experienc ias:

1. O adas cuatro resistenc ias, identifica su va lor 6 hm ico y s u t ole ra nc ia

u tiliz ando el c6 digo de cola res. U sa el 6 hm etro para saber su va lor rea l.

Ca lcu la el va lor te6 rico de la resistenc ia equ ivaJente a l conecta rlas en

serie y en p a ra le lo y com para el resu ltado can el valor ob tenido a l m ed ir

c on el 6 hm etro.

2. Comprueba m ediante un 6hm etro la va riac i6 n del va lor ohrnlco de un

potenc i6m etro, m id iendo entre cua lqu iera de sus ex tremos y e l c u rs or.

M anta un c ircu ito u tiliz ando una p ila de 9 V, un potenc i6m etro de 100 ny un pequeno m otor de cc. M ueve el cu rsor y comenta 1 0 q ue o bs erv as .

3. U tiliz a un 6hm etro para m ed ir el va lor de una LO R en la oscuridad , con luz am b iente en el interior del ta ller, deba jo del

foco de una lam para y fuera del au la . A continuac i6 n, m ide el valor 6 hm ico de una N TC a tem pera tu ra am b iente, a la

tem pera tu ra corpora l (coqlendola entre los dedos) y acercandola cu idadosamente a un foco de ca lor (larnpara

incandescente, punta de soldador, etcetera ).

58 UNIDAD 5

------------------------------------------



E sq ue m a d e u n c on de ns ad or .

Vc(V)

VT

+--."......,....--,

l:t;empod.desC3fg.;> t (s)(t,,> $1)

1;tlernpc decarqa (r._<3 '5·r)

1: tfl.mpo dec .a rg .a . ( t ,~5 " l

l ::.. rnpod.desearae t (5 )( I . . > 5T )

P ro ce so d e c ar ga y descarga

d e u n c on d en sa d or .

r---...----- ,-; Te interesa saber I

EI faradic (F) es una unidad I

muy grande para medir la ca- Ipacidad de un condensador. IDe ahl que se utilicen subrnul- Itiplos, como el microfaradio I(1 ~F =: 10-6 Fl, el nanofara- Idio (1 nF =10-9 F) 0 el picofa- I

radio (1 pF = 10-12 Fl. IL .. J

~~.~~;:~.n:.~~.i : .~r?Se conoce como constante de

tiempo ( ' 1 ' ) al tiempo que tarda el

condensador en adquirir un 63%

de la carga total.

'1 '=R'C

donde C es la capacidad del con-

densador, y R , el valor 6hmico de

la resistencia a traves de la cual se

carga 0 descarga. EIt iempo total

de carga (t ) del condensador equi-

vale aproximadamente a 5 veces

la constante de tiempo:t=:5''1'=5'R'C

2.2. Condensadores

Los condensadores son componentes cap aces de almacenar pequefias

cantidades recuperables de energia electrica. Se utilizan en circuitos dec-

tr6nicos temporizadores, como filtros en las fuentes de alimentacion, en

circuitos electr6nicos de sintonta para radiodifusion, en supresion de para-

sitos 0 ruido electrico, etc. Estan constituidos por dos placas metalicas

paralelas, denominadas armaduras, separadas entre sf par un material

aislante conocido como dielectrico. Los dos terminales de conexi6n se

sueldan a las armaduras. Al conectatlo a una pila, baterfa 0 fuente de

alimentacion, un condensador se carga del siguiente modo:

• Cuando se conecta un terminal al polo negative de la pila, los dec-

trones en exceso de este polo se dirigen hacia la armadura cones-

pondiente, cargandola negativamente, y en la cara interna de la otra

arrnadura se crean cargas positivas por induccion electrostatics. Por

otra parte, la carga negativa acumulada en la cara externa de esta

Ultima armadura es atraida por el polo positivo de la pila al que estaconectada, con 1 0 que se completa la carga del condensador.

• Una vez finalizado este proceso, no hay mas transvase de cargas y,

por tanto, se interrumpe eI paso de corriente electrica a traves del

circuito, a menos que se aumente el voltaje aplicado a las armaduras

del condensador, Si se desconecta de la fuente de alimentacion, el

condensador rnantiene la carga aeumulada, gracias a la fuerza de

atracci6n existente entre las armaduras con cargas de distinto signo.

Un condensador en CC deja pasar corriente electrica por el circuito

hasta alcanzar 1a maxima carga. A partir de ese mornento se comporta

como un interrupter abierto. Normalmente, se sinia una resistencia en

serie con el, para evitar que se cargue instantaneamente. En CA, su com-

portamiento es diferente, pues el condensador se carga y se descarga muv

rapidamente. Su parametres 0 valores caracterlstico son:

• Capacidad (C). Indica la capacidad de almacenamiento de elecrrici-

dad. Se mide en faradios (F). Puede indicarse con una cifra estam-

pada sobre el componente 0mediante franjas de colores.

• Tension de perforacion del dielecrrico. Indica la tensi6n maxima

que soporta LID condensador sin que se destruya el dielectrico.

• Tolerancia. Indica la diferencia maxima (en %) entre el valor

nominal 0 teorico y el valor real de la capacidad de un condensador,

La cantidad de carga que puede almacenar un condensador depende de

la tension aplicada entre sus armaduras y de sus caracterfsticas constructi-

vas. La relaci6n entre la cantidad de carga almacenada y el voltaje aplicado

entre las armaduras e denornina capacidad:

Qc=~V

En la igualdad, Q represent a la cantidad de carga, expresada en culom-

bios; V, la tensi6n aplicada, expresada en voltios, y C, la capacidad del

condensador, en faradios. La expresi6n que relaciona la capacidad de

un condensadar can sus caracterfsticas constructivas es:

C= E S4 1 T ' 9.109 d

En ella, E representa la constante dielectrica del material aislante, S, la

superficie de sus armaduras, en m", y d, el espesor del dielectrico, en m.

Electr6nica 59



_ Tipos de condensadores

Segun su construccion, existen dos tipos de condensadores: fijos y

variables. Los fijos on los que se utilizan con mayor frecuencia; se clasifican

en funci6n del tipo de material aislante instalado entre las arrnaduras.

Lo smas u t ili z ad o s e n la a c tu a li d ad son lo s d e p la s ti co

y los cerarnlcos. Con losde p lastko se pueden consegu ir caparidadesrelat ivamente e l e v a d a s (entre 2 pF Y 1 0 I L F ) , con tensiones r n a x i m a s

de en tr e 30 V Y 1 000 V . Los cerarnkos s on lo s q u e m a s s e a c erc a n a l

condensado r i dea l. Sopo rt an poca tens i on y su capac i dad osc il a en tr e

varies pF y 22 0 nF .T ienen forma t ubu la r , paralelepipeda 0 d e d is c o.

Estan c o ns ti tu id o s po r d o s lam i na s d e aluminio ar rol lado separadas

po r u n p a p el a b sor be nt e imp re gna do de un e le c tr oli to , es decir ,

un l iq u id o c o nd u c to r d e l a c o rr ie nt e e le c t ri ca . E I dielertnco

1 0 const i tuye l a f in a p e lk u la d e 6 x id o d e a lu m in io q u e s e fo rm a s ob re

la a rma d u r a p o si ti va . Cone ll o s s e cons iguen capac i dades e l e v a d a s

e n un v o lumen r ed u c id o ( en tr e 1 ) .LFY v a r i e s mi l es de m i c rofa rad i os ).

N o se p u e de n c o ne c ta r a la C A .

Para variar la c a p a ci d ad , s e recurre a t re s p roced im i entos: carnbiar

la s u p er fi ci e d e e nf re nt am ie nt o d e l as a r m a d u r a s , la separadon

en tr e a rmadu r as 0 el dielectrico, Losde us c mas h a b it u al d is p on ende p l a cas r f g idas (on dlelectrico de a l re , p a p el , mi ca 0 plast ico;

med ia n te u n d i sp o si ti vo q ir at ori o, e s po s ib le d e sp la z a r u n a s

( on r es p ec to a la s otras, va r iando con e ll o su capac i dad .

j_

T c

C . . l . :

Yc. . . . L : .

T

Al igual que sucedia con las resistencias, los condensadores se pueden

conectar de tres formas:

Serie

Paralelo 0 der i vac i6n

Mix ta 0 compuesta

Para gradjcgr

Se t ra t a d e un a c omb i na c i6 n de l os dos t ipos ante riores.

5 6 011 1. M onta el c ircu ito experim enta l sob re una p la ca p rotoboa rd 0 simi lar . Si t ua el

conm u ta dor en la posicion 1 p ara c arg ar el c ond ensa dor. P oste riorm ente ,

coloca e l conm utador en la posic ion 2 y m ide m ed iante un cronornetro el

tiem po que esta emit iendo lu z e l d iod o L E D , 010 qu e es 10m ism o, el tiem po

d e d esca rg a d el cond ensa dor.

2. M onta tres condensadores del m ism o tipo y d e la m ism a capa c ida d en serie

y en pa ra lelo. Ca lcu la la ca pac idad equ iva lente en los dos ca sos y anota e l

tiem po de func ionam iento del LE D du rante la desca rga del conjunto

form ado por los condensadores conec tad os en serie y en p ara lelo. Com p ara

los resu lta dos teoric os c on los ex pe rim enta les.

3. M onta el c irc u ito tem poriz ad or del m a rgen, situa ndo un condensador en

pa ra lelo con la bob ina del rele, A cc iona el interrup tor y a na liz a e l re su lta do .

S itua ahora el condensador en serie con la bob ina . lQ u e ha su ced ido?

Com enta las d iferenc ias que has ob serva do en el func ionam iento de am bos

m onta jes . lP od ria s d esc rib ir a lg una a plica ci6 n?

_--- --------------------

Ceramicos

D e p la s tk oD e pape l

D e mi ca

D e sulfuro

de poUfen i leno

Electrolft icos:

• D e aluminio

• D e tanta l io

D e ajus te interno

o trimmers (de pres ion ,

de d isco ,de plaraso tubulareslc i l fndr icos)

• D e sintonia 0 ajuste

permanente

Cirrui to exper imental .

+ 4 70 0 fL F

25 V

Circu i to lempor izador .

60 UNIDAD 5



En lo s d rc ulro s s ln to niz ad ore s e s b asta nte

fre cu en te ~ us a d e b o vi na .s .

j--'--------'-,---"-.Te interesa saber

Laoposici6n que presenta una

bobina al paso de la corriente

electrlca en un clrcultc de CA

depende de su coeftclente de

autoinducclon, L , y de la fre-

cuencia (f ) dela cornerrte alter-

na S e conoce como reactancia

inductive (Xl) ' se expresa en

ohmios y tiene como valor:

Xl=2"1T-f·L

EIvalor eficaz de la intensidad

de la corriente que pasa a tra-ves de una bobina pu ra (des-

preciando s u r es is te n ci a 6 hm i-c a l en un ci rcu i to de CA es:

V1=-x .

L _ . . .. ,, _ :! I! !! I! !! !! !I _ . . .. . I II I I I I II J! !! !! I! !I I! _ . .. iiiiIIiIi~

,;

B o b i na f ij a. B n b in a v a ri ab le .

B o bin as d e c ho qu e p ar a, c ir cu ito s lm p re so s,

2.3. Bobinas

Tal como vimos en [a UNlOAD 2, las bobinas se utilizan en todos los

receptores y dispositivos donde es necesario producir un campo magnetico,

tales como elecrroimanes, reles, concacrores, rnaquinas elecrricas rorari-

vas, transform adores, reactandas para el arranque de tubes fluorescentes,

etcetera.

El cornportamiento electrico de una bobina depende del tipo de

corriente electrica al que se conecta, Si se conecta a una tension continua

(CC), la corriente que pasa a traves de ella sera muy elevada, ya que su

resistencia suele set muy baja al estar fabricada con un hila conductor

arrollado sabre un ruicleo de aire, hierro u orros mareriales magnetlcos. En

cambio, en CA, la corriente que pasa par ella presenta valores moderados

y su consume de potencia activa es practicamente nulo. Este fen6meno

permite deducir que en CA aparece una oposici6n al paso de la corriente

electrica de naruraieza discinra ala resistencia ohmica, que esta relacionada

con la autoinduccion de la boblna,

Cuando una bobina es recorrtda por una corriente electrica variable, se

crea un campo magnetico tarnbien variable. Las lfneas de fue rza deeste

campo generan una fuerza electromotriz autoinducida entre los extremes

de 1abobina que, segun la ley de Lenz, se opone a la causa que la produjo,

Esta fern autoinducida tiene como valor:

dlE =-L·-

dt

En esta igualdad, L es el coeficiente de autoinduccion de la bobina, y

dl /d! representa fa variacion de Lacorriente que ia recorre.

Los circuitos electronicos precisan en rnuchas ocasiones de los efectos

de la autoinduccion de las bobinas, tarnbien !lamadas inductancias 0 sale,

noides, Su valor varia para cada circuito, pues depende del resro de com-

ponentes. Cuanto mas alta sea la ftecuencia de la CA que circula por la

bobi.na, menor sera el numero de espiras que se necesitan para obtener

una determinada reactancia inductiva, Xl. Los parametres 0 valores

csiectedsticos de una bobina son:

• Coeficiente de autoinduccion (L). Se express en hennas (H) 0en

sus submultiples (mH, I J ..H y nH) y su valor se obtiene a partir de la

expresion:

En ella, N e s el mimero de espiras de la bobina; S, Ia secei6n abarcada

par una espira, en COOl ; 1 , la longitud de la bobina, en em, Y [1. , el

coeficrenre de perrneabilidad rnagnetica del rnicleo.

• Rango de frecuencias de trabajo a la que va destinada. Se expresa

en hertzios (Hz).

• Tolerancia, Margen de error porcentua! en e l valor del coeficiente

de autoinduccion de la bobina.

Existe una gran diversidad de bobinas. Asi, segiin el valor de su indue-

tancia, pueden set fijas y variables; segun su aplicacion, se habla de bobi-

nas de cheque para filtros de baja frecuencia, bobinas de radtofrecuencia

y bobinas de sintoma: segun su construcci6n, hay bobinas cilindricas ybobinas toricas, y segiin el ruicleo, existen bobinas can ruicleo de aire, de

hierro, de pulvimetal y de ferrita.

Electr6nica 61



Diodos y transistores y sus ancestros,

l as v a lv u la s de vade ,

r~------""''''--,Te interesa saber

E xisten tres tipos d e enla ces

entre M am as: ionlco, covalen-

te y metallco,

Los dos prim eros son los que

interv ienen en los com pues-

tos qulmlcos. E n el enla ce ioni-

c o, los atornos de un elem ento

qu fm ico ceden electrones de

su capa de va lenc ia a los ato-

mas del otro elem ento para

formar molecules del com -puesto. E n el cova lente, los

elec trones de la capa de va len-

c ia son com partidos dos ados

entre atomos colindantes. Por

su parte, del enlace metalko se

derivan las p ropiedades que

ca racteri zan a los m eta les,

entre las cuales destaca la

conduct ividad.L .J

Materiales semiconductores

La tecnologfa de los rnateriales serniconductores revolucion6 el mundo

de la electronica. Componentes como el diodo, el transistor y el tiristor,

entre arras, se construyen en la actualidad con materiales semiconducto-

res. Los circuiros integrados -con Sll densidad cad a vez mayor de com-

ponentes miniaturizados- tambien se fabrican can materiales sernicon-

ductores, Entre las ventajas de estos materiales destacan su reducidotamafio, pequefio consumo y bajo

precio, y como inconvenientes, su

dificultad para el tratamiento de

grandes potencias, la sensibilidad a

los cambios de temperatura y a las

radiaciones y el posible deterioro de

los cornponentes a causa de sobre-

d dCircuito lnreqrado,

tensiones y sobreintensi a es.

Los materiales serniconductores mas urilizados on el silicio (Si) y el

germanio (Ge ): se caracrerizan pot set materiales aislantes que, can un

pequefio aporte de energta externa, se transforman en conductores,

Los atornos de silicio 0de germanic tienen cuatro electrones en su ultima

capa. Mediante enlaces covalentes, estes cuatro electrones se complemen-

tan con otros cantos de los atomos vecinos, con el fin de format una

estructura cristalina estable. En etas condiciones, al no existir en su seno

electrones libres capaces de establecer una corriente electrica, se comportan

como materiales aislantes, Ahara bien, es muy diftcil obtener sernicon-

ductore puros que no contengan en su red cristalina elementos denorni-

nados impurezas. Estas consisten en atomos de elementos que tienen tres

o cinco electrones en su capa de valencia, de modo que les sobra 0 les falta

un electr6n para cornpletar los enlaces con los atornos de silicic 0de genua-

nio. Segiin la cantidad de impurezas, los semiconductores se clasifican en:

• Semiconductores Intrfnsecos, Contienen una cantidad muy reducidade irnpurezas: aproximadamente, un atomo por cada 1011 atornos de

semiconductor. En enos, Ia conducci6n se puede establecer mediante

un aporte de calor. Suelen emplearse como elementos sensibles a la

temperatura.

• Semiconductores extrinsecos. Contienen al menos un atomo de

impureza PO t cada 10 7 atomos de semiconductor. Se emplean para

fabricar 1 0 componentes activos mas importantes, como diodos y tran-

sistores. Estos semiconductores se subdividen a Sll vez en dos clases:

Seob ti en en c u an do la s l r n p u r e z a s qu e s e in tro du ce n e n s u e st ru ctu ra -p ro ce so c on oc id o c om o

dop a do- tienen c inc o electrones en la capa de va lenc i a. Las impurezas ma s f re cu ent es s an e l arsenico,

z el b isrnuto, el a ntim onio y el f6 sforo.

8. P a r cada a t o m o de i rnpureza a fia did o s e g en era u n e le ctro n lib re , q ue p ue de form a r p arte

1= de la corr iente electrica,

En los sem iconductores e x t r t n s e c o s de t i p o N , l os po rt a do res de c a r q a m a y o r r ta r to s son 1 . 0 5 electrones

I ib res , m i ent ra s que los huecos son l as po rt a do r es de ea rg a m i no ri ta ri os .

S e ob t ienen c u an do lo s atornos de l as impur eza s ar iadldas t ienen t res elect rones en la c a pa d e v a le nc ia .

L a s im p u re z as p u ed en s er e l i nd io , e l a lum ln lo , e l g a lio 0 el boro,

a.. Ene s te t ip o d e d op a do fa lt a u n e le c tro n p a ra com p le ta r la s enla c es cov a le nt es ent re u n a to rno

~ de irnpureza y u n a to rno d e s ili eio a g erm a ni o. Eslas ausenc ia s se denom inan huecos.

En es te t ip o de sem icondu c to res , l os po rt a do res maya ri ta ri os son los huecos, m i en tr as que l os e lec tr ones

l ib res son los portadores m inor it a rios.

f alt a u n e le c tro n(hueco)

62 UNlOAD 5



zona P zo n a Z zo n aN

0 0 0 • • •0 0 0 • • •0 0 0 • • •0 0 0 • • •

o huecos .elec\rones llbres

C on stitu tio n d e u n d io do .

anodo

[)Icatodo

anodo

I J t t . I

catodo

Slmbc lo s y as pec to ex te rn o d e u n d io do .

zona P zona Z zona N

000

000

••••••

V o

P ol ar iz ac i6 n d ir ec ta d e u n d io do .

Recuerda

EIsentidoconvenctonal de I a

corrients eli§ctrica, considsra-

da como e'ldesplazamiento de

huecos, va del polo positivo alnegativo del generador a tra-

ves del circuito electrico,L. __ ....._ !!IIIIII!!I_,;_....a _ ' !I !I !! !! I! I' _ . .]

Componentes activos

4.1. Diodos

El diode de uni6n se forma a partir de un (mica cristal de silicic a ger-

manio que, mediante los procedimientos descritos anteriormeme, ha sido

dopado, par un lado, can aromas de impurezas aceptadoras de electrones

Iibres (zona P) y , par otro, can irnpurezas donadoras (zona N). Entre

ambos lades aparece una zona Z (representada en gns), denominada de

ditusion, que contiene muy pecos portadores de carga. Esta zona aparece

debido a que, en la frontera de la s zonas P y N, los huecos de la zona P son

ocupados par los electrones libres de la zona N; como consecuencia, en

dicha zona no existen portadores de carga, can 1 0 que posee una elevada

resistencia especffica y se comports como un aislante al paso de la corriente

electrica.

Para conocer el funcionamiento de un diodo, es necesario anaiiaar sucomportamienro en las siguientes situaciones:

• Polarizaci6n directa, Tiene lugar wando se conecta al anode (zona P)

del diodo e l polo positive de un generador de ee, y al catodo (zona N)

el negative. En esta situacion, los huecos de la zona P son repelidos

hacia 1azona Z par el polo positivo del generador de ee, y los elec-

trones libres de la zona N son rambien repelidos hacia la zona Z par

el polo negative. Como consecuencia, esta zona se estrecha notable-

mente, reduciendose mucho la resistencia de la uni6n PN y aumen-

tando aSI ia intensidad de corriente (corriente directa, [D) que circula

par el cristal semiconductor.

zo n a P z on a Z z on a N

an o d o000

o 00••••••atodo anodo catodo

V ,,

P ola riz ad 6n in ve rs a d e u n d io do .

• Polarizaci6n inversa, Si se conecta ahora el polo negarivo del gene-

radar a Ia zona P del crista] y a t polo positivo a Ia zona N, los elec-trones libres de dicha zona N son atrafdos par el polo positive de la

fuente de alimentacion, y los huecos de la zona P, por e1polo nega-

tivo, en corisecuencia, se amplia la zona Z, que queda, de este modo,

mas ernpobrecida de portadores de carga. Par esta causa aurnenta 1a

resistencia especffica de la union PN y se reduce considerable mente

ei paso de corriente electrica (corriente inversa, II) a traves del cris-

tal semiconductor.

Resumiendo, un diode es lin componente electr6nico que solo permite

el paso de corriente ejectrica a traves de e! en un tinico sentido (el indi-

cado por la flecha del sfmbolo grafieo). Esto se produce wando esta pola-

rizado directamenre, en ese momento, el diodo se eomporta -desde el

punto de vista elecrrico-> como un interrupter cerrado. En cambia, cuandoesta polarizado inversamente, no perrnite el paso de corriente y se com-

porta como un interrupt or abierto 0como un material aislante.

Electr6nica 63



_ Curva caracteristica de un diodoI

Si representamos la intensidad que recorre un diodo en

relaci6n con el voltaje aplicado, obtenemos su curva

caracterfstica. El analisis e interpretacion de dicha curva

perrnite conocer mejor su funcionamiento y los pararne-

tros que 1 0 definen.

En la curva carac ertstica del margen se observa que

cuando se sobrepasa cierto valor de tension de polariza-cion directa (VD), denominado tension umbral (Vu), se

produce un crecimiento exponencial de la corriente a

traves de la uni6n en sentido directo ( ID) , acercandose

muy rapidarnente al valor maximo admisible ( ID lnaJ

a medida que aurnenta la tensi6n aplicada. En esta zona

de la curva, el diode se comporta practicamente como un

interrupter cerrado, aunque necesita una tensi6n m t n im a

para comportarse como un conductor.

Por el contrario, cuando aplicamos entre el anodo y el

catodo del diodo una tension de polarizaci6n inver a ( V I ) '

se produce el paso de una pequefia corriente de porradores rninoritarios

en sentido inverse, denominada corriente de fuga 0 corriente inversa de

saturaci6n ( T o ) , que se puede considerar practicamente nula. Si la tension

inversa aplicada supera un cierto valor, denominado tension de ruptura 0

Zener (VRM 0 Vz), se produce una avalancha de portadores, el diodo pasa

a ser conductor y [a union se destruye como consecuencia de la enorme

energfa termica que se genera. En esta zona de la grafica, el diode se com-

porta como un interrup or abierto. Sin embargo, existe un tipo de diodo,

denominado Zener, disenado para poder trabajar en ese regimen de pola-

'D{mA,A)

'0m•• +-----/

j polarlzacton

directa

/ 0 , 7V,{V) V f- -+ 'oI.

1,0,5

V u (tension. u.mbral)

polarizaci6n

inverse

I

I---------+z"'.x

(urv a rararterlstica de u n diodo. En e l p ri m er c ua d ra n te , I~ e sc al a

de tension es ta d i v ld lda e n d e c ir n as de volt l a, y la corriente, en rnlllarnperios

o arnperios . En e l t er c er cuadrante, l a e s ca la de t en si on e st a en vol tios

o decavol tios, y la c o rnen te , e n m i cr oamper io s.

Resistencia

d e p o la riza ci6 n d e

u nd io d o Z en er•••••••••••••••••••••••

Supongamos una fuente de ali-

mentaci6n de CCcon una tensi6n

de salida de 9 V,que alimenta una

carga R l de 10-100 na una tensionde 6 V.Vamos a calcular el valor de

la resistencia, R " que hay que colo-

car para que no se destruya el

diodo (V z = Vy P ~m ~ x= lOW) .

rizacion inversa.

Cada tipo de diodo tiene parametros especfficos, No obstante, como

valores que no conviene sobrepasar para evitar su destruccion, cabe citar:

• Intensidad directa maxima admisible (IDmaJ. Es el valor maximo

que puede alcanzar la corriente directa sin sobrepasar la potencia

maxima nominal del diodo, can el fin de no superar su capacidad

para disipar el calor que se produce en la union. Se expresa en

arnperios (A). En el caso de un diode Zener, esta intensidad sera en

sentido inverso y denomina maxima i n t ens idad Zener ( Iz" l3x ) .

• Tensi6n de ruptura 0 tensi6n Zener (VRM 0 Vz). Es el valor maximo

de la tension inversa que es capaz de soportar un diode sin que se

produzca la ruptura de la union, Se expresa en voltios (V). Cuando

se supera esta tensi6n en un diodo Zener, este entra en conduccl6n,

dejando pasar una corriente inversa denominada corriente Zener

( I z ) , que se debe s i tua r en v a l o r e s pr6ximos a l 1 0 % de la co r r ien temaxima ( I zm±< )y no s o b r e p a s a r nunea es te valor, para evitar la des-

trucci6n del diodo.

CA ~ V"v

Realizando los cakulos para el

caso mas desfavorable, resulta:

V z 6t; ="R=""1Q= 0,6 A

l

Lamaxima intensidad Zener sera:

PZm a, 10lZma, =-. -=-= 1,7 A

V z 6

La corriente Zener de trabajo se

fija en un 10% de lZma,:

lz =0,1 . Iz m e x = 0,1 . 1,7 = 0,17 A

Por tanto:

Is = I z + IL = 0,1 7 + 0,6 = 0,77 A

R = V - V z = 9 - 6 = 3 9n5 I s 0,77 '

Situaremos, por tanto, una r es ts-

ten cia de 5 n y 2 W .

:

I

Tipos de diodos

Adernas del diodo rectificador -en el que nos hemos basado para el

analisis del funcionamienro de este eomponente activo-, existen orros

tipos, como el diodo Zener, el diodo LED, el fotodiodo, el diodo tunel,

el diodo varicap y el diode Schot tky . En la pagina siguiente se detallan

las caracterfsticas mas destacadas de los diodes que se utilizan con mayor

frecuencia: el diodo rectificador, el LED y el Zener.

I

64 UNIDAD 5! ~ - - - - - - ~ - - - -



LED (Li gh t

emitting D i o d e )

Z e n e r

Pgrg .prgdkgr

Const it ui do p or u n c ri st a I c on u na z on a P' y otra N , es ta encapsu lado

y presenta un te rm in al u nid o a cada u na d e estas zonas . .Uno de los terrnlnaies

se d en or ni na a no de ( A ) , y el o tr o, c ato do ( C) .Es te u l timo se i nd i ca med ian te A n o d o fA ) ( M o d o { C )

un anillo p lateado rnarcado s abre el encapsu lado. ~_

Se c o n s t r u y e n de s i l i d o 0 de ge rman lo . E I de s i li c io e s el m ils u tiliz ado ~

en la a c t ua li d ad , p ues s op or ta m a yo re s i nt en sl da de s c ir ec ta s y tensiones

i n v e r s e s q u e e l d e g e rm a n io .

U n a v a r l e d a d de l d i odo r ec t if ic a dor ES £ I I d io do d e p ot en ci a, d enom in ad o ~'Ias l po r s u c ap a dd a d p a ra con tro la r c a rg a s q u e con sum sn g ra nd e s p ot en ci al.

Si ' e mp Je an e n ci(cvitos r e rr lf ir adc r es ( conv ie r ten I IICAen CCpul san te ) ,

dlscrimlnadores, surnadores, en conmu t a c i6 n lndus tr ie ! . . .

Son d i s p o s i t i v o s fo rm a d os p or d o s c r ls t a le s semiconduct .ores P N , que, c u a n d o

se pola r izan dlrec tamente , em i ten r ad i ac i ones e lec tromaqnet icas luminosas

de d l v e r s a s lo ng it ud e s d e o n d a (roja, a m b a r , v e rd e .ln tr a r r o ]a . . . ) , p e r c , c u a n d o

s e p o la r iz a n in v e r s a m e n te , n o e m lte n lu z .

Se fabrkan co n r na ter iales espedales, como el ar senium d e g alio y el fosfo ro,

y e s s u c om po sic io n q ulm k a la q ue d et erm in e e l c o lo r d e la lu z q ue em ite n,

E I t erm in al m a s cor to corresponde a l c a to do d e l d icdo . L a t ension d i rec ta

n e c e s a n a p ara q ue em ita n lu z s e s il ua ent re 1 , 5 V Y 2 , 2 V , qu e c o r r e s p o n d ea un a in tensidad de en tr e 10 mA y 5 0 mA o

Exislen dlcdos LE O blcolor , fo rm a d os p or d os u ni on es a ct lv as conectadas

en antiparalelo en capsula transparente.

Seemp le a n como d ls po si tlv c s d e s enallz a don d e encend id o eneq ui po s

e lec tr 6 ni cos y en d i s p l a y s 0 i nd ica dor as a lf anur ne rkos ( conS li tu i dos po r d lodos

L EDen f orm a d e s sqmen to s) .

S e c omp orta n c om o un d i odo norma l r ua nd o e st an p ol an za do s d re cta m en te .

No obs tante, e st an d is en a do s para trabalar en po la ri za tl cn i nve rsa .

Cuando s e a lc an z a l a tens ion inversa de rupture 0 tension Zener ( V I ) ,

el diode deja pasar una e levada co rr lent e i nve rsa ( I I ) ' q u e s olo cueda llm t tada

po r el ci leu i to exteno r.

E I catodo s e i d en ti fi c a con u n a a n l l l a m a r c a d a sobr e e l e n c a p s u l a d o ,

Se su ele n situ ar e nla fa se f in al d e Una tu en te d e allrnentadon y s u fun c io n

e s la de e s t a b l l l z e r la t en sio n d e s alid a d e d ic h a fu ent e.

Se fab ri can normalizados, e n u na g am a , de tensiones (V J qu e va desdelos 2 ,4 V b as t a los 2 0 0 V , Y s u p o t s n d a de d i s i p a c i o n s e s i t u a entre 0 , 2 8 0 W

y75W.

anode catcdo

v v~+

1. Rea l i z e el rn on ta je ln d ieado a l m argen sobre una p la ce p ro to b o ar d

o s im i l a r y . r e s ponde a las siguientes preguntas:

oj i .Emitir i i luz la Iarnpara ca n ssta disposici6n del d iodo? {Por

que?

b J ,O u e v alo re sin dic an los voltlmetros y e l a m pe rim e tro

sltuados en el c ircu ito? ZPar que las lec tu ras de los dos

v oltfm etros son d istinta s?c) i _Qu€, sucede cuando se invierte la posicion del diodo en este

c ircu ita l lO Ue lectures se obtlsnen ahora en los aparatos de

med ida?

2. D ibu ja un circulto form ado par una p ila de 9 V, un d iodo LED y

una resistenda . 5 i elLED smite un nivel de lu z adeeuado cuanda

V u = = 2 V e 10 = 25 rnA , i_que va lor debe tener la reslstsncia? i .O w ! !

oeurrira si 10conec ramos en polar;izaci6n inversa?

3. T ra ta de m onta r sab re una p laca protoboard la fuente d e

a l imen t a c i on que se representa enla pag ina sigu iente, pero sin

etapa de estabitizaclon.

U tiliz a un osciloscopio para eom probar las form as de onda

representadas en la ilustracion. euando se situan su s terrninales

en (a s tres puntas sigu ientes: sa !ida de! transform ador, sa lida de!rec tifieador sin conectar el condensador d e filtro y , p or u ltim o,

con € i i conectado.

Electr6nica 65



J V 2 +

CA

C ZVl

R L

V CC

F uente d e a I imen t a don e st ab iI i z a d a

y regu lab le.

t ransformac i6n

4.2. Fuente de alimentaci6n

La fuente de alimentacion es un dispositive electr6nico que recibe la

corriente electrica de la red de CA y la convierte en tensi6n continua,

necesaria para el funcionamiento de todos los circuitos electr6nicos cons-

truidos con semiconductores: ordenadores, sistemas de audio y video, TV,

receptores de radio, circuitos de control para electrcdornesticos y cargado-

res de baterfas, entre otros. En el taller de tecnologfa resulta un elemento

imprescindible -en sustitucion de pilas y baterfas- para la alimentaci6nde proyectos y prototipos, as f como en la experimentaci6n y comproba-

cion de circuitos.

Cualquier fuenre de ahmentaci6n, por simple 0 compleja que sea, consta

a1menos de las siguientes etapas: transformaci6n, rectificacion y filtrado.

Las mas completas y fiables disponen, adernas, de una etapa final de esta-

bilizaci6n y regulacion que garantiza una tension e intensidad mas estables

e insensibles a las variaciones de la carga. De esre modo, es posible regular el

valor de la tension de salida para adaptarla a las necesidades del circuito

receptor al que alimentan. La estructura interna de una Fuente de alimen-

tacion con una etapa de estabilizacion basica (mediante diodo Zener)

podria set la siguiente:

V(V) V(V)

rec t i f i cac i6n

V ( V )

corriente continua

esta biIi z a c i 6n receptor/carga

corriente alterna

F u en te d e a l im e n t a ci 6 n e s ta b i li z ad a

c on u n d io do Zener.

sanallzacion

V(Vj

r ts )

corriente pulsante

M onta je d e fu ente d e alimentad6n e n p la c a

p ro to bo a r d.

66 UNIDAD 5

corriente pulsante

• Transformaci6n. En esta etapa se utiliza una maquina electrica esta-

rica denominada transformador, capaz de cambiar los valores de

ten i6n y corriente electrica sin alterar de manera significative la

forma de anda de la CA, la frecuencia ni Lapotencia, Esta formada

por dos bobinados denominadas primaria (entrada de La CA) y

secundario (salida de la CA con otros valores de Ve 1) ) ademas deun micleo par donde circula el campo magnetico variable creado

par la corriente electrica que recorre la bob ina del primario.

En electr6nica se utilizan transforrnadores encapsulados para ali-

mentaci6n (can potencias de 0,75 VA y 1,6 VA, tension del prirnario

de 230 V a 50 Hz y tensiones del secundario de 6 V, 9 V , 12 V, 15 V

a 18 V), que se caracterizan par sus reducidas dimensiones y que

estrin conectados de forma directa al circuito irnpreso mediante 501-

dadura. Las fuentes de alimentaci6n suelen utilizar un transformador

monofasico de potencia can micleo convencional 0 toroidal, con

potencias que oscilan entre 0,5 VA y 450 VA.



V ,

(A

d i o d ( 1 5 0 , y D . p o l a rl z a d o s d i r e c t a m e n t e

0 " 1 0 0 0 \0, Y D J p o la r fl ad 0\ivm a m e n t e

V (V )

t(s)

d io d os 0 , Y O J p o l ar lz ad os d ir e cta m e nte

d i a d o s D , y 'D , p o l o r i z a d o s i n v e r , a m e n t e

V (V )

c o r r i~n r e ~ u l s a n ! e

F u ndo n am ienta d e ll p ue nte r ec tifi c a da r

en las s e m ic i d o s positl v o y n e g a ti vo ,

r d en ,t if ic a ci o n d e lo s t e rmlna le s

d (' u n r eg u la do r d et en sie n L M 7 80 6 .

-;: Te interesa sabelr

Algunas fuentes de allrnenta-

cion cuentan con dispositivos

electronlcos de protecclon

que reducen automat tcarnen-

te la tension de salida en caso

de deteetar una sobreintensl-

dad, con )0 que evitan su posi-

ble deterioro.

Otras fuentes permltenajus-

tar, mediante des potenei6-

metros y un circuito electr6ni-

co de regulad6n, el valor de la

tension y de la corrlente que

suministran a l receptor.L , .J

• Recuficacion, Es un proceso mediante e l cual una corriente alterna se

convierte en corriente unidireccional (corriente pulsante). Depen-

diendo del numero de diodos que se utilicen y del modo en que se

conecten, se puede hablar de rectificadores de media onda y de onda

completa, tanto para sistemas monofasicos como trifasicos. El recti-ficador mas urilizado en fuentes de alirnentacion convencionales es

el puente rectificador, que permire una recrificacion de onda com-

pleta y se puede montar con cuatro diodos independientes a con un

cornponente cornpacto de cuarro terrninales (dos para la entrada

y dos para la salida). Es el que aparece en la pagina anterior.

En los semiciclos positivos de la onda de entrada, los diodos 02 y

04 estan polarizadcs directamente, perrnitiendo el paso de corriente

hacia el receptor a c r a v e s de e l lo s , tal y como se rnuestra en el dibujo.

En los serniciclos negatives son los diodes Dl y 03 los que estan

polarizados directamente y perrniten mantener el mismo sentido de

la corriente a traves del receptor ..Es decir, la tension pulsatoria en

lo s bornes de fa carga riene siernpre Ia misma polaridad.

• Filtrado. At conectar un condensador en paralelo con la salida del

puente rectificador, se consigue reducir el rizado (cornponente de

corriente alrerna) d e Ia onda pulsaroria cbtenida anteriormente. La

erapa de filtro proporciona en su salida una onda de tension casi

constanre, aprovechando los fenomenos de carga y descarga del

condensador instalado. A rnedida que aumenta la capacidad de

dicho condensador, se reduce el rizado de la onda.

• Estabilizacion. Con la instalacion de un diode Zener en polariza-

cion inversa -ya correspondienre resistencia de polarizad6n-

a corrtinuacion del filtro, se consigue reducir al maximo el risado de

la onda de salida del rectificador, con 1 0 que se obtiene una tensionde CC practicamente constante.

Sf el circuito 0 dispositive electronico que se va a alimentar precisa de

una tension y corriente mas estables, se debe instalar en la fuente de ali-

mentation un circuito eseabilizador mas fiable y seguro que el analizado

anteriormenre, Esros circuitos se denominan reguladores de tensi6n y tie-

nen como misi6n lograr una tension de salida constante aunque vade la

corriente de carga 0 la tension de 1ared. A continuaci6n, se representan

dos etapas de estabilizacion con reguladores de tension en sustitucion del

diode Zener. Los condensadores Cl, Cz y C3 aseguran que las tensiones de

entrada y de salida del regulador sean mas estables.

4 7 0 0 F 1 0 , . , . F

E tap a d e es tab iliz a(i6 n m ed ia nte u n reg ula do r LM78 06 y LM317 .

En la acrualidad se fabrica una gran variedad de reguladores de tension

en forma de circuito integrado, que se clasifican en reguladores para ten-

si6n fija y reguladores para tension variable. Estos reguladores cons tande tres terrnlnales: uno para la entrada de tension sinestabilizar, otro para

la salida de tension estabilizada y un rercero conectado a mass.

Electr6nica 67



Transis tores bipolarss,

zona N

• • • 0 • • •

• • •0

• • •• • • 0 • • •• • • 0 • • •

o huecos • electrcnes libres

emisor (E) colector (C)

¥ e ! B )T ra ns is to r N PN y s u s fr n b ol o ,

zona Z 2

l~zonaNr-zona \~ zona P,

0 0 0 • 0 0 0

0 0 0 • 0 0 0

0 0 0 • 0 0 0

0 0 0 • 0 0 0

o hue cos • elect rones l ibres

emisor (E) (olector (e)

~e(B)

T ra ns is to r P NP y s u s im b o lo .

68 UNIDAD 5

4.3. Transistores

El termino t rans i s tor proviene del ingles y esta formado p r la union

de dos palabras, t ra n s fe r r es is to r (tran ferencia y resistor), que aluden al

funcionamiento de este componente sobre la base de la transferencia de

resistencia que se produce en las dos uniones que 1 0 forman.

los transistores son componentes electr6nicos que -conectados de forma

adecuada en un circui to electr6nico- pueden funcionar, bien como interrup-

tares, bien como amplificadores de una senal electrica de entrada.

El transistor resulta esencial en much os de los circuitos electronicos

ernpleado para arnplificar, controlar 0 estabilizar una serial electrica. Los

sensores y ransductores que generan sefiales de control, ya sea una LOR,

una NTC, un detector de tipo inductivo, etc., producen sefiales electricas

de tension muy debil que resultan insuficientes para activar el receptor

o dispositive de salida (rete, bombilla, motor, altavoz ... ). La incorpora-

ci6n del triode de vacio y, despues, del transistor en los circuitos electro-

nicos hizo posible amplificar sefiales de entrada para adaprarlas a las nece-

sidades del receptor. Los transistores se clasifican en dos grandes grupos:

• Bipolares BJT (Bipolar Junction Transistor): NPN y PNP. Son los

mas utilizados y a ellos se refiere el siguiente ana lisis.

• Unipolares: MOSFET (canal N y canal P) y JFET (canal N y

canal P).

Un transistor bipolar esta formada par dos uniones PN (diodes) juntas

y en oposicion. Estas dos uniones estan contenidas en un cristal semicon-

ductor de silicic 0de germanio que pre enta tres zonas can dopados alter-

nos de tipo P y N, denorninadas ernisor (E), base (B) y colector (C). La

base es la zona de menor espesor y con menos cantidad de impurezas,

Dependiendo de como estell. situadas esras zonas, existen dos tipos de

transistores bipolares: NPN y PNP. EI primer tipo es el mas utilizado, ya

que es algo mas rapido y se adapta mejor a los circuitos en los que el polo

negative de la fuente de alimentaci6n se conecta amasa.

Las tres zonas resefiadas se conectan a tres terminales externos del tran-

sistor, cuyos nombres indican la funci6n que realizan: el emisor (E) emite

o invecta portadores de carga mayoritarios hacia 1abase; la base (B) ejerce

el control 0gobierno de dichos portadores, y el colector (C) recoge los

portadores procedentes del emisor. En el simbolo grafico, la flecha que

incorpora el ernisor indica el sentido convencional de la corriente cuando

el diodo base-emisor se encuenrra polarizado directamente.

Funcionamiento del transistor NPN

Cuando la union base-emisor se polariza directamente y la union base-

colector inversamente, se dice que el transistor esta trabajando en su

region activa. Los electrones procedentes del emisor, al ser repelidos por el

polo negativo del generador, se desplazan con mucha velocidad, formando

1 0 que se denomina corriente de emisor (IE)' Aillegar a la base (zona

extremadamente delgada y con pocos huecos), una pequefia cantidad de

estos electrones son atrafdos y desviados por esra, con 1 0 que se forma la

corriente de base (IB)' El resto de los elecrrones atraviesan la base y son

arrafdos con fuerza por el polo positive del generador al que se hall a conec-

tado el colector, formando la corriente de colector ([d. Se curnple que:

I E = Ie + I B



c o l e c t o f

- s e n n d o c o n v e n c i o n ~ 1 d e ' I a c o r r i e n t e

- - s e r r t i d o d e l f t u j o d e e l e c t r o n e s

Uect c t ra n si st o r.

r'''';~----'---''''-,Te inte.resa saber

Sise utlliza el transistor como

ampllficador con dos terrnlna-

le s de entrada y dos de salida,

se pueden realizer los siguien-

tes rnontajes:

E r-l c

e n t : a d a 1 1 Is a l : d a

,~

!1aJNomUn

EB

salidaentrada

B

e m i s o r ,0 m ilnL.....i l ii ! l! ! !! l 1 I! ! !! ! !! ! !I ; _ . . .. . _ !!!!I!!!!!!!!:, ,~

Corte

' .

' "Activo

o l in e al

EIproceso de conducci6n que tiene lugar se denomina efecto transistor,

que consisre en 1 0 siguiente: el polo negativo de la pila VEE introduce

electrones en el emisor, y la base los atrae para rellenar los pocos huecos

libres que tiene; sin embargo, debido a la gran velocidad can que se des-

plazan y a los campos electricos que se generan en la zona de difusion

base-colector, gran parte de los elecrrones conriruian hacia e! colector

atrafdos par el polo positive de la pila Vcc- Interesa, pues, que la base sea

estrecha y este poco dopada, que el emisor se encuentre muy contaminado

y que el colector sea grande y contenga una cantidad de impurezas inter-

media, para aurnentar el flujo de portadores mayoritarios que salen del

emisor y Uegan al colec tor.

La resistencia interna del transistor varfa en funci6n de la sefial de

entrada y, por ello, es posible regular la corriente del circuito en el que

esta instalado. De ahI que el efecto transistor se pueda comparar a una

transferencia de resistencia de la union base-emisor a la union base-colector,

El flujo de electrones sera m a s grande cuanto mayor sea la tension de

polarizacion directa del diodo base-ernisor, Esta tension, junto con lacorrienre de base, controla la corrienre de colecror, Si se riene en cuenra

que la corriente de base es muy pequefia can respecto a Ia del colector

y que esta ultima var t a en funci6n de la primera, se puede conduir que la

propiedad mas importante del transistor consiste en su capacidad de

arnplificacion de corrienre. La relaci6n enrre las variaciones de 1acorriente

del colector y la del ernisor se define como ganancia estatica de corriente en

un rnontaje en base comrin (como el representado en el margen) y se

expresa de la siguiente forma:

. ! l I e ( )e x = L \ . I E 0: : es siempre menor que 1

E I montaje de trabajo mas frecuente en circuitos con transistores es el de

emisor comiin (vease Ia figura), y su ganancia estatica de corriente es:

1 3 = L \ . I c

6 .1s

La ganancia depende del tipo de transistor y de la polarizacion,

Tres son los modos de funcionamiento posibles de un transistor, segun

el tipo de polarizacion aplicada a sus dos uniones PN: en corte, en activo

yen saturacion. El s fmi l hidraulico de la tabla permite entender mejor e]

funcionamiento del transistor en cada uno de enos:

La union base-colector eS ta po la ri z ad a inversamente y l a t ens ion

d e p ol ari za ci6 n d ir ec ta V iE <: 0 ,7 V (p ar a t r e n s i s r o r e s d e s il k io ) .

En e s t a s condiciones, s e cumpl e q u e 1 8 " " Ie = II ' =O .

E I transistor se compor ta como u n i nt er ru p te r a b ie rro e im pid e e l p aso

de corrien te entre em isor y colector .

L a u nio n b as e- er ni so r e sta p ola ri za da d ir ec ta rn en te ( V i E > 0 ,7 V ),

y la un io n b a se - co l ec to r 1 0 es t a i nver samente ,

EItransis tor conduce pardalmente, y la c orrie nte d e c ole cto r v aria

en fu nci6n de la co rrien te d e b ase: I,= i3 . lB .l.a t ension c cle ct or -em is or s e s lt ua en v a lo re s c om pre nd id os e ntre 0 ,2 V

Y l a t en sio n d e a lim e nta do n.

181 la s do s un io n es e s tan pclar izadas di rectamente.

A E I t ra ns is to r c on d uc e p le namen ts ( se com porta co mo un inter ruptor

Saturation cerra do ) y se rum ple que:I c , . , : : i 3 · IR

• L a tension entre colector y ernisor es d e u nos 0, 2 V .

Electr6nica. 69



Magnitudes lnlsicas•••••••••••••••••••••••

Usos del transistor

Las dos aplicaciones fundamentales del transistor son como amplifi-

cador (modo lineal) y como interruptor (conrnutacion). Un amplificador

es un dispositive can dos terminales de entrada y dos de salida. Cuando

esta polarizado en continua (sin sefial alterna de entrada) en las condicio-

nes descritas para la region activa a lineal y se aplica a la entrada una

serial electrica de pequefia arnplitud, ala salida se obtendra otra sefial can

la rnisma forma, pero de mayor amplirud, Par otto lado, cuando el transis-tor trabaja en las regiones de corte y saturaci6n, puede ser utilizado como

un interruptor con sus dos estados de funcionamiento: abierto a cerrado.

Los parametres del transistor, sus caractensticas de funcionamiento, el

tipo de encapsulado y la identificacion de los terminales, entre otros

data , figuran en las tablas de los catalogos y en los manuales especfficos,

A continuaci6n, se exponen algunos parametres basicos (referidos a un

montaje en emisor comun) que se deben conocer a la hora de elegit el

transistor mas adecuado para un determinado circuito de aplicacion:

• Ganancia de corriente (~). E la relaci6n que existe entre la varia-

ci6n de la corriente de colector y la variaci6n de la corriente de

base: 1 3 =MdI : ! . IB· Normalmente se sinia entre 5 0 y 3 0 0 . En algunashojas de especificaciones tecrucas se identifies por h F E en lugar de 1 3 .Es un parametro adimensional.

• lntensidad de colee tor maxima (lei"',)' Indica la corriente maxima

que puede pasar por el receptor conectado en la salida de la etapa

amplificadora. Se expresa en mA 0 en A.

• Potencia total (P). Permire conocer la potencia total que es capaz

de disipar el transistor. Se expresa en mW 0 en W.

• Tensi6n maxima entre colector y emisor (VCEOma,) . Es la tension

maxima que es capaz de soportar el transistor entre colector y emisor

sin que se destruya. Se expresa en V .

Pgrg p rg ctjc gr

1. Identifica mediante un polimetro digital el tipo de transistor proporcionado

por tu profesor, asf como sus terminales. En caso de que el polfmetro

disponga de zocalo para insertar transistores, mide tarnbien su ganancia.

Contrasta los resultados obtenidos con los suministrados en las tablas

y cataloqos del fabricante.

Para determinar los terminales, puede ayudar el grafico del margen.

Cuando las dos uniones del transistor estan polarizadas en directo, tienen

una resistencia de pequeno valor y la uni6n base-colector presenta una

menor resistencia.

2. Monta sobre una placa protoboard el circuito representado en el margen.

Instala en el eje del motor alqun elemento (helice, rueda ... l que permita

observar con claridad las variaciones de velocidad que se produzcan en elmismo durante esta experiencia. Analiza y comenta su funcionamiento en

diferentes condiciones de luminosidad y mide con un amperfmetro la

corriente de base y la corriente de colector del transistor ut il izado en cada

caso. Calcula la ganancia de corriente en el montaje realizado.

3. Olseria un circuito que permita avisar a una persona invidente de la

existencia de agua en el suelo del cuarto de bano. Para su elaboracion

dispones de una placa protoboard, un transistor, algunas resistencias, un

zumbador y cable de cobre para la confecdon de los dos electrodos (que

se situaran en el suelo) y para las conexiones.

Aumenta y reduce la distancia entre los electrodos. Indica que resultados

se obtienen y por que.

- - -----

- - s e n ti d n m n v e nd on al d el a ( o rr i e n l e

- - s e n n d e d e l H u J a d e e l e c n o ne s

Las tensiones y corrientes en re-

gimen estatlco (polarizacion en

continua) son:

• I e : corriente del colector.

• I s : corriente de la base.

• I e : corriente del emisor.

• V e e : tension entre el colector y

el emisor.

• Va E : tension entre la base y el

emisor.

• VeC=ensi6n de la fuente de po-

larizaci6n del colector.

• V a a : tensi6n de la fuente de

polarizaci6n de la base.

alta+--

alta--+

E C

> < /

'~~,B fV> <

alta+----

alta--+

E C

~LD R

+6 V

70 UNIDAD 5



( B E

• • •

vista superior

M( B

o

B C 5 4 7

T ip o: NPN

Ieml, = '0 0 m A

P rn ., =50 0 m W

V W " " b = 4 5 V

~ =h FE> 110

BO l 3 5

T ip o: NPN

ICm!> = 1 A

P rnj,=8W

V " ( k n l, =5 V

f 3 = h F E >40

2N3055

T ip o : NPN

Icm .,=15A

P m . ,=115W

V Wiln" = 7 0 V

f 3 =h F E> 20

Caracterfsticas de a lg u n os t ra n sl st or s s.

r.....----- ....---,Te interesa saber I

E n 105 c ircu itos estud iados :

apa rece un d iodo conectado

en para lelo con la bob ina del I

rele y en pola rizac i6 ninversa . :

E ste d iodo sirve pa ra p roteger

el transistor de posib les sobre-

I Itensiones derivadas de la (on-

m u ta c i6 n de corriente que se IIproduce en la bob ina del rele, IL· .. J

Divisor de tension•••••••••••••••••••••••

Para conecta r un sensor (LDR,

NTC, etc .) a un c ircu ito con tran-

sistores, se puede u tiliz a r un d iv i-

sor de tension. S u func i6 n es

aprovechar los cam b ios de res is-

tenc ia que se p roducen en el cap -

tador y convertirlos en variac io-

nes de tension en los bornes de

u na resistenc ia (fija 0 v ariab le) co-

nectada en serie con aquel,

v,

L a tension d e sa lida (V,) es :

V =V' R Is e RLDR + R ,

v ,

Circuitos de aplicaci6n con transistores

Para comprender mejor la importancia de los cornponentes estudiados,

se proponen a continuaci6n algunos circuitos que pueden facilirar el con-

trol 0gobierno de los proyectos que se realicen en el aula-taller.

6V

- - I ~ 1BD135 ~

~ L :,0 '.r"" - ~I, .: R :~-"c=J--:

Funcionamiento. A m e did a q u e a u r n e n t a e l n iv e l d e i lum in ac i6 n d e sc ie nd e e l v a lo r d e la re si st en c ia

d e la L O R , co n 1 0 qu e se e leva e l po tenci a l e l e c t r i c o en la b a se d e l t r an si st or, la c o rri en te d e b a se

t.como ccnsecuenda , la c or ri en te d e colertor .

E n la o s c u r l d a d e l t ra nsi st or es ta r a en c o r t e , y c u an d o la L O R r ec i b a l U I, e n t r a r a en s a t u r a d e n ,

h a c ie nd o q u e e l r ele s e a c t iv e y s e c i erre e l c irc u it o d e potencia, d on de s e ha s it ua d a u n re c ep to r

(mo to r, bomb il la , r es is tenc ia . .. I.E I patenci6metro (R,) p erm ite e l a j us te d e la sensib il idad del c i rcu i to.

A p li ca c io ne s. S e u t ili z a e n a l arma s , d r ru i to s d e conm u ta c i6 n d e lum in a ri as , e tc e te ra .

S i e l re ce pt or s e c o ne ct a e n e l clrculto d e p a te n c ia a t ra ves de l rontarto NCd e l rele, dlspondremos

de u n i nt e rr u pt or c r epu s cul ar : e l r ecep to r f u n c l o n a r a w a nd o no inc id a lu z so bre la L O R ( de n a ch e )

y esters a pa g ad o d ura nte e l d t a ,

6V

+ 12V -

F u nc io nam ie nt o. C u ando s ub e la t em p e ra tu ra , la re si st en ci a d e la N T C desc iende, con 1 0 q u e a umen ta

la c orrie nt e q ue p as a a s u traves, E s to h a ce q u e se i nc r emen le e l po tenci a l electrko e n la b as e

de l trensistor I, y q ue se sature, Cone l lo , T l en tr a tambien en satoradcn y s e e xc it a la b ob in a d el rele ,

cerrando e l c ont ac to en e l c irc u it o d e p o te nc ia y haciendo fundonar e l ven ti la do r. S i la t empe r at u ra

s em a n tie ne p ar d eb ajo d e lo es tab lec ido, los dos t rans is ta res esteran en co rt e y el vent il ador

no e n t r a r a en func ionam iento.

P a ra a ument ar la g a na nc ia d e la e ta p a am p li fi ca d or a, se ha utlllzado u n mont aj e D a rli ng to n.

A p li ca c io ne s. S e u s a e n e l c on tro l d e la r e f r l q e r a d o n f or za da en i nve rnader os y otros r e d n to s c e rr a d o s ,

dispositivos y aparatos elect r6n i cos, e tce tera .

PjeQsQ y de"yce

O bserva el sigu iente c ircu ito. S e tra ta de un interrup tor crepuscu la r con re le

y c onta cto d e enc la va miento.

~~------------~+ I

-

-r-r 4,5V

+

12V

(.

vR

Exp l i ca su funcionamiento y las posib les ap licac iones del m ism o.

Electr6nica 71



Montaje Darlington•••••••••••••••••••••••Cuando en un circuito se requiere

una elevada ganancia de corriente,

la amplificaci6n que proporciona

un unico transistor no suele ser

suficiente y se utiliza la configura-

ci6n de transistores Darlington.

C

In~Ie="

-'B '. ~Jo~ . . . . 1 3 1 T , 1 3

1~2

I E , = I .,

~ 1 [ 2

E

Puede estar compuesta por dos

transistores a mas. Como T 2 sueIe

elegirse un transistor de elevada

potencia (y baja ganancia.), y co-mo T" un transistor de ser'ial con

ganancia elevada. La ganancia

del conjunto es:

I3 T = 1 3 , . 1 3 ,

Este montaje puede hallarse en un

encapsulado que tiene tres termi-

nales, uno de los cuales actua co-

mo base, otro como colector y el

tercero como emisor, tal como se

observa en el grafico.

D etec tor d e h um ed ad . los e le ct ro de s s e h a n

instatado en e l i nter io r de una c aj a q u e cont lene

t ie rra humeda.

Circui tOI temporizadores. E n la m i sr na p la ta

se hayan los dos drcu l tos propuestos.

72 UNIDAD 5

F undon am i en to . L os e le ct ro do s i ns ta la d os

e n e l t errene p ara d ete cta r el g ra do d e h um ed ad

se c on ec ta n e n los pun tos A y B del c i rc:ui to.

La res is tenc ia de l terrene sera a lt a c uando es te

sew y re la ti vament e b a ja c ua ndo e s te h u r ne d o,

Cuan do la t ie rra e st e humeda , l a pequei i a

c o r r i e n t e qu e p a s a a t r a v e s d e la s s o n d e s

es ampl i f icada a t ra ve s de las dos t ransi s to res,

lo q ue p erm ite el enc end id o d el d iod o lE D.

L a i ntensid ad d e la Iu z em itid a p or el diode

e s p rop orc ia na l a l g ra do d e h um ed ad d e la tie rra

a na li za d a. E I po tendome t ro R l pe rm i te a j us ta r

la sensi b ili d ad de l c ir eu it o.

E s te c irc ui to s e p u e de a p rov ec ha r p a ra r eg a r

el ter rene cuando este seco. Para e ll o,

s era ne ce sa ri a a ct iv a r u n re le y u t i l i z a r

el contacto NC d el m ismo en e l c irc uito

de po tenc i a (a l i rnentaddn de una e lec trobomba).

Aplicaciones. S e u sa p a ra e l c on trol d el ri eg o

en invernaderos y p lant ac iones, donde opt im i z a

e l. c ons umo de a g ua , en r egu la c ion y con trol

de tuneles de secado, p ara c ontrol d el g ra do d e

h um ed ad en e sp ac ios d ond e p ued a re su lta r

pe rj ud i ci a l . ..

)~, ,

B0135: L :

i -0-:,. ', R ':~:

F unc ion am i en to. L a s tr es son de s i ns ta la d as

e n e l re cip iente p erm iten d etec ta r u n niv el bajo,

medio 0 m ax im o de ag ua en s u interior.

A I c o n e c t a r el c ir c u i t o a la F u ent e d e

a l i rnentadon, s i e l a g ua se e nc ue nt ra e n s u n iv el

m i ni m a, la s d os t ra ns is to re s s e h a lla ra n e n c or te ,

e l r ele p ermane ce e n re poso y e l c onmu ta d or

de sa li d a de ja ri l p a s a r corriente e l e c t r i c a

pa r lo s bornes 1 y 3, pe rmaneci endo encend i do

el L E D d e c olor v erd e. Cu and o e l a g ua I le ga

a la so nd a A , se p ro du c e e l p a so d e c or ri ent e

electrica ha sta la b a se d e T"de m odo qu e este

entra en sa turadon y se a ctiv a la b ob ina d el rele,

En esta s i t u a d o n d ej a d e fu nc i.o na r e l L E D verde,

y el rojo no s e activa h a s t a qu e e l a g ua no I le gu e

a la s on da B . Cuando e l a g ua a lc an ce e st a

posi ci on , ambos t rans ls to re s conduc ir an

y el d ia do L E D r oj o s e e n c e n d e r a ,

Ap li ca c ion es . E s te c ir cu it o a v is a d el ni ve l m fn im o

y m ax im o d e I fq uid os en u n rec ip ie nte. Cu and o

el niv el es m ed io, a m bos L E D permanecen

a p ag a dos . Por ta nto , s e p u ed e u ti li za r p a ra v ig ila r

e l n iv e l de est anques, depos i tos y otros recintas

que a lmacenen l iq u idos .

6V

)~, ,: L :

~ -0 - !I R :• - c := = : :: J . '

6V

F u nd onami ento. Cu and o el c anm u ta dor s e

encuen tr a en la pos ic ion 1, el condensador

c om ie nz a a c arg ars e a t r a v e s d e la r e s l s t e n d a R ,.

Cuando la t ens io n e n lo s b orne s d el c ond en sa dor

supe ra lo s 0 ,7 V (tens ion um bra l d e la u nion BE) ,

e l t ra ns is tor d ej a p a sa r c orri en te e nt re colertor

y em is or, s e a c ti va e l re le y s e c onec ta a lil re d

e l re ce pt or i ns ta la d o e n e l c irc ui to d e p ot en ci a.

5 i el conrnu tador pass a la posk ion 2,

el c o n d e n s a o o r s e d e sc a rg a a t r a v e s

d e la r e s l s t e n d a R , y eJ t ra ns is tor e nt ra e n c ort e.

E I condensador t a r d a r a un t iempo T en a k a n z a r

4 V ( 2 / 3 d e la te ns i6 n d e a l imentadonl :

,-= . C = 4700 . 4700 . 10-0 = 12,09 s

A s r , el t ra n si s to r n e ce s it a ra un a s 3 , 9 s para ent rar

en f un ci ona m i en ta .

Fun ci onam i en to . M i en tr as se pres iona sobre

el p ulsad or P l' e l condensado r se ca rgaa t raves

de la res is tenc ia ; du rant e e s e p eri od o d e t iempo

e s t a p a sa ndo c orri en te h a ci a la b a se d el

t rans is to r, e st e se satura y , como consecuenc i a ,

p a s a c orri ente p ar la b ob ina d el r e l e , (an 1 0 qu e

se oerra e l c irc uito d e p otenc ia y se activae l re ce pto r c on ec ta d o e n d ic h o c i r c u i t o .

Una ve z ca rgado e l condensado r, se interrumpe

e l paso de cor ri en te hada la base ,e l t ransi s to r

entra e n c orte , e l re le s e desactiva y deja

d e fu nc ion ar e l re ce pto r. P a ra d es ca rg a r e l

condensadar, b a s t a r a con pres i anar s c b r e

e l pu l sador Pl ' E I recep t or de l e jemp lo f un ci ona

d u ra nt e u n p er iod o d e t iem po det erm i na d o:

t" '9 ' ~ 5 . ,- = 5 . 4 7 00 . 4700 . 10 -6= 110 ,45 s

A p lic ac ione s. S e e m plea en d is pos itiv os te mp oriz ad ores q ue p rod uc en u n re ta rd o e n la c one xi on

o d es conex i6 n d e re ee ptores d e tod o tip o. los tie mp os d e d ic hos reta rd os s e p u ed en v aria r

aumentando 0 re du c ie nd o la capaddad d el c ond ens ad or d e la red R C .



Circui to intermi tente.

ReguJado r de veloc idad

de un m o to r de CC•••••••••••••••••••••••Enalgunas ocaslones necesitamos

regular la velocidad de los rnotores

de CCutil izados en el taller de tec-

nologia. Existen diferentes meto-

dos para conseguirlo, de entre los

cuales podemos destacar el circui-

to que se propone a continuaci6n:

~~------------~+

T ,

6V R, = 2200nR , = 5 k

L IN

+~~~--~--~~~

R,=160n

(,= 47 0 f.l-F

D ,

F undonam ie nt o. L os d os t ra ns is to re s t rabe jan

en conmutac i 6n, y el c ir cu it o e s slrnetrko, 5 i la s

resistenrias R , y R , no f ue ran i gua le s, 0 no 1 0

f ueran los condensadores C , y C 1, los perfodos

d e fu nc ionam ie nto d e los L E D s e r t a n distlntos.

5 i s up onem os q ue a l p rinc ip io T l e s r a saturado,

TIe s t a r a e n c or te , e l d io do D , e s t a r a encendido

y el eondensador C , s e e s ta r a c arg and o a t r a v e s

d e T l y de R 4• Cuando e t condensador C 1s e h a ya

c a rg a do , s e in terrump i ra e l paso de cor ri en te

hacia la b ase d e T " q ue entra en c orte. E n es e

momento se inic ia la c arg a d el c ond ens ad or (,

a t rav es de R

"

se activa T, y , con e llo, se enciende

el d iod e D1.M i en tr as s e c a r ga C " se descarga

C1a n a v e s de la res i stene i a R J y de T

"

apl icando

u n p otenc ia l neg ativ o en la b as e d e T ,

y manteniendolo en c orte . A p arti r d e e ste

m om ento, s ere pite e l p r o c e s o . L os c am bi os d e

es tad o se p ro du c en me di a n te la s d es ca rg a s

d e lo s c c n d e n s a d o r e s .

E j e m p l o d e c 3 1 _ a d o .....1

L a d u ra tion d e c ad a semiddo , 0 b ie n e l t iem po

d e fu nc ionam ie nto d e c ad a L E D en e l d rc uito

representado, sera :

tl = 0 ,6 9' Rl· (I = 0 ,6 9' 104. 470· 10 -6 =3,24 S

tl=0 , 69 ' R,' C , =0 ,6 9 . 10~ ' 470 . 10 -6 = 3,24 s

5i s e d e s e a q u e ambos t iem pos sean d ife re nt es ,

b a st a c on a c t u a r s ob re los v alore s d e la re d R (

d e d es ca rg a d e cada condensador.

P a rt im os d e los v a lo re s V u = 2 VelD = 25 mA

p ara q ue el L ED e mita lU I. A d c m a s , cuando

el transistor e s ta s a tu ra d o (VU(,.I = 0, 2 V ),

la resistenda li m it ad ora d eb e t en er e l s ig u ie nt e

valor:

VB1

6 - 0,2- 2R=R=-= =152f l'4 In 25 .10 -)

T om amos e l v a lor c om erc ia l d e 1 6 0 fl .

A I t ra ta rse de un t ransi st or BCS47 , f 3 >110 .

Pa raque pase una corr iente de co lec to r

de 25 r nA , se n e c e s l t a u na c orri ente d e b as e

m inim a d e:

;>lq"'1 _ 25· 10-3

_ • -4

111>,11- f 3 - 110 - 2 ,3 10 A

Por e jem plo , e n T 1 , I s es :

l. = V rn = 6 - ~ = 6 - 0 ,7 = 5 3 '10 -4 Ait R 3 R J 10000 '

Es , po r cons igu ient e, super io r a l a necesa r ia pa ra

su sa turadon,

Ap l; ca c io ne s. E n l a s ali da d e un mu lt iv ib ra d or i ne st ab le 0 a sta ble s e o b tie ne u na ond a c ua dra da , c on

u na fre cu enc ia q ue d ep end e d e los v a Io re s d e la c ap ac id ad d e los c o n d e n s a d o r e s y d e su s r e s l s t e n c i a s

de desca rga . Po re l lo , s e puede u t i l i z e r c om o g ene ra dor d e i m p u l s e s cuadrados 0 rect angu lares, para

p ro du d r, p or e jem plo , u na i nle rm i te nc ia c on lam p ara s y otros receptores,

4.4. Otros componentes activos

Existen otros componentes semiconducrores Cl lyas caracterfsticas resul-

tan ideales para trabajar en el control de grandes corrientes electricas, par

1 0 que son muy utilizados en 1aelectr6nica de potencia.

A c tu a c omo c onmut ad or, r ec ti fi ca d or y a r n p li f k ad o r a la ve z. Ess im i la r

a un d io do r ec ti fi ca d or , a l q u e s e h a a na d i d o un te rcer te rm ina il lamado

p ue rta , g ra cia s a l c ua l s e p u ed e c o n t r o l a r ca n p r e c i s l c n el i n s t a n t e

e n q u e se i ni ci a la c on du c ci 6 n d el m i smo . Se t ra ta d e u n c ri st al s em i co nd u ct or

ca n 4 z ona s d e d op ad o (P N PN ) y 3 un iones, que conduce u n i c a m e n t e

en u n s en ti do c ua nd o l a puert a s e e x dt a posit ivamente 0 c ua nd o s e supera

s u t en s i 6 n de r u p tu r a . . E I me tod 0 rna s e m pi e a do pa ra p rod u c ir s u cond u c c i o n

es el dlsparo d e p uerta p or pulse de tension, En po la r iz a c i6n I nve rsa

se c om p orta c om o u n d iod o norm a l. S e u t iliz a p ara la re ctific ac i6 n

de g randes po t enda s , en la re gu la ci6 n d e v elod da d d e moto re s eh~ctricos

y c om o s us titu to d el re le e lec trornaqne tko, p ropor ci anando una canmu t ac i6n

m a s r ap id a y s eg ura a l no p o se er c o nt ac to s m6vi les.

Se com porta c omo dos SCR inv ert id os e n paralelo, P u ed e p as ar d e u n e sta do

d e b loq ue o a u n es ta do d e c ond uc clc n e n am bos se n tid os d e p ola rlz a don,

a plic and o u n p uls e d e te ns ion e n la p ue rta , L a p ola ri da d d el i mp uls o

d e d isp aro d e p uerta d ep end e d e la pola ri da d d e la t en si 6n a p l i c a d a

ent re anode y c a to do. S e u ti li za n e n c on tr ol y r egu la c i6n de po tenc i a

e n C A .

jd O

todo

- . l i - -Puf f ,

= *Esun e lemen to s i r n e t r i c o form ado por d o s d io do s d e c u a t r o capas conec tados

en para le lo y en cposidon, s in term ina l d e p uerta . C ond uc e en am bos

sen ti dos cuando se I e a p li ca u na te ns io n d ire ct a s u pe ri or a la d e r up tu ra

d e la u ni on p o l a r i z a d a . Se u t i l i z a c omo d is po si tlv o a u xi li ar p a ra p r o d u c i r

lo s i m pu ls es n ec es ar io s p a ra la c on du c ci 6n d el SCRy del t ri ac .

c-:r-<o>----.,_-------,I

R , =2 20 0 1 1

4:r230V

E s un r eg u la d or d e lum ino si da d

p a ra u na l a m p a r a de po tenc ia

no superio r a 5 00 W .

E I potendomeno pe rm i te regu la r

el tiem po d e c a rg a d el

condensador . A I a l c a n z a r s e

la te ns i6 n d e ru ptu ra d el d ia c,

este entra en conducci6n

y s e produce la desca rga de l

c on de ns ador h a da la p u ert a

de l t ri a c, p ro vocando

s u c on du c ci 6 n. V a ri an do e l v a lo r

de R l< se mod ifi ca e l penodo de

c ond uc don d el tria c y la p otenc ia

d e la l a r n p a r a ,

Electronica 73



Circuitos integrados

A partir de 1959, gracias a1 desarrollo tecnologico de los materiales

serniconductores, empezaron a fabricarse unos componentes, denomina-

dos chips, que incorporaban en un unico cristal de pequefio tarnafio lU1

conjunto de circuitos electronicos de complejidad variable, con 10que fue

posible reducir considerablemente el tamafio de los aparatos y dispositivos

electronicos. En la actualidad, las dimensiones de estos componentes sonmuy reducidas (de 2 mm' a 4 mm', e incluso menos).

El chip, construido normalmente de silicic, esta encapsulado en una

funda de plastico que permite manipular ficilmente el componente y disipar

mejor el calor, y que puede tenet un tamafio centenares de veces mayor

que el propio circuito. Los terminales de este estan conectados a una serie

de patillas que perrniten soldarlo a los circuitos impresos exteriores.

El conjunto farm ado por el chip, el encapsulado y las patillas se denomina

circuito integrado, a C I (en ingles, IC , de integrated circuit).

Las ventajas de los circuitos integrados en comparaci6n can los compo-

nentes discretos son, entre otras, la reduccion de los costes de fabricacion,

una mayor fiabilidad del circuito y ,por tanto, la disminucion de las ave-

rlas, el incremento en la velocidad de

respuesta, la miniaturizacion de los

circuitos y el aumento de la autorna-

tizacion en la fabricaci6n de equipos

elecrronicos. Su mayor inconveniente

es que, en caso de averfa, no pued n

ser reparados y hay que reemplazarlos

por otros.

r---...-...---,

.- Te i n teresa saber

A fina les de los ar ies cincuen-

ta, la em presa F a irch ild Sem i-

conductor fue la prim era en

fab rica r c ircu itos integ radosutlllzando la tecnica planar.

Por su parte, Intel fab ric6 el

p ri m er m i cro pro ce sa d or (4004)

en el ana 1971. H asta esta fe-

cha, la densidad de elem entos

activos integ rab les en un sus-

trato se m ultip lica ba por 4 cada

2 aries, Los m icroch ips actua -

les Ilegan a contener hasta

12 m illon es d e t ra ns is to re s.L__ _ .J

conexion de l chip

ca n 1 3 patilla

chip

funda deplastica

punta de

referenda metalica Grtu i tus i n teg rados . .

En la actualidad se fabrica un gran mimero de circuitos integrados can

aplicaciones muy diversas. Cabe establecer la clasificacion que puede verse

en la siguiente tabla:

1 1 p o

Todos los componen tes se cons tr uyen sob re e l m i smo c r is ta ] s em icondu c to r 0 chip.

L os com p onen te s s e v a n fo rm a d o s ob re la b a se d e u n s us tra to a is la nt e.

Los component es se fo rman en capasd i f er en tes y s e u ne n a tra ve s d e u n s us tra to cornun,

S e u tiliz a n t od as la s t em k as a nte riore s p ara la fo rm a ci6 n d e lo s c o m p o n e n t e s ,

Se f orm a n a p a rt ir d e t ra ns is to re s NPN 0 P N P y, s e giln la form a d e t ra ba jo p ara la q ue e ste n

d ls en ad os , d a n lu g ar a d if er en te s fam ilia s d e c irc u it os : R T L ,DT L ,T T L , EC l, I l L .

Se f orm a n a p a rt ir d e t ra ns is to re s MOSFE Ty , s eg iln s ea e l t i po d e t ra ns is to r u ti liz a d o,

s e c la sif ic a n en NMOS ,PMO S y CMOS .Consumen rnenos co rr len te que l os b i po la res .

I nt eg ra c i6 n a p eq u et ia e sc a la (m enos d e 10 0 t ra nsi st or es pa r ch ip ) .

E I n u rn ero d e t ra ns is to re s in te g ra d os en u n s olo c h ip v a ri a e nt re 10 0 Y 1 0 0 0.

ln te qra d on a g ra n e sc a la ( en tre 1 0 00 Y 10000 t rans is tores por ch ip ).

E n u n u nk o c hip se i nte gra n m as d e 10000 transistores.

L a s eiia l d e s alid a v aria e n e l t ie m po d e a cu erd o c on la s ena l a plic ad a e n la e ntra da .

D en tro d e u n ra ng o m inim o y ma x im o , p u ed e t ener i nfi ni da d d e v a lo re s i nt erm ed io s.

L a s eiia l d e s alid a p ue de te ne r u n v alo r m in im o (0 16 g ic o) 0 u n v a lo r m a x im o ( 1 lo gi co ),

p ero n un ca u n v a lo r i nt erm ed io ent re am b os .

R e a llz a fu nc io ne s q u e em p le a n t an to la t ec no lo gi a a na lo gic a como la d ig it al.

Monolit ico

S e g U n

s u t ec n o io g fa

d e f a b ri ca c i6 n

Pel icu lar

Mul t i laminar

Hibr ido

BipolarS e g U n el t ipo

d e t ra n s is to r

empleado Unipolar

5S1(Sma l l Sca le In teg ra tion)

MS I (Med ium Sca le Int eg ra t ion)

lS I ( la rg e Sca le In teg ra t ion)

VLSI (Very Large Sca le In teg ra tion)

( ir cu i to i nt eg ra do ana loq ko

o l inea l

Segun e I grado

d e i n t e g r a d 6 n

Segun

s u a p l ic a d 6 n Cir cu it o i nt eg ra do d i gi ta l

C ir cu it o i nt egr ado esped fi co

74 UNlOAD 5



;Te interesa saber

1.05 transductore.s, detectores

a sen sores son elementos que

convierten parametres flsicos

(temperatura, presion, luz, ve-

locidad ... ) en senates slectrl-

ca s debiles, que deben ampli~

fic a rs e m ed ian te s is tem as

electronlcos ana l 6g i cos ~am-

pllflcadores-« para ser trata-

das posteriorrnente,L . : _ II ! ! I I ! ! I I _ II I I ! ! ! I I I ! ! I ' - i I i ! ! I ! ! ! ! ! ! I _ _ ~ " ' _ _ ~I.J

aju, le o f f s e t

e n t r a d a

i n v m - Q r ~

entrada n oi n v e r , o r a

a l i m e ntad6n 4

n e g a t i v a l - V , , )

a l i m e n t a c i 6 n

7 p O$ il j\f~ [+ V« )

+ V "~------------_'

-v "J d e n ti f i c a d6 n d e la s pati l las , s i m b o l o

y c o n e x l o n d e u n A O (Cl lM741) .

o Sistemas electronlcos

Los sistemas electronicos son conjuntos de circuitos que operan can

sefiales electricas y las tratan para ejecutar una determinada fund6n.

Constan de una etapa de entrada, en la que se recogen datos del exterior

(luz, temperatura, humedad, pulsaci6n en un tec1ado, etc.), y de una etapa

de proceso, donde se interpret an, gestionan y elaboran los resultados que

permiten activar los dispositivos de salida. En funcion del tipo de serial,

los sistemas electronicos pueden ser analogicos 0digitales. En un sistema

anal6gico, la sefial puede tamar infinitos valores continuos diferentes en

un intervale determinado. En un sistema digital, sin embargo, la informs-

ci6n solo puede adoptar dos valores diferentes, denominados estados logicos

(0 y 1). En el universe, cast todos los parametres ffsicosson anal6gicos. Si

se desean tratar de forma digital, es necesario convertir el formate analo-

gico en digital, y viceversa, Es habitual enconttar sistemas mixtos, forma-

dos por bloques analogicos y digitales.

6.1. Ampiificador operaclona I 741

Se trara de un circuito inregrado que mcluye un amplificador diferen-

cial con dos entradas en oposicion de fase. Can el uso de amplificadores

operacionales (AO) se pueden conseguir grandes ganancias de tension

para aplicaciones de pequefia potencia en un arnplio margen de frecuen-

eras a un coste muy reducido. Se utilizan en amplificaci6n, mtIGS, fuentes

de alirnentacion, generadores de ondas, cornparadores, etcetera.

Un AO tiene tres etapas. La primera consta de un amplificador diferen-

cial, capaz de arnplificar la diferencia entre dos tensiones de entrada; la

segunda proporciona una elevada ganancia, y la tercera se compone de un

arnplificador, generalmente en colector corruin, que proporciona una baja

irnpedancia de salida. Destacan, entre otras, las siguientes configuraciones:

E n el d rc utt o s e w m p le q u e :

R jVl=V~=V«·--

R , + R ,

S i V,:> V l=> V I " " + V e e

Si V , < :: V, => V, " " _ V ee

La g an and a d e tensi6n a la z e c e rr a d o

( A V l I . C I ) e s :

V , R lAVll.q=-= _-

V ~ R ,

EIs ig n a n eq at iv o i n d ic a q u e h ay u na

i r w e rs lo n d e la s e e n t r e I a e n t r a d a y la

s a l i d a .

L a q a n a nd a d e tension d e un A D s inrealimentacion e s m u y elevada. C o n

r e a lim e n ta c i6 n n o i r w e r so ra e n I a z o

c e r ra d 0 ( A v 1I .C ) l:

A I a p l i c a r d o s t en s lo n e s lV , Y V I) e n l as e n t ra d a s ,

l a s c o m p a r a Y p r o po r d on a e n la s a l i d a un a t e n s io n c e rc a na

a la d e a llm e n t ac lo n p o s it lv a (+ V e e )0 n e g a t i v a l- e e ) ,

s e g u f ! [ u a J sea la e n t r a d a en la Q u e 51 ' h a a p J i c a d o 1 '1 m a y o r

volts je ,

E n s sta c on flq ur ad on tr ab aia c om o u n a m p l i f i c a d o r

en la l ana d e ~ a tu ra d 6n, p o s i t i v i l a negi l t iva, r e ~ p e ( ( i v ameme .

• L a serial q u e s e v a a ampl lf ic a r ( v . l seintroduce

pe r la entradainversora a t ra v e s de R ,.

A i tr at ar se d e u n am pl if ka do r, Ia s e n a l de s a l i d a ( II;) s e r a

p ro po rd on al a la d e e n tr a d a y ap a re ce ra i nv e r t ic ia c o n respecto

a e st a.

• E I g ra ft e o m u s s tr a q ue 51 ' t ra ta d e u n s is te m a c o n

real imentadcn, y a q u e R l l o rn a u na muestra d e I i i tension

de sal ida y I" in t roduce po , la entrada.

E n e st s r n n n ta le , l a s e na I d e s a li d a esla d e e n tr a da ,

a m p f i f l c a d a y e n fa se ( o n ~ 1 I i 1 .

L a t en s io n d e reallrnemadon s e c o n s i q u e m e d i a n t e

e l d l v is o r d e t e n s io n f o rm a d o p or R , Y R l, t q ue s e h a a p lk ad o

l a t en s to n d e s a l i d a . E s te t ip o d e r e a tim e n ta c i6 n p ro p o rc lo n a

u na b ue n a e s ta b l l i d ad , u na r e s ls te n d a d e e n t r a da a lt a

y d e s al id a b a j< l. ID qu e c o n v ier t! ' i. l 1 2ste m om aje e n VI) 5 i s t e m a

r n u y a d e c u a d o p a r a a m p ll f i c a d o r e s l i n e a le s ,

E!ectr6nica. 75



M o nta je d el ln te rru pto r c re pu sc ula r

e n u na p la ca p ro to bo ard .

r.........--------,- Te interesa saber

EI nombre de amplificador

operacional se debe a que

una de las aplicaciones de es-

tos circuitos integrados es la

de realizar operaciones mate-

rnatlcas, como la de la suma,

la resta,la diferenciaci6n y la

integraci6n, sequn sea la con-

figuraci6n utilizada.L._ -..M ' ..... _ ... __ .J

M onlaje del control de tempera tura

en una pi ac a p r o ta b oa r d.

ldent if icadon de te rm l na le s e n e l s en so r

d e tem peratu ra L M35 Cl.

76 UNIDAD 5

_ Circuitos con amplificadores operacionales

El funcionamiento del circuito siguiente es muy similar al incluido en

el apartado de transistore , aunque en este caso se utiliza un amplificador

operacional, que, entre otras ventajas, aporta una mayor sensibilidad a las

variaciones obtenidas en la LOR.

+~

LD R

12V

F uncionam iento. En este m ontaje se em plea u n AO sin realim en tadon (en lazo ab ierto), config urado

como c o m p a r a d o r d e t en s io n . C u a nd o la L D R recibe l u z , su r e s i s te n d a e s b a ja , 1 0 q ue h ace

que la tensi6n en la e nt ra da i nv er so ra (2) sea alta, p osib lem ente superior a la ex istente en la entrada

no i nv e rs o ra (1 0 cua 'i depen de del ajuste realiz ad o en RJ A I se r V I> V I' la tension de salida sera 0 V ,

ya que no se ha em pl ea do p ol ar iz ac i6 n neqat iva en la en trada de alirnentaridn negativa (4). En e st ecaso, 1 '1 transistor se h alla ra e n c orte y el r e le e s ta r a desactivado.

En la oscu ridad, la resistencia de la L D R sera alta; en co nsecuencia, la tension en la e nt ra da i nv er so ra

s e ra i nf er io r a l n iv el d e re fe re nd a fija do en la en trad a n o l n v e r s o r a (V l <V ,) y, p a r t an to , l a t en sio n

en la salida sera ig ual a 1 3 t en si on d e a li me nt ac 16 n (Vee = 1 2 V ). E n c on se cu en ci a, e l t ra ns is to r

5 1' hallara s at u ra do , 1 '1 r el e a c ti va do y f u n d o n a r a el receptor conectado en 1 '1 c ir cu it o d e p ot en cia .

R l p erm ite fija r e l n iv el d e i lurninadon de r e fe r enc i a, es dedr, la s en sib il id ad d el s is te ma ,

Aplicadones. Se em plea en el contro l autom atico d e sistem as d e ilum inaci6n.

En el siguiente monraje se utilizan dos arnplificadores operacionales:

uno can realimentacion no inversora de tension y otro configurado como

co riparador de tension. El montaje perrnite llevar a cabo un control de

temperatura mas sensible y lineal que el que se ha propuesto en el apartado

de transistores,

) ~ r80m l@ J

V,,= V .,

..L

Fundonamiento. En este circuito se utiliza un s en so r d e t em p er at ur a ( lM3SCZ) q ue tie ne

un c ompo r tam ie n to m a s lin ea l q ue u na N T C . S eg un lo s d ato s d el fa bric an te , la s en sib ilid ad d e e ste

com ponente es de 1 0 m V re . P ara a mp lific ar e sta s e r i a l d e s ali da (V,,) , s e u ti li za u n am pl ifi ca do r

o pe ra cio na l c on reallmentadon no inversora (1(1), cuya ganancia es AI'(l(J= 1 1. E I d iv is or d e t en si on

situado en la en trada inversora del 1(2 (config urado com o cornparador de ten sion) perm ite fijar

la tem peratu ra d e referencia a p artir de la c ual d eb e fu ncio nar el re cep to r (u n v en tila do r e l e c t r i c o , po r

ejemplo) . A p ar tir d e l os c on oc im ie nt os adqui r idos, s e p ue de ccndulr q ue el ra ng o d e tem pe ra tu ras

d e este m ontaje se situara entre 1 9 " C (V " = 0 , 1 9 V Y V 51 = 2 ,1 V ) Y 1 09 "C ( V e l = , 0 9 V Y V " = 1 2 V ) ,

d ep en die nd o d el aju ste d el p ote nc i6 metro R 4• E I m argen de tem peratura de funcionam iento del

sensor es de -40"( a + 110 "C , Yel d e la te nsio n d e alirnentacion, de +4 V a + 20 V .

Cuando la tension aplicada en la entrada no inversora del 1(2 (V,,) se a su perio r ala ten si6 n

d e re fe re nd a p refija da e n la e ntra da i n v e r s o r a d e d ic ho i nl eg ra do (Vel), la tension d e salida de este

amp li fi ca dor o p er ac io n al es de 1 2 V (+ V c c ) , el tra nsisto r e ntra e n s a t u r a c i o n y se a c t i v a el r e l e ,

poniendo a s t en fu ncion am iento el ven tilador. Por el rontrar io, cuando V " <V ' l ' la salida

d el in te gr ad o e ntr eg a -12 V,e l tra nsisto r en tra en c orte y e l r ec e pt or s e desconecta.

A plica cio nes. Se u nu za e n siste mas a uto ma tlro s d e co ntro l d e tem pe ra tu ra.



EI1yeiO

del sistema blnarlo•••••••••••••••••••••••los valores de la tension corres-

pondiente a l nivel alto y bajo de

una serial digital dependen de la

tecnologfa empleada para la

construcci6n del circuito integra-

do del components loqko, Estos

valores son, en loqlca positiva:

T T l5 V O V

( V e ; : = 5 V )( Z I / ( o m o ( 0 .8 V c o m o

m i n i m o ) m a x i m o )

E e l O V ~5,2V( V I . ( = ~ 5 ,2 V )

v(( O il

C M O S ( 2 / 3 V(( ( 1 13 V a -

( V e ; : = 3 , 5 - 1 5 V ) tornn c o m o

m i n i m ! ) ) m a x i m o )

- -- -- .

C ir cu it o i nt eg ra do S N7 40 0. ln du ye c ua tr o

puer tas N A N D d e d o s e nt ra da s,

M o n ta je d el c on tr ol d e l in m o rr ta ca rq as

c on p ue rta s 1 6g ic as .

6.2. Sistemaselectronicos di.gitales

En los sistemas electronicos digitales la informacion solo puede adoptar

dos valores a estados, denominados estados lcgicos: nivel alto (1) y nivel

bajo (0). Los sistemas digitales se dividen en:

• Sistemas cornbinacionales. Son aquellos en los que el valor de la

salida depende en todo momenta de los valores binaries que adop-

ten las entradas.

• Sistemas secuenciales, Son aquellos en los que el valor de la salida

depende de las entradas en ese misrno instante y en instantes ante-

riores, Necesitan, POt tanto, algun tipo de memoria que les permits

almacenar el valor de las entradas en los instantes anteriores,

En electronica digital se dispone de codigos para ponderar cantidades

y procesar 1 0 3 informacion. A la hera de valorar magnitudes, compararlas,

operar can elias y contar, son necesarios sistemas de numeraci6n que fad-

liten dichas tareas. El sistema de numeracion en base dos 0 codigo binario

natural, los codigos BCD (Binary Codex Decimal) y los c6digos no pon-

derados alfanumerrcos, como elhexadecimal 0 d ASCII, son los mas

ernpleados.

Para pasar un numero de un c6digo cualquiera a1 sistema decimal, se

multiplica cada coeficiente POt la baseelevada al exponente que ocupa

y despues se suman los resultados. Porejernplo:

(l lul), = 1 X 23 + 1 X 22 + 0 X 21 + 1 X 2° = (13 )10

Porsu parte, para pasar de un rnirnero en c6digo decimal a otto sistema,

se divide sucesivarnente dicho ruimero par la base del nuevo sistema hasta

que el eociente sea indivisible. El ultimo cociente sera el dfgito de mayor

peso y le seguiran los testes obtenidos, hasta el primero.

Por ejernplo, para convetir el numero (252) [0 a base 2, se procede del

siguiente modo;

25 2 lL_

OS 126 lz..12 06 63 Lz__

o 0 03 31 ll_

1 11 15 u..1 1 7 LL

1 3 u..

1 1Par tanto:

(252)10 = (11111100h

Funciones y puertas 16gicas

Los circuitos logtcos combinadonales tienen como estructura basica

las denominadas puertas logicas, dispositivos electronicos cuya respuesta

de salida esta en funcion del valor de las entradas y viene determinada

par las funciones logicas basicas, Cada puerta lleva el nornbre de la fun-

cion logica a la que equivale y su resultado queda reflejado en su tabla de

verdad.

La interconexi6n de puertas Iogicas permite construir circuitos logicoscompletes. La operaci6n de plasmar una funci6n logica en su circuiro

correspondlente se denomina implementer la funci6n.

Elect,6nica 77



I NVERSORA

(NOT)

AND

NAND

OR

NOR

OR -

E X C L U S I V A

(EXOR)

NOR -

E X C L U S I V A

( E X N O R )

5 1m b o lo s A SA

, D I N

78 UNIDAD 5

En la tabla siguiente aparecen las puertas y funciones logicas m as utili,

zadas, los sfrnbolos correspondientes, la tabla de verdad para cada una de

ellas, su configuraci6n equivalente y los circuitos que las contienen.

5

7 40 8 (4 puer tas

de 2 ent radas) .

7 41 1 (3 puertas

d e 3 e nt ra da s) ,

7421 (2 puertas

d e 4 e nt ra da sl

F u n d 6 n T a b l a d e v e r d a d

7400 Y 7437

(4 p u e r t a s de 2 ent radas) ,

7410 (3 p u e r t a s

de 3 e n tr a da s ),

7420 y 7440

(2 p u er ta s d e 4 en t ra da s ) ,

7 43 0 (1 puerta

de 8 entrad a s )

7 43 2 (4 puer tas

de 2 entr adas)

7 40 2 (4 puertas

d e 2 e n tr ad as ),

7 42 7 ( 3 puertas

de 3 ent radas) ,

74260 (2 puert as

de 5 ent radas)

7 486 ( 4 puer tas

d e 2 e nt ra da s)

7426 6 (4 puertas

de 2 en trad as co n s alid as

en co lec to r ab ier to )

N eg a ci 6n 1 6g ic a

S= A

Produc to 16g ico

5 = A · B

Funci6n rornplernentarla

de la A ND

5 = A . B

A B

5 um a 16 g ic a

S=A+B

Func i6n complementari a

de la OR

5 =A + B

Gene ra d ora d e p a ri d a d pa r- -

5=AEBB=A·B+A·B

Gene ra d or a d e p a ri d a d

impar-- --

S=AEt lB=A·B+A·B



r-----------,- Te interesa saber

G eorge B oole desa rrollo a m e-

diados del siglo X I X un modelo

m ate m a tico conocido com oa. lgebra de B oola , q ue esta -

blece un a serie de propiedades,

le ye s, p os tu la d os y teoremas

para las opera c iones 16g i.ca5 .

Des t a c an l as s ig u ien tes p ro p ie -

dades y leyes:

A+B=B+A

A+O=A

-

A+A= l

( A+B }+C== A + ( B+Q

A·B=B·A

A -1 =A

-

A ·A = 0

(A -B ) .(=

= A ·( B·O

A + (B . C ) = A . ( B + C ) =

=(A+B) ' (A+C) = A ·B+A · (

A +A=A

A + 1 = 1

A ·A =A

A· 0 =0

-

A=A

A+ A -B=A A ·(A + B)=A

E ntre los teorem as destaca la

le y d e e qu lv ale nd a 0 teorema

d e M org an:

A+B+C=A-B -C

A ·B ·C=A+B+CL I I I i I i I i . - ! ! ! ! ! ! l ! ! _ _ , _ . . . . . . _ ~ _ _ ~..I

E[ teorema de Morgan permite simplificar las funciones logicas de for-

ma que para implementarlas solo sean necesarias puertas NOR y NAND.

En la practica, se ha impuesto el criteria de utilizar la puerta NAND

como puerzauniversal, pues con ella es posible conseguir twas las demss.

P u e r t a equivalenteJ r c u k o c o n N A N D

~

A~B

Ci rcu lt o ln t eq rado 7400..

La simplificacion de funciones 16gicases fundamental para facilitar las

operaciones que se van a hacer can ellas y reducir e l mirnero y los tipos

de circuitos integrados que se deben ernplear, todo 1 0 cual dismrnuye el

coste del circuito. Esta simplificacion puede realizarse de forma inmediata,

aplicando las propiedades y leyes del algebra de Boole, a por metodos gra-

ficas, como los diagrarnas de Karnaugh.

A continuacion, se expone un ejernplo de circuito de control con

puertas logicas que facilita la inversion de giro de un motor de CC y, can

ello, el ascenso y descenso de la cabina de un montacargas en un proyecto

de aula-taller. El estado de las entradas puede ser 1 -interruptor cerrado-

a 0 -interruptor abierto--. EI estado de las sa!idas puede ser:

• 1 (rele activado): ascenso de la cabina hasta la planta primera, Se

produce esta siruacion cuando se cierra el interrupter de la planta

primera (B) a de la cabina (C) --0 ambos a la vez-e- y el de la plantsbaja (A) esta abierto.

• 0 (rele desactivado): descenso de la cabina hasta la plant a ba j a . Esta

situacion tiene lugar cuando se cierra el interrupter de la planta

baja (A) 0 cuando todos los interruptores estan abiertos,

+ 6 V

D

lN4007

- - -5 = A - B 'C + A · B · C + A · B · C o = } S = A · C + A · B o = } S = A · C ' A · · B

A~. 5B~

Funcionamiento. C u and o5 1 'a rd ona u no walquiera de ;105n te rn ip t or es s it u a dos en I a planta p ri me ra ( B ) 0 e n la c a bln a (C ) a a mb os a la vez, la salida

se pone a 1 1 6g i(0 (V? 3 .3 V) , 1 ' :1ransis tor ent ra I'll saturadcn y e l re le s e activa, dasp la zandose l os cont a c tos de sa li d a y hadendo qu e 1'1motor girl ' I'll

(m s e ll ti d o t a l qu e pemlitael· ascenso de l a c a oi n a. ( lJando se acciona el in ter rup to r loca lfzado en l a p l an t a . o a j a (A ) , l a s a li d a 5 1 's i~ l ia e n 0 1 ' 6 g l ( 0 , 1'1transistorentra I 'l l co r te y 1'1rele se d e sa c ti va . E n ese momenta , lo s con ta c to s d e s a li da s e d e sp la z a n h a st a la p os id en d e r ep os o, c on 10 qu e 1' 1motor g i ra en e lsent id o

d e d e scens o d e la c a bi na . E s de c ir , e l in te rru p te r s it ua d o en la p la n ta b a j a t ie l le prloridad d e m an do, Ell el circuito d e p o te n c ia s e d eb en i n s t a t a r dos

conr nu ta d ore s t ip o " fi na l d e c a rre ra » p a ra d e te ne r e l astensoo descenso de la c a b t n a c u an do lI eg u e a la p la nta primera y a l a p lan ta beja, respecnvamente.

+ 5V

r-hB C

4700

EIBctronica 79



r - - - - - - - - - ~ . . . .Te interesa saber

Los circuitos digitales no pue-

den trarar datos en el sistema

nurnerico decimal. Cuando

apretamos una tecla de una

calculadora, ordenador 0 tele-

fono movil, es neeesario tra-

ducir ese simbolo del teclado

alfanumerko a un c6digo que

la maquina pueda interpretar.

Ese c6digo puede ser binario

pure, BCD, etc. Para realizar

esa conversion, se emplean los

cod ificadores.L , _! 11 11 11 1! !1 . .. .J

EI c6 digo B CD•••••••••••••••••••••••

Las siglas BCD significan «decimal

eodificado en blnarlo». En este

e6digo, los numeros de 0 a 9 se

representan asf:

o

o

o

oo

o

o o

o

o

a

o a a

o

a

a

o

o oo a

En el algebra de Boole aplicada

a los circuitos digi tales se distin-

guen dos tipos de 16gica:

• L6gica positiva. AI nivel de ten-

si6n mas elevado se Ie asigna un

1 loqko, y al mas bajo, un 0 loqico .

• Logica negativa. AI nivel mas

alto de tensi6n se Ie asigna el 0, y

al mas bajo, ell.

80 UNIDAD 5

_ Sistemas 16gicos combinacionales

Sabemos que eL estado de las salidas en un circuito combinacional

depende unicarnente del esrado de las entradas. Estos circuito son siste-

mas integrados digitales superiores a las puertas logicas. Sus aplicaciones

son de dos tipos:

• Realizaci6n de funciones logicas.

• Realizacion de sistemas que permiten procesar informacion numericscodificada en binario para sorneterla despues a operaciones logicas

o aritmeticas,

La informaci6n binaria, ademas de ser tratacla mediante circuitos 16gicos

combinacionales como los que hemos visto en el apartado anterior, debe

ser convertida de unos lenguajes y codigo a otros. Los componenres que

realizan estas operaciones se denominan codificadores y descodificadores.

Un codificador es un circuiro combinacional en el que, cuando se activa

una de sus entradas, se produce una salida correspondiente en codigo

binario. Dispone de 2" lfneas de entrada (como maximo) sin codificar,

que proporcionan una salida de n lfneas. Estos dispositivos se presentan

en forma decircuito integrado, desracando

entreellos

el74147, un cedi-ficador de decimal a BCD con 9 entradas y 4 LLI.1.ease salida, que funciona

con logica negativa, Por su parte, un descodificador convierte una senal

btnaria en cualquier otro codigo. E s decir, al aplicar una cornbinacion ina-

ria en las entradas, se activa la salida correspondiente. Si dispone de n

emradas, el rnimero maximo de salidas sera 2" , El circuito integrado 7441 es

un descodificador BCD a decimal que dispone de 4 entradas y 10 lfneas de

salida con logica negativa .

Existen descodificadores denominados excitadores que convierten los

c6digos binarios en codigos adecuados para los distinros sistemas de

visualizacion de datos. Entre ellos destaca el circuito inregrado 7447, muy

utilizado en displays de 7 segmentos.

Entre los disposirivos de direccionarniento de la informaci6n destacan

el multiplexor y el demultiplexor. El funcionamiento del primero se pue-

de comparar al de un conmutador elecrrico que perrnite dirigir un data

presente en una de sus entradas bacia La unica salida que posee. Cada

serial binaria presente en las entradas de selecci6n permite conectar una

de las entradas con la salida, Dispone de 2" entradas, n entradas de selec-

ci6n y 1 salida. Un ejernplo de multiplexor es el circuito integrado

74152, que dispone de 3 entradas de selecci6n para controlar 8 entradas.

Por su parte, el demultiplexor permite rransmitir la informacion presente

en una unica entrada hacia una de las z n lfneas de salida, mediante n

entradas de eleccion, El circuito integrado 7413 7 es un demultiplexor de

1 entrada, 3 enrradas de selecci6n (0 direccionamiento) y 8 salidas,

multiplexor demultiplexor

5 E



r---.--------,- Te interesa saber

Las enttadas del biestable son

R ( r e s e t : «puesta a cero») y S

(set: «puesta a uno»), Las sali-

dasson Q, y su cornolemenra-

ria 0 ..

• Q, es la salida del biestableen un instante determinado.

• QtHt es la salida del biesta-bJe en eJ instante inmediata-

mente posterior.

•ies el f l anco ascendente,

y L el flanco descendente de

la serial de reloj.~ ~.J

Orcuito., s f m b o l o g r M k o

B a s c u l a

R -S

~~

~ ~

..Bascula

J - K

nBascula T

~J]~ T O

8asc ula D

Sistemas logicos secuenciales

En estos circuitos logicos, el valor de la salida en un instante deterrni-

nado no solo depende del estado de las entradas en ese instante, sino

tarnbien de los valores y estados que ha tenido el circuito anteriormente

y que han quedado almaeenados. El circuito secuencia] basico es una

celula 0 unidad de memoria, denominada bascula, biestable 0 flip-flop,

capaz de perrnanecer en uno de sus dos esrados estables sin Lasefiai que

produjo el paso de uno a otro, es decir, es capaz de almacenar la unidad

de informacion (bit). Se clasifican en:

• Asmcronos, En ellos, los cambios de estado en la salidas se produ-

cen cuando estan presentes las entradas adecuadas,

• Sfncronos. Para que se produzcan los cambios de estado en las sali-

das, adernas de e tar presentes las entradas adecuadas, se precisa una

serial de reloj compartida par todos los biestables del sistema. L a

activacion se produce, bien por nivel logico, bien por el flanco de

subida 0 bajada de dicha sefial,

Segiin su construccion, las basculas e clasifican de la siguiente forma:

T a b l a d e v e r d a d

Asrncrono

Asrncrono

Asincrono

C a r a c t e r f s t i c a s y aplkadones

• L as sig las R ·5 provienen del acrcnlrno ang losaj6 n

d e b l es ra b le ( R e s e l - S e t ) ,

Las en tr ada s a cera no producen variaci6 n del e s t a d o

de la sa lida de la bascula .

• Un 1 en la entrada 5 pone a 1 l a salida , m lentras

q u e un 1 en la entrada R pone a ° I. . salida,

y un 1 en a r n b a s e ntrad a, p ro du ce u na situ ac i6 n

de i ndet e rm i nac i 6n (X).

Si u no de los 1 aplicados a R 0 a 5 desaparece para ceder

su lugar a un 0, las salidas no cam bian deb idoala realim entaci6n de los circuitos. L a b ascula ha

guardado, P U E ' S , u n a i nf orm at io n E m memor ia .

S i s e qu ie re s in cron lz a r su funcionamiento, se anade

una en tra d a d e r elo ], que funciona conjuntam ente con

las en tra das d e co ntro l (R y S).La p ue sta a a 0 a 1 no tiene

efeclo hasta la Ilegada de la senal de re loj (i).

Se encuentra en los C 174118, 74119 Y 74279.

Se trata de una b a s cu ia R - S re alim en ta da. De e s t a forma

se e vita n lo s estados en que la salida es indetermlnada

w ando las do s entradas estan a 1 16gico.

• L a entrada J e s eq uiv ale nte a s e t , y K . a r e se t ,

• Cuando J y K estan a 1, se c on vie rte e n u n v er da de ro flip-

flop, ya que la sa lida cam bia a l estado negado al que tiene.

L a v ariante slncrona de esta b ascula se ob tiene

anadiendo dos p u e r t a s A N D a las e n t r a d a s J K junto

con la serial dere lo j (al igual que en la basrula R -S).

• S e encuentra en el C I 7470.

E I biestable T (del i n q l e s T o g g l e ) e s u n biestable J ·K

co n la s en trad as u nid as.

Cuando la entrada se pone a 1 1 6 gic o, l a s al id a c am b ia

de estado. De esta forma s e o b t ie n e una senal de sa lida

c u ya f re c ue n ci a es la rnitad de la senal d e e n tr ad a .

S e u tU iz a m uc ho e n c on ta do re s.

So n b ascu las J -K sfn cro na s c on u na u nic il en trad a

que se ! leva ta I c ua I a la entrada J y negada a la entrada K .

R eproducen en la salida e l im pulse de entrada , despues

de un derto retardo ( d e l a y , de donde viene su nom bre).

L a s a lida no camb ia de estado hasta la senal de re lo jcon 10 q ue alm acena la inform acion ex istente b asta ese

instante. POI e so se denom inan celulas de m em oria (Tateh) .

Electr6nica 81



Marca como verdadera (V) 0 falsa (F) cada una de

las siguientes afirmaciones:

D Enuna resistencia NTC,el valor 6hmico aumen-

ta con la temperatura.

D Enuna LDR,la resistenda disminuye a medidaque aumenta el nivel de iluminaci6n.

D Los condensadores electrolfticos se pueden

utilizar en corriente alterna.

D Cuando se supera la tensi6n de trabajo de un

condensador, este se puede estropear.

Determina el valor 6hmico de las siguientes resis-

tenclas, representado par los anillos de colores:

R1: rojo, raja, marr6n, plata; R

2: marr6n, negro, oro,

oro; R 3 : amarillo, violeta, naranja, oro.

Calcula la carga electrica que almacena un con-

densador de 470 j..l.Fde capacidad cuando se

conecta a una bate ria de 9 V. Determina la cons-tante de tiempo de dicho condensador cuando

se carga a traves de una resistencia de 1 kil y el

tiempo necesario para que se cargue.

En un circuito se conectan 3 condensadores de

100 nF,4700 iJ-FY2 200 p...Fen paralela a una bate-

ria de 9 V. Dibuja el circuito y averigua la capaci-

dad del condensador equivalente, la carga del

conjunto y la que almacena cada condensador.

lQue capacidad tiene un condensador electrolf-

tico que tarda un minuto en cargarse totalmente

a traves de una resistencia R =22 kil?

Marca como verdadera (V) 0 falsa (F) cada una de


D Un crista I de tipo N se obtiene al impurificar

un cristal de silicio con atornos donadores de

electrones.

D Los portadores mayoritarios en un crista I de

tipo Pson los huecos.

D En una uni6n PN polarizada directamente, la

barrera de potencial se ensancha.

D La tensi6n de umbral es la tensi6n que se

alcanza cuanda se destruye una uni6n PN.

Enel circuito representado, calcula el valor 6hmico

y la potencia de la resistencia limitadora que se

debe situar en serie con el diodo LED para evitar

su deterioro, sabiendo que la tensi6n umbral (V! )}

del LED es de 2V,Y la intensidad, de 25 mAo

R

* ' - V - = - 9 - V ---1/ ~ J - A - - - - - , t \ \

82 UNIDAD 5

8. Marca como verdadera (V) 0falsa (F) cada una de

estes afirmaciones, relativas a transistares:

D Enla zona activa, la uni6n base-emisor esta

polarizada directamente, y la uni6n base-

colector, inversamente.

D Pequeflas variaciones de la corriente de base

producen grandes variaciones en la de colector.

o En un montaje en emisor cornun, la serial que

se va a amplificar se aplica por la base.

D EI valor de los parametres 0' y Il suele ser

aproximadamente igual.

9. En un transistor se ha medido una variaci6n de la

corriente de colector de 140 mA y una variaci6n

de la corriente de emisor de 141 mAoCalcula los

parametres de ganancia IX y 1 3 del rnisrno.

10. Calcula el valor de la resistencia de base para que

el transistor de la Figura trabajeen zona activa yla tensi6n V e E sea 4 V.Considera que el valor de la

ganancia J3es 50, que VBE = 0,7 V Yque R c = 1 k!1.

+0-----........-----.

12V

Rc= 1 k!!

i C E = 4V

V B E = Q,7V r

11. EI siguiente esquema muestra un amplificador

operacional realimentado. LDe que tipo de reali-

mentacion setrata: inversora de corriente, no inver-sora de tension 0 inversora de tensi6n?

R , = 120 kn

A continuacion. calcula la ganancia de tensi6n en

laze cerrado y el valor de la tensi6n en la salida S l

se aplican 20 mVen la entrada.

12. Marca como verdadera (V) a falsa (F) cada una de


D Una fund6n OR unicarnente produce un 0 en

la salida cuando todas las entradas se encuen-

tran a 1.

D Una puerta NAND produce un 0 en la salida

cuando todas las entradas se encuentran a 1.

o Un multiplexor conmuta un nurnero de entra-

das determinado en una unka salida.



Propuestas de proyectos

L a t ec n o lo g fa e s u n a d is c ip l i n a q u e p e r m i te a n a fi z a r

y r es o l v e r n u m e ro s o s p r o b le m a s p r a c t i c e s a l o s q u ese e n f r e n t a n l o s s e re s h u m a n o s y s a ti s fa c e r a lg u n a s

d e s u s n e c e s i d a d e s . E n e s t e a p a r t a d o e p a r e r e n u n a

s e r ie d e p r o p u e s t a s d i d a c t i c a s q u e t i e n en c o m o o b j e -

t i v o e l d i s e i io y la c o n s tr u c c i 6 n d e d if e r en te s o b je to s

t ec n o l6 g ic o s q u e d e b e r a n d a r r e sp u e st a a u n a n e c e s i -

d a d p la n t e ad a . E s t a s p ro p u e s t a s d e t r a b a jo p o n e n e n

p ra cn c a l o s c o n te n i d o s d e s a rr o l l a d o s e n l a s d iv e r s as

u n i d a d e s d i d a r t i c a s ,

E n l a f a s e d e d is e t i o d e b e r a r ea l i z a r se u n a n te p ro -

y e c t o , d o c u m e n to t e c n ic o e n e l q u e s e r e t o q e r a n l o sp i a n o s y l a p la n i f i c ac i6 n n e c e s ar i o s p a r a c o n s t r u ir e l

o b je to , P a r o tr o l a d o , a l a c o n c l u s i o n d e l p ro c e so s e

r e d a c t a ra u n i n fo rm e 0 m e m o r i a f i n a l q u e p e r m i t a

e x p li c a r d e f o rm a q r a f i c a y e s cr it a e l p r o c e d im i e n to

l I e v a d o a c a b o . A m b o s d o c u m e n to s p u e d e n e l a b o -

r a rs e c o n m e d io s l n f o r r n a t k o s .

P a r a l a p u e s t a e n p r a c t i c e d e e s t a s p ro pu e s t a s , e s

muy c o n v e n i e n t e segu ir e ) denom inado metoda

d e r e s o lu c i6 n tecnka d e p ro b le m a s 0 metodn d e

p r o y ec to s , q u e c o n s t a d e l a s s i g u i e n t e s f a se s :

• F a s e t e e n a / o g i e a :

• P la n te a m l e n to d e l p ro b l e m a .

• A m i l i s i s d e i d ea s .

• D is e n o .

• P i a n i f i c a c i 6 n .

• F a s e t e c n k a :

• C o n s t r u c c io n .

• C o m p ro b a c i 6 n .

• E va l u ac i 6 n .



o u s c

l A m p a ra d e m e w

d e n o c h e p a r a b e b e

J u e g o d e p r e g u n t a s

'f r e s p u e s t a s

D i s e l \ o 'f c o n s t r u « i 6 n

de u n r e l e( que con trol l! do s

ci rcui tos elKtricos)

Moto r d e c o r r i e n t ec o n t i n u a

V e h l c u l o d e m o to r

( do tado de i nve rs i6n

d e l s entid o d e la m a rc ha

y d e c ontrol d e

direcci6n)

P r o g r a m a d o r

e l e c t r o r n e c a n l c o

(para e l cont ro l

d e u n anunc io lum ino so

o d e un sema fo ro )

• E I c irc ui to e le ctri co s e c om p one d e u na l< im p ara inc and es cente

de 20 W /230 V (coma las q u e se u ti li za n en 1 '1 interior de un friqorffico)

o sim ila r, u n interru ptor y u n enc hu fe p ara s u c onex i6 n a la led d e CA .

• D is p o n d r a d e u na p a n t a l l a e xt eri or d e p a pe l p a r a f i n a d o , d e sed a

o v eg eta l, s ab re la q ue s e p r oy e c ta r a n l as imagenes d l s e n a d a s ,

• T e n d r a tarnblen u na p anta lla i nte rior d e p l a st lc o t ra n s p a re n t e

a t r a n s l u d d o sob re la q ue s e d i h u j a r a n la s fi gu ra s q u e s e va n

a proyecta r .

• U na tu rb ina situ ad a en la p arte su perior y u nid a a la p anta lla h araqu e e s t a g i re cuando la lampara e s te e n ce n d id a y caliente 1 '1 a i re , que

c ir cu la ra d e a b aj o a rri ba .

84 UNIDADES 1y 2

• Cuanda se e li ja la r e s p u e s t a correcta, s e c e rr a ra 1 '1 circuito e l e c m c o ,

1 0 q ue h ara q ue su ene u n z urnb ad or a se enc iend a u na la mp ara

o a r n b a s c o sa s a l a ve z- .

• La s preg unta s y respuestas pueden pe rt enece r a cua lqu ie r asiqnatura,

discipl ina 0 a fi ci 6n d e lo s a lumno s (g eo gra fi a, i di or na s , a rt e, r nu s ic a ,

c .i en ci a , l it er a tu r a, depo rl es . .. ) .

• S e m anta ra u n interru ptor q ue p erm ita la d esc onex i6 n

d e la a l imenta t ion.

• Com o fuente de a lim enta ci6 n, se lnstalara u na p ila d e p eta ca

(en rea Ii d a d, s e t r a t a d e u na b aterfa ) en 1 '1 i nt er io r de l a r r n a z o n

o c a ja .

• 5 e t ra ta d e la c onstru cc i6 n d e u n elec trolrna n Q ue f unc ione c on u na

b a te ri a d e 12 V (d rc uito d e m a ni ob ra ) y q ue a cc ione u n c onm u ta dor

que a s u ve z pe rm i ta la a pe rtu ra y e l d e r r e de dos c ir cu i to s.

• E n uno de los circu l t o s h a de s l t u a r s e una lampa ra conec tada

a u na fu ente d e C A d e 2 3 0 V Y e n e l o tro u n m otor 0z um ba dor d e CC

a li m en ta d os c on 4 , 5 V . Es to s recept a re s no d e b e r a n funcionar

de f orma s irnu lt anea ,

• T od os los e le me ntos d e c ontrol q ue s e i nc lu ya n (p uls ad or en e l c irc uito

de man iobra y c c n m u r a d o r e n e l d e p ot en ci al d e b e ra n c o n s t ru i r s e

en e l t a lle r.

• Se h a d e c ons tru ir u n s ap orte p ara 1 '1 ind uc tor (form a do p O I d e s

i manes a rt if ic i ale s pe rmanen te s) , en cuyo i nt er io r q i r a r a l a bob ina

de l i nduc ido ( ro to r) , y u n c olec tor d e d os 0 tres delgas,

seg u n el m od ele d e m otor eleg id o, q ue p erm ita n la entra da d e

c orrie nte e n la b ab ina d el i nduddo y e l mant en im ie n! o d el sent idode g i ro .

• La m a q u t n a p od ra inc orp ora r u na p ole a q ue h ag a p os ib le

su u ti li za c i6 n c omo d in amo .

( No ta . E s ta p ro pu es ta d e t ra b aj a 51 ' desa rroll a con mayor de ta lle

e n la s d os p aq in as siguientes.)

• 5e t r a t a de l d i s e f i o y c ans tru cc i6 n d e u n vehiculo (trldclo 0 autom6vi l )

q ue inc orp ore la tra cd on e n e l e je t rasero, a l que se rransrn it ira

el m o v l m i e n t o p roc ed ente d e u n m otor d e CC a t ra v e s

d e u n m ec anis mo red uc tor d e v eloc id ad .

D eb era i nc orp ora r u n s is tem a d e d i recdon d ela nt er a d e ti po m anu a l,

a c ci on ad a me di an te v ola nt e 0 m a n l l l a r ,

• E I sentid o d e d esp la za miento se c ontrola ra m ed ia nte u na lIa ve

d e c ru c e 0 un c onmu ta d or b ip ola r.

• S i s e const ruye un a u tom ov ll, s e p c dra ind uir u n m otor d ora dod e un p iMn (s is tem a p ii i6 n- uemali era J 0 una le va

p a ra e l a cc io nam ie nt o d e la d i r ec ci 6 n d ela nt er a.

• H ay que d iseiiar y c o n s t r u i r un p r o q r a m a d o r d c li co ( de le va s,

de excent r icas , de dnta perforada 0 d e ta m bor) q ue p erm ita ob tene r

u na sec u enc ia d e i luminadon 0 de son i do de te rm i nada .

• A p artir d e m eca nism os c om o leva s, excentricas 0 s is temas de b i ela -

man ive la , que convi er ten un mov im i en to g ira tor io e n uno re ct ilfn eo

a lt ern at iv o, s e p rod u ce e l a c c io nam ie nto d e una seri e d e p u ls ad or es

q u e a b re n y c ie rr an un c ir cu lt o e le c tr ic o con la rnparas 0 zumbadores.

• L os p rog ra ma dores d e ta mb or m etillito ind uyen s istem as d e p ista s

aisladas 0 b ie n u na c inta a is la nte s ab re la q ue s e p r ac ti ca n c ierta s

p er for ac io ne s; am bos s is tem as d is po ne n de una seri e d e e lemen to s

me ta llc os e las ti cc s en contacto p erm ane nt e c on la c in ta 0 e l t ambor.

• D is ti ng uir los d ife re nte s ti pos d e c orrie nte e l e c r r k a

y los g en er ad ore s q u e la s um i n is tra n,

• Id entific ar los e le me ntos d e u n c irc ui to e l e c t r i c o y la funci6n

qu e desernpena c a da u no .

• Conoc er e inte rp reta r los s lm b olos q ue se u t ili z an pa ra

rep re sent a. r g rM ic ament e lo s c i rc u it os electricos d e u sa m a sf recuente . .

Conocer los dist ln tos tip os d e ene rg ia en los q ue s e p ue de

t ransfo rmar l a e lec tr ic i dad .• U ti l i z ar lo s c irc u it os e i ns ta la ci one s e h§ c tr ic os d e forma

segura y e f k a z y c o n o c e r los r iesgos d e r i v a d o s d el u so

de la electricidad.

• O bservar ya n a l i z a r 105

d is ti nt os t ip os d e i m ane sque ex i sten.

• E xperim entar con la c o r n e n t e e le c tr ic a como ene rg i a

g ene ra d ora d e un c ampo msqn et ic o,

• A na liz ar y c om p re nd er los p rinc ip ios b a s i c o s

de l magne ti smo y de l e le c tromagne ti smo .

• O bservar los fen6 menos d e at racoon y repulsion

e nt re im ane s y e nt re es t es y l as mate ri a les fer romagnet icos.

• D is ting ui r e ntre m a te ri ales pa r amaqne t kos y arnaqnetkos,

• E stu dia r d e form a em piric a (a plic ac i6 n d el metodo

c ie nt iflc o i nd u cti va ) la qeneracicn de energ ia elect rka

o d e m ov im ie nto e o u n c ond uc tor q ue s e e nc ue ntra d entro

d e u n ca m pa m a q n e t i c o ,

• A na liz ar l asdl ferentes p arte s d e u n m otor electrico

y la fu nc i6 n q ue d es em pefia n en 1 ' 1 c o n j u n t a d e la m a q ui na .

• O b se rv arla s d ife re nc ia s c ans tru cti va s e ntre los m ota re s

d e CCy d e C A .

• R ec onoc er la im porta nc ia q ue tienen los m o t o r e s

y generadores e l e c t n c o s en e l de sa rroll o t ecno l6g i co ac tua l.

• I nc orp ora r m ov im ie nto a lo s ob je to s t ecno l6g i co s med ian te

mo to re s de cor ri en te con ti nua .

O b ser va r lo s e fe ct os q u e p ro du c e un mecan isme reduc to r

de ve loc idad .

• A na liz ar los d ife re ntes s is te ma s d e direcdon que incorporan

los vehiculos rea les (bicicietas, t r iddos, coehes . .. J .

• A na li za r el fu nc ia nam ienta d e a lg unos c irc ui ta s

q ue p erm ite n c ontrola r e l g i ro d e u n m otor.

• E stud iar la fu nc i6 n d e los d iv er so s e lement os d e c ont ro l

que se u t ili z an en lo s c i r cu i to s e i ns ta la c icnes e le c tr ic os .

• O bservar las c a r a c t e n s t k a s de la asac i ac i6n en pa ra le lo

de los recepto res electrkos,

• Inic ia r a los a lu m nos en e l c o n c e p t o de programac l6n

d e u na r n a q u l n a 0 sistema.



I

I.

I.

e

Propuestas de proyecws 85



PR PUES A DE P OY C10S

estator:

portaescobillas

rotor: colectcrde delqas

rotor: boblnadodel i nducido

estator: inductor(imanesj

P ie za s q u e c ompon en e l mo to r.

86 UNIDADES 1y 2

Construcci6n de un motor de CC

A continuacion, se desarrolla una de las propuestas de trabajo planteadas

en las paginas precedentes. El problema tecnico que hay que abordar

consiste en analizar y construir un motor electrico de CC. Este perrnitira:

• Transformar la electricidad en energfa mecanica y transmitir movi-

rniento a un eje de giro.

• Analizar y comprender la interacci6n que se produce entre un campo

magnetico y una corriente electrica.

EI motor tiene que cumplir las siguientes especificaciones:

• Ha de ser capaz de girar al conectarlo a una bateria de 4,5 V .

• Debe disponer de dos sentidos de giro, en funci6n de c6mo se

conecte a los bornes de [a baterfa.

• Podrs incorporar una polea en su eje de giro para facilitar Sll usa como

dinamo, aprovechando la reversibilidad de esta maquina elecrrica.

Para construirlo, es preciso reunir, como minimo, los materiales y opera-

dores basicos que aparecen en la tabla siguiente:

Nocleo.

• Tuerca y pe rnos roscados de acero 0 p la nc h a d e a c ero .

Casqu il lo para su i edon y c ent ra d o d el e je d e g ir o.

Cinta aislante.

Bobina, H i lo de cob re esma lt ado .

Var i ll a roscada 0 v a ri lla c a li bra d a d e a c er o.

• P la qu ita s d e cob re 0 la ton ( tr es e n e l mot or d el e jem plo ).

• Casqu illo de plastko,

• T u erc a s, a ra nd ela s.

Casquil los y otros e lemen to s d e fijaci6n.

• D os im a ne s p erm a nente s.

listen d e mader a 0 de plas tko .

Tornillos y tuercas de nallen.

• Cab les.

R o t o r Eje.

Colector

de de lgas .

Varios.

E s t a t o r

Inductor.

Portaescobil las.

Estobillas. • P lancha de cobre 0 bronce.

Base

y soportes.

P l an cha de con tr achapado.

L i st ones de made ra .

Escuadras, torni llos, t ue r ca s , a r an d e la s . ..

Las herramientas y maquinas que utilizarernos seran las siguientes:

• Instrurnentos de medida y de trazado: regia y escuadra, lapiz ...

• Destornilladores, alicates, limas, barrena, Haves fijas, sierra de ingletar,tijeras, machos de roscar, soldador de estafio, papel de lija ...

• Maquina taladradora y polirnetro digital.

Antes de iniciar el proceso de construcci6n del motor, conviene repasar

las piezas que seran necesarias para su montaje. Intenta identificar los

componentes del motor sueltos de la fotograffa del margen y relaci6nalos

can los elementos de la tabla.

Una vez identificados los elementos que formaran parte del motor, se

debe elaborar una hoja de proceso de trabajo, que avudara a planificar las

tareas que se han de realizar. En 1a pagina siguiente se detallan los pasos

m a s significativos en la construcci6n del motor de cc.



N t k I e o

( r o t o r )

B o b i n a d o

d e l

I n d u c l d o

( 1 O t O r )

• Se traza el centro de tres caras aiternas de una tuerca hexagonal

(M20 0 s up erio r) c on el grami l .

• Se marcan con el g ranete estes pun tas y se taladran co n un a broca

de 5 mm 06,8 mm de dlametro. s eg li n s e u ti li ce n tornlllos de M 6

o de M8, respect ivarnente, p ara lo s brazos de l nudeo,• Se roscan p os te rio rm en te d ic ho s crlf idos con el m acho de roscar

correspondlente (M 6 0 M8).

Se ro scan los braz os en la tuerea y se fija n m ed ian te u na a ran de la

(dentada) y un a t ue r ca .

• Se e n v u e l v e (ada b r a z e c on e in ta a i s l a n t e ,

• Se inserta una pieza de m aterial aislan te en el orificio de la tuerca

s e p e rf or a p a ra s lt ua r e l e je .

• Oejando lib res 7 em u 8 em d e hila de cob re esm altad o,

com enzarem os a hobinar eada uno de los b razos ds l nudeo,

Se menta el r u l r n e r o de e s p l r a s 0 v u e l t a s aplicadas a cada b r a z e ,

enrollan do el h ilo siem pre en el m lsm o sentido.

S e d eb en evitar cruces y carnotos de d ir ec cio n e n la disposiciorT

de las espiras.

• A I acabar d e bobinar, han de marcarse c la ra me nte lo s extremes

d e i ni ci o y fin al de cad a u na d e las tres b ob in as forrn ad as,

• Es co nv en ie nte a plk ar u n voltaje en lo s ex tremes de d kh as b ob in as

para r ob a r s u c omo e le c tr o iman es .

C o I e c t o r

d e d e l g a s

( r o t o r )

• 5 e s i n l a como e je u na v ar il la r o s c a d a de M 4 y s e f ij a a l n u r le o

m ed ian te a re nd ela s d e p resio n y t u e r c a s de M 4 .

• Se fija un c a s q u i l l o de p l a s t i r o de 2 em de long itud al e j e , siguiendo

e l m i sm o p ro ce di m ie nto .

• Se lijan los ex trem es de las tres bob lnas y se sueldan ~ una delga el

e xtr em o fin al de un a bobina con el de arranque 0 inicio de l a b o bl n a

si tuada en el b raz o con ti g uo.

• las rres deJg as s e p e g an s ob re e J t as C/u iH o d e p Ja stic o uWiz an do

p eg am en to d e c on ta cto 0similar y dejand o u na p eq u an a s ep ar ad o n

e nt re e li as .

B a s e, s o p o r t e s

( e s t a t o r )

E s c o b i I I a s( e s t a t o r )

• Se m arean y co rta n lo s listo ne s d e 3 cm X 1 em para la fijaci6n

d e lo s im an es p erm an en te s (in du cto r).• Se preparan las e s c u a d r a s de r e f u e r z o ,

• Se m arcan y conan los H ston es para el so porte del roto r. Se realiz an

las p erfo raciones en am bo s sopo rtes p ara p oder lnrrodudr e l e je .

• Se m iden todcs 10 5 elementos y soportes y se m arcan en la base

lo s I ug ares en los que se l n s t a l a r a n ,

• Se p r e c e d e 3 1 m ontaje de los r n i s r n o s , m ed ian te to rn illo s d e r o s c a

madera (t lrafondos), e n lo s lu ga re s p re fij ad os y previamente

taladrados.

Se Iljan la s im an es, c on p olo s d istin to s e nfre nta do s, e n lo s so po rte s

• Se pre para elliston de madera 0 p las tic o q ue se rv ira p ara fija r

l a s e scob i ll a s ( port aescob il la s ) , m a r c a n d o l o y t a l a d r a n d o l o ,

• Se cortan c o s p la qu itas d e cobre 0 b r on c e ( es c ob il la s j y s e re aliz an d os

o rific io s e n la s m is ma s p ara fij arla s a l p or ta es co billa s y permitir

su uni6n con los c a b l e s mediante d e s to rn illo s d e n a l l e n y conectorestipo spade 0 en "U" .

• Se c o r t e un a p l a c a d e c on tr ac h ap a do y s e p e rf o ra n do s o r if ic io s

p ara in sta la r s en do s c on ec to re s h em bras tip o « ba na na ».

Se co lo can los dos cab les: un ex t reme e n l a e sc ob il la

y el o tro en el con ector h e r n b r a correspondiente.

• Se sueldan los cab les a los conectores «banana» .

• Para Q ue e l m o t o r empieee II g ir ar , Q u iz .l s ea n e c e s a r i o

da r un pequef io «e rnpuj dn» a l r o to r ;

EI sen tido de rotaci6 n vendra determ in ad o p or la polarid ad ap licada

a 10 5 b or ne s d e e ntra da .

• Se h ace g irar lig eram en te el p ortaesco billas sob re su to rnillo

de fijaci6n ham qu e las escob illas m antengan un contacto adec.uado

c on e l' c o le c to r .

• f) r o rr e rt c s e nt ido de arroJlamiento de la b ob in a d el in du d do ,

la polarid ad en fren tada de los lm anes y la ad ec ua da p res io n

d e la s esc ob illas so bre e l c ole cto r so n fa cto res d ec isiv os en e l co rre eto

fu nd on arn ie nto d el m oto r.

Propuestas de proyectos 87



T D Aye

p . . . . . . . . detrabajo C a r a c t e r f s t k a s IU S reIftantes O b j e t i v o s e s p e d f t c a s . fI• U tilizando varias celu las fotovolta icas conectadas en serie • Conocer las d itsrendas que ex isten entre los r eeursos

y expom endolas a la lU I d irec ta del sol, s e p uede Ilega r a a kanzar renovables y l os no renovab les,

u n voJ ta je s ufi cie nt e p a ra a lim ent ar u n p eq u eno re ce pt or, c omo u na • Conoeer d i s ti nt a s formes de ob tene r ene rg i a e lec tr ka

bornbilla 0 un motor; tamb ien puede em plea rse un polfm etro a partir de recu rsos renovables.

p a ra com p ro ba ria f em g enera d a y 1 '1p a so d e la corri en te . • I d en ti fi ca r los e lementos basi cos que pa rt ic ip an

• S ob re u na p la nc ha d e m ad era , 5 1'e xtle nd e 1'1m ayor nu rne ro p osib le e n 1'1p roc eso d e tra nsform ac i6 n d e la e ne rg ia y c onoc er

de ce lu la s y s e cone ct an en s eri e 0 en pa ra le lo (segun l as necesi da des la fu nd on q ue d es em p et ia c ad a u no .

I n s ta la d 6 n s o la r de volta je 0 d e s um in is tro d e corri en te ). L a p la ta fo rm a p u ed e s er • C orn pa ra r la s r ep erc us io ne s q ue t ie ne s ob re e l m e dia

f o t o v o l t a l c a regu lable. am biente la generac i6 n de energ ia elec trka en centra les• C ad a u na d e la s c e lu la s d e la s f oto gra ffa s g ene ra u na te ns ion convencionales y no convencionales.

a p ro x im a d a d e 0, 5 V en u n d ia s ole ad o: e n 1 '1e jem plo s e h a n u ti li za d o • E s tu d ia r e l re nd im ie nt o d e u n s is tem a d e con ve rs io n

24 unidades (en tota l, 12 V ). de energ ia e identifiea r los fac tores q ue c ontribuyen

• 5 i la in st ala cion v a a d is pon er d e v arie s p an ele s, c onv ie ne s ltu ar a me jo ra r d icho r end im i en to .

u n d iod o e n s erie e nt re (a da d os p an ele s c on se cu tiv os a fin d e e vit ar • Ana li zar la s posi bl es ap li cadones de l as ene rg ia s r enovab les

corrientes c irc ula torias entre elias si se c onec ta n en oposic i6 n. en los sec tores d om estic o e indu stria l y va lorar

s u s posi b il id a des de f ut u ro y e l p ap el q ue p ue de n

desempena r f rent e a la s ene rg ia s convenc i ona les.

• U n m ot or d e (( c om o lo s q u e s e u tiliz e n e n 1'1a ula ta I le r p a r a re aliz er • D esc ub rir la im porta nc ia d el d iseno d e 105a la b es en u na

c u alq u ie r p ro ye ct o p u ed e s erv ir c omo g enera d or d e CC0 dinarno, t urb in e eelk a 0 h ld ra u lk a p a ra m e jo ra r 1 '1re nd im i en to

dado e l ca ra c te r r eve rs ib le de est a r naqu l na r ot at iva . d e un ae rogener ado r 0 de una cent ra l h id ra u lk a

• E I a e ro gene ra d or d eb e d is pone r, a l m enos, d e u na e st ru c tu ra • Conoce r lo s d ife re nt es mode lo s d e t urb in as y s u a p Ji ca c i6 n

de sus tentac i 6n 10 s ufi cie nt em ent e e st ab le , u na t urb in a e 6 1ie a pra r tka ,

1 0m a s e fic az p as ib le , u n m ec an ism o d e orie nta ci6 n q ue p erm ita • Desrub r ir l assemejanzas e x t s t e n r e s ent re un c i rcu it o

la b us qu ed a d e la d ire ec i6 n d el v ie nto d e fo rm a a ut on om a ,h ld ra u li co y uno e lec t r i co , ena ll za r s u se lementos

u n m ec an is mo m u ltip lic ad or d e la v elo cid ad (s itu ad o e nt re Y c omp a fa r la fu nc i6 n q ue c um p le n e sto s e n a m b os

A e r o g e n e r a d o r e l e je d e la t urb in a y 1 '1de l g ene ra dor ) y , po r u lt imo , un gene ra dor circuitos.

d e ene rg ia e lec trk a . • C om p re nd er la im p orta nc ia d e la e ne rg ia s ola r y ronocer

• E I r en di mi en to d e la m a q ui na d ep ende ra p ri nc ip a l m ent e d el d is eii o su s mu lt ip les t ransformac i ones y ap llca donss .

d e la s a sp a s d e la t urb in a y del s i stema rnu l ti p li cador . • V alora r la im porta nc ia d el a gu a c om o re cu rso y conoeer

• S e p u ed e u tiliz ar u n d i od o L E D 0 un r ecep to r s im i la r p a ra cons ta t ar s u sap l ica c iones, no solo como e lemento pa ra 1 '1consumo

l e t r ansformac i6 n de ene rg ia p roduc id a . Y e l ri eg o, s in o t arn bi en como fu en te d e ene rg ia .

• Ana li zar l os s is temas de a lmacenam i en to y regulacion

d el c a uc e d e lo s no s,

• V alora r la im p orta nc ia q ue h a te nid o e n 1 '1d es arro llo

• U na dinamo 0 u n p eq u eno a lt ern ad or d e b ic ic le ta p u ed en s erv ir d e la h um a nid ad e l a p ro ve ch am ie nt o d e la e ne rg ia

p a ra p ro du c lr e le ct ric id a d en u na m i cro cent ra l h id ra u lic a d e b om b eo . e61i caen maqu ina s, a rt ef ac t os , s is temas y e lementos

• 5 1' p ue de n s erra r p elo ta s d e p in g-p on g p ara u tiliz er la s s emie sfe ra s de navegaci 6n.

re su lt a n t es en la con st ru c don d e u na p eq u ena t urb in a t ip o Turgo , qu e

e s s i m ila r a u na t urb in a P e l t o n , d e la q u e, no obs ta nt e, s e d l fe re nc ia

e n q ue e n e sta e l a g ua no inc id e fron ta lm en te e n la c az ole ta , s in o

la te ra l m e nte e n e l r od ete , c on u na in dina do n d e e ntre 1 0" y 2 0" .

M ia o c en t r a l h ld r .6 u ll ca • Se co lo ca u n d ep os it o s ob re u na p la ta fo rm a re gu la b le ( pa ra p od er

debombeo v a rie r la a lt ura d eJ s alt o) y s e p r oyec !a e l a g ua d es de a q ue l s ob re

los a la bes d e la tu rb ina a tra ve s d e u na m ang um c on u na v alv ula

de regulat ion.

• Seu t ili za ra u na b om b a s it ua d a en 1 '1d ep 6 sit o in fe ri or p a ra p erm it ir

e l a sc en so d el a g ua h a st a e l d e p os it o s up eri or, c on 1 0q u e s e v u elv e

a lni c ia r 1 '1c i c io .

• S e p ued e c olc ca r u n m ec anism e m ultip lic ad or d e Ia v elod da d

ent re e l e je d e la t urb in a y e l de l g ene ra dor e lec tr ico .

• U t il iz ando ma t er ia l convenc iona l como 1 '1que seemp l ea • A nallz ar y reconocer las ins ta lac iones que nos proporc ionan

en las insta lac iones domesticas, se p uede diseiia r y sim ula r b lenesta r y comod id a d en l as v iv iendas.

-sobre u na pia nc ha d e m ad era - la insta la don electric a de d os

•Conoce r e in te rp re ta r la s im b olo g i a p r op ia d e lo s p ia no s

hab itac iones representa tivas de u na v iv ienda . de construcc i6n.

P ri me ro s e r ep ro du cen a e sc a la la s d os h a blt ad ones , m edi an te • I de nt ifi ca r lo s e lem en to s q u e i nt erv ie nen en e l t ra z ad o

la sim bologia c orrespond iente, inc luyend o tanto los elem entos d e la insta la ci6 n elec trk a de u na viv iend a.

a r qu i te c tonkos como los e lec rr kos. • Descub ri r 1 '1f unc ionam i en to de los c ir cu it os y montajes

I n s t a l a c i O n eI~r ica • S e i ns ta la n la s c a n ali za c io ne s, la s c a j as y l os mecanismos necesarios , e le c trk os d e b a ja t en si on (230 V ) q u e u ti li zam os a d ia rio .

d e l a v iv i en d a s e r e aliz a n la s cone x io ne s ent re e llo s y s e com pru eb a la a u send a • C on oc er lo s rie sg os d e la e le ctrlc id ad y lo s s is te ma s

de co rt od r cu i t os. d e p ro tecc ion emp leados pa ra ev it a rlos.

• E I pa ne l c onstru id o se d eb e c onec ta r a la re d d e 23 0 V a traves • Analiza r el c onsumo de e nerq la electrica y l os factores

de u n c uadro de p rotecc i6 n montado al efecto. que interv ienen en el mismo.

• R e su lt a c on veni en te i ns ta la r d lv ers os t ip os d e lum in ari as • Conocer lo s d i st in to s t ip os d e a lu rn bra d o,

p a ra obse rva r l as d if er endas ex ls tent es ent re e li as . • V a lo ra r lo s e fe ct os p os it iv os y nega ti vas que supone

(N ota . E sta p ropuesta de traba jo se d esarrolla con m ayor deta lle la dependencia de 13energia elec trlca en los p aises

en la sdos pag ina s s ig u ient es .) lndust r ial izadcs.

88 UNIDADES 3y4



I




PROPU T S D

p la c a s op o rt ede m adera p lano a escalaforrada d e l as h a bi ta c io n es la rnparas

90 UNIDADES 3 y4

PROY C 0

Ejemplo de insta.laci6n electrica

El problema tecnico que hay que abordar en la propuesta de trabajo

seleccionada consiste en analizar, disenar y construir una parte de la insta-

laci6n electrica de una vivienda. Con este fin, se debera representar

a escala sobre un tablero de madera un plano de dos habitaciones de una

vivienda, que deben tener las siguientes caracterfsticas:

• Habitaci6n principal. El control de la larnpara del techo sera con-

mutado desde al menos dos puntos distintos de Ia estancia. Se insta-

laran una 0 dos tomas de corrienre para alumbrado (Cl) y una 0 dos

tomas de corriente para usos generales (C2).

• Habitaci6n auxiliar, EI control de la lampara del recho se realizara

desde un punta de la estancia. Dispondra al menos de una toma de

corriente para usos generales (C2).

El proyecto tiene que cumplir las siguientes especificaciones:

• La instalacion electrica se realizara utilizando canalizaciones, cables,

mecanismos y lurninarias de uso comercial, y se conectara a la red de

CA de 230 Va rraves de un cuadro de mando y protecci6n.

• El trazado de la instalaci6n sabre el plano debe ser claro y facilirar la

realizaci6n de las medidas electricas necesarias, su mantenimiento

y su reparaci6n.

Para construir la instalaclon, es preciso reunir, como minima, los mate-

riales y operadores basicos que aparecen en la siguiente tabla:

• Plaea de m adera de al m enos 120 cm X 6 0 emca n u n espesor rn ln imo de 10 m m.

Papel k ra f t blanco 0 d e c a la re s c la ra s.

On ta ad he s iv e y r o tu l ad o re s p e rman en te s .

Ca j as d e d e r iv ac i6 n y d e m e c an ism os .

• lub es p rc te cto re s f le x ib le s d e 1 6 mm y 20 m m

de d l ar n e tr o y c ab le s d e 1 ,5 r nr rr ' y 2 ,5 r nm ' d e s ec do n.

de conex ionado . G rapas m etalkas, fijac iones y r eg le ta s d e c o ne x io n ad o .

• P or ta la mp ara s y portatubos.Tapas y p la c as p a ra l os m e c an ism os .

• E lem en to s d e c on tr ol : p ul sa do re s, i nt er ru pt or es

y conmutadores.

• B ases d e enchufe .

tamparas, l nc a nd e sc e nt es , h a l6 g en a s, t ub o s f lu o re s ce n te s . ..

I nt e rr u p to r es au toma t ico s r n aqn e to t er r nl cos ,

d l fer encia les , PIA.

• C ab les d e p ro te cc i6 n ( T T l .d e p r o te c c i6 n .

Se ernplearan las siguientes herramientas y maquinasi

• Instrumentos de medida y de trazado: metro, regla y escuadra meta-

lica, lapiz, rotuladores can puntas de trazado de varies grosores .

• Destomilladores, alicates, barrena, pelahflos, gufa pasacables .

• Maquina taladradora, caladora y polimetro digital.

Una vez realizado el anteproyecto, se debe elaborar una hoja de proceso

de trabajo que ayude a planificar las tare as, En la pagina siguiente se detail an

los pasos mas significativos en la construccion de la instalaci6n propuesta.



E n u n a h o ja d e f o r m a t e D I N A - 3 s e d ib u l a u n p l a n o a e s c a l a

(1:50 0 t 1QO) d e u n a . v iv ie n d a q u e i n c l u y a l o s d s t i n t o s

e l e m e n t o s e l e c t r i c o s q u e s e e n c u e ru r a n e n c ad s d s p e n d e n d a ,

utilizaMa l o s s im bo Ja s na rma l iz a da s c o rr e sp o nd ie n te s .

S e t e r r a l a p l a t a d e m a d e r a c o n p a p e l b l a n c o .• S e selecdonan d o s habitadones q u e reunan la s cerarterlstlcas

e x p u e s t a s e n l a p ro p u e s ta y s e d i b u j a n a e s c a la s o b r s 1 '1p a pe l

c an e l q u e h e r n o s f o r r a d o 1 '1 .a b l e ro d e m a d e ra , u ti l i z an d o

r o tu la d o r e s p e r m a n e n r e s d e d if e re n t \ : s q r o s o r e s ,

• S e r e p r e s e n t s s a br e d ic ho p l a n e 1 " 1e s q u e m a , u n i f i l a r

d e Ia insta la non elec trk a se v a a rea liz ar,

• S e f i j a n a l p a n e l l a s c a j a s d e d e r lv a d c n n e c e s a r ia s , u t l l l z a n d o

t o m i ll a s d e r o s [a m i ld e ra y a r . : m d e l a s .

• S e f i j a n l o s t u b es f le x ib l e s m e d i a n te q ra p as r ne ta li ca s y t o r n i ll a s

t ir a fo n d o s , s i q u ie n d o e l t r a z a d o r ep r es en t a d o ,

• S e s l n i a n la s ( a j a s d e l o s m e c a n l s r n o s y s e f i j a n m e d i a n te

t o m l i l o s d e r o s c a m a d e r a y a r a n d e l a s ,

• D e b e r e n e r s e e n c c e n r a e ! m J m e r o d e e i 'e m e C lt o s qu e 5 1" v aG

a a lo ja r e n c a da c aj a , a f l n d e s e l e cd o n a r l a m a s adecuada

• S e p a s a n la s d o s lm e a s d er i v a d as ( C 1 Y (2) c a n l a a y u d a

d e u n a g u ia p a s ac a b le s ( si : e s n e c e s a r lo ) .

• ( o nv ie n€ ' r e p r e s e n t a r , a l m a r g e n 0 e n u n p l a n o a n e x o ,

e l f u n c i o n a f d e f a in,taradon.

• S e d er i v an l l n ea s d es d e l o s o o s d rc u i t o s i n te r l o re s h a s t a

ili;;j,:t~~~tl l os m e c a n l s m o s y l o m a s d e c o r r i e n t e : p r i m e r e s e p a s an

l o ~ c a b l e s d e f a se d e s d e l i a s c a j a s d e d e r i v ac i6 n h a s ta l a s c a l a s

de m e c a n i s m o > / in te m J p to r e s y c o nm u f a d c re s ) , y d e s p u e s

s e p a s anla s r a b l e s d e f a se , n .€ 'u t r o y t i e r r a h a s t a la s t o m a s

c e c o r r i e n te .

• S e c o n e c t e n l o s c o n m u t a d o r e s e n t r e s i, u t i l i z a n d o c a b le s d e f a se

de c o l o r diferente a l e r n p l e a d o a n t e r i o r m e n t e p a r a p o d e r

d i f e r e n c f a r l o s . E I c a b l e d e s a li d a d e l u l t i m o r ne c a r n s r n o , d e l

m i s m o c o lo r q u e e l p r im e r c a b l e de f a se , s e u n e

a u n o d e l o s t e r r n l n a l e s d e l a l a rn p a r a q ue s e d es e a c o n t r o l a r .Se pa san l o s c a b l e s d e neutrc y p ro te cd on d es de 'Ia c a j a

de de ri v adon co rr e spc nd le n te ( c i r c u i t o O J h as te lo s distintos

p u n t o s d e I U 1 , s ln c o r ta r lo s e n n in g u n e le m e n to d e c o n tr o l.

S e c o n e n an 10 1 c ab le s d e l a s r o r n a s d e c o r r l e n t e ( b a s e s

d e e n e b ( o n la l i n e a i n t e r i o r ( c i r r u i t o C 2 ) .

A n t e s d e i n s t a la r c u a lq u ie r r ec e p to r , c o n v i e n e e o m p r ob a r

m e d ia n t e e I p o I { m e tr o l a . ( o n t i n u i d dd d e t o s M e r e n r e s drcu i tDs

y l a a u se nd a d e cortorlrcuitos.

S e r e a ll z a n lo s e s qu e r na s q u e p e r m l t e n e l a r r a n q u e d e l o s t u b e s

f lu o re s c e n t e s , l a r n p a r a s h a lo q e n a s, e tc , y s e u n e n a l o s p u n t o s

d e c o n e x i .o n p r e vi s t o s . E n n u e s t ro I"j e m p l o s e h a c o n s t r u i d o

u n p a n e l d e r no s tr a tl v o d e c I lS l in t a s l u m m a r t a s y s e h a

con ectad o a u n a torna d e c o r r i e n t e d e usos g e n e r a l e s .

S e i n s t a la n l a s l u m i n a r i a s i n c a n d e s ce n t e s e n l o s p o rt a la rn p ar a s

c o r r e s p o IId i e n te s .• S e m o n t a n l o s f u s i b ie s e n l a s b as e s p o r t a fu si b le s d e l a s t o m as

d e corriente .

S e c ie r r a n la s c a j a s d e d e r i v a c i o n y I e c o lo c a n la s p l a c a s

de d e r r e e n la s c a j a s de m e c a n i s m o s ,

• R e s u I t a c o n ve n i e n t e c o ns t r u i r u n c u a d r o d e m a IId a y p r o t e c e i o n

c o m p u e s t o , a l m e n a s , p o r u n I G I I ( 2 5 I I , 2 p i , u n I D ( 4 0 A ,

30 mA , 2 p ), u n P IA (lO A , 2 p ) p a r a e l c ir cu it o d e a lu m b ra d o

(C 1), u n P IA (16 A , 2 p) p a r a e l d rc u i t o d e u so s g en e r a l e s ( 0 )

y u n a r€ 'g le ta de t o r n a de t ie r ra . .

S e c o n e c ta n l a s d e s l l n e a s d e r iv a d a s i n s t a la d a s ((1; y (2)

c o n l a s s a l i d a s p r e vi s ta s p a r a a m b a s t n ea s e n e l c u a d ro

d e r n a n d o y pro tecdcn

5 e a rm a n l o s d i s p o s i Ii v o s d e p r o t e ( ci o n y s e c om p r u e b e

q u e lo s c i r c u i l O s d e a lu r n b ra d o y l a s d l s n n ta s l o m a s d e c o r r ie n te

f u nr io n a n c o rr e c ta rn e n te y c u m p l e n c o n l a s s s p e d f l c a d o n e s

i n i c i a l e s ,

Se rea ll z an m e d i d as d e V

Propuesta.s de proyectos 91



E

r . . . . . I r

Fuente

d e a l lr n e n ta d O n

e s t a b l l l z a d a

• H ay q ue d lsenar y c ons tru ir u na p la ce d e c irc u ito i mp re so d on de s ltu a r

los cornponentes q u e form a n p a rt e d e la fu en te d e a li me nta c. i6 n.

D eb e a loj ars e e n 1 '1 nte ri or d e u na c a ja p ro te cto ra e i nd u lr u na d a vij a

d e enc hu fe p ara su conexion a la r ed , u n i nt er ru p to r g e ne ra l, b a rn es

d e s ali da d e C C y u n L E D p a ra la s efi ali Z< lc i6 n d e l e st ad o d e

fu n e i o n a rn ie n 10 .

• 5 1 ' puede i n s t a l a r como e lement o a u x i l i a r un amper lme t ro c u y a

e nt ra d a e n fu nc io nam i en to s e se le c ci on a a t raves d e un c onmut ad or .

• S i se desea que sea regu lab le , e s p rec i so u t il iz a r 1 '1regu lado r i nt eg rado

L M 3 1 7 y r e a l l z a r un c i rc u i to s im i la r a l d e la p a gi na 6 7 . Enes t e c a s o ,

debe instalarse e n la p a rte fron ta l d e la c aja 1 '1m a nd o d el

p ot enc i6 m etro re gu la d or y u n v oltfm e tro q u e p erm ita c ono ce r e l v a lo r

d e la t en si on q u e s um in is tr a.

• A pa rtir de u n e sq u em a s im ila r a l d e la pagina 7 3 (t ri ac ), h a y q u e

dlsenar y construir una p la c a d e c ir cu it o i m p re so .

• 5 e d eb e c onstru ir u na la mp ara d e m es ita d e noc he , c on m a te ria les

de us c hab i tu a l en 1 '1a i le r: l l s tones y p e rf ile s d e mader a, p a p el

v eg et al 0 p a ra fina d o, u n por talamparas y una lam p a ra ( P ; ; " 40 W ).

• S e h a d e constru ir u na c aja d e ta ma no red ucid o y d i se ii o e rqonomico

para con tener l a p l a c a de l c i rcu i t o e lec t roni co y cuya c a r c a s a exterior

p erm ita i ns ta la r e l m a nd o d el potenciornet ro.

• E Ic ircu ito d i s p o n d r a d e u na entra da d e CA a 2 3 0 V Y d e u na s ali da

p a ra la c cne xion d e la la rnp a ra .

S i s e u ti liz a u n tri ac B T 13 6 , l a p ote nd a d el re ce pto r e sta ra

c om p re nd id a e ntre 4 0 W Y 5 0 0 W .

• E Iascenso y deseenso de l a ba r re ra 5 1' p ro du d ra c on la i nv er si on

d e g iro d el m otor d e c c . 51 ' p lan te an d i ve rsos n ive le s de resol ut ion:

p a ra p ri m er c u rs o, la i nv er si on d e pola ri da d p u ed e c on tro la rs e

m e dia nte u n c onm u ta d or d e c ru z am ie nto ; e n s eg u nd o,

a t ra v es d e u n c onm u ta d or b ip ola r d e tre s p os ic io ne s; e n te rc ero,

u ti li za nd o u n re le d e c u atro c ont ac tos (d os p a ra la i nv ers ion d e g iro,

u no p ara c on ta cto d e e nc la vam ie nto y e l u lti mo p a ra 1 '1L E Dde sena li zadon) y dos conmutadores t i p o fi na l d e c a rr er a c on o bj et o

d e d e te ne r 1 '1mo vi m ie nt o e n lo s fi na le s d e r ec or ri do ; e n c u ar to c u rs e,

e l a c ci on am i en to d e la b a rr er a p u ed e a u tom at iz a rs e me d ia nt e

u n c ir cu it o e le c tr on ko i gu a l 0 s im i la r a l i nd u ld o e n la p a gi na 71 .

• E ste p la nte am ie nto d id iic tic o p ue de a plk ars e a la re solu ci6 n d e otros

p rob lemas t ecn ico s de s im i la res ca ra c t er rs ti c as.

R e g u l a d o r

d e i n t en s id a d

lu m in o sa ( d im m e r )

C o n t r o l d e u n a b a r r e r a

( c o n d I f e r e n t e s n i Y e l e s

d e tratamiento

d l d ' c t i c o )

• A n a li z ar la t ip olo gi a y la s c a r ae te ri st ic a s f un ti on ale s

d e lo s c ir cu it os d e rectl tcadon.

• S e le cc io na r c ompo ne nt es e le ctr on ic os a p a rtir d e

la s n ec es id a d es d e un c ir cu it o d et erm in ad o. U t ili za r h oj as

de espec if icac iones t ernicas e i den ti fi ea r lo s ! erm ina le s

en s u encapsulado.

Conoce r 1 '1pape l que desempe ii a cada u na d e la s e ta p a s

d e una f ue nt e d e a l im e nt ac i6 n .

• I nic ia rs e e n los p ro ce sos d e e la b ora ci 6n d e p l a c e s

d e c irc ui to i mp re so, e n la s t e c n i c a s de sol dadu r a b l a n d a d e

c om p on en te s y e n la s t e cnkas pa ra e l d i agnos ti co

de ave rf as .

• A na liz ar la t ipologia y l as carac te r ls t icas func iona les

de los t i ri s to res.

• Interp reta r los parametres q u e a p are ce n e n la s h oj as

recnkas de los fabri can tes.

• A p lic ar los tiris tore s a c irc uitos d e p otenc ia q ue p u e d an s e t

util izados e n e l am b it o domestico 0 en 1'1 au la t a i le r .

• I ni ci ar se e n 1 '1c on tro l d e p ot en ci a d e d is ti nt os r ec e pt ore s,

ta nto e n CC com o e n CA .

• V a lora r la im p orta nc ia q u e ti en en los ti ris to re s c om o

su st it ut os d e r ele s y c on ta c to re s e n lo s c i rc u it os

de po tenc i a .

• A na llz a r la s v e nta ja s d e la re ctlflc ad on c ont ro la d a.

C o n t r o l e l e c t r 6 n l c o

de d lv e r s o s p r o y ec t o s

• V a lo ra r la i mp orta nc ia q ue ti en e la a u torna ti za d cn Ide o ro cesos y s i st emas .

• O b serv ar c om o u n m ism o p rob lem a te cnic o a dm ite d iv ersa s

sol uc i ones pa ra cont ro la r 1 '1unc i onam ient o de l p royec t o.

• M os tra r la ev olu ci6 n d e los d rru ltos d e c ontrol q ue

p e rm i te n a u tom at iz a r r na q u in as , s is tem a s y p ro ce so s,

r educ iendo 1 '1es fue rzo y e l t iempo necesa r io s pa ra

la re a li za c i6 n d e un t ra b a jo .

• In itia r el es tu dio d e la 16 gic a d e e sta dos p ara res olv er

u na n ec es id ad d e a u tom a tiz a ci 6n d e u n d ete rm in ad o

disposi t ive.

• Se tra ta de au tom atiz ar el funcionam iento de un proyec to • Conocer las c arac terfsticas funeiona les de los com ponentes

qu e desarrolle contenidos tra tadcs a 10 largo del segu nd o dd o. qu e incorp ora un s istem a elertronico e interpretar

• E I proyec to ha de d isponer de una estru ctura , un m otor de CCcom o sus p ararnetros.

e lemen to mo tr iz , a lg u n me c an ismo de t ra nsm is io n y tra ns form a ci6 n • Inic ia r 1'1e stu dio e interp re ta cion d e c irc uitos elec tronk os

de l mov im i ent o y un sistem a elec tronko de control. baskos de control. Interpretar su s im bolog(a y tapolog la .

• F u nd ona ra a utorna tk arne nte a p artir d e u na s ena l lu rnlnos a, terrnk a, • A p rend er a c onsu lta r la s h oja s d e es pe clflc ac lone s tec nic as

e tce te ra , depend iendo de l pa r sme t ro se ie c c ionado y , po r ta nto, de l os fabricantes de c omponentes electronkos,

de l sensor ms t a lado , A d e r n a s , debera detenerse a l p resionar la • Conoeer las t e c n t c a s que 51 'u t ili z an pa ra imp lement a r

pa la nca d e los conm utad ores tip o fina l d e c arrera insta lad os. un c ircu ito elec tr6 nico sobre una p la ca d e c ircu ito im preso.

• Com o ejem plos de p royec tos se p roponen los sigu ientes: p uerta • F am ilia riz arse con los rnetodos qu e se utlliz an p ara el

de g a/a je a cc ionada m ed iante interrup tor fetoelectrk o, einta a ta qu e del cob re sobrante en una p laca d e r ircu ito im preso,

transportadora y s ele cc io na d ora d e ob je to s, s illa d e a sc ens o/ de sc en so • A p re nd er 1 3te cnlc a d e s old a du ra d e lo s c o rnp on ent es

pa ra personas d iscapacita das, invernadero, etcetera . electr6 nicos sob re una p laea de c ircu ito im p reso.

~======~?========================:I • Conoc er la s n orm a s d e seg u ri da d q u e se d e b en o bser va r

• 5e tra ta de un sistem a de e levadon de m ercancfas au to m atico que en el p roceso de obtenden de la p la ca de un c ircu itop e rm i ta t ra ns p or ta rla s d e sd e 1 3 pla nt a b a ja hastala p rimm planta . im preso y e n la s old a d ur a b la nd a .

• U na a lterna tiv a es u n interru ptor fc toelectric o c on L OR inc orp ora da • V alora r la im porta nc ia q ue h an a ka nz ad o en la a ctu alid ad

en 1'1su elo d e la ca bina del m onta carga s. D e esta form a, w and o los sistem as electr6 nicos a na loq kos y digi tales

se d eposita una m ercanc fa scb re 1'1m ism o, se ac tlva la bob ina en 1'1desarrollo de m !iqu inas y d i sposi ti v os que f ac i li tan

d e u n re le, 10 qu e h ac e q ue el m otor d e CCg ire y p rovoq ue 1'1ascenso la rea liz ac i6 n de todo tip o d e ta reas.

d e la c ab ina . Cu and o esta Ileg a a la p la nta p rim era , se d etiene p or • Com prend er la im porta nc ia d e la a utom atlz ad on

la acc ian del fina l de carrera situ ado en dkha p lanta . U na vez que elec tronica de procesos,

s e r e ti re la me rc a nc la ,la b ob in a d e l r ele d e ja ra d e r ec ib ir c or ri en te

y la c a bln a d e sr en de ra h a st a la pOS i ci on d e l f in al d e c a rr era s it ua d o

e n la p la nt a b a ja , p a ra e sp e ra r u na n ue va me rc a nc ia . P u ed e n u ti li la rs e

lo s c ir cu it os d e la s p a g in as 7 1 0 7 6. O t ra a lte rn ati va e s e l c irc ui to

c omb i na c io na l q u e 51 ' ex pone en la p ag ina 7 9.

• S e p rop one el d i se rlo d e u n sis tem a m ec ~nic o q ue p erm ita la a pertu ra

y c ie rr e s in cr on iz a d os d e amba s p u er ta s .

M o n ta c a r ga s

92 UNIDAD5






P OPU T DE P OY eTO

NC FC ,

R,"'10000n R,= 2200.0

I nt er rup to r f ot oeh !c tr ic o pa ra

e l d es pla z am i en to d e un t old o.

6 V

S ens or d e la h um ed ad d el te rra ne p ara

el a cd ona miento d e u na b om ba d e rieg o.

depositoybomba

d e a gu a

I

I i de

c ontrol d ehumedad

p ara la

detecci6nd e la h um ed add el te rre no

94 UNIDAD5

Control electr6nico

de un invernadero

Uno de los logros tecnologicos mas importances de la humanidad es

haber construido objetos y sistemas que funcionan automaticamente, sin

necesidad de intervencion humana. EI objetivo de estos avances ha sido

reernplazar a los seres hurnanos en las tareas arriesgadas, monotonas 0 deextrema dureza.

En la actualidad, e 1 enorrne desarrollo de la microe1ectr6nica ha con-

ducido a la generalizaci6n de los automatismos a todos los ambitos de la

existencia humana. Es frecuente el uso de robots y automatismos en

1aindustria, en el desarrollo de sate lites 0 en campos tan diversos como la

aviacion y la dom6tica.

A continuaci6n, se desarrolla una de las propuestas de trabajo plantea-

das. El problema tecnico que hay que abordar consiste en analizar, disetiar

y construir un invernadero que incorpore uno 0 varios de los siguientes

sistemas electronicos:

• Interruptor fotoelectrico que posibilite la bajada de un toldodurante las horas de maxima insolacion, con objeto de evitar eldeterioro de los cultivos,

• Interruptor termico que produzca la entrada en funcionamiento de

un sistema de ventilaci6n forzada cuando la temperatura interior

supere los ltmites preestablecidos.

• Detector de la humedad del terrene que active una bomba de riego

cuando dicho parametro se sinie par debaja de un nivel determinada

de ante mana.

En la pagina siguiente se detallan los pasos mas significativos en la

construcci6n del proyecta propuesto. Es preciso reunir, como minima, los

materiales y operadores que figuran en la tabla siguiente:

• P la ca d e c irc uito im pres o.

• R otu la dores permanentes,

II Soluciones qurnkas p a ra e l a t a qu e d el c ob re sob ra nt e.

Carrete de S n - P b pa ra l a soldadu ra .

Regletas y espad ines para conex iones.

• Cables y ma te ri al d e c on ex i6 n d l v e r s o ,

Resistencias f i jas y va ri a ble s, LOR , N r c . condensadores . ..

D iodos, LED ,t ransistores y l o drcuitos integradas,

sensores te r rnkos . ;

R e le s, i nt er ru p ta re s, c a nmu ta d ar es , fi na le s d e c a rr era . . ,

• M ad era contra cha pa da a p la ca s d e p l a s n c o p ara la b as e,

los soportes y otros e lementos estruc tura les .

Listones y v a ri lla c a li br ad a d e madera a p er fi le s

n orm a li za d as d e p l a s t i r o a a lum in i a.

E.scuadras,vari l la r o s c a d a , t orni ll os, pernos

y o tr os e lemen to s d e u ni6n.

• M otor c on red uc tora d e v eloc id ad .

• B omba de agua.

• V entilad or d ota do de m otor electrico,

C i r c u I t o

e l e c t r 6 n 1 c o

d e c o n t r o l

P laca de c i rc u lt o

impreso.

Componentes

electricos

y electronicos.

Estructura.

Motores.

Mecanisme>.

E l ement os de t ransm i slon y t ransf ormadcn

de l mov im ien to .

Cor re as de t ransm i si 6n, c adena . ..



t l i s e i I o , t r a z a d o

deladedrcuho

impreso

T a I a d r a d o

y s o k i a d u r a

delamaq~

• Se d ise Ila e l ci r eu i to e le ctr on le o d e c o n tr cl q ue s e v a a u t ii iz a r.

• Se dibuja a l.lpiz 121 rc u lt o, e n papel milimetrado 0 s imi lar . Debe renerseen euenta

el t am ano de los c o m p o n e n t e s , s u l o ca li z ac i6 n , 121umer o, l a d is tan cl a

y I a d i st rlb ud on d el a s patlllas.

• Sf' r e a J i z a u n d ib u jo d e la v is ta d e Ia p l a c a pOT e ll ad o d e l os r omp on el 1l es .A c c nti nu ad on , s e t ra za n l as p is ta s q ue u ne n l os t er min ate s d e lo s c o m po ne nte s

e nt re s l, ( or w ie ne c al ca r e l d ib ujo o bt en id o e n u n p ap el t ra sh lc id o 0 transparente,

p ar a t ra sl ad ar lo f ue g o a f a, pi ac a d el d rc ui to l rn pr es o,

• E xis te n d os te cn in s p ar a 1 21m ar ca de d e p is ta s. L a p r lr ne ra s e s lr ve d e r otu ad or es

nermanentes 0 t ir as , z o ra le s y a nl ll as a d h e s l v d s . E n J a s eg un da s e u ti llz a u na p la ca

fo to se ns ib iliz ad a, s ob re la q ue s e s lt ea 1 21 ap sl t ra ns pa re nte , d es pu es d e 10 cual

s e i ntr od uc e e n u na i ns ota do ra y , f in al m e nte , e n u n b ef io d e Ir qu id o r ev el ad or ,

n as ta q ue s e d [s tin gu en ( On c la rid ad l as p is ta s.

• En e l diseno de la s p istas se deb en tener en ruenta alg unas norm as b aslcas:

han de ser 1 0 m a s c or ta s p os lh le s, h ay q ue e vit ar a ng ulo s d e 9 0° , lo s p un to s

p ar a so ld a d lira d eb en te ne r u n d ia me tro su pe rio r a l d ob le de l a nc ho d e p istil,

lo s c or np on en te s se tie ne n q ue d isp on er p ar ala lo s a la s b ord es d e la p la ca .. ,

• P ar a a ta ca r e i c ob re n o p ro te gid o p ar 1 21ra za do re aliz ad o,. s e p ue de re cu rrir a v an es

t ip os d e d is olu dc ne s: d or ur o f er ri co d ilu id o e n a gu a, a dd o d or hl dr ko d il uid o

o un a d iso 'lu ci6 n d e s illfu ma n (u na m ed id a) y a gu a o xig en a da d e 1.10 volnmenes( cu at ro m ed id as ). T o do e ste p ro ce so s e d eb e d ss ar ro lla r e n u n l oc al m u y v en ti la do .

• Una vez g rab ada la plata, se ~ um erge en agua, se seta y , f in alm en te , s e e limi na

l a t io ta , l as t ir as a dh e si va s 0 e l e sm alt e p ro te ct or c on a lc oh ol 0 c on u n € s" tr op aj o.

• la cootlnllidad a el contacto entre

• S e t al ad ra rl lo 5 p l1 nt os p ar a l a i rl 5i ?r ciOf I e l as p at il la , d e 1 05 c omp on er tt es .

S e r ec om ie nd an lo s ,ig .u ie nte s d la rn etr os d e b ro ca ; 0 ,8 mm p ar a la s p at ll la s d e t od os

lo s c om po ne nt es e n g en er al , 1 mm p ar a l ns er ta r c ab le e le ct ri co 0 cornponentes

c o n p ati l Ia s a n ch a s y 1 . 2 5 mm pa r a pati l i a s m u y a n c ha s ,

• Se ln se rta n lo s to rn po ne nte s e n lo s t ala dr os p re vlstc s, Se d eb e p ro cu re r q ue q ue de n

pegildos a I ii p l a G J 0 e n p o si ti o n vertical.

• Se s ue ld an la s p atilla s e n lo s p un to s d e so ld ad ur a p re visto s ( po r e lla do d e p ista s),

u til lz an do u n s o ld ad or e le ctr lc o y u n fu nd en te c or np ue sto p or u na < ile ac i.o nd e 6 0 %

d e e st sn o y 40 % d e p lomo.

• P ar a c on se qu lr u na c on ec ta so ld ad ura , se ra co mle nd a m an te ne r lir np ia la p un ta

de l so ldanor , ilcercarla cal iente a la un iOn formanil pa r l a p a ti J Ia d e ! c ampcnen l ey la a nl lla d e c ob re d e l a p la ca , a po rt ar p os te rio rm e nte e l f un de nte , r et ir er lo y

u n i ns ta nt €' d es pu es a pa rt ar t am b le n Ia p un ta d el s ol da dc r. L a s ol da du ra h il

de r ealizarse sob re todo en con. sem iconductores.

• Se d eb e d ise fia r u na . estr uc tu ra p orta nte q ue p er mita tn co rp ora r la s pa re de s

y u n te rh o tra slu cid os. H ay q ue tra za r to da s la s pie za s y rn arc ar los p un ta s d e

a nc le je s ob re l a b a se .

• S ~ c on stf lJ },( >ny fililn 10 5 s o po r te s v e rr ic a le 5 y ho ri z cn t al es u tl ll z an do n e rf ll e s

d e m ade ra , p la st ic o 0 a lu min io . S e m cn ta el c on iu nt o ..

• H ay q ue in co rp ora r u n te ch o a ba tib le ; p or e je mp lo , u na b 6v ed a c or re diz a m ed ia nte

u n s is te ma d e p [l 'i 6n -c rem alfe ra , u n s is te ma d e lama s q ue p er mlta la v en ti la .c iO n

n at ur al d el r ed nto , u n t old o q ue s e d es pla ce s ob re u n p la no ln clr nd o y q ue c ub ra

la to ta l idar l 0 un a p ar te d el r ed nto e n la s h ora s d e m ax im a in so la Ci6 n

y/ o u n s is te m a d e v en ti la tio n fo rz ad a c om pu es to p or v sn tll ad or es q ue s e p on qa n

e n r na rc ha c ua nd o s ub a la t em pe ra tu ra in te rio r.

• Se d eb e ins ta la r e f m oto r, lo s m ec an is mo s y 'l os e l em e nt os d e t 'n la ce (COHea; ,

c a de na s, e tc .) n ec es ar io s p ar a p ro du ci r l os d es pl al am i en lo s i nd ic ad os .

• Si 5 1 ' in clu ye u n d ete cto r d e h um ed ad , h ay q ue in sta la r u n d ep osito d e a gu a

la bomba necesaria del t erre no.

• los m ovim ientos y e fe ct os d es cr it os s e r eg u la n m edi an te 1 '1d rc ui to 0 drcuitos

e le ct r6 n ic os d ls en ad os d ur an te l a f as t' i ni ei al d el p ro y ec to .

• U na v ez c on stru id a la m aq ue ta , se d eb en in ro rp ora r lo s l nte rru pto re s,

los pul,ad()res y lo s c onm u! ao or es r ip o fi na l d e c a n e r a , a si c om o e l m o to r

y lo s s en sc re s ( LO R,Nrc, s en so r t er m l eo , e le et ro do s . .. ) preoscs.

• Se in sta la n lo s c ab le s ne ce sa rlo s p ar a la c on ed on d e d kh os e le me nto s

c on l a p la ca d el d rc ui to e le ct ro ni ro c on st ru id o.

• Se comprueba que 121undonamien to d el p ro ye cto re sp on de a la s e spedf kadone sy r equ is i to s in ic ia les .

• En c a se d e q ue se p rc du zc a la p ara da d el m oto r c on e J fi.n al d e c arr era ln ad ec ua do ,

b as ta ra c on c am b ia l s u fl os lc i6 n e n la p ia ca d el c lr cu ito ir np re so 0 invertir

la u bk ad on d e d kh os d lsp osltiv os e nla m aq ue ta ,

• P m u ltim o, se fija e l c ab le ad o so brs fa b ase , se a firm an otrc s e le me nto s

e5tructurales y s e ! le va n a cabo lo s ajustes finales,

Propuestas d.eproyectos 95



OXFORDllNIVERSITY PRESS

Parque Empresarlal San Fernando, Edificio Arenas

28830 San Fernando de Henares (Madrid)

Oxford University Press es un departamento de la Universidad de Oxford . Como parte integrante

de este instituci6n, apoya y promueve en todo el mundo sus objet ivos de excelencia y rigor

en la investiqacion, 13erudici6n y la educaciOn, mediante su actlv idad editorial en:

Oxford Nueva York

Auckland Ciudad del Cabo Dar es Salam Hong Kong

Karachi Kuala Lumpur Madrid Melbourne Mexico D. F . NairobiNueva Delhi Shanghai Taipei Toronto

Con oficinas en

Argent ina Aus tria Brasil Chile Corea del Sur Francia Grecia

Guatemala Hungrialtalia Japon Polonia Portugal Republica Checa

Singapur Su i z a Tai land ia Turquia Ucrania Vie tnam

T E X T O

Jul io Olmo Escribano

CO OR DIN A0 6N D El P RO YE CT O E DIT OR IA L

L a ura Perez Arna ez

C O OR D I N A CI6 N E D IT O RI .A L

Merced e5 Perez Del gad0

ED I C I O N

Manuel Reyes Torres

C O RR E ce .IO N D E E S TI LO

Sant iago Diaz-H Sepulveda, Jose M' Sot illos Mart in

C O OR D IN A .C IO N G R AF IC A

Purificaci6n Fern!i ndez Lopez

D IS EN O D E C UIIIE RT AS E IN TE RIO R ES

Dolors Albareda

Pepe Freire

M A Q U E T A C I O N

Marine Perez Mart i nez

I LU S TR A CI O N

Guillermo Diez Celaya, Graf it ti , Alberto de Hoyos

D O CU M E NT A .C IO N G R AF IC A

8elen Sant iago Fond6n, Angel Somol inos Estevez

F O T O G R A F f A S

AGE Fotostock. Firc-Foto, lberdrola, Jul io Olmo Escribano, Palsajes

Espanoles, y Archivo Oxford

Oxford y Oxford English son marcas reqistradas de Oxford Universi ty Press.

Oxford EDUCAC I O N es una marea reg istrada en Espana por Oxford Universi ty Press EspanaS. A.

Material didac t ico para la e t a p a de Educ a c i c n Secundaria Obligatoria, 5eg undo cicto,

para e l area de Tecnoloqia. elaborado sequn el proyecto editorial de Oxford Educacion,

que ha sido debidamente supervisado y autorizado.

Publicado en Espana p or O x fo rd University Press Espana, S . A .

© De esta ediclon: Oxford University Press Espana, S.A., 2005

e Del texto: Oxford University Press Espana, S.A ., 2005

Todos los derechos reservados, No em! permit ida la reproduccion total 0parcial de este libro,

ni su t ratamiento informatica, ni la transrnislon de ninguna forma 0 por cualquisr medio, ya sea electronlco, mecanico,

por fotocopia, por reg istro y otros rnetcdos, sin el perrniso previo y por eserito de 105titulares del copyright.

Oxford University Press Espana, S.A., concede permiso a los profesores que empleen los mater iales de Oxford EDUCAC l O N

para reproducir las paq i n as en las que apa re z c a la indicaci6n M A TE R IA L F O TO CO P IA B Lf e Oxford University Pres> Espana, S.A.

Lascuest iones y sol ic itudes refarentes a 13reproducci6n de cualquier elemento de este l lb ro , fuera de los I lmites

anter ior rnente expuestcs, deben di rig irse al Depar tamento Editorial de Oxford Univers ity Press Esp~na, S.A.

ISBN: 84-673-1623-3

Deposito Legal: M-6537-2005

Impreso en Espana p or A rte s G ra flc as Jomagar, S.L .

Poligono Indust rial n, " 1, calle D, 16

28938 M6stoles (Madridl

EI uso de la t ilde en e ste lib ro sigue las indicaciones s e n a l a d a s

por la RAEen su O rto g ra fla d e 1 0 tenqua espanola (1999).

Este material es una obra colect iva proyectada y creada

por 1' 1 Departamento Editorial de Oxford EducaciOn.

En sure a Iiz a ci6n han par t i e i pa do:



Documents

Electricidad y Electronica - Julio Olmo