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CUADERNO DE TRABAJO DE TECNOLOGÍAS

4º ESO

I.E.S. Andrés de Vandelvira

Alumno/a:Curso: 4º ESO

Normas de clase

Cuaderno de clase: Cada alumno debe tener una libreta de ejercicios.Siempre debes escribir con bolígrafo azul o negro, excepto los dibujos que seharán a lápiz del número dos. Se debe poner siempre la fecha en elencabezado.

Copia siempre los enunciados de los ejercicios que marque el profesor/a ymantén ordenado y limpio tu cuaderno.

La libreta de ejercicios debe estar siempre al día y disponible por si te lapide tu profesor/a, el cual valorará que esté completa y ordenada. NUNCALA DEJES EN CASA.

Fotocopias: En caso de de que entreguen fotocopias, debes escribir en ellastu nombre y la fecha de entrega. No olvides incluirlas en el cuaderno detrabajo, dentro de una funda y de forma ordenada.

Materiales: Los alumnos y alumnas deben tener el siguiente materialdisponible en TODAS las clases de Tecnologías:

El cuaderno de trabajo. La libreta de ejercicios. Fundas plásticas (se aconseja) Una pequeña regla (se aconseja) Lápiz del número dos y una goma.

Bolígrafo azul o negro y otro rojo. Pen Drive.

Prácticas y proyectos: En caso de hacer prácticas, es necesario que loscorrespondientes informes sean entregados en la fecha establecida por el profesor.A medida que avance el curso, se te darán todas la pautas para la elaboración delos informes,

Debes ser puntual a la entrada de clase. Se tendrán en cuenta el número deretrasos que tengas a la hora de evaluar. Se considera retraso si un alumno/a entradespués que el profesor/a cierre la puerta.

Debes respetar el material del Departamento. Se valorará el buen uso de dichomaterial.

Las tareas se han de entregar en la fecha establecida. Si la entrega se retrasa undía de forma injustificada, se baja un punto. Si se retrasa más de una semana,la tarea no se recoge y el alumno tiene un cero.

Debes respetar las normas básicas de convivencia dentro del aula (solicitar elturno de palabra, no levantarse sin permiso, cuando se trabaje en el taller hacerlo

I.E.S Andrés de Vandelvira Dpto. De Tecnología 4º ESO

Responde a las siguientes cuestionescon cuidado, respetando las normas de convivencia e higiene, trabajar en silencioen el aula de informática,...)

El Departamento utilizará un servicio para el alumnado. Se trata de una página weben la que habrán una infinidad de recursos para el alumnado (apuntes, ejercicios,enlaces,...), además de publicar novedades y avisos.

www.IESVANDELVIRA.COM Así mismo, el Departamento de Tecnología publ icará todas las notas en la

plataforma EVALUA, de la cual e l profesor te dará las instruccionesde uso.

Por ul t imo agradecer a l IES. Dr. Antonio Gon zález González- Tej inapor la e laboración de estos apuntes y la cesión gratui ta de el los.

La unidad didáct ica correspondiente a neumática e h idrául ica hasido eleborada por Antonio Bueno.

I.E.S Andrés de VandelviraGlez-Tejina

Dpto. De Tecnología 4º ESO

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TEMA 1 - RESUMEN DE CONOCIMIENTOS PREVIOS DE ELECTRICIDAD

LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Corriente eléctrica: es el movimiento de las cargas (normalmente electrones) dentrode un conductor.

Existen dos tipos de corriente eléctrica dependiendo de cómo se comporten los electronesdentro del conductor:

1 – Corriente continua: es aquella cuyos electrones van siempre en el mismo sentidodentro del conductor. Y, además, su valor es constante en el tiempo. Es la que tienen por ejemplolas pilas, las baterías de los coches, etc.

2 – Corriente alterna: en este tipo de corriente los electrones van y vienen dentro delconductor, es decir, ya no siguen un solo sentido. Además su valor ya no es constante en eltiempo y va cambiando de un instante a otro. Es la corriente que nos llega a casa desde lacompañía eléctrica y que la producen unas grandes máquinas llamadas alternadores. Perotambién es la corriente que nos dan las dinamos de las bicicletas para encender las luces.

CIRCUITO ELÉCTRICO

Un circuito eléctrico es un recorrido cerrado cuyo fin es llevar energía desde unoselementos que la producen hasta otros elementos que la consumen.

Un circuito eléctrico consta de cinco tipos de elementos fundamentales. Sin los tresprimeros tipos de elementos ningún circuito puede funcionar y debe contenerlos siempre. Losotros dos tipos de elementos nos ayudan mucho en el control y la seguridad de cada circuito.

1 – Elementos generadores: son los elementos que le dan la energía al circuito. Son porejemplo las pilas, las baterías, los alternadores, las dinamos, etc.

Debes recordar: que al polo positivo de una pila o de cualquier elemento electrónico se lodenomina ánodo y al polo negativo de la pila se le llama cátodo.

2 – Elementos consumidores: son aquellos elementos que consumen la energía queaportan los elementos generadores. Son por ejemplo las bombillas, los motores de loselectrodomésticos, etc.



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3 – Elementos conductores: son los elementos encargados de llevar la energía desde loselementos que la generan hasta los elementos que la consumen. Normalmente son los cables. Enalgunos casos, como las linternas, pueden ser pequeñas placas metálicas.

4 – Elementos de maniobra y control: son los elementos que se encargan de permitir ono permitir el paso de la corriente a través del circuito. Por ejemplo los interruptores, losconmutadores, los pulsadores como los del timbre, etc.

5 – Elementos de protección: son los encargados de proteger el circuito de sobrecargas,es decir, de evitar que pase más energía por él en un momento determinado de la que soncapaces de soportar los elementos consumidores. Por ejemplo los fusibles, los diferenciales en lainstalación de las viviendas (es decir, ese elemento que impide que cuando toquemos un enchufecon las manos mojadas nos de corriente porque hace saltar el automático. Es lo que antes, en lasviejas casas eran los plomos), etc.

NOTA: Un circuito puede funcionar sólo con los tres primeros elementosmencionados, pero si no hay un elemento de control que apague el bombillo, se agotarárápidamente la pila. Por eso es necesario poner un elemento de maniobra como un interruptor.Los elementos de protección no suelen usarse en circuitos sencillos sino en los complejos comolos de la vivienda o los del automóvil.

SENTIDO DE LA CORRIENTE.

Cuando se empezaron a estudiar los átomos se creía que las cargas que se movían eranlas positivas, Pero al avanzar los estudios se descubrió que las cargas que realmente se movíaneran las negativas. Por eso, desde hace mucho tiempo se dibuja el sentido de la corrientesaliendo del polo positivo de las pilas: es la que se llama sentido convencional de la corriente,porque es el aceptado por todos y el que aparece en los libros. Pero no hemos de olvidar que elsentido real de la corriente es el que sale del polo negativo de la pila. Esto no tiene mayorimportancia en electricidad donde la polaridad no importa, pero con los elementos electrónicos esfundamental tenerlo en cuenta porque si los colocamos al revés los rompemos.

TIPOS DE CIRCUITOS.

mixtos.Hay tres tipos de circuitos eléctricos: en serie, en paralelo y circuitos

Una forma sencilla de explicar los distintos tipos de circuitos esteniendo en cuanta que a todo elemento le entra la corriente por un extremo,lo recorre y sale por el otro extremo:

E S

Entrada de la corriente Salida de la corriente

Circuitos en serie: Son aquellos en los que la salida de corriente de un elemento estáunida a la entrada del siguiente. Esto supone dos cosas:

1 – La corriente debe atravesar completamente un elemento antes de poder entrar yrecorrer el siguiente.



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2 – También supone que hay un solo camino (rama) para la corriente, lo que supone a suvez, que sólo hay una intensidad de corriente en todo el circuito en serie (o la rama) y es la mismapara todos los elementos.

NOTA: Más adelante estudiaremos las magnitudes eléctricas más significativas y suunidad en el sistema internacional.

Circuito en paralelo: Son aquellos en los que todas las entradas de corriente de loselementos se unen en un único punto común; y todas las salidas se unen en otro punto común.Esto supone dos cosas:

1 – La corriente eléctrica ahora atraviesa a todos los elementos en paralelo a la vez porqueles entra por el punto común de entrada y les sale por el punto común de salida.

2 – Esto también supone que existe un camino (rama) para cada elemento en paralelo y noun único camino como antes. En este caso, al encontrarse varios caminos para distribuirse loselectrones, no todas las ramas tendrán la misma corriente. Pero si tendrán todos los elementos enparalelo el mismo voltaje ya que esta magnitud siempre se mide entre la entrada de corriente y lasalida de cada elemento, que ahora es común.

vez.Circuitos mixtos: Son aquellos que tienen elementos o partes en serie y en paralelo a la



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LA LEY DE OHM Y LAS MAGNITUDES QUE EN ELLA APARECEN.

Ley de Ohm: esta ley nos dice que la energía aportada por los elementos generadores(pilas, baterías, alternadores, etc.) es igual al producto de la intensidad de corriente que circula enel circuito (los electrones que se desplazan en un momento dado) por la resistencia que ofrecenlos elementos consumidores al paso de dicha corriente (bombillas, motores, etc.). Esta ley seexpresa matemáticamente de la siguiente forma:

V = I · R

Otras formas de expresarla son también:

V VI = ——— R = ———

R I

De esta definición deducimos que todos los elementos ofrecen siempre una ciertaresistencia al paso de los electrones a través de ellos y por eso, en los circuitos, sustituimos losbombillos por el valor de la resistencia que ofrecen.

En la definición han aparecido tres magnitudes que son el voltaje (la energía aportada porlos generadores), la intensidad de corriente (los electrones que están pasando en cadamomento) y la resistencia que ofrecen los elementos consumidores.

Vamos a definir esas magnitudes y a indicar las unidades del Sistema Internacional (SI) enque se miden:

NOTA: Recuerda que magnitudes son la longitud cuya unidad es el metro, el tiempo cuyaunidad es el segundo, la masa cuya unidad es el Kg, etc

Voltaje: también lo oirás llamar tensión o diferencia de potencial (ddp). Es la energíaque aportan los elementos generadores, al hacer que los electrones se muevan dentro delconductor. Si esa energía no existiese, no podrían encenderse las luces o funcionar loselectrodomésticos.

En las pilas y baterías, la energía aportada es siempre un valor constante hasta que seagota la pila. Hay pilas que son recargables, como las de los móviles.

El voltaje se simboliza con una “v” mayúscula V, como ves en la fórmula de la ley de Ohm.En el Sistema Internacional su unidad de medida es el voltio que también se simboliza con

una “v” mayúscula, V.Por eso, al mirar las pilas verás que unas dicen 1’5V, 3V, 4’5V, etc. Y también oirás que

en las viviendas el voltaje es de 220V

Intensidad de corriente: o simplemente intensidad. Esta magnitud da cuenta del númerode electrones que hay circulando en cada momento en cada rama del circuito. Si sólo hay uncamino o rama, toda la intensidad será la misma en todas partes. Pero si hay más de una rama,los electrones, como el agua, se distribuirán por esas ramas.

La intensidad de corriente se simboliza con un “i” mayúscula I, y en el SistemaInternacional se mide en amperios cuyo símbolo es una “a” mayúscula A. Recuerda que elamperio es una unidad muy grande y que se suele trabajar con submúltiplos de ella como el mA(miliamperio).



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Resistencia: es la oposición que ofrecen los elementos a dejar pasar los electrones (lacorriente) a través de ellos.

Hay unos elementos que se ponen en los circuitos para hacer que circulen menoselectrones por un elemento delicado, que si, por ejemplo recibiese muchos se rompería, y quese llama resistencias, y que has visto entre los elementos y sus símbolos en la tabla que yaestudiamos.

La resistencia se simboliza con una r mayúscula R, y en el Sistema Internacional se mideen ohmios, en honor al descubridor de la ley de Ohm. Su símbolo es la letra griega omega, .

RECUERDA

Circuito de dormitorio con conmutadores Circuito de pasillo con comnutoressimples de cruce

COLOCACIÓN DE LOS ELEMENTOS DE MEDIDA PARA MEDIR MAGNITUDESELÉCTRICAS.

Vamos a ver como se coloca el amperímetro (aparato para medir la intensidad decorriente), el voltímetro (aparato para medir el voltaje) y el óhmetro (aparato para medir laresistencia). Como ves en los ejemplos, el amperímetro se coloca siempre en serie con loselementos a medirles la intensidad de corriente. El voltímetro siempre se coloca en paralelo con elelemento al que le vamos a medir el voltaje. En el caso del amperímetro y del voltímetro, lacorriente ha de estar circulando por el circuito al hacer la medida o nos dará cero.

El óhmetro se coloca siempre en paralelo con el elemento al que le vamos a medir laresistencia pero para usar este aparato no puede estar circulando corriente por el elemento. Poreso suele quitarse del circuito para medirle la resistencia o se desconecta la corriente para hacerla medida, si no queremos sacarlo del circuito ya construido.



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LEY DE OHM EN LOS DISTINTOS TIPOS DE CIRCUITOS.

En un circuito simple en el que sólo tenemos una pila, un interruptor, cables y un elementoconsumidor de energía, debemos tener presente que dicho elemento siempre va a ofrecer unacierta resistencia al paso de la corriente. Por ejemplo, si ponemos un bombillo opondrá menosresistencia que cuando ponemos un motor, pero en ambos casos se opone resistencia.

Como ves en estos ejemplos, en el primero tenemos una bombilla que tiene una ciertaresistencia que podríamos calcular con la ley de Ohm ya que conocemos la intensidad que circulay el voltaje de la pila. El segundo caso es igual pero en lugar del bombillo hemos colocado unaresistencia que la representa, que es como trabajaremos habitualmente en los problemas.

Resistencia equivalente: Cuando en un circuito hay más de un elemento consumidor, yasea en serie, en paralelo o de forma mixta, la ley de Ohm no puede aplicarse al circuito entero sinhaber encontrado una forma previa de reducir todas las resistencias a una sola que las representea toda, ya que en la ley de Ohm sólo podemos tener una única resistencia. A esta resistencia querepresenta a las que teníamos inicialmente se la llama resistencia equivalente, porque si laponemos a ella en el lugar de las demás, tanto el voltaje como la intensidad de corriente siguensiendo las misma.

Esta resistencia equivalente se calcula mediante una fórmula distinta, dependiendo decómo se coloquen los elementos: en serie, en paralelo o de forma mixta.

Resistencia equivalente en serie: se calcula utilizando la siguiente fórmula:

Resistencias equivalente en paralelo: se calcula mediante la fórmula:

Resistencia equivalente mixta: la parte en serie se calcula con la fórmula para calcular laresistencia equivalente en serie y la parte en paralelo se calcula con la fórmula de la resistenciaequivalente en paralelo.

Siempre se empieza a calcular por los elementos en paralelo, para que nos quede luegouna nueva resistencia equivalente de las que están en paralelo, que va a estar en serie con lasresistencias en serie.



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USO DE LA LEY DE OHM PARA CALCULAR LAS MAGNITUDES DE CADARESISTENCIA QUE APARECE EN EL CIRCUITO.

Circuito en serie: Recuerda que en serie la intensidad de corriente es única, por lo quetodas los elementos en serie tendrán la misma corriente, la que nos da la pila. Eso significa que,como las resistencias no son iguales, los voltajes de cada elemento tampoco pueden serlo. Perosi hay algo que se cumple, el voltaje de cada elemento en serie, sumado a los demás, no puedesuperar nunca el que nos da la pila.

Entonces se cumplen las siguientes expresiones:

Circuitos en paralelo: En paralelo hay una rama para cada elemento , lo que significa quela corriente no puede ser igual en todas las resistencias. Pero recuerda también que el voltaje semedia entre la entrada de corriente de un elemento y su salida. Al estar en paralelo todos loselementos tienen el mismo punto para entrar la corriente y los atraviesa a todos a la vez saliendoluego por el punto común de salida. Esto significa que ahora lo que será igual para todos loselementos en paralelo será el voltaje.

Entonces se cumplen las siguientes

expresiones:Circuito mixto: al igual que pasaba con las

resistencias, en un circuito mixto las fórmulas anteriores se cumplen en la parte en serie las de loscircuitos en serie y las fórmulas en paralelo para la parte de los elementos en paralelo.

Es decir, la ley de Ohm se aplica al circuito entero pero también se aplica de formaindividual a cada elemento consumidor del circuito, esto es, a cada resistencia.

Recuerda:

1 – Las condiciones en serie son:

I = I1 = I2 = I3 = …V = V1 + V2 + V3 + …R = R1 + R2 + R3 + …



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Es decir, la intensidad de corriente es la misma para todos los elementos en serie, elvoltaje de cada elemento individual es distinto y la suma de todos ellos no puede sr mayor que elque da la pila

2 – Las condiciones en paralelo son:

I = I1 + I2 + I3 + …V = V1 = V2 = V3 + …1 = 1 + 1 + 1 + …R R1 R2 R3

Es decir, ahora lo que es igual para todos los elementos es el voltaje ya que se mideentre la entrada y la salida y éstas son comunes a todos los elementos en paralelo. La intensidadse divide entre las distintas ramas y ya no es igual para todos los elementos, pero su suma nopuede ser mayor a la total que circula por el circuito principal.

ACTIVIDADES

1 – Define: circuito eléctrico y cortocircuito.

2 – a) Define corriente eléctrica e indica cuántos tipos hay.b) Define los tipos de corriente que hay.

3 – Imagina que dispones de dos bombillas, una de las cuales está fundida, y de dos pilas,de las que una está gastada. ¿Qué harías para descubrir que pila está gastada y que bombillaestá fundida?

4 – Se conecta una resistencia de 3kΩ a una pila de 4’5 V. ¿Cuál será la intensidad querecorre el circuito?

5 – Tenemos una bombilla conectada a una pila de 6 V por la que circula una intensidad decorriente de 0’35 A.¿Cuál será la resistencia de la bombilla?

6 – Calcula el valor del voltaje de un bombillo de 100 Ω por el que circulan 100 mA.

7 – Hallar el valor de la resistencia R en cada uno delos circuitos:



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8 – Hallar la resistencia equivalente en los siguientes casos:

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I.E.S Antonio Glez Glez-Tejina Dpto. De Tecnología 4º ESO

9 – Calcula el parámetro que falta en cada uno de los siguientes circuitos:

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10 – Calcula:a) El voltaje si la intensidad es de 0’5 A b) La intensidad total del circuito

c) Calcular la intensidad total del circuito. d) Calcular la intensidad total del circuito

11 –


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TEMA 2 - INSTALACIÓN ELÉCTRICA DE LA VIVIENDA

1. Clases de corriente eléctrica

Si te das cuenta, todas las centrales eléctricas, excepto las fotovoltaicas, tienen dos elementos encomún: la turbina y el generador eléctrico. Pues bien, el generador eléctrico recibe otro nombremás adecuado, el alternador. Los alternadores son máquinas que transforman la energíamecánica cinética, que reciben a través de su eje, en energía eléctrica. Son parecidos a lasdinamos de las bicicletas, pero mucho mayores.

Hay dos clases de corriente: la corriente alterna (AC) y la corriente continua (DC). Veamos lascaracterísticas

Corriente continua:

a) Es la corriente eléctrica que siempre que recorre un circuito siempre lo hace en el mismosentido.

b) Este tipo de corriente se dice que tiene polaridad, es decir, los generadores de corrientecontinua tienen dos polos (el polo positivo y el polo negativo)

c) Los generadores de corriente continua son: Pilas, baterías y dinamos.

Corriente alterna

a) Es la corriente eléctrica que siempre que recorre un circuito cambia de sentido una y otravez.

b) Es tipo de corriente no tiene polaridad (ni polo positivo ni polo negativo)c) Los generadores de corriente alterna se llaman alternadores.

CONCLUSION

Como las centrales eléctricas tienen alternadores, la corriente eléctrica que llega a nuestras casases alterna. La prueba está en que los agujeros de los enchufes no tienen polo negativo ni positivo.

2. Cómo se transporta la energía eléctrica desde la central hasta la vivienda.

La tensión eléctrica que sale de las centrales eléctricas tiene una tensión de unos 20000 voltios.Sin embargo, antes de distribuir la energía se eleva la tensión. Esto se logra gracias a unasmáquinas llamadas transformadores. Los transformadores elevan la tensión eléctrica hasta los220000 voltios.

¿Por qué se eleva la tensión eléctrica a la salida de la central?

Cuando la corriente eléctrica circula por un cable, una parte de la energía se transforma en calor yse pierde, a este fenómeno se le conoce como efecto Joule. Para evitar pérdidas de energíadurante el trayecto que va desde la central hasta la vivienda se eleva la tensión.Pero la tensión eléctrica en nuestras casas es sólo de 220 V, por eso, cuando las líneas eléctricasse acercan a la ciudad, la tensión debe volverse a bajar. Para eso deben instalarse un conjunto detransformadores en unos lugares denominados subestaciones de transformación.

Cuando la tensión ha sido bajada en las subestaciones de transformación, luego vuelve a bajarsehasta en los llamados Centros de Transformación, que son unas pequeñas construcciones

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(casetas) que contiene transformadores. A veces algunos transformadores están situados en laspropias torres de alta tensión.

Aquí seproduce la

energíaeléctrica. Latensión quesale de la

central vale20000 V

Aquí seeleva latensión

hasta los220000 V

Aquí sevuelve a bajar

la tensión.Esta

subestaciónestá cerca de

la ciudad.

Dentro de lasciudadesexisten

centros detransformación (casetas)que bajan latensión hasta

los 220 V

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3. La instalación de enlaceLa conexión entre la red de distribución y la instalación interior del edificio se denomina instalacióninterior y cuenta con los siguientes elementos:

Línea de derivación individual:Líneas que van desde cada contadorhasta el cuadro de entrada de cadavivienda.

Línea repartidora:

Línea que une la Cajageneral de protección conlos contadores

En esta imagen se puede ver que dentro nos encontramos conlos contadores. Si fuera una casa terrera, es decir, individual,tendría un solo contador. En la siguiente imagen se muestra uncontador:


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4. Elementos de la instalación eléctrica

La instalación de cada vivienda se inicia en el cuadro privado de mando y protección, que seencuentra cerca de la entrada de la casa. En él se alojan los distintos dispositivos.

1. El interruptor de control de potencia (ICP): desconecta la instalación cuando la suma delas potencias de los aparatos conectados sobrepasan la potencia contratada. Para volver aponer la instalación en servicio hay que desconectar primero alguno de los aparatosenchufados para reducir la potencia conectada por debajo de la contratada, esperar un parde minutos y subir manualmente la palanca

2. Cuadro privado de mando y protección

Interruptor General Automático (IGA): Protege la instalación de sobrecargas ycortocircuitos.

Un interruptor diferencial (ID): desconecta la instalación cuando se produce unaderivación (fuga de corriente) en algún electrodoméstico o en algún punto de lainstalación. También desconecta la instalación cuando una persona recibe unadescarga.

Pequeños interruptores automáticos, (PIA): Existe uno por cada circuito de lavivienda: protegen cada circuito de sobrecargas o cortocircuitos y permitendesconectar zonas individualmente.

3. Línea de toma tierra: Está conectada a la red de tierra del edificio. Si tocamos unelectrodoméstico con alguna fuga eléctrica a la carcasa metálica, podemos sufrir una gravelesión. Sin embargo, si la carcasa se conecta a tierra, la corriente eléctrica tiene dosopciones: pasar por un cable que apenas tiene resistencia (toma tierra) o a través denosotros. Como la primera opción es la más fácil para la corriente, sucederá esto.


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Esquema del cuadro privado de mando y protección de una instalación con grado deelectrificación básico.Nº de Pequeños Interruptores automáticos (PIA) = 4

En este ejemplo tenemos un cuadro que contiene cuatro PIAs.

1. El de 10 A, es el que controla el circuito de alumbrado de la vivienda (la luz de lashabitaciones)

2. El de 16 A, controla el circuito de los enchufes o tomas de corriente de la vivienda(electrodomésticos)

3. El de 20 A controla el termo eléctrico y la lavadora.

4. El de 25 A controla la cocina eléctrica (horno, vitrocerámica, etc)

Fíjate que cuanto mayor sea la necesidad de energía eléctrica de un circuito, más amperaje(intensidad de la corriente) necesita.


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5. Nombre de los cables

De cada PIA salen dos cables que irán hasta el circuito quele corresponda, por ejemplo, del PIA de 15 A salen dos cables quellegarán hasta todos los enchufes de la vivienda.

Los cables son:

1. La fase: de color negro, marrón o gris: por donde entra la

corriente2. El neutro: de color azul: por donde sale la corriente3. Toma de tierra de color verde y amarillo, no lleva corriente,

su función es la de evacuar las fugas de corriente eléctrica

hasta un lugar seguro.

6. Elementos de los circuitos una instalación eléctrica

1. Cables: Se extienden por la vivienda a través de tubos de plástico empotrados en lasparedes y se ramifican en las llamadas cajas de derivación o cajas de registro.

2. Tomas de corriente, bases de enchufes o tomas de fuerza: Tiene dos terminales, tres siexiste toma de tierra.

3. Cajas de derivación: Suele haber una caja por habitación. Las cajas de derivación (o cajasde registro) permiten hacer las conexiones necesarias para cada circuito. Las conexionesse hacen con regletas o clemas.

4. Interruptor: se utiliza para permitir o no el paso de corriente eléctrica a voluntad. Controlael encendido de una o más bombillas. Tiene dos terminales

5. Conmutador: Sirve para desviar la corriente eléctrica por el camino que desee o paracontrolar el encendido de una o más lámparas desde varios puntos. Tiene tres terminales.

6. Pulsador: permite el paso o no de corriente eléctrica cuando se pulse, sirve para controlar,por ejemplo, un timbre. Tiene dos terminales.

7. Lámparas

Caja de derivaciónRegleta

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7. Grado de electrificación de una vivienda

La normativa vigente establece la potencia eléctrica máxima que puede contratar unavivienda y el número mínimo de circuitos que debe tener según su superficie.

Existen dos categorías o grados de electrificación

Grado básico: La instalación debe contratar más de 5750 W. Es la necesaria para permitir el usode aparatos eléctricos de uso común.

2Grado elevado: Se contrata si la vivienda supera los 160 m de superficie, o a viviendas conmás electrodomésticos que llevan una instalación de aire acondicionado o calefacción. Lainstalación debe poseer contratar más de 9200 W.

Grado deelectrificación

Circuito deutilización

Potenciaprevistapor toma(W)

Tipo de toma Interruptorautomático (A)

Nº máximode puntos otomas porcircuito

Sección delosconductores

2(mm )

Diámetrodel tubo(mm)

Básico

C1:Iluminación 200 Punto de luz 10 30 1,5 16C2:Tomas de usogeneral y frigorífico

3450 Base 16 A +tierra 16 20 2,5 20

C3: Cocina y horno 5400 Base 25 A +tierra 25 2 6 25

C4: lavadora,lavavajillas y termoeléctrico

3450 Base 16 A+ tierra condiferencial

203

4 20

C5: Baños y cocina 3450 Base 16 A +tierra 16 6 2,5 20

Elevado,paraviviendasde másde 160

2m

C8: Calefacción <5750 25 6 2C9: aireacondicionado

<5750 25 6 25

C10: secadora 3450 Base 16 A +tierra

1 2,5 20

C11:automatización <2300 10 1,5 16



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8. Formas de representar una instalación eléctrica de una vivienda

Para representar los esquemas eléctricos de una vivienda, se emplean distintos sistemas. Son lossiguientes

d) Representación topográfica Consiste en realizar un dibujo en

perspectiva del lugar en el que se quiere colocar la instalación

eléctrica. Este sistema da sensación de profundidad

e) Representación funcional Se utiliza para explicar el

funcionamiento del circuito eléctrico.

f) Representación unifilar Permite representar, de un solo trazolos tubos de protección utilizados en las instalaciones. Paraindicar el número de conductores que contienen se realizantantos trazos como conductores contiene cada tubo.

g) Representación multifilar Representación real y a

la vez compleja que proporciona toda la información

necesaria para efectuar el efectuar el montaje.

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9. Representación de los elementos de una instalación

Elemento Símbolo multifilar Símbolo unifilarLámpara

Lámpara fluorescente

Interruptor

Interruptor bipolar

Conmutador simple

Conmutador de cruce o llavede cruce

Timbre

Pulsador

Tubo con dos cables

Tubo con tres cables

Toma de corriente sin toma detierra

Toma de corriente con toma detierra

Caja de derivación

Punto de conexión

Regleta

Tierra

10. Circuitos básicos de una vivienda

Vamos a estudiar los dos grandes grupos de circuitos de una vivienda:

Los circuitos de puntos de luz, vulgarmente llamado los bombillos del techo.

Tenemos: -

El punto de luz simple

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El punto de luz dobleEl punto de luz conmutadoEl timbre

1. Los circuitos de tomas de corriente, vulgarmente llamados enchufes.Puntos de luz.

h) Punto de luz simple

Este circuito controla un punto de luz desde un punto.

Consta de los siguientes materiales

1. Un bombillo2. Un portalámparas3. Un interruptor4. Una regleta5. Una caja de registro6. Tubos de protección y cables

Representación unifilar Representación topográfica

Representación circuital Representación funcional

i) Punto de luz doble

Este circuito controla dos puntos de luz desde un punto con un interruptor.

Consta de los siguientes materiales

1. Dos bombillos2. Dos portalámparas3. Un interruptor4. Una regleta5. Una caja de registro6. Tubos de protección y cables

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Representación cicuital Representación funcional

j) Punto de luz conmutado

Este circuito controla un punto de luz desde dos posiciones distintas con dos conmutadores.

1. Un bombillo2. Un portalámparas3. Dos conmutadores4. Dos regletas5. Dos cajas de registro6. Tubos de protección y cables


Representación circuitalRepresentación funcional

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k) Toma de corriente (enchufes)

Se trata del clásico enchufe

Materiales1. Un enchufe2. Una regleta de conexión3. Una caja de registro, tubos de protección y cables.

Representación unifilar Representacióntopográfica

Representación circuital Representaciónfuncional

l) Timbre

Acciona un timbre gracias a un pulsador

Materiales

1. Un pulsador2. Una caja de registro, tubos de protección y cables.3. Una regleta4. Un timbre


Representación circuital

Representación funcional

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ACTIVIDADES

1. Indica el número de circuitos que debe tener una vivienda en la que vamos a instalar:

35 enchufes por toda la casa, 26 puntos de luz, calefacción, 1 nevera, 3 aires acondicionados,1 lavadora, sistema de automatización, horno eléctrico, 1 lavavajillas y 1 secadora.

2. Dibuja el cuadro general de la vivienda del ejercicio anterior

3. Indica los circuitos que debe tener una vivienda en la que vamos a instalar los siguienteselementos:

20 puntos de luz, 25 tomas de corriente, 1 lavadora,1 televisión,1 cocina eléctrica y 2 airesacondicionados.

4. Verdadero o Falso (V ó F). Si la afirmación es falsa, reescríbela para hacerla verdadera:

a) Existen dos tipos de corriente eléctrica: corriente continua y corriente trifásica.b) Las pilas de petaca generan una corriente eléctrica alterna.c) El sistema eléctrico español transporta y distribuye la electricidad en forma de corrientecontinua.d) La corriente continua permite su conversión a altas tensiones (transformación)para evitar las pérdidas de energía en su transporte

5. Nombra por orden las instalaciones por las que pasa la corriente eléctrica antes de llegar alhogar del usuario.

6. En el siguiente esquema de una red eléctrica, localiza mediante las letras y flechas, cadauna de las instalaciones que conforman la red de transporte y distribución.

A (Central térmica), B (Central hidroeléctrica), C (Central eólica) , D (Subestación elevadora detensión), E (Subestación transformadora), F (Líneas de alta tensión), G (líneas de media tensión),H (líneas de baja tensión), J (Centros de transformación)

7. Nombra

de

forma

ordenada los elementos que constituyen la instalación de enlace de un edificio, desde la redpública de distribución eléctrica hasta la instalación interior de la vivienda.

8. En esta figura se representa un esquema de un Cuadro general de Mando y Protección.

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Identifica los diversos elementos que lo componen.

9. Supón que la instalación eléctrica de tu vivienda tiene la siguiente carga eléctrica:

• 1 lavadora (2000W)• 1 secador de pelo (100W)• 4 bombillas de 60 W• 2 bombillas de 100 W• 1 fluorescente de 40 W• 1 televisor (200W)• 1 plancha (800W).

a) Sabes que, cuanta más potencia contrates, más se incrementará el recibo de la luz.¿Qué potencia contratarías a la compañía eléctrica? Dato: tabla de potencias contratadasa Iberdrola.

Potencia a contratar Corriente del ICP

2300 W 10 A3450 W 15 A4600 W 20 A5750 W 25 A

b) Supón que para ahorrar, contratas una potencia de 2300W. ¿Qué ocurrirácuando conectes almismo tiempo la lavadora, el secador y la plancha?

10. ¿A qué circuito crees que pertenecen los siguientes dispositivos eléctricos? Relacionamediante flechas el dispositivo con el circuito independiente que lo alimenta.

Cepillo de dientes eléctrico. C1Lavadora. C2Ordenador. C3Luces de la cocina. C4Vitrocerámica C5

11. Verdadero o Falso:

a) Si el PIA del circuito de iluminación salta, no se podrán encender ninguna de las lucesde la casa.b) Las tomas de corriente de cocina y el horno se alimentan de circuitos distintos.c) Un PIA controla y regula al menos 2 circuitos independientes.d) Todos los enchufes de la casa van por el mismo circuito.e) Al desactivar el IG se desconectan todos los circuitos independientes del hogar.

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12. Cuestiones cortas:

a) Si una bombilla del pasillo sufre un cortocircuito, provocando un pico de corriente, saltará el PIAel circuito de iluminación. ¿Qué circuitos se quedarán cortados? ¿Qué circuitos seguiránfuncionando?

b) El horno sufre un problema de funcionamiento eléctrico, y genera un cortocircuito.¿Qué interruptor/es del CGMP saltarán? ¿Qué circuitos dejan de funcionar? ¿Qué aparatoseléctricos dejarán de funcionar? ¿Qué circuitos siguen funcionando?

c) Al enchufar un flexo en tu habitación, la bombilla halógena se funde y genera un cortocircuito.¿Qué interruptor/es del CGMP saltarán? ¿Qué circuitos dejan de funcionar? ¿Qué aparatoseléctricos dejarán de funcionar? ¿Qué circuitos siguen funcionando?

d) Es Navidad y tenemos invitados en casa. Para hacer la cena de Nochebuena conectamosmultitud de dispositivos eléctricos y encendemos todas las luces. Ello provoca que sesupere la potencia máxima contratada. ¿Qué interruptor/es del CGMP saltarán? ¿Qué circuitosse quedarán cortados? ¿Qué circuitos seguirán funcionando?

e) Un electricista va a tu casa a revisar la instalación, y desconecta el interruptor IG. ¿Quécircuitos dejan de funcionar?

13. En una vivienda de 100 m2, tenemos los siguientes receptores en cada habitación:

# Comedor: 3 bombillas de 100 W, televisión de 150 W, equipo de música 135 W, DVD 60W, lámpara de 40 W.# Pasillo: 4 bombillas halógenas de 50 W.# Cocina: 2 fluorescentes de 30 W, Nevera de 350 W, lavavajillas 600 W, microondas700 W, horno 1500 W, lavadora 800 W y secadora de 550 W.# Dormitorio de matrimonio: 5 bombillas de 60 W, dos lámparas de 40 W, televisión de 80W.# Dormitorio del niño: Lámpara de bajo consumo de 7 W, ordenador personal 400 W, radioCD 45 W.# Estudio: Luminaria con 3 fluorescentes de 35 W, ordenador portátil de 80 W# Baño: 3 bombillas de 25 W, 1 bombilla de 60 W, secador de pelo de 1000 W.¿Con qué tipo de electrificación corresponde el ejemplo anterior? Justifícalo

14. a) ¿Qué tipo de electrificación debemos elegir para una vivienda donde queremosponer aire acondicionado?

b) ¿Qué tipo de electrificación debemos elegir para una vivienda usual de 90 mlavadora y termo eléctrico?

2, con

15. Para la siguiente instalación, ¿qué tipo de grupo de electrificación debemos elegir en esta2

vivienda Dato: la casa es de 90 m .

# Iluminación: 200 W # Tostadora: 700 W.# Microondas: 1000 W. # Lavavajillas: 3 KW.# TV (2 aparatos): 400 W. # Lavadora: 2 KW# Secadora: 2500 W. # Horno: 2000 W.

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# Frigo: 200 W.# Vitrocerámica: 2,5 KW# Cadena de música con altavoces: 3000 W


16. Explica qué instalación eléctrica representa cada uno de los siguientes esquemas unifilares:

17. Dibuja el esquema unifilar de la siguiente instalación eléctrica:






21. Para el esquema unifilar de la siguiente vivienda, indica la instalación eléctrica de cadaestancia, y cómo se gobierna (pulsador, interruptor simple, 2 interruptores conmutados, 3interruptores conmutados).

22. La figura muestra el esquema eléctrico unifilar de varias habitaciones en una casa. Indicacuál es la instalación eléctrica de cada estancia, y cómo se gobierna.


Aprende a cablear los circuitos básicos de la vivienda: Al final de la hoja tienes ejemplos deayuda



Ayuda

Punto de luz simple Punto de luz conmutado

Punto de luz conmutado desde tres posiciones


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TEMA 3 - LAS COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

En este tipo de comunicaciones no es necesario disponer de un soporte material (cable) paratransmitir la información, sino que se emite mediante ondas, que se propagan a través de unmedio. Este sistema constituye la base de la radio, la televisión, y de los sistemas decomunicación vía satélite.

LAS ONDAS

Una onda es una perturbación que se propaga a través de un medio normalmente material, comoes el caso del sonido. También existen ondas capaces de propagarse a través del vacío: son lasondas electromagnéticas (EM). Es decir, una onda es una perturbación que se propaga através del espacio y a lo largo del tiempo. Las ondas EM son las que se emplean en lastelecomunicaciones (radio, televisión, móvil, wifi, etc.)

Las ondas sonoras son producidas por variaciones de presión y se propagan gracias acontracciones y expansiones que se producen en el aire o en cualquier otro medio material. A lasondas que necesitan de un medio material para propagarse como las del sonido se las denominaondas mecánicas y no pueden transmitirse en el vacío.

Por el contrario, las ondaselectromagnéticas puedentransmitirse tanto en el vacío comoen un medio material. Estánformadas por la composición de uncampo eléctrico y otro magnéticoperpendiculares entre sí. Los camposelectromagnéticos son producidospor cargas eléctricas en movimiento.

Elementos de una onda

El desplazamiento máximo de una onda sedenomina amplitud (A), se mide en metros. Ladistancia entre dos puntos consecutivos de laonda que se encuentren en el mismo estado devibración se llama longitud de onda (λ), se mideen metros. En la figura se observa que la onda esuna oscilación que va pasando por máximos(crestas) y mínimos (valles). La longitud deondas corresponde, como se ve en la figura, a la separación entre dos crestas o dos vallesconsecutivos.

El tiempo que tarda la onda en recorrer una distancia igual a la longitud de onda se denominaperiodo (T), se mide en segundos (s). La magnitud inversa del periodo es la frecuencia (f) y semide en hertzios (Hz): f = 1/T.La frecuencia representa el número de ondas que se propagan por segundo.La onda se propaga con una velocidad, v. Si consideramos que las ondas se desplazan convelocidad constante resulta que la longitud de onda es: λ = vT.

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ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

El conjunto de las ondas EM, conocido como espectro, es muy amplio, desde unos pocos Hzhasta ondas de frecuencias superiores a 1023Hz. El espectro se divide en bandas, a cada una delas cuales se le asigna un nombre en función de su longitud de onda. Las bandas que se utilizanhabitualmente en telecomunicaciones son las ondas de radio, las microondas, infrarrojos y luzvisible. Pero existen otras bandas sobre todo en el espectro de las altas frecuencias.

TRANSMISIÓN DE ONDAS

Las ondas se desplazan en línea recta, lo queimpide que puedan llegar muy lejos debido a laesfericidad de la Tierra. Por eso, de esta formasólo podemos enviar ondas a corta distancia.Para enviarlas a largas distancias hemos deutilizar la capacidad de todas las ondas parareflejarse. Las ondas atraviesan las capas bajasde atmósfera y se reflejan en la ionosfera. Deesta forma vuelve a la tierra y si no es amplificadaantes de ser reenviada nuevamente a la ionosferase irá debilitando hasta extinguirse. Esto ocurresólo con las ondas de radio. Las ondas más cortas o de mayor frecuencia son capaces deatravesar la ionosfera y pueden llegar a salir al espacio. Por eso para reflejar esas ondas demayor frecuencia es necesario disponer de satélites.

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MODULACIÓN

Para transmitir una señal mediante ondas de radio es necesario adaptar dicha señal para quepueda ser enviada.

NOTA: Debemos tener en cuenta que a mayor longitud de onda, menor frecuencia f = 1/T: λ=vT = v/f

Cuanto mayor es la longitud de onda a enviar, mayor debe ser el receptor para recibirla. De ahí lanecesidad de adaptar (modular) las ondas al enviarlas. El proceso de modulación consiste enenviar dos ondas combinadas:

a) Onda moduladora: de baja frecuencia (y gran longitud de onda) que contiene la informacióna transmitir.

b) Onda portadora: que tiene una frecuencia alta (y una baja longitud de onda) adecuada parala transmisión.

La onda portadora no contiene información, pero actúa como medio para “empaquetar” lainformación de la moduladora, que es la que se quiere enviar.

Como superposición de la moduladora y la portadora se obtiene una señal denominada ondamodulada. Esta onda contiene información y presenta frecuencias adecuadas para que pueda sertransmitida y recibida. Cuando la señal modulada llega al receptor, es preciso realizar el procesoinverso, es decir, separar la portadora de la moduladora para extraer la información. Este procesose denomina demodulación.De los diferentes tipos de modulación vamos a destacar los dos más frecuentes, modulación enamplitud o AM, y modulación en frecuencias o FM.

Modulación en amplitud o amplitud modulada o AM

La señal modulada de frecuencias fP se modifica de forma que su amplitud varíe en función de laseñal moduladora de frecuencia fM. De esta manera la información es transportada en forma devariaciones de amplitud correspondientes a la señal portadora, como se muestra en la figura.La onda modulada de esta forma tiene una banda superior

(fS = fP + fM) y otra inferior (fI = fP - fM), de forma que el ancho de banda modulada es en todomomento B = 2fM.

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Modulación de frecuencias o frecuencia modulada o FM

La FM viene a subsanar dos inconvenientes de la AM:

a) El ancho de banda útil para la transmisión AM es muy restringido ya que para dar cabida amultitud de emisoras, a cada una de ellas se le limita el ancho de banda a 4’5kHz.

b) Es una señal muy poco fiable pues puede distorsionarse por interferencias que se sumen a laseñal durante su trayecto.

Mediante la FM se consigue transmitir mayores anchos de banda y señales menos sensibles a lasinterferencias. La señal obtenida tiene valor de amplitud constante igual a la onda portadora,siendo variable la frecuencia según el valor de la amplitud de la onda moduladora.

Dadas las pocas interferencias que sufre la FM se utiliza para transmitir voz y música en emisorasradiofónicas y en telefonía móvil.

MODULACIÓN DIGITAL

Muchas transmisiones telefónicas modernas utilizan una modulación distinta de las indicadas. Esconocida como modulación por codificación de impulsos que se basa en la transmisión deseñales digitales. Este tipo de modulación es mucho más efectiva que las de AM o FM, sobre todocuando se trata de salvar grandes distancias. En este tipo de señal es necesario convertir la señalanalógica (la señal normal de valores continuos) en señal digital que sólo tiene valores discretos:

1 – El primer paso consiste en realizar un muestreo de la señal, es decir tomar medidas de laseñal a intervalos regulares, o lo que es lo mismo, a una determinada frecuencia de muestreo, deforma que la onda inicial se convierta en un conjunto de pulsos.

2 – Luego hay que digitalizar el conjunto de pulsos obtenidos cuantificando la señal muestreadaasignándoles a los pulsos un conjunto de valores digitales.

3 – Por último, se codifica la señal, transformando la señal a código binario (conversión analógicadigital) que pueda entender un ordenador.

4 – Cuando la señal digital llegue al receptor, éste decodificará el código binario y volverá aconvertir en analógica la señal.Las aplicaciones de la modulación digital son incontables ya que las señales digitales son fácilesde manipular y controlar informáticamente. Es este tipo de modulación el que se usa en telefoníamóvil y en la mayor parte de la fija, por internet, en transmisión digital de radio y televisión.

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El mayor inconveniente de este tipo de modulación es la pérdida de información que puedeproducirse al pasar la señal continua con infinitos valores (analógica) a unos valores finitos(digital). Por eso, el muestreo debe realizarse a intervalos muy pequeños, para garantizar lamenor pérdida posible.

LOS SISTEMAS INALÁMBRICOS DE COMUNICACIÓN TERRESTRE

Los sistemas de comunicación inalámbricos terrestres constan en general de: un emisor deradiofrecuencias, una antena emisora, estaciones terrestres de distribución de la señal, antenasreceptoras y receptores de radiofrecuencia.

Las antenas de radiofrecuencia son dispositivos destinados a emitir y a recibir las ondaselectromagnéticas. Las antenas emisoras emiten señales de una sola frecuencia o de un anchode banda muy reducido lo suficientemente potente para alcanzar grandes distancias.

En cambio, las antenas receptoras reciben señales de muchas frecuencias por lo que su anchode banda de recepción debe ser muy ancho y las señales que reciben suelen ser débiles por loque deben ser posteriormente amplificadas.

Las principales antenas de radiofrecuencia son:

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COMUNICACIONES POR SATÉLITEEn este tipo de comunicación las ondas se transmiten gracias a la presencia en el espacio desatélites artificiales que giran alrededor de la Tierra que se encargan de recibir la señal,amplificarla y reenviarla.La mayor parte de los satélites de comunicación sesitúan en órbitas geoestacionarias, situadas sobre elecuador. Un satélite situado en una órbitageoestacionaria tarda en dar una vuelta alrededor de laTierra un día entero por lo que siempre está situadosobre la misma zona geográfica. Para un observador enCanarias, parecerá que el satélite está situado siempresobre él sin moverse en el cielo.Hay satélites pasivos que se limitan a recibir la señal yenviarla a otro satélite o a la Tierra. Pero también haysatélites activos que además de reenviar la señal, laamplifican.

TELEFONÍA MOVIL

La telefonía móvil emplea ondas para establecer la comunicación y las señales se transmiten através del aire. Dado que los interlocutores de las llamadas pueden estar en movimiento, seránecesario utilizar potencias de transmisión muy elevadas para lograr grandes coberturas. De locontrario, si los interlocutores cambian su posición, pueden salirse de la zona de cobertura de laantena que recoge las señales y cortarse la comunicación.

Para solucionar este y otros problemas, como el de elegir la frecuencia de transmisión másadecuada, la telefonía móvil se basa en el modelo de células, por lo que en muchas ocasionestambién se llama telefonía celular. Esto consiste en dividir el territorio al que se le puede darservicio en células con una antena en medio.

Células más pequeñasRealización de frecuencias

Las redes de telefonía móvil están constituidas por un conjunto de estaciones cada una de lascuales tiene un área de cobertura. De esta forma, el territorio se divide en células, en teoríahexagonales, controladas cada una por una estación terrestre. Cuando un usuario se encuentraen determinada célula, será atendido por su estación correspondiente. Pero si al desplazarse pasaa otra célula, entonces será otra estación la que le permita seguir manteniendo la conversación.En las zonas limítrofes, las células se solapan, de forma que el usuario no pierda la coberturacuando pasa de una a la otra. Cada estación utiliza un rango de frecuencias específico y diferente

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del de las células que la rodean, que son adyacentes a ella, pues en caso contrario podríanproducirse interferencias entre células. Células no adyacentes si pueden usar el mismo rango defrecuencias.

GRANDES REDES DE COMUNICACIÓN

Los satélites de comunicación en combinación con las estaciones terrestres forman las grandesredes de comunicación, que permiten comunicar de forma casi instantánea cualquier punto delplaneta.

Las redes de comunicación están formadas por dos elementos básicos: un conjunto de nodosencargados de procesar la información que circula por la red; y un conjunto de enlaces a travésde los cuales se conectan los modos entre sí y configuran la red. Cuanto mayor sea el número denodos, mayores serán las dimensiones de la red, pudiendo alcanzar incluso cobertura mundialcomo es el caso de Internet.

Un ejemplo de este tipo de grandes redes es la del tratamiento de la información meteorológicapor medio de los satélites METEOSAT.

EL SISTEMA GPS

El GPS es un proyecto europeo para unificar los distintos sistemas digitales móviles y sustituir alos sistemas analógicos, Su gran ventaja es que permite realizar y recibir llamadas en cualquierpaís que haya adoptado el sistema, aun estando en transito por ellos.

Para fijar una operación de localización y determinación de un punto en la Tierra, se requiere queal menos cuatro satélites emitan su señal e posición. Cada satélite transmite su posición y la horaexacta a un receptor terrestre de forma periódica, miles de veces por segundo. Incluso estando elrector en movimiento, el sistema de satélites seguirá ofreciendo datos de su posición, quecombinados permiten conocer también la velocidad de movimiento del receptor.

El sistema GPS tiene multitud de aplicaciones:

1 – Localización de móviles, lo cual es muy útil en caso de accidente, pérdida de personas en lamontaña o en el mar, etc.

2 – Cartografiar y topografiar la superficie terrestre para actualizar mapas de gran precisión.

3 – Asistencia a la navegación, tanto aérea como marítima, ofreciendo en todo momento elsistema la posición del receptor a bordo, pudiéndose así seguirse el trayecto.

4 – También se usa en los trayectos terrestres de vehículos permitiendo encontrar direccionesfácilmente o hacer grandes recorridos.Y otras muchas más aplicaciones de apoyo y ayuda en diversas situaciones.

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COMUNICACIONES ENTRE ORDENADORES: REDES INFORMÁTICAS

La necesidad de comunicar ordenadores entre sí hizo que aparecieran las primera redes deordenadores que en la actualidad están revolucionando el mundo de la informática y lascomunicaciones.

Una red informática está formada por dos o más ordenadores interconectados de forma quepueden comunicarse y compartir recursos. Las redes pueden realizar intercambio de datos através de distintos medios como cables coaxiales, de pares trenzados, de líneas telefónicas, deondas de radio, etc.

En las redes informáticas los datos se envían en forma de paquetes de bits. Por ejemplo, cuandomandamos un mensaje de correo electrónico, los datos se dividen en partes o paquetes, a cadauno de los cuales se le añade una cabecera con información de la dirección de destino, ladirección de origen y el número de paquetes.

Cada paquete se envía a su destino utilizando el camino más adecuando disponible en esemomento; es decir, los paquetes pueden viajar por rutas diferentes y cuando llegan a su destinose ordenan y son entregados al destinatario.

Este sistema, llamado comunicación por paquetes tiene varias ventajas:

1 – No ocupa recursos durante la comunicación pues se asignan a medida que senecesitan.2 – El tráfico se reparte dinámicamente, equilibrando el uso de la red.3 – Si hay un fallo en algún elemento de la red, los paquetes son enviados por otras rutasdisponibles.

TIPOS DE REDES DE DATOS

En función del número de ordenadores quelas integran y del espacio físico que ocupan, sepueden clasificar en tres tipos:

1 – Redes de área local o LAN (local area nerwork): ocupan un espacio reducido como lasoficinas de una empresa, un instituto, etc. El número de ordenadores interconectados no suele sergrande (normalmente menos de cien). Este tipo de redes no sólo une ordenadores entre sí sinoque comparte recursos hardware (impresoras, escáneres, etc), carpetas y archivos, software(programas de todo tipo), etc. El ejemplo más claro lo tienes en la red de ordenadores de nuestrocentro.

Este tipo de redes suele usar para conectarse cables de pares trenzados (usando conectoresRJ45 muy parecidos a los usados en la conexión telefónica pero meyores) o cables coaxiales.

2 – Redes de área metropolitana o MAN (metropolitana area network): Suelen estar formadaspor la interconexión de varias redes de área local. Cubren grandes extensiones como una ciudado una comarca. Son redes típicas de bancos, universidades, organismos oficiales u grandesempresas que las usan para conectar sucursales.

3 – Redes de área extensa o WAN (wide area network): se extienden por grandes superficiesgeográficas como un país, un continente o incluso a nivel mundial. Utilizan los cablestransoceánicos y las comunicaciones a través de satélite para enlazar puntos muy distantes. Elejemplo más conocido es Internet.

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TIPOLOGIA DE REDES

En la unión entre ordenadores y redes se usan:

a) concentradores o hub: es necesario usar un aparato con varias entradas para conectoresRJ45 que permita conectar los diferentes equipos para que exista conexión entre ellos.Actualmente, el HUB está en desuso, siendo sustituido por un elemento más eficaz llamadoSwitch, el cual permite un tráfico de información más rápido y fiable.

b) Router o enrutadores: sirven para conectar dos o más redes entre sí. Es el elementoesencial para conectar una red doméstica como la que puedes tener en tu casa con esa gran redde redes llamada Internet.

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CONEXIÓN A INTERNETTan importante comoestar familiarizado conel funcionamiento y lasposibilidades que ofreceInternet, es conocer lospasos a seguir paraconectar el ordenador ala red:

1 – Elegir el servidorque ofrezca másventajas y garantías, ydar de alta la conexión.

2 – Elegir la forma deconexión más adecuadaa nuestras necesidadese instalar loscomponentes físicosnecesarios.

3 – Configurar elordenador, tanto en loque se refiere a la

instalación de los programas de soporte (drivers) y de los componentes físicos (módem, cables,etc), como los programas de comunicación necesarios.

Elegir el servidor es cuestión de decidirse por uno de los varios que hay en el mercado estudiandosus diferentes ofertas.Configurar la conexión es algo que se hace prácticamente solo o con ayuda del propio servidor.En cuanto a la conexión, hemos de tener en cuenta cuales son las más usuales y elegir laapropiada. Entre las conexiones disponibles vamos a destacar:

1 – Línea digital ADSL (línea digital de abonado asimétrica): Las conexiones ADSL dividen lalínea en tres partes, una para los servicios de telefonía tradicionales y las otras dos para latransmisión de datos. Este modo de conexión tiene la particularidad de que aprovecha el ancho debanda asimétrico, de forma que como lo que más hacemos es recibir de Internet, es más veloz enla recepción de datos que en el envío y destina más ancho de banda a la recepción que al envío.

Se necesita un módem ADSL. Entre sus ventajas destaca la rapidez, que permite la utilizaciónsimultánea del teléfono y la conexión que es automática al encender el ordenador.

2 – Cable: Las empresas instaladoras de cable no utilizan la red telefónica tradicional sino queemplean su propia red de fibra óptica en la que integran tres servicios: telefonía, Internet ytelevisión.

Entre sus ventajas destaca su gran rapidez, buena relación calidad-precio, conexión automática alconectar el ordenador y la integración en un mismo cable del teléfono, Internet y la televisión.Entre sus inconvenientes la principal es que el cable no llega a todas las zonas, necesita loscorrespondientes permisos municipales a las compañías instaladoras y ser instalada siempre porun técnico.

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ACTIVIDADES1 – a) ¿En qué se diferencian las transmisiones alámbricas de las inalámbricas?

b) ¿Qué tipo de señales y canales emplean cada una de ellas?

2 – a) ¿Qué es una onda electromagnética?b) ¿Qué la diferencia de una onda mecánica?

3 – a) Dibuja una onda y nombra sus partes.b) Describe las siguientes características de las ondas dando su símbolo: amplitud, longitud de

onda, frecuencia y periodo.

4 – Indica los nombres de los tipos de ondas a los que pertenecen las siguientes frecuencias:25kHz, 1MHz, 50.000kHz, 70.000kHz, 5000MHz

5 – Calcular la frecuencia de una onda cuyo periodo es de 0’5s.

6 – a) Si una onda tiene una frecuencia de 1000Hz, ¿cuál será su periodo?b) ¿Y si la frecuencia fuera de 106Hz?c) En ambos casos, ¿cuál será el valor en metros de la longitud de ondas de cada una de ellas

si la velocidad de la luz es c = 3·108m/s?

7 – Calcula la longitud de onda de una señal de radio que se propaga en el vacío con unafrecuencia de 100MHz. Utiliza la velocidad de la luz del problema anterior.

8 – Una determinada señal tiene una longitud de onda de 120m. Determina su frecuencia e indicala banda a la que pertenece si se desplaza en el aire.

9 – Describe los elementos que configuran, en general, un sistema de comunicacionesinalámbrico.

10 – En un sistema de comunicaciones, ¿qué es el medio de transmisión?

11 – Realiza una clasificación de los distintos medios de transmisión.

12 – a) ¿Por qué la ionosfera refleja las ondas de baja frecuencia?b) ¿Cómo se aprovecha este fenómeno en las transmisiones de señales?

13 - ¿En qué consiste la modulación en amplitud? ¿Y en frecuencias?

14 - ¿Qué ventajas tiene la FM frente a la AM?

15 – Una onda que contiene información sonora, tiene una frecuencia de 3kHz, se desea obteneruna onda modulada en amplitud mediante una portadora de 585kHz.

a) ¿Cuál es el ancho de banda de la señal moduladora?b) ¿Qué valores de frecuencia toman las bandas laterales?

16 – a) Una señal de AM tiene un ancho de banda de 6’5kHz, ¿Cuánto vale la frecuencia de laonda moduladora?

b) Si la frecuencia de la onda portadora es de 540kHz, calcular la frecuencia de las bandaslaterales.

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17 – Una emisora de ondas de radio emite señales de longitud de onda de 250m.Si la señal se propaga en el aire a una velocidad de 3·108m/s calcular el periodo y lafrecuencia de la señalo.

18 – Una emisora de radio emite ondas moduladas con una señal portadora de459kHz. Si la longitud de onda de la señal es 500m, calcular la velocidad de laonda.

19 – Enumera las etapas para modular digitalmente una señal analógica.

20 - ¿En qué se diferencian los satélites activos de los pasivos?

21 – Explica qué es una célula en telefonía móvil y las razones para que dichascélulas existan.

22 – Explica cuál es el fin del GPS. Explica también cuales son las principalesutilidades del mismo.

23 – Nombra y define cada unos de los tipos de redes de datos.

24 – Nombra y define cada uno de los distintos tipos de tipologías de las redes dedatos.

25 – Explica los tipos de conexiones a internet que estudiamos.


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TEMA 4 - ELECTRÓNICA DIGITAL: ELEMENTOS

Introducción

La electrónica es la ciencia que estudiay diseña dispositivos relacionados con el comportamiento de los electrones en la materia. seencarga del control de flujo de la corriente eléctrica bajo las siguientes condiciones:

1. Trabaja con corriente continua.2. Las tensiones de trabajo son bajas. Existe una clara diferencia entre electricidad yelectrónica. Mientras que en la primera son frecuentes tensiones de 220V (electricidaddoméstica) o 380 V (electricidad industrial), y en pocos casos inferiores a los 12 V, asícomo intensidades del orden o superiores al amperio, en la electrónica hablamos detensiones máximas precisamente de 12 voltios, e intensidades típicas del orden de losmiliamperios (mA).3. Combina componentes muy variados, es especial, aquellos construidos con materialessemiconductores.4. Su tecnología es previa a la de los sistemas informáticos.

Recuerda: El código de colores permite identificar fácilmente el valor teórico de una resistencia.Dicho código consta de cuatro franjas: tres de ellas, proporcionan el valor teórico de la resistencia;mientras que la cuarta franja nos proporciona el valor de la tolerancia.

1 – Primera franja (1ºf):corresponde a la primera cifra, esdecir, a un número.

2– Segunda franja (2ºf):corresponde a la segunda cifra, esdecir, un número.

3– Tercera franja (3ºf): esun factor multiplicador ycorresponde al número de cerosque hay que colocar después delas dos primeras cifras.

4 – Cuarta franja (4ºf): es latolerancia.

1 – Resistencias

El valor de la resistencia, en general, se calcula con el código de colores.

1. Resistencias fijas: son aquellas que siempre tienen el mismo valor óhmico.

2. Resistencias variables: son aquellas que tienen la capacidad de variar su valoróhmico dentro de unos límites. Vamos a ver las siguientes:


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1. Potenciómetros: su variación, en este caso, esmecánica. Se basa en una resistencia sobre la que sedesliza un contacto móvil de cuya posición depende elvalor óhmico También se llaman reóstatos. Su símboloes:

2. Resistencias dependientes de la luz o LDR: varían su resistencia según lacantidad de luz que incide sobre ellas. Su valor óhmico aumenta en laoscuridad y disminuye a medida que aumenta la cantidad de luz que incide

3. Resistencias que varían con la temperatura o termistores (NTC y PTC): en lasNTC al aumentar la temperatura disminuye la resistencia, mientras que en lasPTC, al aumentar la temperatura aumenta también la resistencia.

1. NTC a más temperatura menos resistencia

2. PTC a más temperatura mayor resistencia

2 – Condensadores

Es un elemento electrónico capaz de almacenar energía eléctrica en forma de carga eléctrica, queutiliza después para, por ejemplo, encender una bombilla, la cual sigue encendida hasta que elcondensador se descarga, sin usar la pila del circuito.

El condensador está formado por dos placas metálicas separadas por un dieléctrico (aislante).Cuando los condensadores adquieren la máxima carga impiden el paso de la corriente, actuandocomo un interruptor abierto.


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En los condensadores se mide la capacidad, que se simboliza por una C, y que da cuenta de lacantidad de carga que es capaz de almacenar un condensador a un voltaje dado. Se mide enfaradios, cuyo símbolo es F. Esta magnitud es muy grande y se usan submúltiplos: mF, µF, nF,pF, etc. (recuerda: µ=10-6, n=10-9, p=10-12).

C = q/V

Donde q es la carga acumulada por el condensador y V es el voltaje aplicado entre las armaduras.

El símbolo del condensador es:

Hay dos tipos de condensadores:

Condensadores sin polaridad:

Condensadores con polaridad:Suelen ser de mayor capacidad que los otros y poseen polos (positivo y negativo). Al conectarlose debe tener en cuenta la polaridad porque de otro modo se estropearían.

Los condensadores, al igual que cualquier otro elemento, pueden asociarse en serie, en paralelo ode forma mixta, obteniéndose una capacidad equivalente:


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En serie:

En paralelo:

3 – Relé

Es un elemento que permite conectar entre sí dos circuitos independientes. Uno de los circuitospermite activar el relé con un pequeño voltaje.

El relé está formado por dos circuitos diferentes: el circuito de activación y el circuito o circuitos detrabajo.

El circuito de activación es un electroimán (bobina) que funciona con corriente de poca intensidad.

Cuando se cierra este circuito, el electroimán atrae una pieza metálica, la armadura, que almoverse activa el otro circuito.

El circuito de trabajo está formado por un conjunto por un conjunto de contactos que se muevenaccionados por la armadura. Puede Tener dos, tres o más contactos. Su aplicación va a dependerdel número de contactos. Por ejemplo, los relés de dos contactos se usan como interruptores; losde tres, como conmutadores, etc.

Divisor de tensiones

Las resistencias son los componentes electrónicos más sencillos cuya principal función es doble:

1. Limitar la intensidad de corriente que pasa por una rama del circuito a una valor deseado.


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2. Provocar una caída de tensión determinada entre los extremos de un circuito para protegerdiferentes elementos.


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Ejemplo: Supongamos una pila cuya tensión es 10 V, la cual debe alimentar una bombilla cuyatensión máxima es 3,5 V. Disponemos de dos resistencias de 6500 ohmios y 3500 ohmios.

Se puede observar que V1 = 6,5 V y V2 = 3,5 V

Si se coloca la bombilla en paralelo con la segundaresistencia, no sufrirá daño.

Esto nos define una de las aplicaciones más comunes de las resistencias: el divisor de tensiónEste circuito se emplea para alimentar (proporcionar tensión de alimentación) a un aparato, conuna tensión más pequeña que la que proporcionan las pilas o baterías disponibles.

Por ejemplo, ¿Qué hacer si queremos hacer que funcione unacalculadora, que necesita una pila de 3 voltios, si disponemos deuna pila de 9 voltios? Una buena solución consiste en construir undivisor de tensión, que convierta los 9 voltios de la pila en los 3voltios que necesita la calculadora.

Como ves en la figura de la derecha, un divisor de tensión seconstruye con dos resistencias en serie, seleccionando losterminales extremos de una de ellas (A y B) para conectar lo que haga falta.Así pues,

VAB = Tensión de salida

Observa: que la tensión de salida es mayor cuanto mayor sea la resistencia eléctrica a la que estáasociada.

Semiconductores

Son materiales que presentan características intermedias entre materiales conductores yaislantes. En condiciones normales son aislantes y no dejan pasar la corriente. Si se les aportaenergía, por ejemplo, elevando la temperatura, y se supera un valor propio del elemento, sevuelven conductores.


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Pueden ser intrínsecos: son el silicio y el germanio que existen en la naturaleza. Estos elementosson tetravalentes, es decir, tienen cuatro electrones de valencia y forman enlaces covalentes enlos que comparten los electrones con sus vecinos.

Semiconductores extrínsecos: se obtienen dopando a los intrínsecos, es decir, introduciendoimpurezas, que son elementos que pueden tener exceso de electrones de valencia o defecto deellos, en cuyo caso se dice que tiene exceso de huecos. Esto convierte al semiconductor enconductor con un menor aporte de energía, pues al tener exceso de carga negativa (exceso deelectrones) o exceso de carga positiva (defecto de electrones y exceso de huecos) conducirámejor. Hay dos tipos: tipo N y tipo P. El tipo N tiene exceso de electrones, es decir, de carganegativa. El tipo P tiene exceso de huecos, es decir, exceso de carga positiva.

4 –Diodos

Se construyen Uniendo un semiconductor tipo N con otro tipo P.

Son elementos electrónicos que dependiendo de cómo les llegue la corriente actúan comointerruptores abiertos o cerrados. Si la corriente les llega en directa (polarización directa) actúancomo interruptores cerrados y dejan pasar la corriente. Si la corriente les llega en inversa(polarización en inversa), actúan como interruptores abiertos y no dejan pasar la corriente. Susímbolo es:

Polarización en directa Polarización en inversa

El cristal tipo P se llama también ánodo o terminal positivo y el cristal tipo N se llama cátodo oterminal negativo.

Si la corriente entra a través del cristal P, deja pasar la corriente (polarización directa), pero si lohace por el cristal N, no pasa la corriente. (polarización inversa).

Para reconocer el ánodo del cátodo, los diódos tienen un anillo blanco junto al terminal del cátodo(o terminal negativo).


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Existe un tipo especial de diodos capaces de emitir luz cuando están en directa y se denominanLED. Su símbolo es:

El LED tiene, como los otros diodos dos terminales. El más largo es el ánodo y debeconectarse al polo positivo para que el LED brille.

Terminal largo: ánodo (+)Terminal corto: cátodo (-)

Al igual que los diodos normales, los LED únicamente dejan pasar la corriente cuando están enpolarización directa y la impiden en polarización inversa.

5 – El transistor

Es el dispositivo electrónico más importante y el más utilizado en la actualidad. Está formado porla unión de tres capas de material semiconductor de tipo P y de tipo N, dispuestos de formaadecuada. Así tenemos dos tipos de transistores: los NPN y los PNP. Los más utilizados son losNPN.

El transistor es un dispositivo detres terminales en lugar de lasdos que han tenido todos loselementos que hemos visto hastaahora. Estos tres terminalesreciben los nombres de emisor,base y colector.

En la figura, la flecha indica ladirección de la corriente quecircula a través del emisor y que en un transistor NPN essaliente.Por el transistor circulan un conjunto de corrientes cuyasdirecciones y sentidos se muestran en la figura:

IB: intensidad de corriente de la base.IC: intensidad de corriente del colector.IE: intensidad de corriente del emisor.

Se observa que las corrientes de la base y del colectorentran en el transistor, mientras que la corriente delemisor sale de él. En consecuencia se cumple:

IE = IB + IC

Polarización del transistor: La acción de polarizar untransistor consiste en conectarlo a un circuito exterior


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que está formado por un conjunto de generadores y resistencias.

Al conectar el transistor al circuito de polarización se establecen los valores de corriente y voltajerequeridos en los terminales del dispositivo: VBE, VCE, IB, IC, IE. Dichos valores constituyen elpunto de trabajo del transistor, y su valor dependerá de los generadores y las resistenciasconectados.

El circuito de polarización más sencillo está formado por dos generadores: uno de ellosproporcionará la tensión de la base, VBB, y el otro proporciona la tensión del colector, VCC.

El circuito de polarización suele incluir también al menos dos resistencias, cuya finalidad es limitarlas corrientes que circulan por la base y el colector: RB, resistencia de la base y RC, resistenciadel colector.

Si observamos el esquema del circuito de polarización del transistor podemos diferenciar doscircuitos: circuito de la base y circuito del colector.

Teniendo en cuenta estos dos circuitos, lastensiones aplicadas en ellos y las corrientesque circulan, como se ve en la figura de laizquierda, obtenemos:

Circuito de la base:

Circuito del colector:

Transistores reales:


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Funcionamiento del transistor: el transistor permite controlar el paso de la corriente el colector y elemisor mediante la corriente de la base, la cual a su vez depende del valar de la tensión VBE.

Si la corriente de la base es nula o muy pequeña, el transistor no conduce y se dice que está encorte.

Pero si la corriente de la base alcanza un valor adecuado, el transistor pasará a un estado deconducción y permitirá el paso de la corriente entre el colector y el emisor.Dependiendo del estado de funcionamiento del transistor se pueden considerar tres zonas detrabajo:

1. Zona de corte: en esta zona el transistor no conduce, ya que la tensión base-emisor es inferior a la tensión umbral, VU, necesaria para que sea posible laconducción a través de la unión que forman la base y el emisor.

2. Zona activa: el transistor conduce al ser VBE > VU y, además, se cumple lasiguiente relación:

IC = β · IBDonde β es la ganancia del transistor y siempre positiva, por lo que la zona activa del transistorse comporta como un amplificador.

3. Zona de saturación: en esta zona el transistor alcanza su máxima capacidad deconducción. El valor VCE se mantiene fijo, pero en este caso no se cumple larelación anterior:

IC ≠ β · IBIC < β · IB

En el caso del transistor de silicio el valor de la tensión umbral se sitúa en 0’7V y en saturaciónVCE es de 0’2V.

Ejemplo práctico de funcionamiento

Ejemplos:

En este ejemplo veremos los tres estados de funcionamiento de un transistor

Transistor en Corte: En este caso el interruptor, que está abierto,impide que llegue ninguna corriente a la base del transistor, laprueba está en que el amperímetro que mide la intensidad de lacorriente que llega a la base marca cero. Por eso el transistor estáen corte y no circula ninguna corriente desde el colector hasta elemisor, lo cual se demuestra porque el LED permanece apagado.

En definitiva: el transistor está en corte y no permite el paso de lacorriente desde el colector hasta el emisor.


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Transistor en activo: Si cerramos el interruptor, comenzaráa circular corriente hasta la base del transistor, la prueba estáen que el amperímetro que mide la intensidad de corrienteque llega a la base marca 233 μA. Por eso el transistor estáen activa y permite la circulación de corriente desde elcolector hasta el emisor, lo cual se demuestra porque el LEDcomienza a iluminarse.

Transistor en saturación o saturado: Si sustituimos la pilade 3 V por una de 4,5 V, aumentará la intensidad de corrienteque llega hasta la base del transistor. De hecho observamosque la corriente de la base aumenta hasta 381 μA. Por eso eltransistor está en saturación y la corriente circula librementedesde el colector hasta el emisor, lo cual se demuestraporque el LED está completamente iluminado.

El transistor se comporta como un interruptor cerrado.


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ACTIVIDADES1 – En el circuito de la figura hemos medido la resistencia dela LDR a plena luz y su valor es de 14Ω. Cuando anochece laresistencia es de 886Ω. ¿Cuál será la intensidad en cadacaso? ¿Cuándo lucirá más el bombillo?

2 – Se quiere construir la maqueta de circuito de alarma deincendios de tal forma que, cuando la temperatura suba, seponga en marcha el motor de una bomba de agua. Para ellodisponemos de una pila de 10V, un motor de 10Ω, quecomienza a funcionar cuando su tensión es 2V, y unaresistencia variable con la temperatura NTC cuya curva defuncionamiento es la de la figura:

a) Dibuja el circuitob) ¿Funcionará la 20oC?c) ¿Y a 1000C?

3 – Contamos con una LDR que presenta las característicassiguientes:R1 = 600Ω, sin luz; R2 = 100Ω, media luz; R3 = 3Ω.Se conecta a ella un motor de 30Ω y una pila de 12V.

a) Dibuja el circuitob) Calcula la intensidad de corriente en cada caso.c) ¿Cuándo girará más el motor?

4 – Tenemos el circuito de la figura. Calcular la intensidad de corriente que circula por el circuito.2V 1V

5 – Indica cuáles son las zonas de trabajo del transistor y explica brevemente qué ocurre en cadauna de ellas IB, IC, IE, VCE y VBE.

6 – Dibuja el circuito de la base y el circuito del colector.

7 – a) ¿Qué es un transistor?b) ¿De qué da cuenta la ganancia, cuál es su símbolo y cuál su unidad?c) ¿Cuándo actúa el transistor como interruptor cerrado?d) ¿Y cómo interruptor abierto?


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8 – En transistor tenemos una pila alimentando la base de 3V, la tensión base-emisor es de 0’4V,la resistencia de la base de 2kΩ, la del colector de 100Ω y la pila del colector es de 12V.

a) Calcular la corriente que circula por la base.b) Si la ganancia es 200, calcular la corriente del colector.c) Indicar en la zona de trabajo que está el transistor atendiendo a los valores obtenidos

9 – En un transistor tenemos que la pila del colector es de 12V y su resistencia de 200Ω. Si latensión colector-emisor es de 3V:

a) Calcular la intensidad que circula por el colector.b) Si la ganancia es de 100, calcular la intensidad de la base.c) Si el voltaje de la base es de 9V y el VBE es 1’5V, calcular la resistencia de la base.

10 – En un transistor estudia en que región de trabajo está en cada caso y calcula también laintensidad del colector si:

a) VBE = 0’5Vb) VBE = 3Vc) VBE = 9V

VBB = 10V, VCC = 10V, RC = 100Ω, RB = 3kΩ, β = 100

11 – En un transistor estudia en que región de trabajo está en cada caso y calcula también laintensidad del colector si:

a) VBB = 0’01Vb) VBB = 3’5Vc) VBB =15V

VBE = 0’8V, RB = 2kΩ, RC = 10Ω, VCC = 10V, β = 100

12 – En un transistor la tensión base-emisor es de 0’3V, VBB es de 2’3V, la resistencia de la basees de 1kΩ, la la del colector de 100Ω, VCC es de 10V y la ganancia de 100.

a) Calcular la corriente que circula por la base.b) Calcular el punto de trabajo.c) Indicar, atendiendo a los valores obtenidos, en que zona está trabajando el transistor.


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PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA

PRÁCTICA 1.

1 – Dibujar el circuito de la figura:2 – Describe lo que ocurre cuando presionas varias veces el pulsador.3 – Cronometra el tiempo que está encendido el LED.4 – Coloca otro condensador igual en paralelo con el primero y vuelve a cronometrar el tiempo.5 – Quita el condensador que añadiste antes y coloca otra resistencia en serie con la primera y deigual valor óhmico. Vuelve a cronometrar el tiempo que está encendido el LED.6 – Vuelve a colocar el condensador en paralelo con el primero sin quitar la segunda resistencia ycronometra de nuevo.7 – En lugar de poner el segundo condensador en paralelo, colócalo en serie con el primero ycronometra otra vez.8 - ¿A qué conclusiones llegas?

PRÁCTICA 2.1 - Dibujar el circuito de la figura:

2 – Desplaza el contacto móvil del potenciómetro y describe lo que va ocurriendo, con elinterruptor cerrado.

3 – Para cinco valores distintos de la resistencia anota los valores que da el amperímetro.


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2 - ¿Cuál es la función de la resistencia de 2200Ω?3 – Suprímela y comprueba lo que ocurre.4 - ¿Cuál es la función de la resistencia de 470Ω?5 – Vuelve a colocar la resistencia de 2200Ω y suprime la de 470Ω, y explica lo que ocurre.6 – Vuelve a colocar la resistencia de 470Ω y coloca el diodo LED al revés. Explica lo que ocurre.7 – Explica cuál es la función del transistor.


2 - ¿Qué ocurre cuando desplazas el contacto móvil del potenciómetro?


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3 - ¿Qué ocurre cuando no llega luz a la LDR?4 – Desplaza la linterna sobre la LDR y explica lo que ocurre5 – Desplaza tanto la linterna como el contacto móvil a la vez y explica lo que ocurre.

PRÁCTICA 5.

1 - Dibujar el circuito de la figura:

2 - ¿Qué ocurre si pulsas el interruptor?

3 – Añade un bombillo en el primer circuito y vuelve a pulsar el interruptor. Indica lo que ocurre

4 – Coloca un amperímetro en cada circuito e incida cuál es la intensidad que circula por cadauno.

5 – coloca un voltímetro en cada bombillo e indica cuál es el valor de cada uno.

6 – Intenta explicar por qué los valores son distintos en cada circuito para la intensidad y en cadavoltímetro para cada bombillo si las pilas son iguales.

PRÁCTICA 6.


2 – Pulsa el interruptor y explica lo que ocurre.

3 – Sustituye la resistencia por un potenciómetro de 500Ω y mueve el contacto móvil explicandolo que ocurre cuando vas de 0Ω a 500Ω. Explica lo que ocurre.

4 – Disminuye el valor de la pila a la mitad y repite el ejercicio anterior.


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5 – Sustituye la pila por una de 6V y repite lo que hiciste en el ejercicio 3.

6 – Vuelve a colocar la pila de 3V y coloca un amperímetro en la base en el colector y en el emisordel transistor y mide lo que dan.

7 – Se cumple la relación: IE = IB + ICPRÁCTICA 7.1 - Dibujar el circuito de la figura:

2 – Pulsa el interruptor y explica lo que ocurre.3 – Mueve el contacto móvil del potenciómetro y explica lo que va ocurriendo.

PRÁCTICA 8.


2 – Desplaza la linterna de la LDR e indica lo que ocurre.

3 – Coloca una resistencia de 100Ω en la base del transistor 1 y vuelve a desplazar la linterna dela LDR indicando de nuevo lo que ocurre.

4 – Cambia la pila por una de la mitad de tensión y repite el ejercicio anterior.

5 – Cambia la pila por una de 18V y repite el ejercicio 3.

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2 – Presiona el pulsador e indica lo que ocurre. Cronometra el tiempo y anótalo.

3 - Dibujar el circuito de la figura: Es idéntico al anterior, pero tiene otro condensador en paralelo.

4 - Presiona el pulsador e indica lo que ocurre.5 – Coloca un amperímetro en el circuito del bombillo en cada caso y mide la intensidad en los doscasos y anótalos. Al mismo tiempo, mide los tiempos de descarga en ambos casos y anótalos.6 - ¿Por qué son distintos los valores?

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2 – ¿Qué ocurre cuando presionamos varias veces el conmutador?. Explica en cada caso lo queocurre y por qué.3 – Coloca un condensador en paralelo con el anterior del doble de valor y repite el ejercicioanterior.4 – En lugar de colocarlo en paralelo, colócalo en serie y repite lo que hiciste en el ejercicio 2.5 – Vuelve al circuito inicial y coloca los diodos al revés de cómo están ahora y vuelve a presionarel conmutador. Explica lo que ocurre.6 - ¿Por qué crees que estos resultados son parecidos a los del ejercicio 2?7 – Cronometra cuánto tiempo está encendido cada diodo LED.8 - Coloca un condensador de triple valor en paralelo con el primero y cronometra cuanto estáahora encendido cada LED.9 - ¿Por qué crees que los tiempos son tan distintos?10 – En lugar de poner el condensador de triple valor en paralelo, colócalo en serie y cronometralo que están ahora encendidos los LED.11 - ¿Por qué crees que los tiempos son tan distintos?12 - ¿Por qué son tan distintos los resultados de los ejercicios 9 y 11?


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Dígitos decimales en binario:

0 0000 5 01011 0001 6 01102 0010 7 01113 0011 8 10004 0100 9 1001

TEMA 5 - ELECTRÓNICA DIGITAL

Los ordenadores están compuestos de elementos electrónicos cuyas señales, en principio, sonanalógicas. Pero las señales que entiende el ordenador son digitales. Por eso hemos detransformar dichas señales en 0 y 1.

El sistema que sólo usa estos dos números se llama binario. El que nosotros usamoshabitualmente se llama decimal porque tiene diez números.

Cada uno de los números del sistema binario, 0 y 1, recibe el nombre de bit y constituye la mínimacantidad de información que puede transmitirse. La siguiente cantidad es:

1 byte = 8 bits

PASAR DEL SISTEMA BINARIO AL DECIMAL Y VISEVERSA

Vamos a pasar del sistema binario al decimal:

1011001 = 1·26 + 0·25 + 1·24 + 1·23 + 0·22 + 0·21 + 1·20 = 64 + 16 + 8 + 1 = 89110’01 = 1·22 + 1·21 +0·20 + 0·2-1 + 1·2-2 = 4 + 2 + 1/4 = 6 + 0’25 = 6’25

Vamos a pasar del sistema decimal al binario:

TABLA DE VERDAD

La tabla de verdad de un circuito digital es una tabla en la que se representan todos los estadosen que pueden encontrarse las entradas así como las salidas.En electrónica digital trabajamos sólo con señales binarias.


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Si observamos el siguiente circuito, podemos ver que su tabla de verdad es la que aparece allado. Es decir, dependiendo de que interruptor y cuantos se cierren (entradas), se encenderá elbombillo (salida) o no.


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a b c S0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 01 1 1 1

FUNCIÓN LOGICA DE UN CIRCUITOEs una expresión matemática que nos relaciona las salidas conlas entradas y, a partir de ellas, podemos deducir como montarel circuito. Esta función la obtendremos de la tabla de verdad .Por ejemplo, una función lógica puede ser la siguiente:

= · + ·

Por muy complicada que sea una función lógica siempre podráexpresarse como una suma de productos de sus variables,negadas o no (las negadas llevan una rayita encima ycorresponden a los ceros),Sólo se eligen los términos en que S corresponde a un 1. Porejemplo en la tabla de verdad del circuito anterior la funciónlógica es:

= · · + · · + a·b·c

ÁLGEBRA DE BOOLE

Este algebra está pensado para trabajar con sistemas binarioscomo es el caso de los sistemas informáticos. El éxito de esteálgebra es que:1 – Muchos problemas tecnológicos pueden traducirse delsistema decimas al lenguaje binario.2 – Podemos identificar 0 y 1 con dos estados físicos diferentes.Por ejemplo, un interruptor abierto (0) y un interruptor cerrado(1), una bombilla apagada (0) y una encendida (1), etc.3 – La operaciones booleanas de suma, multiplicación ynegación se pueden hacer físicamente con circuitos eléctricos,neumáticos, hidráulicos, etc.


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PUERTAS LÓGICAS

Una puerta lógica es un circuito electrónico que proporciona unas señales digitales en su salidacuando a sus entradas se aplicas también señales digitales. Las señales en la salida dependen delas señalen de la entrada, es decir, pueden haber múltiples entradas pero a la salida sólo puedenasumirse los valores 0 y 1.

Las puertas lógicas básicas corresponden a las operaciones definidas en el álgebra de Boole AND(multiplicación), OR (suma) y NOT (negación). Además de éstas, existen otras puertas como laNAND; que es la negación de la AND, la NOR, que es la negación de la OR y la XOR, que es laOR exclusiva.

Vamos a ver estas puertas, sus símbolos, sus tablas de verdad, sus circuito equivalente y susfunciones lógicas:

Puerta AND: La salida de esta puerta es el producto de las entradas.

S = A·B

Puerta OR: Devuelve la suma de las señales de entrada:

S = A +B


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A B S0 0 00 1 11 0 11 1 0

Puerta NOT: esta puerta devuelve a la salida la señal inversa de la de entrada.

A =

Puerta NAND: la salida es la inversa del producto de las entradas:

Puerta NOR: nos da a la salida la inversa de la puerta OR, es decir, de la suma.

Puerta XOR: esta puerta devuelve un 1 sólo cuando las entradas son distintas.

S = A = · + A·


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CONSTRUCCIÓN DE CIRCUITOS DIGITALES CON PUERTAS LÓGICAS

Aunque la tabla de verdad puede hacerse de cualquier circuito ya conocido, lo habitual cuandodiseñamos sistemas electrónicos es crear una tabla a partir de unas condiciones que queremoscumplir y, a partir de ella, determinar cómo ha de montarse el circuito correspondiente.Emplearemos un ejemplo sencillo para entender cómo se construyen circuitos digitales queresuelven problemas concretos.

Implementar con puertas lógicas un sistema para determinar si un nº entre 0 y 7 es número primo.

1. Identificar las entradas y salidas: en los enunciados se dan las condiciones a partir de lascuales identificaremos las entradas y salidas. En el ejemplo, como debemos obtenernúmeros entre 0 y 7 debemos emplear 3 entradas (2 3 > 7) con una única salida.

2. Crear la tabla de verdad a partir de del enunciado: en nuestro caso pondremos comosalida un 1 en todos los casos donde las combinaciones binarias corresponden a unnúmero primo (2,3,5 y 7).

3. Obtener la función lógica a partir de la tabla de verdad.

4. Se obtiene directamente a partir de la tabla de verdad sumando todos los productoslógicos correspondientes a las salidas que dan una salida igual a 1 (despreciamos los quecorresponden a una salida igual a 0). Las entradas con 0 se consideran negadas, y lasentradas con 1 no negadas.

5. La función lógica de nuestro ejemplo será:


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6. Diseñar el circuito empleando puertas lógicas a partir de la función:

a. Para ello se dibujarán tantos terminales lógicos de entrada (inputs) como variables de lasque dependa la función (tres en nuestro ejemplo). Estos terminales deberían incluir, encaso necesario) sus valores negados utilizando puertas NOT.

b. A continuación conectamos las variables de cada término con puertas AND. Si sólo haydos entradas se usará una sola puerta, si hay tres o más se irán añadiendo puertas.

c. Seguidamente, conectaremos las salidas de las últimas puertas AND (de cada sumando)OR (suma) o respectivamente. De esa manera conseguiremos implementar lasoperaciones correspondientes.


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EJEMPLO DE EJERCICIO PROPUESTO DE UN PROBLEMA PRÁCTICO

CIRCUITOS INTEGRADOS

Los Circuitos Integrados (I.C. Integrated Circuits) son circuitos que están formadospor componentes electrónicos (transistores, diodos, resistencias,condensadores....) fabricados en una placa de silicio (miniaturizados). Utilizan


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pequeños chips de silicio protegidos por una funda o carcasa de plástico y conunas patillas para realizar las conexiones. También se les llama chip o microchip.


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En un chip, los elementos del circuito son tan pequeños que se necesita un buen microscopio paraverlo. En un microchip de un par de centímetros de largo por un par de centímetros de anchopueden caber millones de transistores además de resistencias, condensadores, diodos, etc. Unejemplo muy bueno sería el microprocesador de un ordenador. Así, el microprocesador IntelPentium Core i7 tiene más de 700 millones de transistores.Los IC se pueden implementar con diferentes técnicas o tecnologías, según sean los métodos defabricación de los componentes. Las tecnologías más conocidas y usadas son las TTL y CMOS

Ejemplos de Circuitos integrados

ACTIVIDADES1 – Hallar la tabla de verdad de cada una de las siguientes funciones lógicas expresadasalgebraicamente:

a) S = (c + d)·a·bb) S = ·b + b·c + c·dc) S = a·c·d + ·b·c + b·c·dd) S = a·b·c + a·b·d + a·c·d

2 – Elaborar la tabla de verdad y la función lógica de los siguientes circuitos:a)

b)


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c)

d)

e)

f)

3 – Elaborar la tabla de verdad y la función lógica de los siguientes circuitos y el valor final de S siA, C, D, F = 1; B, E, G, H = 0:a)

b)


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d)


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4 – Elaborar la tabla de verdad y la función lógica de los siguientes circuitos:a)

b)

c)

d)

e)


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f)

5 – Saca la función lógica y el circuito a partir de la tabla de verdad:

a b c S0 0 0 00 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 11 0 1 11 1 0 01 1 1 1

6 – Obtén las funciones lógicas de las siguientes salidas en la tabla de verdad:

a b c S1 S2 S3 S40 0 0 1 0 0 10 0 1 1 0 1 10 1 0 1 0 0 10 1 1 0 0 1 01 0 0 0 1 0 11 0 1 1 1 1 11 1 0 0 1 1 01 1 1 0 0 0 1

7 – Diseña el circuito de las siguientes funciones lógica:

8 – Una cinta transportadora se pone en movimiento desde uno cualquiera de los dosinterruptores disponibles A o B siempre que la carga que se coloque sobre la cinta no supere undeterminado peso (C). Cuando el peso sea inferior al máximo tendremos un 1 en la entrada C.Cuando se supere el peso que la cinta pueda transportar tendremos un 0 en C. Construir elcircuito lógico y la tabla de verdad.


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9 –

IES Andrés de Vandelvira Dpto. Tecnología Autor: Antonio Bueno.

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TEMA 5 – NEUMÁTICA E HIDRÁULICA


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ÍNDICE1.- Introducción.2.- Historia.3.- Propiedades de los fluidos, principios básicos.

3.1.- El aire comprimido.3.1.1.- Fundamentos físicos.

3.2.- Fluidos hidráulicos.4.- Símbolos básicos.5.- Elementos básicos de un circuito neumático.

5.1.- Producción y distribución del aire comprimido.5.2.- Elementos de trabajo: actuadores.5.3.- Elementos de mando: válvulas.

6.- Diseño de circuitos neumáticos.7.- Aplicaciones básicas.8.- Simulación de circuitos neumáticos.9.- Actividades.1.- Introducción.Los sistemas neumáticos e hidráulicos seencuentran difundidos por todos los ámbitos, riegode campos, instalaciones de agua potable y dedesechos, en los vehículos autopropulsadosutilizados en el transporte, aire acondicionado, etc.Sin embargo es en la industria donde nos interesaconocer cual ha sido su implantación.

2.- Historia.

El fluido que utiliza la neumática es el airecomprimido, y es una de las formas de energía másantiguas utilizadas por el hombre.

Su utilización se remonta al Neolítico, cuandoaparecieron los primeros fuelles de mano, paraavivar el fuego de fundiciones o para airear minasde extracción de minerales.

Catapulta de aire comprimido

Hasta el siglo XVII, la utilización del aire a presióncomo energía, se realiza en algunas máquinas ymecanismos, como la catapulta de aire comprimidodel griego KTESIBIOS, o la descripción en el siglo Ide diversos mecanismos que son accionados poraire caliente.

A partir del siglo XVII, se comienza el estudiosistemático de los gases, y con ello, comienza eldesarrollo tecnológico de las diferentesaplicaciones del aire comprimido.

Primera máquina neumática de Robert Boyle

En el siglo XVIII se construye el primer compresoralternativo, en el XIX, se utiliza como fuenteenergética para perforadoras de percusión


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sistemas de correos, frenos de trenes, ascensores,etc..

A finales del siglo XIX, se deja de desarrollardebido a la competencia de otros tipos de energía(máquinas de vapor, motores y electricidad).

A finales de la Segunda Guerra Mundial,reaparece de nuevo la utilización a gran escaladel aire comprimido como fuente de energía,debido, sobre todo, a las nuevas exigencias deautomatización y racionalización del trabajo en lasindustrias.

Estando hoy en día ampliamente implantadoen todo tipo de industrias.

Por otra parte el fluido que se utiliza en lahidráulica es el agua.

La utilización del agua data de muy antiguo. Seconocen obras riego que ya existían en la antiguaMesopotámica. En Nipur (Babilonia) existíancolectores de agua negras, desde 37510 AC.

Ruedahidráulica

En Egipto también se realizaron grandes obras deriego, 25 siglos AC. El primer sistema deabastecimiento de agua estaba en Asiría año

691 AC. El tratado sobre el cuerpo flotante deArquímedes y algunos principios de Hidrostáticadatan de 250 AC. La bomba de Pitón fueconcebida 200 AC.

Los grandes acueductos romanos empiezan aconstruirse por todo el imperio a partir del 312 AC.En el siglo XVI, la atención de los filósofos

se centra en los proyectos de fuentes de aguamonumentales. Contribuyen en este sentidoLeonardo Da vinci, Galileo, Torricelles, y Bernoulli.

A Euler se deben las primeras ecuaciones para elmovimiento de fluidos.

En el siglo XIX, con el desarrollo de tubos dehierro fundido, capaces de resistir presionesinternas elevadas, la hidráulica tuvo un desarrollorápido y acentuado.

Sin embargo hoy en día se utiliza el aceiteen buena parte de aplicaciones industriales, yaque produce menor corrosión sobre los conductosy además se puede utilizar como refrigerante. Lasaplicaciones son muy variadas.En el transporte: excavadoras, tractores, grúas, enfrenos, suspensiones, etc.En la industria, para controlar, impulsar,posicionar, y mecanizar elementos propios dela línea de producción.

3.- Propiedades de losfluidos, principios básicos.Algunas magnitudes que definen a los fluidos sonla presión, el caudal y la potencia.

Presión: se define como la relación entre lafuerza ejercida sobre la superficie de un cuerpo.Presión = Fuerza / Superficie


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Las unidades que se utilizan para la presión son:

1 atmósfera ≈ 1 bar = 1 kg/cm2 = 105 pascal

Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa launidad de superficie en la unidad de tiempo.

Caudal = Volumen / tiempo

Potencia: es la presión que ejercemos multiplicadapor el caudal.

W(potencia) = Presión * Caudal

3.1.- El aire comprimido.El aire comprimido que se emplea en la industriaprocede del exterior. Se comprime hasta alcanzaruna presión de unos 6 bares de presión, conrespecto a la atmosférica (presión relativa).

Presión absoluta = P. atmosférica + P. relativa

Presión absoluta, relativa y atmosférica

Los manómetros indican el valor de presión relativaque estamos utilizando.

Para su estudio se considera como un gas perfecto.

Las ventajas que podemos destacar del airecomprimido son:

- Es abundante (disponible de manera ilimitada).- Transportable (fácilmente transportable, ademáslos conductos de retorno son innecesarios).- Se puede almacenar (permite el almacenamientoen depósitos).- Resistente a las variaciones de temperatura.- Es seguro, antideflagrante (no existe peligro deexplosión ni incendio).- Limpio (lo que es importante para industrias comolas químicas, alimentarias, textiles, etc.).- Los elementos que constituyen un sistemaneumático, son simples y de fácil comprensión).- La velocidad de trabajo es alta.- Tanto la velocidad como las fuerzas sonregulables de una manera continua.- Aguanta bien las sobrecargas (no existen riesgosde sobrecarga, ya que cuando ésta existe, el

elemento de trabajo simplemente para sin dañoalguno).

Las mayores desventajas que posee frente a otrostipos de fuente de energía, son:

- Necesita de preparación antes de su utilización(eliminación de impurezas y humedad).- Debido a la compresibilidad del aire, no permitevelocidades de los elementos de trabajo regulares yconstantes.- Los esfuerzos de trabajo son limitados (de 20 a30000 N).- Es ruidoso, debido a los escapes de aire despuésde su utilización.- Es costoso. Es una energía cara, que en ciertopunto es compensada por el buen rendimiento y lafacilidad de implantación.

La composición aproximada en volumen es:N2=> 78,084%; O2=> 20,9476%; CO2 => 0,0314%;Ne => 0,00181%; He => 0,000524%; CH4 =>0,0002%; SH4 => de 0 a 0,0001%; H2 => 0,00005%y una serie de componentes minoritarios (Kr, Xe,O3) => 0,0002%.

3.1.1.- Fundamentos físicos.Las relaciones matemáticas utilizadas parapresiones del aire inferior a los 12 bares, son lascorrespondientes a las de los gases perfectos.

La ley de los gases perfectos relaciona tresmagnitudes, presión (P), volumen (V) y temperatura(T), mediante la siguiente fórmula:

P * V =m * R * TDonde :P = presión (N/m2).V = volumen especifico (m3/kg) .m = masa (kg).R = constante del aire (R = 286,9 J/kg*ºk).T = temperatura (ºk)

Las tres magnitudes pueden variar.

- Si mantenemos constante la temperaturatenemos:

P * V = cte.

Luego en dos estados distintos tendremos:

P1 * V1 = P2 * V2

P1 / P2 = V2 /V1


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1 2

De manera que cuando modificamos la presión deun recipiente que contiene aire comprimido, se vemodificado el volumen y a la inversa si modificamossu volumen se ve modificada la presión a la que seencuentra, a esta ley se la conoce como ley deBoyle-Mariotte.

Ley de Boyle-Mariotte

- Si ahora mantenemos la presión constantetenemos.

3.2.- Fluidos hidráulicos.Cuando el fluido que utilizamos no es el aire, si noun líquido que no se puede comprimir, agua, aceite,u otro. Los fundamentos físicos de los gases secumplen considerando el volumen constante.

Una consecuencia directa de estos fundamentos esel Principio de Pascal, que dice así: Cuando seaplica presión a un fluido encerrado en unrecipiente, esta presión se transmiteinstantáneamente y por igual en todas direccionesdel fluido.

V/T = cte.


V1/T1 = V2/T2

Ahora cuando modificamos el volumen se vemodificada la temperatura y a la inversa unavariación de la temperatura hace que varíe elvolumen, a esta ley se la conoce como ley de Gay-Lussac.

- Si ahora mantenemos el volumen constantetenemos.

P/T = cte.


P1/T1 = P2/T2

En este caso cuando modificamos la presión se vemodificada la temperatura y a la inversa unavariación de la temperatura hace que varíe lapresión, y esta es la ley de Charles.

Por ejemplo:Si tenemos una jeringuilla que contiene 0,02 m3 deaire comprimido a presión 1 atmósfera, ¿cuál seráel volumen que ocupa dicho aire si sometemosdicha jeringuilla a una presión de 2 atmósferas?

Principio de Pascal

Como aplicación podemos ver como dos pistonesunidos mediante un fluido encerrado, si leaplicamos una fuerza (F1) a uno de ellos, setransmite la presión hasta el otro, y produce unafuerza (F2) en el segundo. Las ecuaciones querigen este principio son:

P = F1/S1 y P = F2/S2

Donde: P = presión, F = fuerza, S = superficie.

Por lo que podemos ponerF1/S1 =F2/S2

otra forma de expresarlo es:F1*S2 = F2 * S1

Nos dice que en un pistón de superficie pequeñacuando aplicamos fuerza, esta se transmite alpistón de superficie grande amplificada o a lainversa.

Por ejemplo:Disponemos de dos pistones unidos por unatubería de secciones S = 10 mm2 y S = 40 mm2. Si

P1 ⋅V1 = P2 ⋅V2

3

necesitamos levantar un objeto con una fuerza F2=40 N sobre el pistón segundo. ¿Cuál será la fuerzaF que debemos realizar sobre el pistón primero?

V2 = P1 ⋅V1

P2

= 1atm ⋅0,02m2atm

= 0,01m3

F1 ⋅ S2 = F2 ⋅S1


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Manómetro.

Termómetro.

Indicador óptico. Indicadorneumático.

Filtro.

Filtro con drenador decondensado, vaciado manual.

Lubricador

Unidad de mantenimiento, filtro,regulador, lubricador. Gráficosimplificado.

Bombas, compresores y motoresSímbolo Descripción

Bomba hidráulica de flujounidireccional.

Compresor para airecomprimido.

Depósito hidráulico.

Depósito neumático.

Motor neumático 1 sentidode giro.

Motor neumático 2 sentidosde giro.

Cilindro basculante 2sentidos de giro.

Motor hidráulico 1 sentidode giro.

F1 = F2 ⋅S1

S2

40N ⋅10mm2=40mm2 = 10N

El fluido que normalmente se utiliza es aceite y lossistemas se llaman oleohidráulicos.

Las ventajas de la oleohidráulica son:

-Permite trabajar con elevados niveles de fuerza omomentos de giro.-El aceite empleado en el sistema es fácilmenterecuperable.-La velocidad de actuación es fácilmentecontrolable.-Las instalaciones son compactas.-Protección simple contra sobrecargas.-Pueden realizarse cambios rápidos de sentido.

Desventajas de la oleohidráulica

-El fluido es más caro.-Se producen perdidas de carga.-Es necesario personal especializado para lamanutención.-El fluido es muy sensible a la contaminación.

4.- Símbolos básicos.La norma UNE-101 149 86, se encarga derepresentar los símbolos que se deben utilizar enlos esquemas neumáticos e hidráulicos.

La norma establece las reglas de representación delas válvulas así como su designación.

Los símbolos más utilizados son los siguientes:

ConexionesSímbolo Descripción

Unión de tuberías.

Cruce de tuberías.

Fuente de presión, hidráulica,neumática.Escape sin rosca.Escape con rosca.

Retorno a tanque.

Unidad operacional.

Unión mecánica, varilla, leva, etc.

Medición y mantenimientoSímbolo Descripción


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Muelle, control mecánico.

Rodillo palpador, controlmecánico.

Presurizado neumático.

Presurizado hidráulico.

Válvulas direccionalesSímbolo Descripción

Válvula 3/2 en posiciónnormalmente cerrada.

Válvula 4/2.

Válvula 4/2.

Válvula 5/2.

Válvula 5/3 en posiciónnormalmente cerrada.

Válvula 5/3 en posición deescape.

Motor hidráulico 2 sentidosde giro.

Mecanismos (actuadores)Símbolo Descripción

Cilindro de simpleefecto, retorno poresfuerzos externos.

Cilindro de simpleefecto, retorno por muelle.

Cilindro de doble efecto,vástago simple.

Cilindro de doble efecto,doble vástago.

Pinza de aperturaangular de simpleefecto.

Pinza de aperturaparalela de simpleefecto.

Pinza de aperturaangular de doble efecto.

Pinza de aperturaparalela de doble efecto.

AccionamientosSímbolo Descripción

Mando manual en general,pulsador.

Botón pulsador, seta, controlmanual.

Mando con bloqueo, controlmanual.

Mando por palanca, controlmanual.


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Válvula O (OR). Selector.

Válvula de escape rápido,Válvula antirretorno.

Válvula Y (AND).

Válvula estranguladoraunidireccional. Válvulaantirretorno de regulaciónregulable en un sentidoEyector de vacío. Válvulade soplado de vacío.

se asocia con un tanque donde se almacena elaire para su posterior utilización.• Las tuberías y los conductos, a través de losque se canaliza el aire para que llegue a todoslos elementos.• Los actuadores, como cilindros y motores, queson los encargados de transformar la presióndel aire en trabajo útil.• Los elementos de mando y control, como lasválvulas distribuidoras, se encargan de permitiro no el paso del aire según las condicionespreestablecidas.

5.1.- Producción y distribución delaire comprimido.

Un ejemplo de circuito completo con los símbolosnormalizados es el siguiente.

Circuito neumático

Contiene una toma de presión, unidad demantenimiento, escape con rosca, válvula 3/2activa de forma manual con bloqueo y retorno pormuelle, cilindro de simple efecto con retorno pormuelle y todos ellos unidos por tuberías.

5.- Elementos básicos de uncircuito neumático.Los circuitos oleohidráulicos necesitan de untanque donde retornar el fluido. Con el objeto desimplificar el estudio nos ceñiremos a los elementosneumáticos.

Los elementos básicos de un circuito neumáticoson:• El generador de aire comprimido, es el

dispositivo que comprime el aire de laatmósfera hasta que alcanza la presión defuncionamiento de la instalación. Generalmente

Para la producción se utilizan los compresores.Estos se pueden clasificar en dos tipos, de émboloo rotativos.• Compresores de émbolo, son los más

utilizados debido a su flexibilidad defuncionamiento.

Compresor de émbolo

El funcionamiento de este tipo de compresores esmuy parecido al del motor de un automóvil. Un eje,mediante una biela y una manivela produce elmovimiento alternativo de un pistón. Al bajar elpistón se introduce el aire. Cuando ha bajadototalmente se cierra la válvula de admisión ycomienza a subir el pistón y con ello la compresióndel aire. Cuando este aire se ha comprimido hastael máximo, la válvula de escape se abre y sale elaire a presión.

Generalmente con una sola etapa se obtiene pocapresión por lo que suelen concatenarse variasetapas para obtener mayores presiones.• Compresores rotativos, consiguen aumentar

la presión mediante el giro de un rotor. El airese aspira y se comprime en la cámara decompresión gracias a la disminución delvolumen que ocupa el aire. Los hay de paletas,de tornillo y el turbocompresor.


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Compresor de paletas:Son muy silenciosos y proporcionan un nivel decaudal prácticamente constante.

Compresor de paletas

La compresión se efectúa como consecuencia de ladisminución del volumen provocada por el giro deuna excéntrica provista de paletas radialesextensibles que ajustan sobre el cuerpo delcompresor.

Compresor de husillo o Roots:Son caros aunque pueden suministrar aire a mayorpresión que los anteriores.

Compresor de husillo o Roots

Emplea un doble husillo de forma que toma el airede la zona de aspiración y lo comprime al reducirseel volumen en la cámara creada entre ellos y elcuerpo del compresor.

Compresor de tornillo:Son caros, silenciosos y tienen un desgaste muybajo.

Compresor de tornillo

Se basa en el giro de dos tornillos helicoidales quecomprimen el aire que ha entrado en su interior.

Turbocompresor:Proporciona una presión reducida pero un caudalmuy elevado. No suelen utilizarse en aplicacionesneumáticas industriales.

Turbocompresor axial

Las álabes recogen el aire de entrada y lo impulsanhacia la salida aumentando su presión.

Símbolo del compresor

La mayor parte de los compresores suministran uncaudal discontinuo de aire, de manera que se debealmacenar en un depósito. El depósito a demássirve para evitar que los compresores estén enfuncionamiento constantemente, incluso cuando nose necesita gran caudal de aire, también ayudan aenfriar el aire. Los depósitos generalmentedisponen de manómetro que indica la presióninterior, una válvula de seguridad que se dispara encaso de sobrepresiones y una espita para eldesagüe de las condensaciones que se producenen el interior del depósito.

Símbolo del depósito

Compresor con su depósito


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Para transportar el aire es necesario utilizarconductores. Los conductores utilizados sontuberías metálicas o de polietileno de presión. Eldiámetro de las tuberías depende de lasnecesidades de caudal que requiere la instalación,teniendo en cuenta la caída de presión producidapor las pérdidas y la longitud de las tuberías.

Tubo de polietileno de presión

Generalmente entre el depósito y el circuito sesuele incluir una unidad de mantenimiento quecuenta con un regulador de presión, un filtro y unlubricador de aire.

Símbolo de la unidad de mantenimiento

Foto de la unidad de mantenimiento

5.2.- Elementos de trabajo:actuadores.Los actuadores se pueden clasificar en dos tiposlineales y rotativos.

Entre los actuadores lineales destacan los cilindros.

Los cilindros se emplean cuando se desea unmovimiento rectilíneo alternativo. Pueden utilizarsepara desplazar objetos, para mover brazos derobots, etc. Los más conocidos son los de simpleefecto y los de doble efecto.

Cilindro de simple efecto: se trata de un tubocilíndrico cerrado dentro del cual hay un émbolounido a un vástago que se desplaza unido a él. Porun extremo hay un orificio para entrar o salir el airey en el otro está albergado un muelle que facilita elretorno del vástago.

Este tipo de cilindro trabaja en un solo sentido,cuando el aire entra en él. El retroceso y desalojodel aire se produce por la fuerza del melle que estáalbergado en el interior del cilindro.

La fuerza de empuje que realiza hacia fuera elvástago corresponde con la fórmula.

Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo –Fuerza del muelle

Cilindro de simple efecto retorno por muelle

Símbolo del cilindro de simple efecto retorno por muelle

Foto de un cilindro de simple efecto retorno por muelle

Cilindro de doble efecto: se trata de un tubocilíndrico cerrado con un diseño muy parecido alcilindro de simple efecto, pero sin el muelle deretorno, el retorno se hace por medio de otraentrada de aire.

Este tipo de cilindro trabaja en los dos sentidos,cuando el aire entra en él produce fuerza y desalojael aire que está en el otro compartimento. Elretroceso y desalojo del aire se produce cuando elaire entra por el otro orificio.

Cilindro de doble efecto

Símbolo del cilindro de doble efecto


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2

Foto de un cilindro de doble efecto

La fuerza de empuje que realiza hacia fuera elvástago corresponde con la fórmula.

Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo

La fuerza de empuje de retroceso que realiza haciadentro el vástago corresponde con la fórmula.

Fuerza = Presión del aire * (Superficie del émbolo –Superficie del vástago)

De manera que la fuerza que podemos obtener deretorno es menor que la de empuje hacia fuera.

Por ejemplo:Disponemos de un cilindro de simple efecto al que leaplicamos una presión de 600.000 Pa, si lasuperficie que tiene el émbolo es de 10 cm2 y lafuerza que realiza el muelle de retorno es de 20 N.¿Cuál será la fuerza F1, que puede realizar elvástago?

F1 = P * S − Fr

sujeta sobre el eje de giro. Se trata del motorneumático más utilizado, puede dar una potenciade hasta 20 CV y velocidades desde 3000 a 25000rpm.

Motor de paletas

Símbolo del motor de un sentido de giro

F = 600.000Pa *10cm2 *1m − 20N = 580N1

10000cm2

Otro ejemplo:¿Cuál será la fuerza máxima de empuje y deretroceso de un cilindro de doble efecto que tienelos siguientes datos, si le aplicamos en amboscasos una presión de 300.000 Pa?Superficie del émbolo = 10 cm2.Superficie del vástago = 1 cm2.

2

F = P * Se = 300.000Pa *10cm2 *1m = 300Ne 210000cm

2

Fr= P*(Se− Sv) =300.000Pa*(10cm2 −1cm2)*1m = 270N

10000cm2

Los actuadores rotativos se utilizan para hacer girarobjetos o máquinas herramientas, motor de unataladradora, atornillar y destornillar, etc. También seutilizan los cilindros basculantes para producirmovimientos circulares alternativos.

Motor de paletas: genera movimiento rotativocontinuo. El aire entra por una parte y hace quegiren las paletas, la herramienta se encuentra

Motor de paletas de dos sentidos de giro

Símbolo del motor de dos sentidos de giro

Cilindro basculante: genera movimientoalternativo en una dirección u otra. Se trata de uncilindro con dos entradas de aire que hacen moveruna paleta que contiene un eje de giro al cual estásujeto el objeto que queremos mover, por ejemploun limpia parabrisas.

Cilindro basculante


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Símbolo del cilindro basculante

5.3.- Elementos de mando:válvulas.Con el objeto de controlar la circulación del aire enuna dirección u otra se necesitan elementos demando y control. Algunos de estos se describen acontinuación:

Válvula 3/2: Una de sus principales aplicaciones espermitir la circulación de aire hasta un cilindro desimple efecto, así como su evacuación cuando dejade estar activado.

A continuación se ve su constitución interna. Setrata de una válvula activa por un pulsador y retornopor un muelle. En estado de reposo, permite que elaire pase del terminal 2 hasta el 3 y que no puedaentrar por el 1. Cuando la activamos, el aire puedepasar del terminal 1 al 2 y no puede pasar por el 3.

Válvula 3/2 normalmente cerrada

Foto de una válvula 3/2 normalmente cerrada

Válvula 5/2: Una de sus principales aplicaciones escontrolar los cilindros de doble efecto.

A continuación se ve su constitución interna. Setrata de una válvula activa por un pulsador y retornopor muelle. En estado de reposo, permite lacirculación de aire entre los terminales 4 y 5, yentre 1 y 2, el terminal 3 está bloqueado. Cuando laactivamos, permite la circulación de aire entre losterminales 1 y 4, y entre 2 y 3, ahora el terminal 5se encuentra bloqueado.

válvula 5/2

Foto de una válvula 5/2 activa manual, retorno por muelle

Foto de una válvula 5/2 activa y retorno por aire


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El modelo más utilizado de este tipo de válvula esel activo y retorno con aire.

Válvula OR (O): Se trata de una válvula queimplementa la función OR, esto es, cuando penetrael aire por cualquiera de sus entradas hace queeste salga por la salida. Se utiliza para activarcilindros desde dos lugares distintos.

válvula OR

Símbolo de la válvula OR

Foto de una válvula OR

Válvula AND (Y): Se trata de una válvula queimplementa la función AND, esto es, sólo permitepasar el aire a la salida cuando hay aire conpresión por las dos entradas a la vez. Se utilizapara hacer circuitos de seguridad, el cilindro sólo seactivará cuando existe presión en las dos entradas.

válvula AND

Símbolo de la válvula AND

Foto de una válvula AND

Válvula antirretorno: Se encarga de permitir elpaso del aire libremente cuando circular desde elterminal 2 al 1. Mientras que no permite circular elaire desde el terminal 1 al 2.

válvula antirretorno

Válvula estranguladora unidireccional: Seencarga de permitir el paso del aire librementecuando circular desde el terminal 2 al 1. Mientrasque estrangula el aire cuando circula desde elterminal 1 al 2. Se utiliza para hacer que loscilindros salgan o entren más lentamente.

válvula estranguladora unidireccional

Foto de una válvula estranguladora unidireccional

6.- Diseño de circuitosneumáticos.Cuando se representa un circuito neumático lacolocación de cada elemento debe ocupar unaposición en el esquema según realice una tarea uotra. El esquema se divide en varios niveles quenombrados de arriba a bajo son:


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• Actuadores.• Elementos de control.• Funciones lógicas.• Emisores de señal, señales de control.• Toma de presión y unidad de mantenimiento.

Un mismo elemento, puede hacer varias funcionesy no existir todos los niveles.

Niveles de los esquemas neumáticos

Por otra parte, cada elemento debe tener unanumeración así como cada uno de sus conexionescon arreglo a la siguiente norma:

Designación de componentes NúmerosAlimentación de energía 0.Elementos de trabajo 1.0, 2.0, etc.Elementos de control o mando .1Elementos ubicados entre el elemento .01, .02, etc.de mando y el elemento de trabajoElementos que inciden en el .2, .4, etc.movimiento de avance del cilindroElementos que inciden en el .3, .5, etc.movimiento de retroceso del cilindro

Designación de conexiones Letras NúmerosConexiones de trabajo A, B, C ... 2, 4, 6 ...Conexión de presión, P 1alimentación de energíaEscapes, retornos R, S, T ... 3, 5, 7 ...Descarga LConexiones de mando X, Y, Z ... 10,12,14 ...

Por ejemplo: La representación completa de lasválvulas puede ser:

Válvula 3/2 pilotada porpresión.

Válvula 5/2 pilotada porpresión.

7.- Aplicaciones básicas.A continuación se representan algunas aplicacionesbásicas que ayudarán a entender los circuitosneumáticos.

1.- Control de un cilindro de simple efecto.

Control de un cilindro de simple efecto

Cilindro de simple efecto activo

Los elementos que componen este circuito son:

0.1 – Unidad de mantenimiento.1.1 – Válvula 3/2 con enclavamiento.1.0 – Cilindro de simple efecto.

En el estado de reposo, el aire sale de la unidad demantenimiento hasta la válvula 3/2 sin superarla.Cuando activamos la válvula el aire llega hasta elcilindro de simple efecto y hace que se desplace elvástago. Cuando desenclavamos la válvula elmuelle la hace retornar y el cilindro de simple efectovuelve a su posición inicial expulsando el aire através del orificio 3 de la válvula 3/2.

2.- Pulsador con enclavamiento y cilindro dedoble efecto.

Cilindro de doble efecto


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Cilindro de doble efecto activo

Cilindro de doble efecto retorno

Los elementos que componen el circuito son:

0.1 – Unidad de mantenimiento.1.1 – Válvula 5/2 con enclavamiento.1.0 – Cilindro de doble efecto.

En el estado de reposo, el aire sale de la unidad demantenimiento hasta la válvula 5/2, entrando en elcilindro y haciendo que este, se encuentre retraído.Cuando se activa la válvula 5/2, el aire entra por laparte inferior del cilindro y hace que salga elvástago. Cuando se desactiva la válvula 5/2, elvástago vuelve a su estado de reposo impulsadopor el aire.

3.- Pulsador de avance y de retroceso, concilindro de doble efecto.

Cilindro de doble efecto con pulsador de avance y de retroceso

Cilindro de doble efecto con pulsador de avance y de retroceso,en avance

Cilindro de doble efecto con pulsador de avance y de retroceso,en retroceso


0.1 – Unidad de mantenimiento.1.1– Válvula 5/2 activa y retorno por presión.1.2 – Válvula 3/2 con enclavamiento, para el

avance.1.3 – Válvula 3/2 con enclavamiento, para el

retorno.1.0 – Cilindro de doble efecto.

En el estado de reposo, el cilindro se encuentraretraido, cuando se activa la válvula 1.2 el aire llegahasta la entrada 14 de la válvula 1.1 y la activa.Ésta conduce el aire hasta el cilindro hace avanzar,al vástago.Dejamos de pulsar la válvula 1.2, y el cilindropermanece en este estado.Cuando activamos la válvula 1.3, ésta conduce elaire hasta la entrada 12 de la válvula 1.1, y haceque el vástago se retraiga.

4.- Utilización de la válvula estranguladora decaudal.

La válvula estranguladora unidireccional de caudalse utiliza para hacer que el aire abandone al


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cilindro lentamente, y así hacer que el retroceso oel avance del vástago se realice lentamente.

Cilindro de doble efecto con regulación de velocidad en elretorno

Cilindro de doble efecto con regulación de velocidad en elretorno, avance

Cilindro de doble efecto con regulación de velocidad en elretorno, retroceso


0.1– Unidad de mantenimiento.1.1– Válvula 5/2 activa y retorno por presión.1.2– Válvula 3/2 con enclavamiento, para elavance.1.3– Válvula 3/2 con enclavamiento, para elretorno.1.0 – Cilindro de doble efecto.1.01- válvula estranguladora de caudal.

Cuando se activa la válvula 1.2, el aire llega hastael cilindro por la válvula estranguladora 1.01, peroesta no opone ninguna resistencia al paso del aire yel vástago sale con total normalidad.Cuando se pulsa la válvula 1.3 para que retorne, elaire que abandona al cilindro por la válvula 1.01,sale por la estrangulación y hace que el vástagoretorne lentamente.

5.- Utilización de un final de carrera.

Cilindro de doble efecto con retorno automático por final decarrera

Cilindro de doble efecto con retorno automático por final decarrera, retornando


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Cilindro de doble efecto con retorno automático por final decarrera, simulación


0.1– Unidad de mantenimiento.1.1– Válvula 5/2 activa y retorno por presión.1.2– Válvula 3/2 con enclavamiento, para elavance.1.3– Válvula 3/2 con final de carrera, para elretorno.1.0 – Cilindro de doble efecto.

El funcionamiento es el mismo que la aplicación 3,pero el retorno se produce cuando el vástago llegahasta el final de carrera 1.3 de la válvula 1.3, deforma automática.

Con el simulador de PortalESO, se puede realizarla simulación colocando la válvula 1.3 junto alvástago del cilindro.

6.- La puerta OR.

Cilindro de doble efecto con una puerta OR para el avance

Cilindro de doble efecto con una puerta OR para el avance,activo



Cilindro de doble efecto con una puerta OR para el avance,retorno

Tecnología Autor: Antonio Bueno

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Los elementos que componen el circuito son:0.1– Unidad de mantenimiento.1.1– Válvula 5/2 activa y retorno por presión.1.2– Válvula 3/2 con enclavamiento, para elavance.1.4– Válvula 3/2 con enclavamiento, para elavance.1.3– Válvula 3/2 con enclavamiento, para elretorno.1.6- Válvula OR.1.0 – Cilindro de doble efecto.

Cuando se pulsa la válvula 1.2 o 1.4, o las dos, sehace que avance el cilindro. Si no están pulsadasninguna de las dos, y pulsamos la válvula 1.3, elcilindro retorna.

La válvula 1.6 implementa la función OR.

7.- La puerta AND.

Cilindro de doble efecto con una puerta AND para el avance






0.1– Unidad de mantenimiento.1.1– Válvula 5/2 activa y retorno por presión.1.2– Válvula 3/2 con enclavamiento, para elavance.1.4– Válvula 3/2 con enclavamiento, para elavance.1.3– Válvula 3/2 con enclavamiento, para elretorno.1.6- Válvula AND.1.0 – Cilindro de doble efecto.

Cuando se pulsa la válvula 1.2 y la 1.4 las dos a lavez, se hace que avance el cilindro. Si sólo estápulsada una o ninguna de las dos, el cilindro no

IES Andrés de Vandelvira Dpto. Tecnología Autor: Antonio Bueno

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avanza. Si en esta situación pulsamos la válvula1.3, el cilindro retorna.

La válvula 1.6 implementa la función AND.

8.- Simulación de circuitosneumáticos.Los simuladores de neumática son muy útiles porque nos ayudan a comprender el funcionamiento delos circuitos neumáticos.

En la actualidad hay muchos en el mercado, perosu elevado coste los hace de difícil adquisición.

Un simulador comercial es el Automation Studio, elaspecto de este simulador es:

Aspecto del simulador Automation Studio

Dispone de muchas posibilidades, tanto en eldiseño como a la hora de la simulación. Suutilización excede el objetivo de esta unidad.

Existe otro simulador de libre utilización quepermite simular pequeños circuitos neumáticos. Siel circuito es muy grande en ocasiones no funcionabien.

Se encuentra en la web educativa PortalESO(Portal Educativo) situada en la urlwww.portaleso.com, en la asignatura de tecnología,sección neumática. Su aspecto es:

Aspecto del simulador de PortalESO (Portal Educativo)

Los distintos componentes se pueden desplazarhasta el área de trabajo, y allí con ayuda del ratónsituándonos sobre el terminal, aparece un puntorojo indicando que puede salir el conducto paraunir los terminales hasta completar el esquema.

Montando el esquema en el simulador de PortalESO

Una vez completado se puede ver u ocultar sunumeración y realizar la simulación del circuito.

Numerando el esquema en el simulador de PortalESO


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La simulación del esquema en el simulador de PortalESO

Para poder quitar o añadir nuevos elementos la simulación debe estar detenida. Y puedelimpiar todo el área de simulación o eliminar tanto conductos como componentes.

9.- Actividades.1.- Un pistón cerrado que contiene aire, de volumen30 mm3 sometido a una presión de 300000Pascales ¿Qué volumen tendrá si incrementamos su presión a 500000 Pascales?.

2.- En una prensa hidráulica, podemos realizar una fuerza máxima de 50 N, si la secciónde los pistones son de 50 cm2 y 200 cm2. ¿ Cuál es la fuerza máxima que podemosobtener en elsegundo pistón?.

3.- Calcula la fuerza que ejerce un vástago de un cilindro de simple efecto si la fuerza deretroceso del muelle es de 10 N, la sección del émbolo es de7 cm2, y está sometido a una presión de 2 atm.

4.- Calcula la fuerza de empuje y de retroceso de un cilindro de doble efecto con lassiguientes características: Presión del aire = 3 atm, seccióndel émbolo =7 cm2, sección del vástago =0,8cm2.

5.- ¿Cuál debe la presión mínima a la que debemos someter un cilindro de doble efectopara que levante una pieza de 10 Kg de masa?. Datos del cilindro: Superficie del émbolo = 2cm2, Superficie del vástago = 0,8 cm2.

6.- Dibuja los símbolos correspondientes en los cuadros con los nombres siguientes:

Cilindro de simple efecto Válvula 3/2 normalmenteactiva

Unidad de mantenimiento Mando manual general

Motor de doble sentido de giro Depósito de aire


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7.- Pon el nombre de los símbolos siguientes:

8.- Explica el funcionamiento del esquema neumático siguiente:

9.- Explica el funcionamiento del esquema siguiente y numéralo.

10.- Dibuja un esquema que haga salir el vástago de un cilindro de simple efecto cuando sepulsa una válvula 3/2, que retorne gracias a un muelle y pon su numeración normalizada.

11.- Dibuja un esquema en el que se active un cilindro de doble efecto dependiendo deque este pulse una válvula 5/2. Numera los símbolos y los terminales.

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CUADERNO DE TRABAJO DE TECNOLOGÍASiesvandelvira.com/wp-content/uploads/2015/09/Cuaderno-de-tecnolog... · cuaderno de trabajo de tecnologÍas 4º eso i.e.s. andrés de vandelvira