electrónica automotriz i

8/2/2019 Electrnica automotriz I

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Generadores de Seales V

y Una resistencia insertada en serie en el circuito mayor que lanormal (por ejemplo resistencia de contacto en conectores),producir una cada en el nivel de tensin de la seal que llega

al mdulo de control electrnico.

y Un nivel inferior al normal en la seal puede producirse tambinpor una posicin incorrecta del sensor con respecto al reluctor,esta circunstancia puede ser causada por una distancia deseparacin entre los mismos (gap) mayor a la mximaespecificada (generalmente la mxima distancia es de 1 mm.).

y Si el nivel de la seal que recibe el mdulo de control electrnicollega a un nivel suficientemente bajo, el circuito electrnico nopodr interpretar la informacin recibida, dando origen as a unfallo en el sistema.

y Un corto circuito a masa o una apertura en la continuidad del

circuito darn tambin como resultado, falta de informacin almdulo de control electrnico.

Generadores de Seales IV


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Debido al giro continuo del reluctor, cuando un diente se est alejandodel captor otro se est acercando, lo que dar una sucesin de ondasde corriente alterna sinusoidal inducidas en la bobina del sensor (Fig).La frecuencia de esta corriente alternada depende de la velocidad a laque est girando el reluctor, que a su vez depende de las RPM delmotor en ese instante.

La seal generada por este tipo de circuito puede ser visualizada pormedio de un osciloscopio. Una forma de onda normal generada por unsensor de reluctancia variable, seal mostrada por la pantalla de unosciloscopio, ser muy similar a la presentada en la Figura.

Generadores de Seales III


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El sensor produce una seal de corriente alterna de conformacinsenoidal, esta seal es enviada al mdulo de control electrnico.La seal se produce cuando un diente del reluctor pasa frente alsensor.

Cuando un diente del reluctor comienza a aproximarse al sensor ("A"en Fig.), las lneas de fuerza del campo magntico se desviarncortando en su movimiento las espiras de la bobina del sensor.Este cambio en el campo magntico inducir una tensin positiva endicha bobina, cuanto mayor sea el cambio producido en el campomagntico, mayor ser el nivel de la tensin inducida en la bobina.

Cuando el diente del reluctor llega a enfrentarse con el captor no seproduce ninguna desviacin del campo magntico, por lo tanto la

tensin inducida es igual a cero ("B" en Fig).E

l reluctor seguirgirando, el diente comenzar a alejarse del captor.

Ahora las lneas de fuerza del campo magntico comenzarn adesviarse en sentido opuesto al que se produjo inicialmente, cuando eldiente se estaba acercando al captor. Nuevamente comenzar ainducirse una tensin en la bobina del captor pero de sentido opuesto,o sea negativo ("C" en Fig).

Cuando el reluctor alcance la posicin "D" en Fig, el nivel de la tensin

inducida en la bobina del sensor ser nuevamente cero,completndose as un ciclo de la corriente alternada inducida en l.

Generadores de Seales II

Un captor de reluctancia variable es un componente que por contar en

su ncleo con un imn permanente, est generando continuamente uncampo magntico uniforme y de intensidad constante.


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La uniformidad de el campo magntico y su intensidad en ciertospuntos puede ser modificada, estas variaciones son logradas mediante

el pasaje de un componente formado por material ferromagntico(reluctor) a travs del campo magntico del captor.

Generadores de Seales

Sensores Magnticos de Reluctancia Variable(Generadores de corriente alterna casi sinusoidal)

Los Sensores Magnticos son comnmente utilizados en cualquiersistema electrnico donde la velocidad de rotacin de un elementodeba ser conocida, por ser un factor de operacin del sistema.


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En Sistemas de Encendido Electrnico Sin Distribuidor y en Sistemasde Freno con Antibloqueo (ABS) son utilizados este tipo de sensores.

El circuito consta de un Mdulo de Control Electrnico, un SensorMagntico, un Reluctor, conductores de conexin y conectores. El

Mdulo de Control Electrnico contiene una Resistencia Limitadora deCorriente y un Circuito Procesador de Seal (informacin), estecircuito acta en forma similar a la de un Voltmetro de Corriente

Alterna.

El captor magntico es un Captor de Reluctancia Variable.

INTERRUPTORES UTILIZADOS COMO SENSORES DE POSICIONV

Cuando el interruptor se encuentre cerrado, la tensin de bateraquedar aplicada directamente entre los extremos de la resistencialimitadora de corriente (2,2 K), por lo tanto el nivel de la tensin deinformacin en el Punto M ser de + 12 Volt..

y Si se produce la apertura de la conexin que une el interruptorcon el mdulo de control electrnico, el nivel de la tensin de

informacin en el Punto M ser de 0 Volt constantes.y Si la conexin que une al interruptor con el mdulo de control

electrnico se corto circuita a masa, el nivel de la tensin deinformacin en el Punto M ser de 0 Volts constantes.

y Si la lnea de conexin entre el interruptor y el mdulo se cortocircuita a masa, evidentemente se producir un corto circuitoentre Positivo y Negativo de batera a travs de dicha conexin,


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circunstancia que provocar la apertura del fusible de proteccindel circuito.

INTERRUPTORES UTILIZADOS COMO SENSORES DE POSICIONIV

Sensor de posicin con el interruptor a positivo

Este circuito utiliza los mismos componentes que el circuitopresentado anteriormente, con la excepcin que el mdulo de controlelectrnico no cuenta con un regulador de tensin, es decir no proveela tensin de referencia.

El circuito es alimentado elctricamente desde una fuente externa almdulo de control, tal como la batera del vehculo.

Observe que ahora la resistencia limitadora de corriente se encuentraconectada entre el interruptor (sensor) y masa.

Durante la operacin normal del sistema, cuando el interruptor se

encuentra abierto, no habr tensin aplicada al circuito, por lo tanto noexistir circulacin de corriente a travs de la resistencia limitadora decorriente y el nivel de tensin en el Punto M ser de 0 Volt.

INTERRUPTORES UTILIZADOS COMO SENSORES DE POSICIONIII


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Cuando el interruptor est cerrado, l completar el cierre del circuito amasa y por lo tanto el nivel de la tensin de informacin en el Punto Mser 0 Volt, puesto que toda la tensin de referencia se encontraraplicada sobre la resistencia limitadora de corriente.

y Si se abre el circuito entre el mdulo electrnico de control y elinterruptor (sensor) dar como resultado un nivel de tensinconstante de 5 Volt en el Punto M.

y Si el circuito entre el mdulo electrnico de control y elinterruptor (sensor) se corto circuita a masa, dar comoresultado un nivel de tensin constante de 0 Volt en el Punto M.

Es evidente que cualquiera de estas dos situaciones darn una falsainformacin al mdulo electrnico de control.

INTERRUPTORES UTILIZADOS COMO SENSORES DE POSICIONII


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Sensor de posicin a masa

El circuito elctrico de un sensor de posicin por medio de interruptor,es similar al circuito de un sensor de temperatura.

Obviamente, la mayor diferencia radica que en serie con la resistencialimitadora de corriente se ha conectado un interruptor en lugar delsensor de resistencia variable con la temperatura.Durante la operacin normal del circuito, cuando el interruptor seencuentra abierto, el circuito se completa desde el regulador detensin (+ 5 Volt), la resistencia limitadora de corriente (2,2 KW),cerrndose a masa a travs del circuito procesador de informacin.

El valor de la resistencia de entrada del circuito procesador de

informacin debe ser por lo menos 10 veces mayor que el valor de laresistencia limitadora de corriente, para que el nivel de la tensin deinformacin en el Punto M est prcticamente en 5 Volt.

INTERRUPTORES UTILIZADOS COMO SENSORES DE POSICION

En ciertas aplicaciones solamente es necesario conocer dosposiciones definidas que puede adoptar un componente, por ejemplosi un pedal de freno est presionado o liberado.

En estos casos la utilizacin de un interruptor es suficiente paracumplir la funcin de sensor, ver figura. Casi todos los sistemascontrolados electrnicamente contienen como mnimo un interruptoractuando como sensor.

El tipo de seal (informacin) que provee un sensor de posicinconformado por un interruptor es "digital", los niveles que puede


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adoptar esta seal son solamente dos tensiones bien definidas,"On/OFF"; "HI/LOW"; o en definitiva "5 Volt y 0 Volt". En los circuitosque utilizan un interruptor como sensor de posicin, el interruptorpuede estar "a masa (negativo) o a la tensin de referencia (positivo)".

SENSOR DE OXIGENO IV

La tensin generada por el sensor, variar a cada instante, enconcordancia con el nivel de oxgeno que contengan los gases de

escape. El contenido de oxgeno en el aire puede, prcticamente,considerarse constante.

y El nivel de la tensin generada por el sensor aumentar en lamedida que el contenido de oxgeno en los gases de escapedisminuya.

y El nivel de la tensin generada por el sensor disminuir en lamedida que el contenido de oxgeno en los gases de escapeaumente. Cualquier anormalidad que se produzca en el circuito,

dar como resultado una informacin incorrecta sobre lacondicin de la mezcla aire/combustible suministrada al motor,produciendo ajustes errneos de la inyeccin de combustible porparte del mdulo de control electrnico.

y El mdulo de control leer un nivel de tensin proveniente delsensor de 0 Volt constante si se produce la apertura o la puesta


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a masa del circuito de conexin existente entre el sensor y elmdulo.

y Una conexin deficiente entre el sensor y el mdulo de control,generalmente provocada por resistencia de contacto entre pinesmacho y hembra de conectores, provocar una cada de tensinsobre esa resistencia. Dicha tensin es parte de la tensingenerada por el sensor, por lo tanto la tensin de informacinque recibir el mdulo de control ser menor a la realmentegenerada, dando como consecuencia error en el ajuste decombustible que gobierna el mdulo de control electrnico.

y Adicionalmente a estos problemas, se debe tener en cuenta quedebido a la alta impedancia que presenta el circuito, este es muysensible a ser inducido por impulsos elctricos generados porprdidas de alta tensin en los cables de bujas o en los circuitos

de carga. Debido a estas posibilidades de interferencias, elconductor que conecta el sensor con el mdulo de controlelectrnico es protegido por una malla de blindaje conectada amasa.

y SENSOR DE OXIGENO III

y

y Cuando el tubo es llenado con el aire exterior, rico en oxgeno(21% del volumen total) y la superficie exterior del mismo es

expuesta a los gases remanentes de la combustin, conreducido contenido de oxgeno, se produce una reaccin qumicaen el sensor que genera una tensin entre sus superficies,interna y externa.

y Esta es una reaccin qumica similar a la producida entre dosdiferentes metales en una batera. La reaccin qumica seproduce en estas condiciones de exposicin, ante los diferentes


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niveles del oxgeno contenido en el aire y en los gasesprovenientes de la combustin, siempre que la temperatura delsensor sea de 350 C o ms.

y SENSOR DE OXIGENO II

y

y El sensor de oxgeno es un generador de corriente continua

variable que informa al mdulo de control mediante una seal detensin anloga cuyo rango de variacin se encuentracomprendido entre 0 (cero) Volt y 1 (uno) Volt.

y La resistencia dispuesta en serie con el generador de corrientecontinua protege a este de intensidades de corriente desobrecarga, que podran producirse si ocurriera un cortocircuitoen la lnea de conexin sensor de oxgeno a mdulo de controlelectrnico.

y El sensor de oxgeno consiste en un pequeo tubo cerrado en un

extremo, construido con Cermica deD

ixido de Zirconio,estando ambas caras del mismo, tanto la interna como laexterna, recubiertas por una delgada capa de Platino.

y SENSOR DE OXIGENO

y


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y Otro sensor especial utilizado solamente en los Sistemas deControl de Motores es el Sensor de Oxgeno.Este componente se monta en el tubo de escape de gasesresiduales de la combustin o directamente en el mltiple deescape.

y La finalidad de este componente consiste en proveer al Mdulode Control Electrnico informacin del contenido de oxgeno enlos gases residuales de escape, de modo que este puedadeterminar si la mezcla aire/combustible aportada al motor seencuentra en la condicin Normal, Rica o Pobre, permitindolede este modo ajustar los tiempos de inyeccin de combustible.

y El circuito elctrico del sensor de oxgeno est formado por unMdulo de Control Electrnico, el Sensor de Oxgeno,conectores y el cableado necesario para interconectar

elctricamente estos componentes.

SENSORES DE PRESION ABSOLUTA IV

Para una superficie de placas constante, a mayor distancia deseparacin entre ellas "menor valor de capacidad en el condensador",por el contrario, a menor distancia de separacin "mayor valor decapacidad en el condensador".

Para cada nivel de presin corresponder un nivel de capacidadadoptada por el condensador variable, debido a que la frecuencia deoscilacin del circuito generador de frecuencia es dependiente de lacapacidad del condensador, para cada nivel de presin corresponderuna frecuencia determinada de la seal generada.


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De esta forma el sensor informa informa en todo momento al mdulode control electrnico sobre la presin existente en el circuito deadmisin de aire del motor. Cualquier anormalidad que se produzca enel circuito dar como resultado una falsa informacin recibida por elmdulo de control. Esta falsa informacin puede ocasionar porejemplo, error en los clculos realizados por el mdulo de control paradeterminar los tiempos de inyeccin de combustible.

y El mdulo de control recibir como informacin una seal decero ciclo/segundo (Hertz), si la lnea de alimentacin que vadesde el mdulo al sensor se interrumpe o se cortocircuita amasa.

y El mdulo de control recibir como informacin una seal decero ciclo/segundo (Hertz), si la lnea de seal que va desde el

sensor al mdulo de control se interrumpe o se corto circuita amasa.

y Si se produce una resistencia de contacto importante entre pinesde los conectores, que unen el cableado existente entre elsensor y el mdulo de control, tambin pueden ocurrir falsasinformaciones. Dichas resistencias de contacto aparecern enserie con cualquiera de las lneas de conexin elctrica quecomunican al sensor con el mdulo de control. Estas resistenciassi son lo suficientemente elevadas ocasionaran prdida deamplitud de la seal, pudiendo llegar a un punto tal que el

circuito conversor de frecuencia a tensin no llegue a leerlas,perdindose as la informacin.

y SENSORES DE PRESION ABSOLUTA III

y

y El sensor MAP consta de un oscilador (generador defrecuencias) cuya frecuencia de oscilacin depende en cada


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instante del valor de Capacidad que adopta el CondensadorVariable.

y El Condensador Variable est formado por dos Placas que sonlas tapas de cierre de una Cmara de Vaco.De acuerdo al vaco producido en el motor en cada momento yque es transmitido a la cmara de vaco del condensadorvariable a travs de un tubo de conexin, las placas delcondensador se acercaran entre s en mayor o menor grado.

y Recuerde que el valor de capacidad de un condensador esdirectamente proporcional a la superficie de las placasenfrentadas, e inversamente proporcional a la distancia que lassepara.

y SENSORES DE PRESION ABSOLUTA II

y

Recuerde que la Frecuencia de una Seal es la cantidad deciclos que se suceden en un segundo. El circuito estconformado por un Mdulo de Control Electrnico, un Sensor

MAP, conectores y conductores de conexionado entre loscomponentes.y El Mdulo de Control Electrnico contiene un regulador de

tensin, una resistencia limitadora de intensidad de corriente, unconversor de frecuencia a tensin y un procesador de seal queacta en forma similar a un voltmetro.

y El regulador de tensin suministra al circuito una tensin dealimentacin de nivel constante (regulada). La resistencialimitadora de intensidad de corriente, protege al circuito de unacorriente de sobrecarga que se podra producir ante un

cortocircuito a masa en la lnea de alimentacin del sensor.y El sensor reacciona ante los cambios de presin, enviando hacia

el mdulo de control seales de frecuencia cambiante en funcinde los cambios en la presin a que est expuesto. El conversorde frecuencia a tensin, acondiciona la seal enviada al mdulode control por el sensor, convirtiendo las distintas frecuencias endistintos niveles de tensin de corriente continua.


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y SENSORES DE PRESION ABSOLUTAy SENSORES DE PRESION BAROMETRICA

y SENSORES GENERADORES DE FRECUENCIA

y

y

E

n muchos casos los SistemasE

lectrnicos de Control de Motorutilizan un tipo especial de sensor para medir la presin del airede admisin y la presin atmosfrica. Estos componentes sonnormalmente denominados, Sensor de Presin Absoluta en elMltiple de Admisin (MAP) y Sensor de Presin Baromtrica(BP).

y La seal suministrada por este tipo de sensores difieretotalmente de las seales suministradas por los sensores vistoshasta ahora. En lugar de suministrar una seal al mdulo decontrol consistente en una tensin analgica de Corriente

Continua, estos sensores entregan una seal cuyo nivel detensin vara constantemente de 0Volt a 5 Volt, muy similar a laseal creada por la apertura y cierre repetitivo de un interruptor.

y

La mayor diferencia radica en que este tipo de sensor informa almdulo de control electrnico con una seal variable enfrecuencia.

Sensores de posicin IV


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Durante la operacin normal del sistema, cuando la posicin delcomponente comienza a ser controlada en su movimiento hacia unextremo de su recorrido, la resistencia del sensor de posicinaumentar o disminuir, dependiendo de cmo se haya diseado elcircuito. El mdulo de control electrnico utiliza el nivel de tensinmonitoreada para determinar que tipos de cambios estn ocurriendoen el sistema.

Si la resistencia del censor de posicin aumenta, el nivel de tensinmonitoreado aumentar. Si la resistencia del sensor de posicindisminuye, el nivel de tensin monitoreado disminuir. El circuito delsensor de posicin, produce una seal de informacin que consiste enuna tensin analgica (nivel de tensin monitoreado por el mdulo),normalmente el rango de variacin de dicha tensin se encuentra

aproximadamente entre 0,5 Volt y 4,5 Volt.

Esta condicin se cumple siempre que la resistencia del sensor sea laque corresponda al diseo del circuito, cualquier valor de resistenciaque se encuentre fuera de los lmites del diseo, podr darinformaciones errneas de la posicin real en la que se encuentra elsensor.

y Si se produce una apertura del circuito entre el mdulo de controly el Punto A del sensor de posicin o entre el Punto M del sensor

y el mdulo de control, dar como resultado una lectura de 0 Volten la lnea de informacin. El mismo nivel de informacin seproducir si se abre el sensor propiamente dicho, en el extremodonde recibe la tensin de referencia, o si se abre el cursor.

y Si la apertura del circuito se produce en el sensor propiamentedicho en su extremo que va conectado a masa, o en la lnea queconecta este extremo con masa, en la lnea de informacin setendr presente un nivel de tensin de informacin de 5 Volt.

y Un corto circuito a masa en la lnea que alimenta con la tensin

de referencia al sensor o en la que conecta la salida deinformacin con el mdulo, dar como resultado un nivel detensin de informacin de 0 Volt.

y Si la lnea que conecta el retorno del sensor con la masa delmdulo es cortocircuitada a masa, el nivel de la seal de entradano se ver afectado.


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y Una resistencia mayor que lo normal insertada en cualquiera delas conexiones del sensor con el mdulo (por ejemplo resistenciade contacto en los conectores), producir un nivel de informacinerrneo. Si dicha resistencia est insertada en la lnea por la queel sensor recibe la tensin de referencia, el nivel de tensin deinformacin ser menor al real de acuerdo a la posicin que elcomponente tiene en ese momento. Si dicha resistencia seencuentra presente en la lnea de conexin del sensor con elmdulo, el nivel de la tensin de informacin ser mayor al real,de acuerdo a la posicin que el componente tiene en esemomento.

y Sensores de posicin IIIy Por ejemplo si nos remitimos a la siguiente figura:

y

y VR = 5VR1 = 100 RMB = 2.5 K (por estar el cursor al 50% del recorrido entre A yB).R2 = 5000

y Por lo que el nivel de tensin medida ser:y VM=(2500 / 5100)5V=2.45V

y Supongamos ahora que el cursor debido al mivimiento del ejedel componente se mueve hacia el Punto A hasta alcanzar el

85% del recorrido total, el valor de la resistencia entre los PuntosM y B ser ahora de:y RMB = 4250

y Los dems parmetros no varan debido a que son constantes.El nivel de la tensin de informacin leda en el Punto M serahora:


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y

y VM=(4250 / 5100)5V=4.16Vy Consideremos que ahora el eje del componente gira en el

sentido opuesto al anterior. Ahora el cursor se deslizar hacia elPunto B y asumimos que alcance un valor igual al 10% delrecorrido total, el valor de la resistencia entre los puntos M y Bser ahora de:

y RMB = 500 y Los dems parmetros como ya se vio anteriormente no varan.

yy El nivel de tensin de informacin ser en este caso:

y VM=(500 / 5100) 5= 0.49V


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y

y El patn o cursor es mecnicamente solidario con el componenteque debe ser controlado, por ejemplo el eje de la mariposa de lagarganta de admisin, movida por el sistema del acelerador.Cuando la posicin del componente mecnico cambia , laresistencia del sensor de posicin cambia. El mdulo de control,

determina en cada instante la posicin adoptada por elcomponente mecnico controlado, leyendo por medio de sucircuito procesador de informacin el nivel de tensin presenteen el Punto M.

y El circuito de este sensor est tambin conformado como undivisor de tensin, pero a diferencia del sensor de temperatura,el circuito procesador de informacin controla el nivel de latensin de informacin entregada por el sensor, a travs de unalnea de retorno. Conexin entre el Punto M y el CircuitoProcesador de Informacin. A pesar que los circuitos del sensor

de temperatura y del sensor de posicin estn ambos diseadoscomo circuitos divisores de tensin, la resistencia total del sensorde posicin no vara (mientras en el censor de temperatura si),por lo tanto el mtodo de clculo para determinar el nivel detensin de informacin difiere ligeramente del estudiadoanteriormente.

y


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y La frmula utilizada para determinar el nivel de tensin en elPunto M es ahora:

y VM=(RMB/RT)VRy VM = Nivel de tensin de informacin medida en el punto M por

el Circuito Procesador de InformacinRMB = Valor de la resistencia existente entre los Puntos M y B.RT = Resistencia Total del Circuito (R1 + R2) siendo R2 laresistencia fija del sensor existente entre los puntos A y B.VR = Nivel de Tensin de Referencia (Tensin entregada por elregulador de tensin de alimentacin del circuito).

y Sensor de Posicin

y

y Muchos sistemas controlados electrnicamente requieren de uncomponente que pueda controlar el desplazamiento y recorrido

de un elemento mecnico, de modo que el circuito de controlpueda estar informado permanentemente de la posicin en quese encuentra dicho elemento. El circuito elctrico de un Sensorde Posicin es muy similar al de un sensor de temperatura. Elcircuito elctrico est formado por un Mdulo de Control, unSensor de Posicin (potencimetro), conductores elctricos yconectores. El Mdulo de Control contiene un Regulador deTensin, una Resistencia Limitadora de Corriente y un CircuitoProcesador de Informacin. Aunque el Sensor de Posicin es

una resistencia variable, su operacin es diferente a la de unSensor de Temperatura. En este ltimo la resistencia del Sensor,como ya se explico, vara con la temperatura, en el Sensor dePosicin la resistencia es variada mecnicamente.


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y

y El Sensor de posicin (potencimetro) consiste en unaresistencia fija (comprendido entre A y B) sobre el que se deslizaun patn (cursor) estableciendo contacto sobre l.

y Sensores de temperatura II

y

y El circuito del sensor de temperatura est formado como un"Circuito Divisor de Tensin". En este circuito la "resistencia

limitadora de corriente" (R1) se encuentra dispuesta en serie conuna "resistencia variable" (R2). Con esta configuracin decircuito, se genera una cada de tensin a travs de los extremosdel termistor que es directamente proporcional al valor deresistencia que adopte en cada instante el sensor (valor productode la temperatura que est soportando).

y La frmula utilizada para determinar el nivel de tensin en el"punto M" (cada de tensin a travs del sensor) es:

y VM = (R2/RT)VRy VM - Nivel de tensin de informacin medida en el Punto M por

el Circuito Procesador.R2 - Valor resistivo del Sensor de Temperatura para el momentoen que se est efectuando el clculo.RT - Resistencia Total del Circuito (R1 + R2)Vr- Nivel de Tensin de Referencia (Tensin entregada por elregulador de tensin de alimentacin del circuito).


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y Por ejemplo si: Vr = 5 V; R1 = 1,5 K; R2 = 1,5 K (aplicamosestos valores en la frmula dada):

y VM=(1500 / 3000 ) 5 V = 2,5 Vy Si la temperatura desciende el valor resistivo del censor (R2) se

incrementar, supongamos que su valor alcanza los 3 KW.Ahora en el punto M el nivel de tensin ser:

y VM=(3000 / 4500 ) 5 V = 3,3 Vy Si el nivel de temperatura aumenta, el valor resistivo de R2

disminuir, supongamos que alcanza un valor de 270 W. Ahoraen el punto M el nivel de tensin ser:

y VM=(270 / 1770) 5 V = 0,7 Vy Durante la operacin normal del sistema, cuando la temperatura

a comienza a aumentar, la resistencia del sensor comienza adecrecer y por lo tanto el nivel de tensin en el punto M tambin

decrecer. Por el contrario, si la temperatura decrece, laresistencia del censor aumentar y por lo tanto el nivel detensin en el punto M aumentar tambin.

y El mdulo de control utiliza los niveles de tensin presentes en elpunto M como una entrada de informacin para determinar quetipo de cambios se estn sucediendo en el sistema. Este circuitoproduce una seal de tensin anloga que puede variaraproximadamente en un rango comprendido entre algo ms que0 Volt y algo menos que 5 Volt.

y Durante condiciones anormales del circuito, tales como circuitoabierto o cortocircuito, este no puede proveer una medicinrepresentativa de la temperatura para la cual est diseado.

Asimismo, cualquier valor de resistencia del sensor que excedalos parmetros del diseo afectar el nivel de la tensin presenteen el punto M, dando as al mdulo de control una informacinincorrecta de la temperatura real tomada.

y La apertura del circuito entre el mdulo de control y el sensor detemperatura, o el sensor de temperatura y masa, dar comoresultado una lectura de 5 Volt en el punto M. Un corto circuito a

masa en el circuito entre el mdulo de control y el sensor detemperatura resultar en una lectura cercana a 0 Volt en el puntoM. Un nivel de tensin en el punto M ms elevado que el mximoque el circuito puede producir (este mximo se dara contemperaturas inferiores a 0 C), puede suceder si se generanresistencias de contacto elevadas entre el mdulo de control y elsensor de temperatura o entre este y masa.


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y Sensores de temperaturay Uno de los sensores ms comunmente utilizado en aplicaciones

del motor es el Sensor de Temperatura. Circuitos de Sensoresde temperatura son utilizados en distintos sistemas electrnicospara controlar la temperatura de varios componentes, fluidos eincluso la del aire. El Control Electrnico de Motor, ControlElectrnico de la Transmisin y la Instrumentacin Electrnica,son ejemplos de sistemas que contienen circuitos con sensoresde temperatura. El circuito electrnico empleado para obtener latemperatura, es bsicamente el mismo para cualquiera de lostres sistemas citados.

y El circuito est compuesto por un Mdulo de Control Electrnico,un Sensor de Temperatura, conductores y conectores. El Mdulode Control Electrnico contiene un Regulador de Tensin (+ 5

Volt), una Resistencia Limitadora de Corriente, y un Circuitoelectrnico de Procesamiento de la Informacin, que acta enforma similar a un voltmetro. El Regulador de Tensin alimentaal circuito con un nivel de tensin constante.

y El Mdulo de Control Electrnico interpreta cualquier variacinde tensin que se produzca en el Punto M como un cambio en laresistencia del sensor, cambio que debera producirse por uncambio en la temperatura. Debido a esta condicin de medicindel sistema, el nivel de tensin con que se alimenta al circuitodebe ser preciso y constante (regulado).

y La Resistencia Limitadora de Corriente es un Resistencia Fijaque protege al circuito evitando una sobrecarga por intensidadde corriente. Esta resistencia limita a un mximo la intensidad decorriente entregada por el regulador si por algn accidente seproduce un cortocircuito a masa en el conexionado que une elmdulo de control y el sensor de temperatura.

y


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y El Circuito Procesador de la Informacin, ubicado en el Mdulode Control, mide el nivel de tensin presente en cada momentoen el Punto M. Este nivel de tensin depende de la resistenciaque tenga en cada instante el Sensor de Temperatura y esevalor resistivo depende del nivel de temperatura a que estexpuesto dicho Sensor.

y El Sensor de Temperatura es una Resistencia Variable enFuncin de la Temperatura del medio al que est expuesto. Eneste tipo de sensor, su resistencia "aumenta" a medida que latemperatura del medio "decrece" y por el contrario, su resistencia"decrece" a medida que la temperatura del medio "aumenta".Estos sensores, en los que su resistencia vara en funcin de latemperatura a que estn expuestos, son denominados"Termistores".

y En este caso en particular, se est haciendo referencia a untermistor del "Tipo NTC" (Coeficiente de Temperatura Negativo).Existen termistores del "Tipo PTC" (Coeficiente de TemperaturaPositivo). Estos tipos de termistores trabajan exactamente alrevs que los descritos anteriormente, cuando la temperatura"aumenta", su valor resistivo "aumenta". Cuando la temperatura"decrece" su valor resistivo "decrece".

Transmisin Controlada Electrnicamente

En los sistemas de transmisin controlados electrnicamente, el flujodel fluido a travs del cuerpo de la vlvula ya no es controladototalmente por vlvulas mecnicas y resortes. En lugar de ello, el flujodel fluido y su direccin son controlados por solenoides localizadossobre el cuerpo de la vlvula o dentro de l. Estos solenoidesproporcionan un control muy preciso de los cambios de marcha. Lossolenoides son controlados por un mdulo electrnico que monitoreala velocidad del vehculo, la carga de motor y el ngulo de apertura dela mariposa. En base a estas informaciones determina la relacin de

marcha apropiada para lograr la mejor condicin de manejo.

Sistema Electrnico Control de Climatizacin

Este sistema utiliza los siguientes componentes perifricos:

y Sensor de Temperatura Bajo Soly Sensor de Temperatura Interior


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y Sensor de Temperatura Ambientey Sensor de Temperatura de Motor

El control electrnico mantendr el interior del vehculo a latemperatura seleccionada por el conductor y regular el flujo de aire a

travs de los paneles del tablero, conductos de piso y las boquillas delos desempaadores del parabrisas y ventanillas. Cuando el sistemaes situado en el modo AUTOMATICO (AUTO) y la temperaturadeseada es seleccionada y prefijada, el control de climatizacinproporcionar aire caliente o fro automticamente, de acuerdo a lascondiciones de temperatura del habitculo con respecto a latemperatura seleccionada.

Direccin de Potencia de Asistencia Variable y Suspensin Activa

Algunos modelos de vehculos actuales estn equipados con unSistema de Direccin de Potencia de Asistencia Variable, sensible a lavelocidad. El sistema tiene un sensor de velocidad de las ruedasdelanteras (sobre las que acciona la direccin), un sensor de velocidadde vehculo, un mdulo de control electrnico y una vlvula actuadora.

El sistema de direccin variable controla al sensor de velocidad delvehculo (sensor montado en la transmisin) y al sensor de velocidadde ruedas delanteras (localizado en el eje de direccin) para por un

lado, determinar la velocidad del vehculo y por otro lado conocer larelacin de velocidad entre ambas ruedas y as determinar el nguloque adoptan. Basndose en la informacin proveniente de estossensores, el sistema ajusta el flujo del fluido hidrulico hacia la caja dedireccin de potencia por medio de la vlvula actuadora localizada enla caja de direccin o en la bomba.

A velocidades elevadas, una pequea asistencia hidrulica esnecesaria. Por el contrario, durante el manejo a bajas velocidades ocuando se realizan maniobras de estacionamiento, mayor asistencia

hidrulica es necesaria.

El Sistema de Suspensin Activa utiliza un Mdulo de ControlElectrnico, Sensores de Variacin de Altura del Vehculo y

Amortiguadores de Dureza Variable para controlar la amortiguacin dela suspensin. El mdulo de control controla la informacin enviadapor los sensores del vehculo. Cuando la condicin cambia, el mdulo


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de control electrnico activa los solenoides de paso de airecomprimido, de modo de ajustar la altura del vehculo para pasajerosy/o equipaje o para vehculo cargado (pasajeros, equipaje, etc.).

Sistema de Bolsas de Seguridad de Inflado Automtico (Air Bag)

Este sistema electrnico puede dar aviso de mal funcionamiento ygenerar cdigos de autodiagnstico (DTCs). Utiliza sensores deimpacto y de seguridad o prevencin.

El sistema est dividido en dos subsistemas:

1. Este subsistema posee bolsa de seguridad de inflado automticoy su correspondiente componente de inflado, tanto para elconductor solamente o para el conductor y acompaante(asiento/s delantero/s).

2. Este subsistema elctrico incluye los sensores de impacto ymonitoreo de diagnstico. El circuito electrnico de monitoreochequea continuamente la condicin del sistema. El controla alos sensores de impacto y su conexionado, al indicador montadoen el panel de instrumentos, la alimentacin elctrica del sistemay a las bolsas en si mismas. Los sensores de impacto y lossensores de seguridad estn montados distribuidos en el frentedel vehculo.

El propsito de ambos es que de acuerdo a la informacin recibida elsistema pueda diferenciar si el vehculo ha sufrido un impactomoderado que no requiera el desplegado de las bolsas de seguridad,o si el impacto ha sido lo suficientemente intenso como para que estasdeban ser activadas. El sistema est diseado de modo que se cierreel circuito de masa, cuando el vehculo sufra una fuerza de impactoigual a la generada por un vehculo que desplazndose a 40 km/himpacte contra otro vehculo que se encuentre detenido. El sistema noactivar el inflado de las bolsas de aire si solamente recibe

confirmacin de impacto de alguno de los dos sensores de seguridad.

Los contactos del sensor de seguridad se cerrarn solamente cuandoexista una desaceleracin del vehculo suficientemente rpida comopara hacer necesario el despliegue de las bolsas de aire. Cuando loscontactos de un sensor de seguridad se cierran, el circuito dealimentacin desde la batera al sistema quedar cerrado. Las bolsas


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de seguridad de inflado automtico solamente se desplegaran cuandoal menos un sensor de impacto y uno de seguridad se cierren almismo tiempo

Instrumentacin Electrnica

La mayora de los sistemas de control electrnico que se han vistoanteriormente son sistemas que realizan sus funciones sin darindicaciones visibles de sus resultados. En los vehculos actuales, enel Panel de Instrumentos, pueden verse claramente los efectos de unsistema electrnico. El Panel de Instrumentos Electrnico consta de unmdulo basado en un computador que procesa la informacin queproviene de sensores y que controla la informacin presentada en losdisplays. En estos displays de presentacin de informacin para el

conductor pueden estar incluidos el Velocmetro, elCuentarevoluciones, el Nivel y Presin de Aceite, la Temperatura deMotor, el Nivel de Combustible, la Condicin de la Batera e incluirtambin un Centro de Mensajes.

ELECTRONICA AUTOMOTRIZ

Sistemas controlados electrnicamente

INTRODUCCIN

Actualmente la mayora de los vehculos, o prcticamente todos,contienen todos los sistemas de control electrnico disponibles:

y Sistema antibloqueo de ruedas en el momento de frenado delvehculo. (ABS) Antilock Brake System.

y Control electrnico de velocidad. (Control de Velocidad deCrucero). Electronic Speed Control.

y Control electrnico del motor. Electronic Engine Control.y Control de climatizacin. Climate Control.y Sistemas de direccin y suspensin. Steering and Suspensin

System.y Sistema de bolsas de seguridad de inflado automtico

suplementarias. Supplemental Air Bag System.y Instrumentacin electrnica. Electronic Instrumentation.


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Cada uno de estos sistemas tienen un punto en comn, son todossistemas controlados electrnicamente. Estos sistemas contienencomponentes elctricos que proveen constantemente informacin avarias unidades procesadoras de seal. Estas unidades procesadorasinterpretan la informacin recibida y realizan ajustes a medida que esnecesario, de modo de mantener las condiciones ptimas deoperacin del sistema.

Sistema Antibloqueo de Ruedas

Este sistema previene, durante un frenado de emergencia, el bloqueode alguna o de todas las ruedas del vehculo de forma automtica.Esto es logrado por medio de la modulacin hidrulica de la presin enel circuito de frenos. Un sistema tpico de ABS incluye un mdulo decontrol (electronic controller), sensores de velocidad de giro de ruedas(wheel speed sensors), una unidad de control hidrulico (HCU) y elcableado correspondiente al conexionado del conjunto.

La inteligencia del sistema antibloqueo est contenida en el mdulo decontrol electrnico. El mdulo de control monitorea la operacin del

sistema en todo momento. El mdulo de control procesa la informacinproveniente de los censores de velocidad colocados en cada rueda.Cuando se actua sobre los frenos, si el mdulo de control electrnicodetecta que alguna rueda est en la condicin de bloqueo, enviar lasrdenes correspondientes al HCU (Unidad de Control Hidrulico) demodo que la presin de frenado sea reducida en esa rueda.


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Control Electrnico de Velocidad

El Sistema de Control Electrnico de Velocidad es utilizado paramantener una velocidad de marcha constante del vehculo, velocidadque previamente ha sido seleccionada por el conductor. El sistema

est formado por un conjunto de servo control, sensor de velocidad delvehculo, mdulo de control electrnico, componentes elctricos y devaco.

En determinadas aplicaciones, el sistema de control de velocidad estintegrado en el PCM (Control Electrnico de Motor) y en otrasaplicaciones este control est contenido como mdulo aparte. Cuandoel conductor activa el sistema de control de velocidad, el mdulo decontrol electrnico controla la frecuencia de la seal procedente del

sensor de velocidad, esta informacin es almacenada como dato.Cuando la frecuencia de la seal cambia, el mdulo de control activael conjunto de servo control con el fin de mantener constante lavelocidad de marcha.

Sistema Control Electrnico del Motor

En el Mdulo de Control Electrnico de Motor (Electronic EngineControl - EEC) se encuentra contenido el centro inteligente del sistemade operacin del motor. Este sistema est formado por un Conjunto

Electrnico de Control (Electronic Control Assembly - ECA), distintossensores que envan seales elctricas conteniendo informacin hacialas entradas del ECA, seales elctricas de salida del ECA queconstituyen los mandos que este enva hacia los distintos actuadoresque maneja y conductores que conectan las entradas, salidas y laalimentacin elctrica del ECA.

El ECA es un Microcomputador que continuamente evala o procesalas seales de entrada provenientes del sistema de operacin delmotor y determina la mejor secuencia de operacin para sus rdenes

de salida.El ECA continuamente monitorea las condiciones de operacin delmotor a travs de las informaciones recibidas desde varios sensoreslocalizados en el motor y en el compartimento de motor. Entre otros ysolamente citando algunos estos son,


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y Sensor de Temperatura del Refrigerante del Motor (EngineCoolant Temperature Sensor - ECT)

y Sensor de Presin Absoluta (Manifold Absolute Pressure Sensor- MAP)

y Sensor de Temperatura del Aire Admitido (Air ChargeTemperature - ACT)

y Sensor de Velocidad del Vehculo (Vehicle Speed Sensor - VSS)y Sensor de Detonacin (Knock Sensor - KS)y Sonda de Oxgeno (Exhaust Gas Oxygen Sensor - EGO).

El ECA maneja cosas tales como la Mezcla de Aire/Combustible,Tiempos de Avance del Encendido y la Velocidad de Rotacin delMotor en ralent, nombrando algunas de las tantas funciones querealiza. Incluidas en estas est el manejo de los Inyectores de

Combustible, el Mdulo de Encendido, la Vlvula de Recirculacin deGases de Escape (EGR) y la Vlvula Bypass de Aire Controladora deRPM en Ralenti (ISC - BPA solenoid). Todos estos componentestrabajan en conjunto para lograr el mejor rendimiento del motor ymantener una baja emisin de gases contaminantes.

Estructura del Silicio y del Germanio

El tomo de Silicio (Si) contiene 14 electrones dispuestos de lasiguiente forma:

2 electrones en la primer capa (capa completa)8 electrones en la segunda capa (capa completa)4 electrones en la tercer capa o externa (capa incompleta).

El tomo de Germanio (Ge) contiene 32 electrones dispuestos de lasiguiente forma:

2 electrones en la primer capa (capa completa)8 electrones en la segunda capa (capa completa)

18 electrones en la tercer capa (capa completa)4 electrones en la cuarta capa o externa (capa incompleta).

El Germanio y el Silicio tienen cuatro electrones en su capa exterior,por lo tanto un tomo de estos elementos puede combinarse con otroscuatro tomos iguales compartiendo un par de electrones con cadauno de ellos, completando as los 8 electrones de la capa exterior y


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adquiriendo as una configuracin estable. Los tomos de Silicio o deGermanio, ligados entre s de esta forma, conforman una red de cubosdenominados "cristales elementales" que comparten los cuatroelectrones de los vrtices comunes, dando lugar a la formacin delcristal de Silicio o de Germanio.

La estructura tal como se observa en la figura no tiene electronesdbilmente unidos al ncleo, por lo tanto el elemento conforma un malconductor.Para poder separar las ligaduras covalentes y proveer as electroneslibres para la conduccin de corriente elctrica, seria necesario aplicaraltas temperaturas o campos elctricos intensos al material. Otramanera de alterar la estructura cristalina y obtener as electroneslibres, consiste en agregar pequeas cantidades de otros elementosque tengan una estructura atmica diferente.


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Mediante el agregado de cantidades muy pequeas de otroselementos, llamados "Impurezas", es posible modificar y controlar laspropiedades elctricas bsicas de los materiales semiconductores. Larelacin entre "Impurezas" y material semiconductor es del orden deuna parte en diez millones. Cuando se agrega al materialsemiconductor el elemento de "impureza", lo tomos de este elementose incorporan a la estructura reticular del semiconductor pasando aformar parte de la misma.

Si el tomo de impureza contiene un electrn ms de valencia en sucapa exterior (5 electrones) que el tomo del semiconductor (4electrones), este electrn adicional no podr formar una ligaduracovalente debido a que no encontrar un electrn de valencia libreadyacente (Figura siguiente). El electrn excedente es atrado

dbilmente por el ncleo del tomo y solo requiere una ligeraexcitacin para separarse, en consecuencia la presencia de taleselectrones excedentes hacen al material mejor conductor, es decir suresistencia a la circulacin de corriente elctrica disminuye.

Los elementos de impureza ms utilizados que se agregan a loscristales de silicio para proveer los electrones excedentes incluyen alFsforo (P), el Arsnico (As) y el Antimonio (Sb).


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Cuando se agregan al silicio estos elementos, el material resultante esdenominado "Tipo N" debido a que los electrones libres excedentestienen carga negativa. Debe hacerse notar, sin embargo, que la carganegativa de estos electrones se equilibra con una carga positivaequivalente situada en el ncleo de los tomos de impureza, por lotanto el material sigue siendo neutro elctricamente.

Se produce un efecto diferente cuando en la estructura cristalina delsilicio se introduce impurezas cuyos tomos tienen un electrn devalencia menos en su capa exterior (3 electrones) que el tomo desilicio (4 electrones). Aunque todos los electrones de valencia deltomo de impureza forman ligaduras covalentes con los electrones delos tomos vecinos del semiconductor, una de las ligaduras de laestructura cristalina no puede completarse debido a que al tomo de

impureza le falta un electrn de valencia en su capa externa conrespecto a los que poseen los tomos del semiconductor. Comoconsecuencia de ello aparece en la estructura reticular del cristal unvaco denominado "Laguna" (figura siguiente).

Al quedar conformada as la estructura reticular del cristal, cualquierelectrn de las ligaduras covalentes adyacentes puede entoncesabsorber suficiente energa como para romper su ligadura y moverse atravs de la red para llenar la laguna. Al igual que en el caso de los


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electrones excedentes, la presencia de lagunas dentro de laestructura, favorece la circulacin de electrones en el material delsemiconductor, en consecuencia la conductividad aumenta y laresistividad disminuye.

Se considera que el lugar vaco o laguna en la estructura cristalinatiene una carga elctrica positiva, porque representa la falta de unelectrn. Sin embargo en este caso tambin la carga neta del cristalpermanece invariable o sea neutra. El material semiconductor quecontiene lagunas o cargas positivas es denominado material "Tipo P".Los materiales tipo P se forman agregando al silicio elementos comoel Boro (B), Galio (Ga), Indio (In), Aluminio (Al)."Aunque existe poca diferencia en la composicin qumica de losmateriales Tipo N y Tipo P, las diferencias en las caractersticas

elctricas de los dos tipos de elementos son sustanciales y resultanmuy importantes en el funcionamiento de los dispositivossemiconductores".

Uniones P - N

Cuando se unen dos pastillas de materiales semiconductores, unaTipo N y otra Tipo P, tal como se muestra en la Figura Siguiente, seproduce un fenmeno singular pero muy importante en la zona en laque se ponen en contacto los dos materiales, denominada "Unin P-

N".

Cuando se forma una unin P-N, algunos de los electrones libres delmaterial Tipo N se difunden a travs de la unin hacia el material TipoP, combinndose con las lagunas de este material. Estos electrones alabandonar el material N dejan huecos o lagunas en l, de modo que siobservamos en la figura: "B", se podra interpretar que los electrones


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se mueven del material N al P y las lagunas del P al N.La energa trmica es la que produce esta llamada "Corriente deDifusin". Como resultado del proceso de difusin, se produce unaDiferencia de Potencial a travs de la Regin de Carga Espacial. Estadiferencia de potencial puede representarse, tal como se muestra en laFig. 10, como una batera imaginaria conectada a travs de la junturaP-N.

El smbolo de batera se utiliza simplemente para ilustrar los efectoselctricos internos de la juntura. Esta diferencia de potencial forma unabarrera denominada "Barrera de Energa" la cual impide que se sigandifundiendo electrones a travs de juntura. En efecto, los electronesdel material Tipo N que tienden a seguir difundindose a travs de la

juntura son repelidos por la carga negativa inducida en el material TipoP, mientras que las lagunas del material Tipo P son repelidas por lacarga positiva inducida en el material Tipo N. Esta diferencia depotencial o barrera de energa impide por lo tanto una interaccin totalentre los dos tipos de materiales, preservando as las diferencias ensus caractersticas.

Circulacin de corriente a travs de una unin P-N

Cuando se conecta una batera a una juntura P-N, la intensidad decorriente que circular por la juntura ser dependiente del nivel detensin aplicada y de la polaridad con que se conecte la batera a launin.


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En el circuito elctrico representado en la figura "A" el TerminalPositivo de la batera externa ha sido conectado al Semiconductor N yel Terminal Negativo al Semiconductor P. Con esta disposicin de

polarizacin de la unin P-N, los electrones libres del materialsemiconductorTipo N son atrados por el Electrodo Positivo de labatera, alejndose de la unin. Al mismo tiempo, las lagunas delmaterial semiconductorTipo P son atradas por el Electrodo Negativode la batera, alejndose tambin de la juntura. Como resultado de lascondiciones descriptas en el prrafo anterior, la regin de cargaespacial en la juntura se ensancha y la diferencia de potencial querepresenta llega casi al nivel de la tensin de la batera externa. Lacirculacin de corriente a travs de la unin es extremadamente

pequea, si se produce. "Una unin P-N, alimentada por una fuente deCorriente Continua de esta manera, se dice que est PolarizadaInversamente".

En el circuito elctrico representado en la figura "B", se han invertidolas conexiones de la batera externa, estando ahora su ElectrodoPositivo conectado al semiconductorTipo P y su Electrodo Negativo alsemiconductorTipo N. Con esta disposicin de polarizacin de launin P-N, los electrones del material Tipo P cercanos al ElectrodoPositivo de la batera rompen sus ligaduras covalentes y entran a la

batera, creando en el material nuevas lagunas.

Al mismo tiempo los electrones libres del material Tipo N son repelidospor el Electrodo Negativo de la batera movindose hacia la juntura, aldesplazarse van creando nuevos espacios o lagunas que sonocupados por nuevos electrones que ingresan al material desde elElectrodo Negativo de la batera. Toda esta accin da como resultado


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un estrechamiento de la carga espacial de modo que los electronescomienzan a difundirse rpidamente a travs de la juntura dirigindosehacia el electrodo positivo de la batera, al combinarse con las lagunasdel material P. Esta circulacin electrnica continuar mientras semantenga conectada la fuente de alimentacin externa. "Una unin P-N alimentada por una batera externa tal como se muestra en la figura"B", se dice que est Polarizada Directamente".

En esta figura se ha representado una curva generalizada para unaJuntura P-N de la tensin de polarizacin de la juntura Vs. laintensidad de corriente circulante por la misma, observe que se hancontemplado los casos de polarizacin directa e inversa.

En la regin de polarizacin directa (cuadrante superior derecho), sepuede ver que la intensidad de corriente circulante por la juntura,aumenta inicialmente lentamente a medida que aumenta la tensinaplicada a la juntura, es decir, partiendo desde tensin cero yprcticamente hasta llegar a los 500 mV a 600 mV, cada variacin de100 mV producen un aumento en la intensidad de corriente de unospocos mA, cruzando el umbral de la Barrera de Energa o de Potencialque impone la juntura (alrededor de 600mV), la intensidad de corrienteaumenta rpidamente de modo que para variaciones de la tensin de


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polarizacin de unos pocos mV la intensidad de corriente aumenta enforma importante.

En la regin de polarizacin inversa (cuadrante inferior izquierdo),observe que para variaciones de varios volts de la tensin aplicada la

intensidad de corriente sufre escasas variaciones y est dentro delorden de los microAmpar (mA). El nivel de dicha tensin podr sersiendo aumentada (dependiendo del diodo utilizado) hasta un ciertonivel, despus del cual se producir un efecto de avalancha en launin que producir un brusco aumento de la intensidad de corrienteinversa que si no es limitada producir la destruccin instantnea de launin. Dicho nivel de tensin es denominado Tensin de Zener.

Diodos

El dispositivo de estado slido ms simple es el Diodo, el cual serepresenta por el smbolo mostrado en la siguiente figura.

La estructura bsica del Diodo es una juntura P-N, similar a la descritaanteriormente.

El material tipo N es denominado Ctodo del Diodo y es simbolizadopor la letra K. El material tipo P es denominado Anodo del Diodo y essimbolizado por la letra P. El sentido de la flecha utilizada parasimbolizar el nodo del diodo, representa el sentido de circulacin deCorriente Convencional a travs del diodo. El sentido de circulacin decorriente electrnica a travs del diodo (sentido de circulacin real de

la corriente elctrica) es contrario a la flecha, es decir, de "Ctodo" a"Anodo" (negativo a positivo).

SEMICONDUCTORES

Los dispositivos de estado slido son elementos pequeos peroverstiles que pueden ejecutar una gran variedad de funciones de


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control en los equipos electrnicos. Al igual que otros dispositivoselectrnicos, son capaces de controlar casi instantneamente elmovimiento de cargas elctricas.Se los utiliza como rectificadores, detectores, amplificadores,osciladores, conmutadores, mezcladores, moduladores, etc. Su peso ytamao son reducidos, son de construccin slida y muy resistentesmecnicamente lo que los hace libres de microfonismos y se lospuede fabricar de manera que sean inmunes a severas condicionesambientales.

Materiales semiconductores

Los dispositivos de estado slido hacen uso de la circulacin decorriente en un cuerpo slido. En general todos los materiales pueden

clasificarse en tres categoras principales: conductores,semiconductores y aisladores.Como su nombre lo indica, un material "semiconductor" tiene menorconductividad que un "conductor" pero mayor conductividad que un"aislador". Hasta hace algunos aos el material ms utilizado en lafabricacin de semiconductores era el Germanio, luego fureemplazado por el Silicio, material que sigue siendo utilizadoactualmente. De cualquier manera en muchos circuitos todava sonutilizados diodos de germanio.

Resistividad

La aptitud de un material para conducir corriente (conductividad), esdirectamente proporcional al nmero de electrones libres del material.Se denomina electrones libres a aquellos que se encuentran en larbita ms externa del tomo y que estn unidos dbilmente al ncleodel mismo, por no estar completa la cantidad de electronescorrespondientes a dicha rbita. Los buenos conductores tales comola plata, el cobre y el aluminio, tienen gran cantidad de electroneslibres. Su resistividad es del orden de unas pocas millonsimas deohm-cm3.

Los aisladores tales como el vidrio, el caucho y la mica, que tienenmuy pocos electrones unidos dbilmente al ncleo, tienenresistividades que alcanzan millones de ohm-cm3. El germanio purotiene una resistividad de 60 ohms-cm3, mientras la resistividad del


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silicio puro es considerablemente mayor, del orden de los 60.000 ohm-cm3.

A estos materiales, cuando son utilizados para fabricarsemiconductores, se le agregan impurezas para reducir su resistividad

hasta un orden de aproximadamente 2 ohm-cm3 a temperaturaambiente. Esta resistividad disminuye rpidamente a medida queaumenta la temperatura en el cuerpo del semiconductor.

Estructura atmica

Fig.1 - Atomo de Aluminio

- Electrones (Cargas negativas):

Cantidad Total = 13(Cantidad en 1 Capa = 2, Cantidad en 2 Capa = 8, Cantidad en 3

Capa = 3 )Nmero Atmico = 13

- Ncleo formado por:

Protones (Cargas positivas): Cantidad = 13Neutrones (Carga elctrica neutra): Cantidad =14

Peso atmico = 27

La teora electrnica explica que los tomos de todos los elementosestn constituidos de forma similar a la del aluminio: un ncleoformado por protones y neutrones y girando alrededor de l,


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distribuidos en capas y cada uno en su rbita, (esta de forma elptica),un nmero de electrones igual al nmero de protones. Por ser la cargaelctrica de los ELECTRONES NEGATIVA y la de los PROTONESPOSITIVA y adems contar el tomo con la misma cantidad de cadauno de ellos, estas cargas se compensan entre s dando comoresultado un estado de carga elctrica neutra en el tomo. Por estar lamateria formada por tomos, tambin es neutra en su estado normal,es decir est equilibrada elctricamente.

Electrones Libres

Si fuera posible observar un grupo de tomos que conforman unamolcula de aluminio, se vera que los electrones situados en la capams externa (cantidad = 3) y que estn dbilmente ligados al ncleo,

no permanecen constantemente en el mismo tomo, sino queerrticamente algunos de ellos saltan de tomo a tomo, por estarazn se los denomina Electrones Libres. La razn de la dbil ligaznde estos electrones con el ncleo se debe a que la tercer capa a laque pertenecen no se encuentra completa, es decir tiene un dficit deelectrones. Esta es una caracterstica propia de los materialescoductores.


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Se ha representado un tomo de carbono, en el tenemos la primercapa (rbita) completa, 2 electrones. La segunda capa (rbita) cuentacon 4 electrones solamente, para que el tomo fuera estable y nocontara con electrones libres (dbil ligazn con el ncleo), esta capa

debera tener 8 electrones.

En la figura en la que se ha representado un tomo de cobre, en eltenemos la primer capa (rbita) completa, 2 electrones. La segundacapa (rbita) tambin est completa, 8 electrones. La tercer capa(rbita) se encuentra completa, 18 electrones. La cuarta capa (rbita)es la incompleta, esta capa podra tener un mximo de 32 electrones,pero para que el tomo fuera estable solo se necesitaran 8electrones.

Anteriormente en el documento se vio que los tomos de todos loselementos estn constituidos por un ncleo (formado por protones yneutrones) y una cantidad de electrones igual a la de los protones,dispuestos en capas u rbitas. Cada capa puede contener unamxima cantidad de electrones, este mximo nmero de electronespuede determinarse utilizando el siguiente clculo:


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Mxima cantidad de electrones por capa = 2n2

Siendo n el nmero de capa, contando a partir del ncleo, para la quese desea conocer la mxima cantidad de electrones que puedecontener.

CAPA DESIGNACIONCANTIDAD MAX.ELECTRONES

1 K 2X12=2

2 L 2X22=8

3 M 2X32=18

4 N 2X42=32

5 O 2X52=50

6 P Desconocida

7 Q Desconocida

Como se ha descrito, los electrones en un tomo se sitan ensucesivas capas a partir del ncleo: No puede formarse una nuevacapa hasta que la anterior no haya completado la cantidad deelectrones que le corresponde. Un tomo es estable, o sea que no se

combina qumica ni elctricamente con otros tomos cuando su capaexterior se encuentra completa. Los electrones de la capa exterior sonlos que pueden combinarse qumica o elctricamente con loselectrones de otros tomos, estos electrones son denominadosELECTRONES de VALENCIA. Cuando la capa exterior de un tomocontiene 8 electrones, el tomo se mantiene muy estable y nopresenta tendencia a perder ni ganar ningn electrn. Por esta raznningn tomo contiene ms de 8 electrones en su capa exterior. Porejemplo, la capa N (cuarta capa) puede contener un mximo de 32electrones, pero si esta capa constituye la capa exterior del tomo en

cuestin no contendr ms que 8 electrones. Ejemplos tpicos sonalgunos gases denominados nobles:

Argn - NAtmico: 10

Kriptn - NAtmico: 36

Nen - NAtmico: 36

1 Capa - 2 1 Capa - 2 1 Capa - 2


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electrones electrones electrones

2 Capa - 8electrones






En los gases descritos, as como tambin lo son el Radn y el Xenn,sus tomos por su estabilidad no tienden a combinarse con ningnotro elemento y ni siquiera entre s para formar molculas.

Formacin de una molcula de un mismo elemento


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Al compartir un electrn de su capa exterior dos tomos de Fluorforman una molcula de Fluor (F2).

Como se puede apreciar en la figura, el tomo de Fluor contiene 7electrones en su capa ms externa. Al no contener 8 electrones eltomo no es estable, sino que es qumicamente Activo, por lo tantopretender permanentemente ganar un electrn para completar sucapa ms externa. Si puede combinarse con algn otro elemento queeste dispuesto a perder un electrn de su capa externa lo har, de locontrario puede combinarse con otro tomo de su propia especie paraformar la molcula de Fluor. En el caso citado anteriormente los dos


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tomos de Fluor simplemente estn compartiendo sus electrones. Estacondicin se mantendr mientras no se presente la oportunidad deque ambos tomos puedan adquirir el electrn que les falta, en estecaso la molcula de Fluor se dividir en dos tomos y cada unotomar del otro elemento un electrn que ya no tendr que compartircon sus pares.

Formacin de la molcula de un compuesto

En la figura anterior se muestra como se combinan los tomos de doselementos diferentes para formar una molcula de un compuesto,permitiendo comprender la mayor parte de las reacciones qumicas. ElN 1 es un tomo de Sodio, en el centro se muestra el ncleo con 11cargas positivas (11 protones) que equilibran sus 11 cargas negativas(11 electrones). Observemos como estn dispuestos estos electrones


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en las 3 capas del tomo: 2 en la primer capa (capa completa), 8 en lasegunda capa (capa completa), 1 en la tercer capa (capa incompleta,deberan ser 8 por ser la capa externa). Al estar este undcimoelectrn solo en la capa externa, el tomo de Sodio estar muydispuesto a perderlo.

El N 2 es un tomo de Fluor, este muestra 9 cargas positivas en suncleo (9 protones) que equilibran sus 9 cargas negativas (9electrones). Observemos como estn dispuestos estos electrones enlas 2 capas del tomo: 2 en la primer capa (capa completa), 7 en lasegunda capa (capa incompleta, deberan ser 8 por ser la capaexterna). Al faltarle un electrn para completar esta ltima capa, eltomo de Fluor est muy dispuesto para ganar un electrn ycompletarla. Es evidente que si se colocan juntos un tomo de Sodio y

uno de Fluor, el electrn libre de la capa externa del tomo de Sodiosaltar a ocupar el lugar libre de la ltima capa del tomo de Fluor,dando como resultado esta combinacin un elemento compuestodenominado "Fluoruro de Sodio". Veamos ahora que los tomos deambos elementos, N 3 y N 4, han quedado con una conformacinmuy similar, la gran diferencia es que se han convertido en iones, ionpositivo de Sodio (anin) e ion negativo de Fluor (catin).

En ambos ya las cargas positivas del ncleo no compensan las cargasnegativas de los electrones, en el tomo de Sodio tenemos 11 cargas

positivas en el ncleo y 10 electrones orbitndolo, el tomo ya no esneutro elctricamente, presenta una "carga positiva". En el tomo deFluor tenemos 9 cargas positivas en el ncleo y 10 electronesorbitndolo, el tomo ya no es neutro elctricamente, presenta una"carga negativa". Las partculas de cargas distintas se atraenmutuamente y eso explica por qu se mantienen juntos los dos ionesde Sodio y Fluor formando una molcula de Fluoruro de Sodio.

Energa almacenada en un condensador

Para cargar un condensador debe realizarse un trabajo paratransportar electrones de una placa a la otra. Como dicho trabajo sedesarrolla en un tiempo dado, se desarrolla energa cintica que esalmacenada en el condensador como energa potencial.La carga de un condensador puede compararse con la energa


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cintica desarrollada al comprimir un resorte, este al ser comprimidoalmacena esa energa como energa potencial que devolver comoenerga cintica cuando sea liberado.

La energa almacenada en un condensador puede calcularse por la

siguiente expresin:

W = 0.5CV2

expresndose:

W: en JoulesC : en FaradiosV : en Voltios

La energa elctrica que puede ser almacenada en un condensador espequea, por lo que difcilmente puede ser utilizado como fuente deenerga. A pesar de este inconveniente, otras propiedades que poseeposibilitan mltiples aplicaciones de este componente en circuitoselectrnicos.

Cmo se vio en la expresin anterior, la energa almacenada en uncondensador es directamente proporcional al cuadrado de la tensinaplicada V. Esta condicin parece indicar que para un condensador

dado conseguiramos almacenar mucha enenrga con el solo hecho deaumentar indefinidamente la tensin aplicada al mismo.Esto es verdad hasta un lmite dado, es real que si se va aumentandoel nivel de la tensin aplicada a las placas del condensador la energaalmacenada en l se incrementar exponencialmente, es obvio sino notendra sentido la expresin matemtica anterior .

Este ltimo concepto puede representarse grficamente:


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La energa almacenada en el condensador est representada por lazona grisada de la fig. 6, vemos que al incrementarse la tensinaumenta la carga almacenada y como consecuencia aumenta lasuperficie que representa la energa almacenada.En este punto volvemos a pensar que si siguiramos aumentando latensin aplicada indefinidamente conseguiramos almacenar cada vems energa, ya vimos que este aumento es verdad pero tiene unlmite y ese lmite es impuesto por el material utilizado en el dielctrico.

Cuando la tensin (diferencia de potencial) aplicada a las placas de uncondensador llega a tomar un nivel suficientemente alto, su dielctricose perfora y conduce. En este caso al cortocircuitarse las placas elcondensador queda inutilizado."La tensin de perforacin del dielctrico depende del material

utilizado en l y de su espesor". "La mxima tensin que puede resistirun dielctrico sin perforarse es llamada: Rigidez Dielctrica", esttabulada por materiales y se expresa en voltios o kilo-voltios por mm. opor cm.

MaterialKv/cm deespesor

Caucho 250

Ebonita 500

Mrmol 17Mica 750

Parafina 400

Prespahn 135

Para que un condensador trabaje dentro de lmites seguros, no debesoportar tensiones superiores en forma continua a la denominada"Tensin de trabajo", que normalmente es indicada de alguna formapor el fabricante en las especificaciones impresas en su cuerpo. Sipuede soportar picos algo mayores (aproximadamente un 40% de la

tensin de trabajo) por breves instantes, siempre que estos picos nosean continuos y repititivos.

Algunos tipos de condensadores comerciales

Condensadores de Poliester


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Gama de capacidades fabricadas: 1 nF a 2.2 FTensiones de trabajo: 100 a 600 V.

Condensadores de Polietireno

Gama de capacidades fabricadas: 10 pF a 10 nFTensiones de trabajo: 30 a 500 V.

Condensadores cermicos

Gama de capacidades fabricadas: 0.5 pF a 470 nFTensiones de trabajo: 3 a 3.000 V.

Ninguno de los condensadores presentados tienen polaridad, por lotanto los terminales pueden conectarse a positivo o negativoindistintamente.Existe otro tipo de condensadores los que en su gran mayora si tienenuna polaridad definida para su conexin, esta polaridad es indicada enel cuerpo del capacitor. La inversin de polaridad en un capacitor de

este tipo lo lleva a su destruccin.Este tipo de capacitores son denominados 'CondensadoresElectrolticos' por su tecnologa de construccin y pueden ser de

Aluminio o Tantalio. En algunos tipos par usos especiales en CorrienteAlternada, los condensadores electrolticos se construyen nopolarizados y se identifican con 'NP'.


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Gama de capacidades fabricadas: 0.47 a 220.000 FTensiones de trabajo: 10 a 1000 Voltios

Agrupamiento de condensadores en conexin paralelo y serie

Capacitores en paralelo

Observe el circuito, en el se puede aprecir que todos loscondensadores estn sometidos a la misma tensin de fuente Vb = 12V, al cargarse todos adquirirn esta diferencia de potencial entre susplacas, pero la energa almacenada por cada uno depender de sucapacidad, recuerde que:

W = 0.5 C V2

La capacidad equivalente o total de los tres condensadores en

paralelo es igual a la suma de las capacidades parciales:

Ct = C1 + C2 + C3

en nuestro caso reemplazando por los valores dados en el circuito setendr:


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Ct = 0.05 F + 0.001 F + 0.1 F = 0.151FCt = 0.151 F

la energa total almacenada en los tres condensadores es:

Wt = W1 + W2 + W3

Wt = 0.50.0510-6122+0.50.00110-6122+0.50.110-6122

Wt = 0.00001087 Joules

o lo que es igual:

Wt = 0.50.15110-6122 = 0.00001087 Joules

Vemos por los clculos realizados que 'la energia total almacenada enun conjunto de condensadores en paralelo, es igual a la energaacumulada por un condensador cuya capacidad sea igual a lacapacidad equivalente o total del conjunto'.

Condensadores en serie

'Observe que la resolucin de condensadores en serie es igual a la deresistencias en paralelo y la de condensadores en paralelo es igual ala de resistencias en serie'.

Averiguaremos a continuacin la capacidad total del circuito planteado

en la Fig. 8:


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o bien se puede resolver tal como se resuelve en el caso deresisstencias en paralelo:

luego la capacidad total ser:

Observe que ambas formas de calcualr la capacidad equivalente ototal arrojan el mismo resultado.Planteamos las siguientes reglas que rigen los circuitos decondensadores en serie:

1. El condensador de menor capacidad queda sometido a la mayortensin.2. La capacidad equivalente es menor que la capacidad del menorcondensador.3. Todos los condensadores se cargan y descargan al mismo tiempo.

La energa acumulada en el circuito serie planteado en la Fig. 8 es:

W = 0.5 Ct Vb2

W = 0.5 0.00097 10-6 122 = 0.0000000698 Joules

Circuitos con condensadores de igual capacidad en conexinparalelo o serie

Cuando todos los condensadores involucrados en el circuito son de


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igual capacidad, la capacidad equivalente o total es igual a:

Condensadores en serie:

Condensadores en paralelo:

Ct = Capacidad de uno de los condensadores n

Siendo n la cantidad de condensadores iguales dispuestos enconexin en paralelo.

Un dispositivo que sea capaz de almacenar cargas elctricas esllamado condensador". Cuando se aplica una tensin de corrientecontinua a un condensador, la corriente empieza a circularinstantneamente con la intensidad mxima que le permite laresistencia del circuito. Esta corriente decrece a medida que transcurreel tiempo hasta alcanzar el nivel cero.Por el contrario la tensin entre los terminales del condensador sercero en el instante que se aplica tensin al circuito e ir creciendo almismo ritmo con que la intensidad de corriente va decreciendo.Un condensador insertado en un circuito se opondr a los cambios detensin en el mismo.

Como se puede deducir, en un circuito elctrico el condensador secomporta elctricamente en forma opuesta a la de una bobina.

Fsicamente un condensador est formado por dos placas de material


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conductor separadas por un material aislante.

La capacidad de un condensador es una funcin directamenteproporcional a la superficie de las placas enfrentadas, e inversamenteproporcional a la distancia de separacin de las mismas, todo afectadopor una constante que es dependiente del material utilizado comodielctrico llamada "Constante Dielctrica" (epsilon).Esto quiere decir que para un espesor dado del aislador o dielctrico,la capacidad ser cada vez mayor cuanto mayor sea la superficie delas placas, o viceversa.Para una superficie dada de placas, la capacidad ser cada vez mayorcuanto menor sea la distancia que las separa (espesor del dielctrico),o viceversa.

Clculo de la capacidad de un condensador formado por dos placasparalelas:

donde:

C=Capacidad en microfaradios (F)S=Superficie de una de las placas en centmetros cuadrados=Constante dielctrica (obtenida en tablas)e=Espesor del dielctrico en cm.

La "Constante Dielctrica" es independiente de la superficie de lasuperficie y espesor del dielctrico , porque en cada caso es unacomparacin con un vaco de las mismas dimensiones.


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MaterialConstanteDielctrica

Vaco 1.0

Aire 1.00059

Papel deAbeto

2.7

Resina 2.5

Caucho Duro 2.8

Papel Seco 3.5

Cristal Comn 4.2

Cuarzo 4.5

Mica 4.5 a 7

Cermica 5.5

Vidrio Fino 7.0Vidrio

Ordinario7.0 a 9

Ejemplo:

1. Hallar la capacidad de un condensador cuyas placas son paralelas,tienen una superficie de 35 cm2, la separacin entre las mismas es de0.12 cm. y el dielctrico es aire.

Segn la formula,

Reemplazando por los datos suministrados,


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2. Veamos que sucede con la capacidad de este condensador si enlugar del dielctrico aire se coloca un dielctrico de mica del mismoespesor.

Observe la importancia del material con que est conformado eldielctrico del condensador comparando los resultados obtenidos en

"A" y "B".Esto nos inidca que para la misma superficie de placas e igualseparacin entre las mismas la capacidad varia en funcin del materialutilizado como dielctrico.Entre las placas de un condensador se establece un campo elctricopuesto que al cargarse el condensador una de las placas entregaelectrones al generador quedadndo con carga positiva y la otraadquiere electrones en la misma proporcin con que los pierde la otrapoaca adquiriendo carga negativa.E

l fenmeno descrito anteriormente es el resultado de que lapermisividad del aire para el pasaje de las lneas de fuerza de uncampo elctrico es uno y la de los materiales utilizados comodielctrico en la fabricacin de condensadores es mucho mayor."Hay que tener cuidado de no confundir permisividad de pasaje de laslneas de campo elctrico con conductividad de corriente elctrica"

Condensador formado por dos placas enrrolladas


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En la figura anterior se ha representado un condensador de losutilizados en encendidos con bobina de ignicin y ruptor, como puedeapreciarse las placas son dos lminas generalmente de aluminioseparadas por lminas aislantes que conforman el dielctrico, estaslminas hasta hace unos aos se construan con papel embebido enaceite aislante, actualmente se utiliza para las mismas poliestireno opolipropileno.Para lograr en el condensador la capacidad necesaria para el correctofuncionamiento del circuito, es preciso tener una amplia superficie deplacas enfrentadas.Por dimensiones fsicas del condensador, es imposible tener esasuperfie de placas en un plano, por eso se recurre a formarlas con doslargas lminas de material conductro separadas por lminas aislantes,conjunto que luego es enrrollado y encapsulado.

La unidad de medida de la capacidad es el Faradio, por ser esta unaunidad muy grande, en la prctica son utilizados submltiplos de lamisma y que son:

Microfaradio (F) (puede aparecer expresado como "mfd") = 10-6faradiosNanofaradio (nF) = 10-9 faradiosPicofaracio (pF) (puede aparecer expresado como "F") = 10-12faradios

Comportamiento de un condensador en corriente continua.

Proceso de carga y descarga.

El condensador que est representado en la Fig. 1 est descargado, osea que la diferencia de potencial entre las placas 1y 2 es igual a 0 yambas placas tienen un potencial diferente al de la batera.

Al cerrar el interrruptor Sw, el polo positivo de la batera atraer


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electrones de la placa 1 y el polo negativo repeler electrones hacia laplaca 2 (Fig 2).Recordemos que cargas de distinto signo se atraen y cargas de igualsigno se repelen.La cantidad de electrones extrados de la placa 1, atrados por el polopositivo de la batera, ser igual a la canatidad de electrones repelidospor el polo negativo de esta e impulsados hacia la placa 2."Esta condicin se cumple por tratarse de un circuito en conformacinserie, recordemos que en un circuito serie la corriente tiene la mismaintensidad en cualquier punto del mismo."Las placas se van cargando en el tiempo, la 1 positivamente y la 2negativamente. Esta carga se va produciendo en forma gradual, peroal mismo tiempo que se produce se va generando entre placas unaDiferencia de potencial (se abrevia como d.d.p) que se opone a la

tensin aplicada, de ah el retardo que se produce en eel crecimientodel nivel de tensin entre placas del condensador."Cuando la diferencia de Potencial llega a igualar el nivel de la tensinaplicada, cesa la circulacin de corriente en el circuito, en ese instanteel condensador est completamente cargado (Fig. 3)"

Del anlisis de la condicin de carga descrito, surge el porque en uncircuito serie alimentado por corriente continua y que tiene insertadoun condensador, este bloquea el pasaje de corriente por el circuito.

Proceso de carga de un condensador con una lmpara en serie

Una vez que el condensador ha alcanzado su mxima carga y ya nocircula ms corriente por el circuito, por ms que se abra y se cierre el


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interruptor el condensador seguir manteniendo la carga adquirida.Para descargarlo se debe reemplazar la batera por un puente,entonces el condensador devolver al circuito la energa que tienealmacenada.

Proceso de descarga del condensador

Observar que los sentidos de circulacin de corriente en la carga y ladescarga son opuestos, por ser la circulacin electrnica de negativo apositivo.De lo analizado en el circuito se deduce que en un circuito seriealimentado por corriente continua y en el que este incluido uncondensador, solamente se establecer circulacin de corriente por elmismo, en los instantes de carga y descarga del condensador.

Observar que las circulaciones de corriente se establecen entre placas

del condensador a travs del circuito externo del mismo."La corriente no circula de placa a placa internamente en elcondensador, si asi sucediera significara que el condensador tendrasu dielctrico en cortocircuito o con fugas importantes, lo que lotornara inservible como condensador".

Circuito equivalente de un condensador con fugas en eldielctrico


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Como se puede apreciar en elo circuito la "resistencia de prdida ofuga" aparece como una resistencia en paralelo con la capacidad realdel condensador. (Fig. 5)

Las resistencias comerciales pueden ser divididas en dos grandesgrupos: Fijas y Variables.

1. Las fijas denominadas de composicin utilizan polvo de carbncomo material resistivo aglutinado con un aglomerante formando unabarra, la que es encapsulada con una resina fenlica.

2. Las fijas denominadas de carbn depositado utilizan polvo de

carbn aglutinado depositado sobre un cilindro cermico, suresistencia es funcin del espesor de la capa de carbn depositada yen algunos casos segn el valor resistivo buscado, se deposita elcarbn formando un espiral, por lo que su valor resistivo es funcin delespesor de la capa de carbn y del ancho de las espiras de lahelicoide formada. Son protegidas por una capa de pintura epoxdica.

3. En las fijas denominadas de xido metlico ciertos xidosmetlicos son depositados a alta temperatura sobre un tubo cermico.Son protegidas por una capa de pintura epoxdica o por una cubierta

cermica.

4. En las fijas denominadas de alambre un alambre de niquelina,nchrom, etc. es arrollado sobre un cilindro cermico. Son protegidaspor un encapsulado cermico.

Resistencias de composicin (Fig. 1)

Se fabrican para disipaciones mximas de: watt; watt; 1 watt; 2watt; 3 watt; 4 watt

Resistencias de carbn depositado (Fig. 2)

Se fabrican para disipaciones mximas de: 1/8 watt; 1/4 watt; 1/3 watt;1/2 watt; 1 watt; 2 watt


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Resistencias de xido metlico (Fig. 3)

Se fabrican para disipaciones mximas de: watt a 7 watt

Resistencias de alambre (Fig. 4)

Se fabrican para disipaciones mximas de: 1 watt a 25 wattExisten comercios especializados en electrnica industrial que puedenproveer hasta potencias de 250 watts o ms.

Valores de resistencia comerciales ms usuales en resistenciasde carbn con tolerancia del 5%

De 0,47 ohm a 22 Megaohm, en pasos de:

10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82 100

Resistencias cuyo valor hmico es indicado por bandas decolores pintadas en su cuerpo

Cdigo de 4 bandas (ver fig. 5)

COLOR1ra cifra 2da cifra

Multiplicador Tolerancia

Negro ----- 0 1 ----------Marrn 1 1 10 ------

----Rojo 2 2 100 ------

----Naranja 3 3 1.000 ------

----Amarillo 4 4 10.000 ------

----Verde 5 5

100.000------

----Azul 6 6

1.000.000------

----Violeta 7 7

10.000.000------

----


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Gris 8 8 ------------- ----------

Blanco 9 9 ------------- ----------

Dorado -------------------------------------- 0,1 +/-5%Plateado -------------------------------------- 0,01 +/-

10%Sincolor

-------------------------------------- ------------- +/-20%

Cdigo de 5 bandas (ver fig. 6)

Color 1ra cifra 2dacifra

3ra cifraMultiplicador

Tolerancia

NEGRO ------------ 0 0 1 --------------MARRON 1 1 1 10 +/- 1%ROJO 2 2 2 100 +/- 2%NARANJA 3 3 3 1.000 -----------AMARILLO 4 4 4 10.000 --------------VERDE 5 5 5 100.000 --------------AZUL 6 6 6 1.000.000--------------

VIOLETA 7 7 7 10.000.000 --------------GRIS 8 8 8

100.000.000--------------

BLANCO 9 9 91.000.000.000

--------------

PLATEADO ------------- ------------

--

-------------- 0,01 --------------

DORADO ------------- ------------

--

-------------- 0,0001 --------------

Resistencias variables (Fig. 7)


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Un potencimetro, tal como se ve en la figura, es un componente detres terminales, entre dos de ellos se encuentra depositada unaresistencia sobre un substrato de material aislante, el tercer terminalest conectado a un patn deslizante que hace contacto con lasuperficie de dicha resistencia, de esta forma se logra tener unaresistencia variable si se lo conecta adecuadamente.

El material base o substrato puede ser de resina fenlica ocermica.El material que conforma la resistencia puedeser:

- Polvo de carbn amalgamado con un aglutinante, (es utilizadoen los potencimetros denominados de carbn )

- Polvo de xido metlico amalgamado con un aglutinante, (esutilizado en los potencimetros denominados de cermet )

- De alambre de nichrom, niquelina, etc. enrrollado sobre unaforma cermica, (es utilizado en los potencimetros denominadosde alambre)

En los potencimetros de ajuste de la posicin del cursor por rotacin,el ajuste puede lograrse por medio de un eje al cual tiene acceso elusuario, o por medio de algn tipo de herramienta, por ejemplo

destornillador.

En los potencimetros de ajuste de la posicin del cursor pordeslizamiento longitudinal, el ajuste normalmente es por medio de uneje al cual tiene acceso directo el usuario.


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Sensores de temperatura motor


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Modelos: Vectra 2.0, Calibra 2.0, Cavalier 2.0.Motor: X20 XEV

Ao: 1993 a 1995

Estamos acostumbrados que prcticamente en todos los vehculos elSensor de Temperatura de Motor es un componente resistivo decaractersticas NTC, es decir se trata de una resistencia (tambinllamada termistancia) que varia su magnitud en funcin de latemperatura a la que se encuentra expuesta. Como este componentese encuentra inmerso en el lquido refrigerante del motor "a medidaque aumenta la temperatura de motor disminuye la resistencia delsensor".

Recordemos como el computador de a bordo se entera a quetemperatura se encuentra el motor. (Ver figura 1).La tensin presente en el "Punto A" variar de acuerdo a la resistenciaque tenga el sensor en cada momento.A una temperatura de 15 C elsensor podr tener una resistencia de 3,6 KW, lo que dar una tensinen el "Punto A" de 3,21 Volt. Con el motor caliente 95 C, el sensorpodr tener una resistencia de 290 W, lo que dar una tensin en el"Punto A" de 0,633 Volt.Estas tensiones analgicas son procesadas por un conversor

analgico/digital y entregadas al microprocesador, el que consultandoen la tabla de temperaturas que tiene en memoria sabr a quetemperatura se encuentra el motor. En el caso del computador "Simtec56", el sensor de temperatura de motor tambin es del tipo NTC. Lavariacin importante radica en que el PCM maneja una estrategiaparticular en la resistencia de referencia a los + 5Volt de este sensor.

El sensor de temperatura de motor adopta los siguientes valoressegn la temperatura de motor a la que est expuesto:

TemperaturaResistencia10 C 3,3 K60 C 870 80 C 300 98 C 250


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Observe en el circuito presentado en la figura 2.La resistencia de referencia del sensor a + 5 Volt est conformada pordos resistencias conectadas en serie, una de 3,6 K y la otra de 350, esta serie da una resistencia total de Rt = 3,95 K. Con el motorfro, supongamos a 10 C, el sensor tiene una resistencia propia de 3,3K, en ese caso la tensin en el "Punto A" (informacin hacia el PCM)es de:Tensin en el "Punto A" a 1

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