BMW Terminos Electricidad

8/10/2019 BMW Terminos Electricidad

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BMW Service

Aftersales Training -Informacin bsica.Trminos bsicos del sistema

elctrico del vehculo.


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Toda la informacin contenida en la informacin bsica constituye, junto con el libro de trabajo,una herramienta slida y fundamental de la literatura de formacin del BMW Aftersales Training.

Modificaciones y suplementos de los datos tcnicos deben tomarse de la informacinactualizada correspondiente de BMW Service.

Actualizacin de la informacin: octubre de 2007

Contacto: [email protected]

2007 BMW AGMnchen, GermanySoloestpermitidalareproduccin,totaloparcial,conlaautorizacinporescritodeBMW AG, MnchenVS-12 Aftersales Training


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Informacin bsica.Trminos bsicos del sistemaelctrico del vehculo.

Electrones, protones, neutrones

Sin tensin no hay corriente

Ley de Ohm

Resistencia elctrica

Conexin de resistencias en serie y enparalelo


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Indicaciones sobre esta informacin bsica

Smbolos utilizados

Para facilitar la comprensin y destacar la informacin importante, en lapresente informacin bsica se utilizan los siguientes smbolos:

3 Contiene informacin que permite transmitir mejor un concepto enrelacin con los sistemas descritos y su funcionamiento.

1Identifica el final de una indicacin.

Actualidad de la informacin bsica

Debido al progreso continuo en el proceso de fabricacin y a la mejora delequipamiento de los vehculos BMW pueden encontrarse pequeasdiferencias entre esta informacin bsica y los vehculos disponibles parael curso.

En la publicacin solo se han documentado vehculos con volante a laizquierda. En los vehculos con el volante a la derecha, algunos elementosde mando presentan una disposicin parcialmente diferente a lamostrada en los grficos de la informacin bsica.


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ndice.Trminos bsicos del sistema

elctrico del vehculo.

Introduccin 1Por qu son tan importantes unosconocimientos bsicos de electrotecnia? 1

Funciones 3tomos, electrones y portadores de carga 3Tensin elctrica 6Corriente elctrica 9

Resistencia elctrica 14Ley de Ohm 19Potencia elctrica 20Circuito elctrico 21Condensador y capacidad elctrica 25Bobina e inductividad 28Interruptores y pulsadores 32

Resumen 33Aspectos que debera recordar. 33


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Introduccin.Trminos bsicos del sistema elctrico del vehculo.

Por qu son tan importantes unos conocimientos bsicosde electrotecnia?

Los vehculos BMW montan en la actualidadcada vez ms sistemas elctricos yelectrnicos. Esto se debe a la fiabilidad cadavez ms elevada, a desarrollos funcionalesadicionales ms rpidos y a la minimizacingeomtrica de los componentes. Laincorporacin de sistemas elctricos yelectrnicos en nuestros vehculos tienecomo finalidad mejorarlos, dotarlos de una

mayor seguridad y hacerlos ms confortablespara garantizar el xito de ventas hoy y en elfuturo.

Para comprender las complejas relacionesquese desarrollan en lossistemas elctricos oelectromecnicos, los conocimientos bsicosen electricidad tambin son de vitalimportancia para quienes no trabajandirectamente con el sistema elctrico.

En esta informacin de producto se resumenlos conocimientos bsicos de la electrotecnia.

En su interior encontrar tanto las frmulas yleyes ms importantes de la electrotecniacomo la descripcin de los elementosconstructivos ms relevantes, como laresistencia, la fuente de tensin, etc.

Asimismo, se ha procurado abordar en

profundidad los temas ms importantes, perocon una descripcin breve y ajustada.

Esta informacin de producto es adecuadacomo material de consulta.


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Funciones.Trminos bsicos del sistema elctrico del vehculo.

tomos, electrones y portadores de carga

Para poder explicar mejor las magnitudeselctricas como la tensin, la corriente, laresistencia, as como los semiconductores,

conductores y aislantes, en este punto sehacen necesarias algunas explicaciones de lafsica atmica.

tomosLa materia al completo est estructurada enunos 100 elementos distintos.

Los componentes ms pequeos de estoselementos son los tomos. El supuesto deque el mundo se compone de partesindivisibles ya lo manifestDemcrito (filsofode la antigua Grecia) hace ms de 2.500 aos.De ah deriva el trmino tomo:a-tomos = indivisible.

Actualmente sabemos que los tomos sepueden dividir y que se componen de unadisposicin de neutrones, protones yelectrones.

Existen distintas teoras sobre la constitucinde los tomos. Para la electrotecnia la teorams ilustrativa es la de Niels Bohr. El modelode tomo expuesto anteriormente es elmodelo de tomo de Bohr. Muestra cmoestn dispuestos los electrones, protones yneutrones entre ellos. Asimismo, se parte dela base de que los tomosse componen de

un ncleoy una capa atmica.

La estructura se puede comparar con unsistema planetario:Una estrella o sol (ncleo atmico) en torno alcual giran los planetas (capa atmica).

El ncleo se encuentra en el centro del tomo.Se compone de protones y neutrones. Losneutrones son partculas de masa que nopresentan carga. Los protones son partculascon carga elctrica positiva. Los protones yneutrones tienen aproximadamente la mismamasa.

El ncleo atmico tiene carga positiva ycontiene prcticamente toda la masa deltomo.

Los electrones son partculas con cargaelctricanegativa.El nmerode electrones en

la capa atmica es igual al nmero deprotones en el ncleo. Esta masa deelectrones es aproximadamente 2.000 vecesmenor a la masa de protones o neutrones.

Un tomo es elctricamente neutral haciafuera. El ncleo atmico y la capa atmicatienen el mismo nmero de cargas elctricas(protones y electrones).

Mediante la fuerza de atraccin elctrica entrelas cargascontrapuestas se mantienenunidosel ncleo atmico y la capa atmica.

Con ayuda de energa externa (p. ej. luz, calor

y procesos qumicos) los electrones sepueden desplazar a un nivel de energasuperior y regresar desde ah a su estadoinicial, donde absorben o desprenden energa.

El tomo es el componente mspequeo de los elementosqumicos. Lostomosse componende un ncleo y una capa.

1 - Estructura de un tomo de litio

ndice Explicacin

1 Electrones

2 Neutrones

3 Protones


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ElectronesLos electrones se mueven por varias rbitasen forma circular o elptica en torno al ncleodeltomo. Enfuncin delmaterial (p. ej.cobre,plomo, aluminio) existen hasta siete tipos derbita diferentes que se designan desdedentro hacia fuera con las cifras 1 a 7 o con lasletras K a Q. En cada una de dichas rbitassolo se puede mover siempre un nmeroconcretode electrones. El nmeromximodeelectrones por rbita es:

Un tomo de hidrgeno, p. ej., tiene solo unelectrn que recorre la rbita 1 en torno alncleo atmico. Por contra, un tomo decobre tiene 29 electrones que circulan por 4rbitas (K2, L8, M18 y N1) en torno al ncleo.

Los electrones de la rbita ms alejada deltomo tambin se llaman electrones devalencia. Son los responsables de enlazar lostomos entre s.

Los tomos tienen tendencia a ocuparrespectivamente su rbita ms alejada con elmximo nmero de electrones. Para alcanzareste estado, los tomos establecen enlaces

con otros tomos.

Lostomoscon ms electrones que protoneso ms protones que electrones se denominaniones. El trmino ion proviene del griego ysignifica el que camina o se mueve.

Los tomos que tienen solo unos pocoselectrones de valencia, los desprendenfcilmente. El tomo tiene entonces msprotones que electrones y se convierte en union positivo.

El tomo de un elemento con varioselectrones de valencia absorbe electronesadicionales para completar su capa msalejada. El tomo tiene entonces mselectrones que protones y se convierte en union negativo.

Los iones positivos o negativos resultantes seatraen entre ellos, formando un enlace fijo. Deeste modo, se crea un nuevo material.

Un nuevo enlace de al menos dos tomos sedenomina molcula.

rbita rbita Nmero deelectrones

1 K (rbita interior) 2

2 L 8

3 M 18

4 N 32

5 O 50

6 P 72

7 Q (rbita msalejada)

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2 - Ion cargado positivamente

3 - Ion con carga negativa


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Portadores de cargaLos portadores de carga pueden ser tantoelectrones (portadores de carga metlicos)como iones (portadores de carga lquidos ygaseosos).

Debido a la distancia relativamente granderespecto al ncleolos electrones msalejados(electrones de valencia) tienen un enlacereducido con el ncleo. Al aplicar energa altomo (p. ej. calor, luz y procesos qumicos)los electrones de valencia sedesprenden de la

capa ms alejada del tomo. Se crean, portanto, los electrones libres.

El movimiento de los electrones libres de untomo hacia otro tomo se denomina comoflujo de electrones o corriente elctrica.

El flujo de electrones no solo se compone deun nico electrn libre, sino de un elevadonmero de electrones libres.

Este movimiento de los electrones libresno esdirigido, es decir, no se puede fijar deantemano ninguna direccin.

4 - Movimiento no dirigido de los electrones en un conductor


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Tensin elctrica

Qu es la tensin elctrica?Debido a la separacin de las cargas positivaspor un lado y de las cargas negativas por otrose produce una fuente de tensin.

Las fuentes de tensin siempre tienen dospolos con distinta carga. En un lado, el polopositivo presenta una carencia de electrones.En el otro lado, el polo negativo presenta unexceso de electrones.

Entre el polo negativo y el polo positivopredomina una tendencia a la compensacinde electrones, es decir, si se enlazan los dospolos los electrones fluyen desde el polonegativo al polo positivo.

Esta tendencia a la compensacin de loselectrones se denomina tensin elctrica.

En el ejemplo de una batera de vehculo, sepuede observar el principio de la tensinelctrica.

Los procesos electromecnicos en la bateradel vehculo ocasionan una separacin de lacarga:

Por un lado se acumulan los electrones(polo negativo),

por el otro lado predomina una carencia deelectrones (polo positivo)

Entre los polos se produce una diferencia depotencial, una tensin elctrica.

El nivel de la tensin depende de la diferenciade la cantidad de electrones.

Si se enlazan ambos polos de la bateramediante un conductor elctrico con unaresistencia elctrica dada, los electrones semueven desde el polo negativo al polopositivo. Una corriente elctrica fluye hastaque entre los polos no exista una diferencia depotencial o se interrumpa el circuito.

Sobre la tensin elctrica se pueden formular

las siguientes afirmaciones:

La tensin elctrica es la presin o la fuerzaque se ejerce sobre los electrones libres.

La tensin elctrica es la causa de lacorriente elctrica.

La tensin elctrica (presin) se producepor la diferencia de carga de dos puntos opolos.

Signo de frmula

Elsigno de frmula de la tensin elctrica es laU mayscula.

Unidad de medida

La unidad de medida de la tensin elctrica Ues el voltio (V).

La tensin elctrica existe cuandoentredos puntos, p. ej., lospolosdeuna batera, se da una diferencia en

la cantidad de electrones.La unidad de medida de la tensinelctrica U es 1 voltio (V).

5 - Polos positivo y negativo de una batera de vehculo

ndice Explicacin

1 Polo negativo de la batera

2 Polo positivo de la batera(generalmente se marca en rojo)


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Medicin de tensin

La tensin elctrica semidecon elmedidor detensin. Con frecuencia se utiliza para medirlas magnitudes elctricas (tensin, corriente,resistencia) un multmetro digital.

Un dispositivo de medicin de tensinsiempre se conecta en paraleloalconsumidor, al elemento constructivo o a la

fuente de tensin.

Para no influir en la conexin que se medir, laresistencia interna del dispositivo de medicinde tensin debera mantenerse lo ms grandeposible.

En la medicin en la fuente de tensin se mideel valor de tensin momentneo.

Al medir con el dispositivo de medicin detensin hayquetener en cuenta lassiguientesindicaciones:

El tipo de tensin, o sea la tensin alterna ocontinua, se debe ajustar.

El margen de medicin seleccionadodebera ser ms grande al principio.

Al medir la tensin continua, observar lapolaridad.

Tras la medicin, el medidor de tensin sedeber ajustar al margen ms grande detensin alterna.

Tipos de tensinTensin continua

La tensin elctrica con un nivel y polaridadsiempre constantes se denomina tensincontinua.

6 - Multmetro digital para la medicin de tensin

7 - Ejemplo: medicin de tensin en la resistencia R2

8 - Diagrama de la tensin continua


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Como fuentes de tensin continua sonampliamente utilizados clulas galvnicas(bateras), dinamos (en parte con rectificacinsecundaria), clulas fotovoltaicas(instalacionessolares) y bloques de red lgica.En la tcnica se utiliza a menudo unacombinacin de transformador y rectificador.

Aqu se muestran algunos ejemplos para losvalores de tensin:

Destello: varios millones de voltios

Encendido en el vehculo 15.000 V

Batera del vehculo: 12 V

Bateras: 1,5 V hasta 9 V

Tensin alterna

La tensin o corriente elctrica que cambiaconstantemente el nivel y la polaridad sedenomina tensin alterna o corriente alterna.

Un representante tpico de la tensin alternaes la "corriente de una toma" en el hogar.

La imagen muestra el intervalo temporal (t) deuna tensin alterna sinusoidal (u).

La tensin alterna se caracteriza porque susentido cambia regularmente.

En Europa la tensin alterna es de 230 V conuna frecuencia de 50 Hz. La frecuencia

(tambin denominada frecuencia de red)indica con qu frecuencia por segundo lacorriente fluye en la misma direccin.

Aqu se muestran algunos ejemplos para losvalores de tensin:

Lnea area de alta tensin: hasta400.000 V

Tranva 500 V

Electrodomsticos en Europa: 230 V

Telfono: 60 V

9 - Algunos ejemplos de fuentes de tensin continua

ndice Explicacin

1 Batera de vehculo

2 Clula nodal

3 Batera de 1,5 V

4 Acumulador para telfono mvil

5 Clula solar

10 - En la toma de corriente hay tensin alterna

11 - Diagrama de la tensin alterna


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Corriente elctrica

Qu es la corriente elctrica?La corrienteelctricaes el movimiento dirigidode portadores de carga, p. ej., electrodos oiones libres en un material o vaco.

La causa de la corriente elctrica es la tensinelctrica.

La corriente elctrica solo puede fluir en uncircuito elctrico cerrado.

Un circuito elctrico se compone de la fuentede tensin (p. ej., la batera), el consumidor

(p. ej., una bombilla) y los cables. Con elinterruptor se puede cerrar o interrumpir elcircuito elctrico.

Cada conductor elctrico contiene electroneslibres. Si elcircuitoelctricose cierra, se obligaa todos los electrones libres del conductor y elconsumidor a quese muevanal mismo tiempoa una direccin concreta debido a la tensincreada.

El nmeroelectrones que fluyenen un tiempodeterminado (portador de carga) es laintensidad de corriente y se denomina

vulgarmente como corriente.Cuantos ms electrones fluyen en unsegundo por un conductor mayor ser laintensidad de corriente.

Signo de frmula

El signo de frmula de la intensidad decorriente es la I mayscula.

Unidad de medida

La unidad de medida de la intensidad decorriente elctrica I es 1 amperio (A).

La corriente elctrica es hoy en da uno de losmtodos ms importantes para el transporte yel suministro de energa. As, actualmentetoda la iluminacin, la mayora deelectrodomsticos y toda la electrnica ytecnologa informtica funciona con energaelctrica.

El flujo de una corriente elctrica se puedeapreciar en distintos efectos. Principalmenteson el efecto trmico y el efecto magntico.

La corriente elctrica es elmovimiento dirigido de losportadores de carga, p. ej., loselectrones libres o iones en unmaterial o vaco.La corriente elctrica tiene el signodefrmulaI. Launidad demedidadela intensidad de corriente elctricaes el amperio (A).

12 - Movimiento dirigido de electrones libres

13 - Circuito elctrico cerrado

ndice Explicacin

1 Interruptor

2 Ampermetro

3 Resistencia


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Tipos de corriente tcnica

Corriente continua

En el caso ms sencillo fluye una corrientesiempre constante. Este tipo de corriente sedenomina corriente continua (en ingls DC =direct current).

Cuando los procedimientos exactos en elconductor todava no eran conocidos, ladireccin de corriente se fijaba fuera de una

fuente de tensin desde el polo positivo alpolo negativo. Esta direccin de corriente seconoce como direccin tcnica de corriente.A pesar de que aquella teora se refut, se haconservado la direccin original (histrica) decorriente por motivos prcticos. Por estemotivo la direccin de corriente tambin sedefine hoy dentro de una conexin desde elpolo positivo al polo negativo.

Para entender el mecanismo del flujo decorriente y derivar determinadas propiedadeselctricas de materiales, se observa elmovimiento real de los portadores de carga.

En un circuito elctrico cerrado se expulsanportadores de carga libres (electrones) desdeel polo negativo y atrados por el polo positivo.De este modo, se crea una corriente deelectrones desde el polo negativo al polopositivo. Esta direccin de corriente es ladireccin fsicade la corriente, tambinllamada direccin de corriente de electrones.

Corriente alternaAdems de la corriente continua tambinexiste la corriente alterna (en ingls AC =alternatingcurrent).La corriente alterna esunacorrienteelctricaque cambia peridicamentesu polaridad (sentido) y su valor de corriente(intensidad). Lo mismo se aplica a la tensinalterna. La corriente alterna se caracterizaporque la direccin de la corriente cambiaperidicamente. La frecuencia (tambindenominada frecuencia de red) de la corrienteindica con qu frecuencia por segundo lacorriente fluye en la misma direccin. La

corriente domstica en Europa, p. ej., es de50 Hz.

La tensin alterna/corriente alterna se generanmediante generadores en centrales deenerga. Asimismo, un rotor gira en elgenerador 360 grados. Este genera unatensin con polaridad alterna, es decir, undesarrollo sinusoidal. La tensin alterna msimportante en Europa es la tensin de red de230 voltios. Tiene una frecuencia de 50 Hz.Esto corresponde a 50 giros por segundo deun rotor en el generador.

14 - Direccin tcnica de corriente

15 - Direccin fsica de corriente


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La intensidad de corriente media de la

corriente alterna es cero. Obviamente, a una

corriente alterna no se le puede asignarningn sentido.

Para poder formular de todos modos unenunciado sobre la intensidad de corriente, sedefine una intensidad de corriente efectivapara las corrientes alternas.

El valor efectivo ieffes aprox. el 70 % del picode corriente is. El valor efectivo indica qucorriente continua tiene la misma potencia.

Esta magnitud indica una corriente continuaconla cual tendra lugar un transporte de cargadel mismo volumen como con la corrientealterna.

Corriente mixta

Una corriente mixta se produce cuando en uncircuito elctrico pueden actuar al mismotiempo una fuente de corriente continua y unacorriente alterna. Las corrientes peridicasson, por tanto, una sobreposicin de corrientecontinua y corriente alterna.

Medicin de corriente

El dispositivo de medicin de corrientesiempre se conecta en serie respecto alconsumidor. Para ello, la lnea del circuitoelctrico se debe separar para insertar el

aparato de medicin en el circuito elctrico.Durante la medicin, la corriente debe fluir porel aparato de medicin.

La resistencia interior del aparato de medicindebera ser loms baja posible enohmiosparano influir en el circuito elctrico.

Al medir con un aparato de medicin decorriente hay que observar las siguientesindicaciones:

Observar el tipo de corriente, es decir, sifluye corriente alterna o continua (CA/CC)por la conexin.

El margen de medicin seleccionadodebera ser lo ms grande posible alprincipio.

Con corriente continua hay que vigilar lapolaridad.

Trasla medicin, elmedidorde corriente se

deber ajustar al margen ms grande detensin alterna.

16 - Valores caractersticos de la corriente alterna sinusoidal

ndice Explicacin

ieff Valor efectivo de la corrientealterna

ispos,isneg

El pico de corriente ises elmximo positivo o negativo demedia onda.

iss La corriente pico-pico issseencuentra entre el valor puntapositivo y negativo de unaduracin de perodo.

1

ieff = is* ---------

2

17 - Medicin de la corriente elctrica

ndice Explicacin

1 Interruptor

2 Medidor de corriente

3 Resistencia


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Pinza de corrienteOtra posibilidad para medir la corriente laofrece la pinza de corriente. La medicin decorriente con la pinza es especialmenteventajosa cuando se deben medir lasintensidades de corriente > de 10 A. Otraventaja reside en que el circuito elctrico parala medicin de la intensidad de corriente no sedebe abrir.

Algunos ejemplos de intensidad de corriente:

Destello: > 100.000 A

Horno de fundicin de aluminio: aprox.15.000 A

Soldadura elctrica 500 A

Estrter: hasta 250 A

Tranva: aprox. 50 A Plancha: 2 A

Televisor en color hasta 1 A

Bombilla (100 W): 0,45 A a 230 V

Calculadora de bolsillo: 0,007 A

Densidad de corrienteLa densidad de corriente indica la densidad decompresin de los electrones en unconductor. Cuanto ms densa sea y mselectrones se compriman, conms frecuenciay violentamente chocarn los electronescontra los tomos. Los choques liberanenerga calorfica. El calentamiento delconductor aumenta. El aumento de calorpuede llegar hasta tal punto que el conductorpuede calentarse o quemarse.

El calentamiento de un conductor no solodepende de la intensidad de corriente I, sinotambin de la seccin de cable. A partir de losdos factores se determina la densidad decorriente J. Cuantomsdensa se comprima lacorriente en un conductor, ms fuerte ser elcalentamiento.

Signo de frmula

El signo de frmula de la densidad decorriente es la J mayscula.

Unidad de medida

La densidad de corriente se compone de lacorriente en amperios (A) y la seccin de cable

en milmetros cuadrados (mm2

). De ah que launidad de medida de la densidad de corrientesea A/mm2.

Frmula

18 - Medicin de corriente con una pinza de corriente

ndice Explicacin1 Pinza de corriente

2 Cable negativo de la batera

19 - Frmula parala densidaddecorriente J

ndice Explicacin

J Densidad de corriente en A/mm2

I Intensidad de corriente enamperios

A Seccin transversal del conductoren mm2

Seccintransversal delcable

Corriente mximaadmitida

0,75 mm2 13 A

1,0 mm2 16 A

1,5 mm2 20 A

2,5 mm2 27 A

4 mm2 36 A


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Modelo sustitutivo para corriente y tensinLa tensin elctrica y la corriente elctricatambin se puede comparar conuna corrientede agua.

Entre el agua en el conducto superior (puntocon el potencial ms elevado) y el agua en elconducto inferior (punto con el potencial msreducido) hay una diferencia (diferencia depotencial = tensin).La bomba quebombeaelagua desde abajo hacia arriba se correspondea la fuente de tensin.

Con el grifo del agua abierto fluye el agua eimpulsa las ruedas de pala de la turbina. Almismo tiempo se produce la transformacinde energa. Adems, en un circuito elctricoen el conductor fluyen los portadores de

carga, que forman la corriente elctrica desdeel punto con el potencial ms elevado al puntocon el potencial ms bajo. La lmpara de sealcorresponde a la turbina (convertidor deenerga).

Cuanta ms agua haya en el tubo, ms aguallegar al extremo del tubo. De igual modoocurre con la corriente elctrica. Cuantos mselectrones haya, mayor ser la intensidad decorriente elctrica por el conductor.

20 - Circuito del agua

ndice Explicacin

1 Bomba de agua

2 Vlvula

3 Turbina

4 Flujo de agua

21 - Circuito elctrico simple

ndice Explicacin

1 Fuente de tensin

2 Interruptor

3 Bombilla

4 Direccin de corriente


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Resistencia elctrica

DefinicinEl movimiento de portadores de carga libresen el interior de un conductor tiene comoconsecuencia que los portadores de cargalibres chocan contra los tomos y venalterados su flujo.

Este efecto se denomina resistencia elctrica.

Mediante este efecto, la resistencia elctrica

tiene la propiedadde limitar la corrienteen unaconexin.

La resistencia elctrica tambin se denominacomo resistencia hmica. En la electrnica, lasresistencias desempean un papel muyimportante. Junto a las resistencias clsicascomo elementos constructivos, cadacomponente tiene un valor de resistencia,queinfluye en cierta medida sobre tensiones ycorrientes en los circuitos elctricos.

Signo de frmula

El signo de frmula de la resistencia es la R

mayscula. La R se debe a la denominacininglesa Resistor = resistencia.

Unidad de medida

La unidad de medida para la resistenciaelctrica eselohm con susmbolo (Omega),que proviene del alfabeto griego.

Signo de conexin

Medicin de la resistencia hmica

El valor de la resistencia hmica se mide conun medidor de resistencia. Casi siempre seutiliza el multmetro digital para evitar erroresde lectura e imprecisiones. Al medir laresistencia hay que tener en cuenta lassiguientes indicaciones:

Durante la medicin, elcomponente que seva a medir no debe estar conectado a unafuente de tensin porque el dispositivo demedicin de resistencia tiene su propia

fuente de tensin y determina mediante latensin o la corriente el valor de resistencia.

El componente que se va a medir se debedesmontar del circuito elctrico al menospor un lado. De lo contrario, loscomponentes en paralelo influyen en elresultado de la medicin.

La polaridad no tiene importancia.

La resistencia elctrica es lainhibicin de la transformacin deelectrones por la estructurareticulada del conductor.Cada conductor y, con l, cadaconsumidor, ofrece unaresistencia ala corriente.Tres factores determinan laresistencia de un conductor:- Material- Longitud- Seccin transversal.La unidad de medida de laresistencia es el Ohm.

Signo de frmula:El valor de resistencia est impresoo indicado mediante anillos de color.

22 - Signo de conexin de laresistencia


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Resistencia elctrica de los conductoresLa resistencia de un cable depende de lasdimensiones del conductor, la resistenciaelctrica especfica y la temperatura.

Cuanto ms largo es un cable, mayor ser suvalor de resistencia.

Cuanto mayor sea la seccin transversal delcable, ms pequeo ser su valor deresistencia.

Distintos materiales con las mismasdimensiones ofrecen distintos valores de

resistencia. Cada material tiene unaresistencia especfica determinadaRho.

La resistencia elctrica especfica de unmaterial es el valor de resistencia que resultacon una longitud de 1 m y una seccintransversal de1 mm2 a una temperatura de20C.

Cuanto ms baja sea la temperatura, msreducida ser la resistencia elctrica.

La resistencia elctrica de un conductor secalcula segn la siguiente frmula:

En la siguiente tabla, se indica la resistenciaespecfica de algunos conductores utilizadosen la electrotecnia.

Conductor, no conductor y semiconductorEn la electrotecnia se usa a menudo el valorrecproco de la resistencia elctrica, laconductancia.

El signo de frmula para la conductancia es laG. La unidad de la conductancia elctrica(siemens) se abrevia S.

En funcin de su conductancia, los materialesse subdividen en conductores, noconductores y semiconductores.

23 - Frmula para calcular laresistencia elctrica de unconductor

ndice Explicacin

R Resistencia elctrica en ohmios

Resistenciaelctricaespecficaen(Ohm * mm2/ m)

l Longitud del conductor en mA Seccin transversal del conductor

en mm2

Material Resistencia especfica en (Ohm * mm2/ m)

Plata 0,0161

Cobre 0,0178

Oro 0,023Aluminio 0,0303

Estao 0,11

Hierro 0,13

24 - Frmula para laconductancia elctrica


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ConductoresSe diferencia entreconductores de electronesy conductores de iones. Los conductores deelectrones se componen de tomos de metalque establecen entre ellos un enlace fijo.

En metales, en la capa mssuperficial solo hayunos pocos electrones (electrones devalencia), que se pueden desprenderfcilmente. Se movern con relativa libertaddebido a la red cristalina formada por losncleos atmicos.Debido a la energa trmica,

los electrones se mueven en la red cristalinade manera muy irregular. En el medio, no seproduce ningn cambio de lugar, es decir,ningn transporte de carga.

Si el conductor se somete a una presinelctrica (la tensin elctrica), los electronesse movern en una direccin determinada.

Fluye una corriente de electrones desde elpolo negativo al polo positivo.

Los electrones se pueden mover sinobstculos entre los tomos debido a laestructura cristalina de los metales.

No conductores (aislantes)

En los aislantes, el nmero de portadores decarga libres es igual a cero. Por este motivo, laconductibilidad elctrica es nfimamentereducida.

Normalmente, se utilizan aislantes o

materiales aislantes para separar conductoreselctricos entre s (aislar).

Entre los no conductores se encuentran losmateriales slidos como el plstico, la goma, elvidrio, la porcelana, el papel, los lquidos comoel agua pura (H2O), aceites y grasas, perotambin el vaco y los gases bajodeterminadas condiciones.

Semiconductores

La conductibilidad elctrica de lossemiconductores se encuentra entre los

metales y los aislantes. Los semiconductoresse diferencian de los conductores en que loselectrones de valencia se liberan solo por unainfluencia externa, como puede ser la presin,la temperatura, la iluminacin o elmagnetismo, convirtindose entonces enconductores.

Los materiales semiconductores son porejemplo el silicio, el germanio y el selenio.

Resistencia como elemento constructivoSi la resistencia de las conducciones es

mayormente un efecto indeseado, en laelectrnica suele ser necesario limitar lacorriente en un circuito elctrico a un valordeterminado. Adems, solo se empleanresistencias como elementos constructivoscuya clase y magnitud se adecue a la finalidadcorrespondiente. Puesto que las resistenciasa menudo tienen unas dimensiones muyreducidas y su valor no se puede imprimir o es

difcil de leer, el valor de resistencia se suele

indicar mediante un anillo de color. Cada colorestablece un valor determinado, de modo queal sumar los valores se puede determinar elvalor de resistencia. El valor indicado en laresistencia es vlido para una temperatura de20C. Esta limitacin existe porque todos losmateriales modifican su resistencia con latemperatura.

25 - Flujo de electrones en un conductor


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Resistencia modificable mecnicamenteLas resistencias modificablesmecnicamentese distinguen en:

Potencimetros

Disparadores

Tienen la misma funcin elctrica (divisorvariable de tensin). El valor de resistencia de

un potencimetro se puede modificar encualquier momento, mientras el valor deresistencia del disparador solo se modificaocasionalmente para igualar.

Los potencimetros estn encapsulados paraque no penetre el polvo y estn provistos deun eje.

Lneas elctricas

Las lneas elctricas del vehculo secomponen de conductores elctricos, por logeneral de cobre o aluminio y recubrimientosaislantes. Las lneas aisladas se denominantambin cables.

Las lneas elctricas se unen de formaindependiente a los mazos de cables. Losaisladores se utilizan para separarelctricamente los conductores elctricosentre s (aislar). Para poder diferenciar losconductores elctricos unos de otros, losaislamientos tienen diferentes colores.

En los esquemas elctricos, las lneaselctricas se representan como una lneacontinua.

En funcin de la utilizacin que quiera drsele,las lneas elctricas tienen un diseo diferente(aislante, seccin, tendido firme o flexible). Laslneas flexibles (mviles) se tienden comomallas de finos hilos (trenza metlica).

En los circuitos de corriente elctrica de losvehculos BMW, las lneas elctricas siempreestn correctamente dimensionadas. Seutilizan lneas de cobre con suficiente seccin

transversal. La cada de tensin de las lneasse mide siempre de forma que, con lacorriente nominal del consumidor, la cada detensin de las lneas siempre sea admisible. Sise producen errores en la instalacin elctrica,en especial debido a resistencias de paso(p. ej. si hay corrosin en los contactos) o a lainterrupcin del cable, puede presentarse unacada de tensin en los cables dealimentacin. Esto puede provocar uncomportamiento errneo del consumidor y uncalentamiento inadmisible del cable dealimentacin.

26 - Lnea elctrica

ndice Denominacin

1 Conductor elctrico (uno ovarios hilos metlicos)

2 Aislador de plstico

27 - Conector con lneas elctricas


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Resistencia interior de una fuente de tensinHasta ahora hemos partido de la base de queuna fuente de tensin siempre suministra unatensin U determinada, p. ej., una bateraplana de 4,5 V.

Cada batera y la mayora de bloques dealimentacin muestran una cada de tensincuando uno o varios convertidores de energa(normalmente consumidores como unalmpara, un motor, etc.) se conectan. Si seconecta, p. ej., una lmpara de 4,5 V / 2 W a

una pila plana, la tensin descender de 4,5 Va 4,3 V.Esto debe a la resistencia interior Ri dela fuente de tensin (pila).

Uno se puede imaginar una pila real como unaconexin en serie a partir de una fuente detensin ideal, o sea, muy constante con unatensin de origen Uqy una resistencia(resistencia interior Ri).

En realidad no se incorpora una resistencia,sino que se trata nicamente de un dibujoesquemtico, una "imagen de conexinsustitutiva".

La tensin de origen Uq permanececonstante, es decir, es independiente de lacorriente I. La fuente de tensin con laresistencia interior Riy la tensin de origen(tensin original) Uq solo se carga mediante elconvertidor de energa RL(resistencia decarga, resistencia exterior, "consumidor").

La resistencia de carga RL no "recibe" toda latensin de origen en los bornes (KL) A y Bporque una parte se pierde en la resistenciainterior Ride la pila.

UKL = Uq- URiSi fluye corriente I por el circuito exterior,disminuir la tensin en los bornes por el valorI*Ri(la tensin que cae en la resistenciainterior Ricuando la corriente I fluye por l).

La tensin en los bornes (es decir, la tensinque se encuentra en la resistencia RL),desciende al aumentar la corriente.28 - Resistencia interior de una fuente de tensin Ri

29 - Tensin en la resistencia de carga RL


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Ley de Ohm

La ley de Ohm (por su descubridor GeorgSimon Ohm) es una de las leyes msimportantes de la electrotecnia, que describe

la relacin entre la tensin, la corriente y laresistencia.

DefinicinLa ley de Ohm indica que la cada de tensinU a travs de un conductor metlico atemperatura constante es proporcional a lacorriente elctrica que fluye a travs del

mismo con la intensidad de corriente I.Tensin (U) = Resistencia (R) * Corriente (I)

Con ayuda de la ley de Ohm se puedencalcular tres magnitudes bsicas de uncircuito elctricocuandose conocen al menosdos de ellas. Las tres magnitudes bsicas sonla tensin, la corriente y la resistencia.

La ley de Ohm se puede escribir con las tresfrmulas siguientes:

U = I * R

I = U / R

R = U / I

Ejemplo:

Sienunconsumidorcon una resistencia deunohm se aplica una tensin de un voltio, laintensidad de corriente en el circuito ser deun amperio. Si se aumenta la tensin, tambinaumenta la corriente. Si se aumenta laresistencia del consumidor, la corrientedisminuye si se mantiene la tensin.

El tringulo mgico se puede utilizar comoayuda para determinar las distintas frmulasde la ley de Ohm.

El valor que se va a calcular se tacha. Con losdos valores restantes se calcula el resultado.

Para poder recordar la secuencia de losvalores, se memoriza la palabra URI.

Consejo prctico:

Si el circuito elctrico es accesible condificultad o no se puede separar, se debermedir la tensin en una resistencia conocidaen el circuito elctrico. A continuacin, sepodr calcular la corriente con ayuda de la leyde Ohm.

La ley de Ohm es una de las leyesms importantes de la electrotecniay describe la relacin entre latensin, la corriente y la resistencia.Con ayuda de la ley de Ohm sepuedencalcularlas tresmagnitudesbsicas de un circuito elctricocuandoseconocenal menosdosdeellas.Laley deOhm sepuedeescribir conlas siguientes tres frmulas:U = I * RI = U / RR = U / I

30 - El tringulo "mgico"


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Potencia elctrica

La expresin popular "consumir corriente" esincorrecta desde el punto de vista tcnico, yaque la corriente que fluye al interior de unaparato tambin vuelve a salir del mismo. Enrealidad, en la corriente domstica lo habituales que los electrones "bailen" solo un poquitosin que fluya un nmero relevante deelectrones desde el cable al aparato. Lo querealmente "fluye", es la energa elctrica.Dicha energa no se consume, tal como se haasumido popularmente, sino que setransforma, p. ej.en energa mecnica (motor),energa trmica (secador de cabello) y energaqumica (p. ej. al cargar una batera de telfonomvil). El trabajo realizado (el producto detensin, intensidad de corriente y tiempo) sedetermina mediante un contador de corriente.Por este motivo, el "consumo de corriente"tambin se contabiliza en la unidad de energakilowatio-hora y no en la unidad de corrienteamperio.

Por lo general la potencia es la capacidadde realizar un trabajo en un tiempodeterminado.

La potencia elctrica es un valor queencontramos definido de distintas formas enla electrnica y la electrotecnia. Lacaracterstica comn de todas las potencias(en tensin continua) es la unidad de medida yel signo de frmula.

Signo de frmula

El signo de frmula de la potencia es la Pmayscula.

Unidad de medida

La unidad bsica de la potencia elctrica es el

vatio (W) o tambin el voltamperio (VA). Este

ltimo se obtiene a partir del clculo con latensin y la corriente. La indicacin de launidad de medida VA se encuentra a menudoen transformadores y electromotores.

La correlacin matemtica entre la potenciaelctrica P, la tensin elctrica U, la corrienteelctrica I y la resistencia elctrica R sepresenta en el siguiente diagrama.

Unamagnitudelctricadesconocida se puedecalcular a partir de dos magnitudes conocidasp. ej.,

P=U *I

La potencia del motor de un vehculo tambin

se indica en kW.

La potencia es la capacidad derealizar un trabajo en undeterminado perodo de tiempo.Existen muchas frmulas paracalcular la potencia a partir de lacorriente, la tensin y la resistencia.La frmula ms frecuente dice:P = U * IEl signo de frmula de la potenciaelctrica es la P mayscula y la

unidad de medida es el vatio (W).

31 - Circuito de conversin para corriente I, tensin U, resistencia R ypotencia P


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Circuito elctrico

En los casos vistos hasta ahora, un circuitoelctrico se compona de una fuente detensin y una resistencia de carga. Sinembargo, en el vehculo hay conectadasmuchasfuentes de tensin (alimentacin de lared de a bordo) al mismo tiempo. En talescasos se habla de un circuito elctricoampliado. En el circuito elctrico ampliado sediferencian dos conexiones bsicas:

- Conexin en paralelo

- Conexin en serie (conexin en lnea)

A continuacin se explican ambos tipos deconexin con resistencias comoconsumidores. Con otros consumidorescomo un motor elctrico, una bombilla o unrel se presenta el mismo comportamiento.

En el sistema elctrico de un vehculo tambinse presentan circuitos elctricos comoesquema de circuitos.

La nica diferencia con los esquemas decircuitos presentados hasta ahora radica enque con frecuencia falta la representacin deuna lnea de retorno. La lnea de retorno tienelugar en el vehculo BMW a travs de lacarrocera, la masa elctrica. La masa serepresenta mediante el siguiente smbolo deconexin.

Todas las conexiones de masa del vehculoestn unidas entre ellas elctricamentemediante la carrocera. La unin de lacarrocera con el polo negativo de la bateratiene lugar mediante una banda de cobre.

Conexin en paralelo y conexin en serie de resistencias

Conexin en serie de resistencias

En caso de una conexin en serie, todas lasresistencias se conectan consecutivamente.La corriente I fluye consecutivamente porcada una de las resistencias parciales, por loque debe superar la resistencia total.

Una conexin en serie de resistencias se dacuando fluye la misma corriente por todas lasresistencias.

La tensin total Ugesse divide en lasresistencias en la conexin en serie.

La suma de las tensiones parciales es igual ala tensin total.

Uges= U1+ U2+ U3Puestoque la corriente en la conexin en seriees igual en todos los lados, las resistenciasdesiguales provocan distintas cadas detensin/tensin parcial. Las tensiones secomportan como las resistenciascorrespondientes.

La resistencia total de la conexin en serie secompone de cada una de las resistenciasindividuales.

Rges

= R1

+ R2

+ R3

En la resistencia ms grande cae la parte msgrande de la tensin total. En la resistenciams pequea cae la parte ms pequea de latensin total.

En el circuito elctrico ampliado sediferencian dos conexiones bsicas:- conexin paralela- conexin en serieEn los esquemas elctricos delsistema elctrico del vehculo, enlugar delcable deretornose utilizalamasa elctrica.

32 - Signo de conexin paramasa

33 - Conexin en serie de resistencias


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Conexin en paralelo de resistencias

Si no se conectan consecutivamente lasresistencias, sino una junto a la otra, se hablade conexin en paralelo. La corrientequefluyepor esta conexin tiene a su disposicin unaseccin transversal mayor. De este modo laresistencia total es menor.

La resistencia total en una conexin enparalelo es siempre menor que la resistenciaindividual ms pequea.

En una conexin en paralelo de las

resistencias, hay la misma tensin en todas lasresistencias.

La corriente total se divide en el punto dederivacin de las resistencias en variascorrientes parciales. La suma de lascorrientesparciales es igual a la corriente total.

Iges = I1 + I2 + I3La resistencia total de la conexin en paraleloes ms pequea que la resistencia individualms pequea. Con cada resistencia enparalelo el circuito elctrico conduce mejor,esdecir, la conductanciaaumenta. La resistenciatotal de la conexin en paralelo de tres

resistencias se calcula conforme a estafrmula.

34 - Conexin en paralelo de resistencias

35 - La corriente I se divide en tres corrientes parciales

36 - Resistencia total de una conexin en paralelo


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Ley de Kirchhoff

La primera ley de Kirchhoff (regla nodal)

En la conexin en paralelo de resistenciasresultan unos puntos de derivacin,denominados puntos nodales, de la corrienteelctrica.

Si se observan las corrientes en torno al puntonodal, se podr determinar que la suma de lascorrientes que fluyen hacia l son igual degrandes que la suma de las corrientes quefluyen desde l.

Con la ayuda de la regla nodal se puedencalcular corrientes desconocidas en un puntonodal.

La regla nodal dice:

En cada punto nodal la suma de las corrientesentrantes es igual a la suma de las corrientes

salientes o la suma de todas las corrientes escero.

I1 + I2 = I3+ I4 + I5

Segunda ley de Kirchhoff (regla de lasmallas)

En un circuito cerrado (malla) se ajusta unadistribucin de tensin determinada. Lastensiones parciales se suman en su efectoglobal.

Si se observan las tensiones en la conexin, lasuma de las tensiones de origen Uq1 y Uq2 se

divide en tensiones parciales U1y U2en lasresistencias R1y R2. La corriente I es laresponsable de las cadas de tensin en R1yR2.

La regla de mallaspermite calcular unatensinde origen desconocida.

La regla de mallas dice:

En cualquiercircuito elctricocerrado, la sumade las tensiones de origen es igual a la sumade todas las cadas de tensin o la suma detodas las tensiones es cero.

Uq1 + Uq2+ (- U1) + (-U2) = 0

37 - Corriente en un punto nodal

38 - Tensiones en un circuito elctrico cerrado


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Errores ms frecuentes en el circuito elctrico

Resistencia de paso

Los puntos de unin se oxidan con el tiempodebido al aire, la humedad, la suciedad y losgases agresivos.

Esta oxidacin acta aumentando laresistencia de paso en los puntos de unin.

Segn la ley de Ohm, un aumento de laresistencia tiene como resultado una cada detensin. La elevada resistencia en el circuito

elctrico ocasiona una corriente reducida.De este modo, en el consumidor se reduce lapotencia. As, por ejemplo, una cada detensin ocasionada por la oxidacin de un10 % en los cables de los faros tiene comoresultado una reduccin de la potenciatransformada de un 20 %.

En caso de resistencias de paso y corrientespequeas de unos pocos amperios, la cadade tensin se puede obviar.

Al conectar consumidores, que ocasionangrandes vas de corriente, pueden producirse

cadas de tensin que reducen la capacidadde funcionamiento del consumidor. Puestoque no se pueden medir resistencias de pasomuy pequeas con el multmetro, se debenregistrar mediante medicin de tensin en uncircuito elctrico cerrado.

Cortocircuito

Se denomina cortocircuito elctricouna unin(a menudo accidental) conductora directaentre dos polos elctricos, por ejemplo entreel polo positivo y el polo negativo de unabatera.

Un cortocircuito, por tanto, no es otra cosaque la compensacin repentina de una fuentede tensin.

Loscortocircuitos se producen mayormente atravs de un aislante que se ha daado o por

medio de un error de conexin eninstalaciones elctricas o circuitos elctricos.

Mientras que la tensin elctricaprcticamente llega a cero, la corrienteelctrica alcanza su valor mximo, la corrientede cortocircuito. Esta corriente solo se limitamediante la resistencia interior Ri de la fuentede corriente.

Todos los electrones que se apian sobre lacompensacin intentan pasarsimultneamente por el conductor. Elconductor no puede resistir esta avalancha yse forman chispas o se calienta.

Debido a que la corriente de cortocircuitocarece de limitacin pueden producirsedaospor sobrecalentamiento a lo largo de loscables si no se protegen mediante fusibles.

Los fusibles deben fundirse cuando apareceuna corriente de cortocircuito y separar elpunto de cortocircuito lo ms rpidamenteposible del resto de la red de suministro"intacta". La desconexin debe efectuarse, en

funcin del circuito elctrico, lo msrpidamente posible (mximo en0,1 segundos) para reducir al mximo lasconsecuencias de una irrupcin de tensin yde la corrientede cortocircuito.De locontrario,no se puede excluir la posibilidad de unincendio.

Interrupcin de cables

En caso de una interrupcin de la linea, elcircuito elctrico no se cierra, es decir, el flujode corriente deseado est interrumpido. Amenudo se produce una interrupcin de la

linea debido a una conexin defectuosa.La consecuencia de una interrupcin de lalinea es que no funcionarn los componenteselctricos como la bombilla, resistencias decalefaccin, altavoces, etc.


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Condensador y capacidad elctrica

El condensador es un elemento constructivoque puede almacenar cargas elctricas oenerga elctrica.

La forma ms sencilla de un condensador secompone de dos placas de metalcontrapuestas y un aislante entre ellas.

Carga y descarga del condensadorLos procesos de carga y descarga en uncondensador se pueden observar en laconexin que hay a continuacin.

Si en un condensador se aplica una fuente detensin continua cerrando el interruptor, sedesplazarn cargas elctricas. En una de lasplacas del condensador se genera un exceso

de electrones (carga negativa), en la otra placahay una carencia de electrones (cargapositiva).

Adems, fluye brevemente una corriente decarga hasta que se acaba de cargar elcondensador. El flujo de corriente se puededeterminar con un ampermetro.

Si el condensador est cargado, no fluir mscorriente (elampermetro indica0 A), tampococuando la fuente de tensin permanezcaconectada.

El condensador bloquear la corriente

continua, es decir, la resistencia delcondensador ser infinitamente grande.Tras la separacin del condensador de lafuente de tensin continua, el condensador

permanecer cargado, es decir, entre lasplacas predomina la diferencia de electrones.

El condensador ha almacenado energaelctrica.

Si el condensador ha cortocircuitado porconmutacin del interruptor, fluir en sentidoopuesto una corriente de descarga. Lacorriente de descarga fluye hasta que ambasplacas vuelvan a ser elctricamente neutraleso hasta que la energa elctrica se transformeen la resistencia en energa trmica.

El desarrollo de la tensin o la corrientedurante la carga o descarga del condensadorse describe en la siguiente imagen.

Durante el proceso de carga del condensadorfluye al principio una elevada corriente. Latensin, por contra, es al principio reducida o

igual a 0 V. Con carga en aumento delcondensador la corriente se vuelve cada vezms pequea y la tensin, mayor. Con elcondensador cargado ya no fluye corriente. La

Los condensadores almacenan laenerga elctrica en un campoelctrico. Segn el tipo deconstruccin se diferencia entre:- condensadores no polarizados- condensadores polarizados.Se emplean para filtrar la tensinrectificada y para generar retrasostemporales.Lacapacidadde almacenamientodeun condensador se denominacapacidad elctrica. La unidad de

medida para la capacidad es elfaradio (F).

39 - Proceso de carga y descarga de un condensador

ndice Explicacin

1 Fuente de tensin continua

2 Interruptor

3 Medidor de corriente

4 Resistencia

5 Condensador

40 - Desarrollo de la tensin y la corriente al cargar o descargar elcondensador

ndice Explicacin

1 Carga del condensador

2 Descarga del condensador

i Corriente

u Tensin


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tensin alcanza el valor de la fuente detensin.

Al descargar el condensador, fluye al principiouna corriente elevada, pero en otra direccinque al cargar. La tensin tiene primero el valormximo y desciende continuamente con ladescarga del condensador. Si el condensadorse ha descargado completamente no fluircorriente y no habr diferencia de potencialentre las placas del condensador.

Si se aumenta el nmero de procesos decarga y descarga en la unidad temporal, p. ej.,

aplicando tensin alterna, el nmero decorrientes de carga y descarga aumentarsegn la unidad temporal, de modo que elvalor medio de la corriente por unidadtemporal tambin aumentar. As, la corrientese har mayor en el condensador, es decir, laresistencia del condensador se harperceptiblemente ms pequea (reactanciacapacitiva).

Loscondensadores se emplean en el vehculocomo acumuladores de carga breves, paraaplanar las tensiones y para minimizar lospicos de sobretensin.

Capacidad elctrica

La capacidad de almacenamiento de uncondensador se denomina capacidadelctrica. La unidad para la capacidad es elfaradio (F).

Los condensadores utilizados en la prcticatienen valores ms pequeos que un faradio:

1 mF = 10-3 F (mF = milifaradio)

1F = 1 0-6 F (F = microfaradio)

1 nF = 10-9 F (nF = nanofaradio)

1 pF = 10-12 F (pF = picofaradio)

Tiempo de carga y descarga delcondensador

Para calcular el tiempo decarga y descarga, senecesita el valor de la resistencia, por el cual

fluye la corriente de carga del condensador yel valor del propio condensador. El nivel de latensin aplicada no influye en el tiempo decarga.

La carga tiene lugar con ms rapidez cuantoms pequea sea la capacidad delcondensador C y ms pequea sea laresistencia R.

De ah que el producto resultante delcondensador C y la resistencia R seestablezca como constante temporal(tau).

= R * C

Dentro de cada constante temporal(tau) elcondensador se carga o descarga en un 63 %de la tensin creada o cargada. Tras 5constantes temporales, el condensador estarprcticamente cargado o descargado.

Tipos de condensadorSegn la aplicacin, se utilizan condensadoresno polarizados o polarizados.

En los condensadores no polarizados, las dosconexiones tienen el mismo valor, es decir, se

pueden intercambiar. Los condensadores nopolarizados pueden funcionar con tensincontinua y tensin alterna.

Los condensadores polarizados, por contra,tienen una conexin positiva y otra negativa.Ambas conexiones no se deben intercambiar.Los condensadores polarizados no deben

utilizarse con tensin alterna.

41 - Signo de conexin de loscondensadores

ndice Explicacin

1 Condensador no polarizado

2 Condensador polarizado

42 - Izquierda: Condensador nopolarizadoDerecha: Condensadorpolarizado


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Conexin en serie y conexin en paralelo de condensadoresDe manera similar a las resistencias, loscondensadores se pueden conectar enparalelo o en serie.

Conexin en serie de condensadores

Una conexin en serie de condensadores seda cuando los condensadores se conectanconsecutivamente y fluye la misma corrientepor todos los condensadores.

La tensin total Ugesse divide en los

condensadores en la conexin en serie. Lasuma de la tensin parcial es igual a la tensintotal. En la capacidad ms pequea cae latensin ms grande. En la capacidad msgrande cae la tensin ms pequea.

La capacidad total de la conexin en serie esms pequea que la capacidad individual mspequea. Por cada condensador en serie dems, desciende la capacidad total.

Conexin en paralelo de condensadores

En la conexin en paralelo de condensadores,las tensiones que hay en todos loscondensadores es la misma.

Puesto que la corriente carga los

condensadores, la capacidad total de todoslos condensadores es mayor que en cadacondensador individual. La capacidad total esigual a la suma de las capacidadesindividuales.

Cges= C1+ C2+ C3

Los condensadores se suelen conectar enparalelo para aumentar la capacidad.

43 - Conexin en serie de condensadores

44 - Capacidad total en la conexin en serie

45 - Conexin en paralelo de condensadores


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Bobina e inductividad

En el sistema elctrico de un vehculo, labobina se emplea en distintas aplicaciones,p. ej., como bobina de encendido, en rels yen los motores elctricos.

En el sistema electrnico de un vehculo labobina se encuentra en sensores inductivos,

p. ej., en el sensor de cigeal y de rbol delevas.

Las bobinas tambin se pueden utilizar paratransferir energa (transformador) o para finesde filtrado (p. ej. separadores de frecuencias).En los rels, la fuerza magntica de la bobinase utiliza para conmutar un interruptor.

Campo magntico de un conductor de corrienteEn torno a cualquierconductorporel quefluyecorriente se genera un campo magntico. Laslneas de campo tienen la forma de circuitoscerrados.

Elsentido de las lneas decampo en torno a unconductor por el que fluye corriente se puededeterminar con la regla del tornillo. Si seimagina un tornillo enroscado con rosca a laderecha de la corriente (sentido tcnico) en unconductor, la direccin de giro indica elsentido de las lneasde campo.Como smbolopara una corriente que entra en un conductor,se utiliza el signo, para una corriente quesale del conductor se emplea el crculo con unpunto en el centro.

InduccinSi un conductor o bobina elctrica se mueveen un campo magntico, provocar en elconductor o la bobina una tensin elctrica.Tambin se provocar una tensin en elconducto o la bobina cuando la intensidad delcampo magnticose modifique. Este procesose denomina induccin y la tensin generada

se llama tensin de induccin.

Si por la bobina fluye una corriente,se genera un campo magntico.Las bobinas almacenan energaelctrica en un campomagntico. Aldesconectar el flujo de corriente, laenerga magntica se transformadenuevo en energa elctrica. Seproduce una tensin de induccin.El signo de frmula para unainductividad es L. La unidad demedida para la inductividad es H(henrio).La intensidad del campomagnticode una bobina depende de:- el nmero de espiras N- intensidad de corriente I- la estructura de la bobinaLas bobinas se emplean entransformadores, rels yelectromotores.

46 - Campo magntico de un conductor por el que fluye corriente

47 - Induccin de la tensin elctrica en un conductor


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El nivel de la tensin inducida depende de:

La intensidad del campo magntico

La velocidad con la que el conductor o labobina elctrica se mueve en el campomagntico

El nmero de espiras de la bobina

Si por una bobina fluye corriente que cambiaconstantemente, se generar un campomagntico permanentemente cambiante entorno a la bobina. Cada cambio de la corrientegenera en la bobina una tensin de

autoinduccin.Esta tensin est dirigida de talmodo que contrarresta una modificacin.

El hecho de contrarrestar una inductividadfrente a los cambios del campo magntico(generacin y desaparicin), puedecompararse con el principio de inercia de lafsica. Un coche de carreras, p. ej., al acelerarcontrarresta el aumento de velocidad con lainercia de su masa. Al frenar, la inercia de lamasa del coche de carreras acta de tal modoque es necesario un perodo de tiempodeterminado hasta que el coche se detiene.

La tensin de autoinduccin es mayor,

cuanto mayor sea la inductividad L

cuanto mayor sea el cambio de corriente

cuanto menor sea el tiempo del cambio decorriente.

BobinaUna bobina clsica es un cable enrollado entorno a un cuerpo. Dicho cuerpono debe estarpresente de manera obligatoria. Bsicamentesirve para estabilizar el cable fino.

Si se enrolla el conductor de corriente a unabobina, se concentrarn las lneas del campomagntico en el interior de la bobina. Dichaslneas discurren en paralelo y con la mismadensidad. Se habla de un campo magnticohomogneo. En el punto de salida de laslneas del campo aparece el polo norte, en elpunto de entrada, el polo sur.

La propiedad fsica ms importante de lasbobinas es su inductividad.

La inductividad de una bobina es la capacidadde transformar energa elctrica en energamagntica en sus propias espiras.

El signo de frmula para la inductividad es la L.La unidad de medida para la inductividad esH (henrio).

Las bobinas utilizadas en la prctica ofrecenvalores ms pequeos que el henrio, p. ej.,1 mH.

Existen distintos signos de conexin para lasbobinas.

Sin embargo, adems de la inductividad, las

bobinas realescuentan conotras propiedades(a menudono deseadas)comounaresistenciao capacidad elctrica.

48 - Campo magntico de una bobina

ndice ExplicacinN Polo norte

S Polo sur

49 - Signos de conexin para bobinas

ndice Explicacin

1 Bobina sin ncleo de hierro

2 Bobina con ncleo de hierro


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La intensidad del campo magntico de unabobina depende de:

El nmero de espiras N

La intensidad I y

La estructura de la bobina

Mediante un ncleo de hierro en la bobina, sepuede reforzar el campo magntico

multiplicndolo por 1.000. El ncleo de hierrono pertenece al circuito elctrico. Este tipo debobina con ncleo de hierro se denomina"electroimn". El ncleo de hierromagnticamente blando permanecemagntico mientras la corriente I fluya por labobina.

Comportamiento de la bobina con corriente continua

Mediante un interruptor S, se aplica unabobina L mediante la resistencia R a unatensin continua.

En el momento de conexin, casi toda la

tensin UB se halla en la bobina. La bobina esen el momento de conexin una interrupcin,es decir, se comporta de manera inversa a uncondensador. Con el tiempo la corrienteaumenta por la bobina, la tensin en la bobinadesciende. Tras un tiempo de 5la corrientemxima fluye y prcticamente toda la tensinUBse encuentra en la resistencia R.

La constante temporalse calcula segn lasiguiente frmula:

Al desconectar la tensin UBse rompe elcampo magntico generado en la bobina einduce una tensin. Esta tensin ULdeja fluiruna corriente por la resistencia R hasta que elcampo magntico se ha transformadocompletamente en energa elctrica y en laresistencia R se ha convertido en calor.

Si despus de desconectar la tensin UBnohay ningn circuito elctrico cerrado,aumentar con fuerza la tensin de inducciny en el interruptor abierto saltar una chispa(arco voltaico).

50 - Bobina del circuito de corriente continua

ndice ExplicacinS Interruptor;1 = fuente de tensin conectada2 = fuente de tensindesconectada

R Resistencia

L Bobina

L

= ----

R

51 - Desarrollo de la tensin y de la corriente en una bobina

ndice Explicacin

1 Generacin del campo elctrico

2 Desaparicin del campomagntico

i Corriente

u Tensin


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Posibilidades de aplicacin en el vehculo

Transmisor inductivo de impulsos

Los sensores inductivos funcionan, como seentrev por su nombre, segn la ley deinduccin. Para ello, se requiere una bobina(devanado), un campo magntico y un"movimiento". Mediante este principio demedicin, se pueden medir sin contacto y sindesgastar ngulos, tramos y velocidades.

La funcin del transmisor inductivo deimpulsos se explica en el ejemplo del sensordel cigeal. El sensor del cigeal mide elnmero de revoluciones del motor. Secompone de un imn permanente y unabobina de induccin con ncleo de hierroblando. Como generador de impulsos(movimiento) se coloca una corona dentadaen el volante de inercia. Entre el transmisorinductivo y la corona dentada se encuentrasolo una pequea hendidura de ventilacin. Elflujo magnticopor la bobinadepende de si enfrentedel sensor hay un hueco o un diente. Undiente concentra el flujo disperso de losimanes, un hueco, por contra, debilita el flujomagntico. Si el volante de inercia gira y, conl, la corona dentada, por cada uno de los

dientes se produce un cambio del campomagntico.

El cambio del campo magntico genera en labobina una tensin de induccin. El nmerode impulsos por unidad temporal es unamedida para el nmero de revoluciones delvolante de inercia. Mediante entredientescolocados a conciencia en la corona dentada,el dispositivo de mando tambin puedereconocer la posicin momentnea delmotor.Mayormente se utilizan las ruedas motrices

con divisin por 60, en que un o dos ruedasdefinen la marca de referencia. El nmero derevoluciones del motor es una magnitud demando para el clculo mixto y para el reglajedel punto de encendido. Como sensor delcigeal, en lugar de los transmisoresinductivos de impulsos cada vez se empleanms los sensores Hall.

52 - Sensor del cigeal

ndice Explicacin

1 Imn permanente

2 Carcasa del sensor del cigeal

3 Carcasa del motor

4 Ncleo de hierro blando

5 Bobina

6 Entrediente (marca de referencia)

7 Hendidura de ventilacin

53 - Desarrollo de la tensin de induccin

ndice Explicacin

1 Diente2 Marca de referencia

3 Entrediente


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Interruptores y pulsadores

Los circuitos de corriente deben podercerrarse o abrirse cuando sea preciso. P. ej.cuando al anochecer se desea encender la luzo si en caso de peligro es preciso accionar labocina. Para ello se necesitan interruptores ypulsadores.

Un interruptor funciona con retencin, adiferencia del pulsador, que retorna al estadode partida cuando se retira la fuerza deaccionamiento.

Los interruptores mecnicos se accionan deforma mecnica. Poseen uno o varioscontactos de conmutacin o recorridos decontacto.

En funcin de si los contactos se cierran o seabren, se distingue entre interruptores decierre o de apertura. Tambin existenconmutadores o cambiadores. Estos separanuna unin y establecen a continuacin otra

unin de una conexin igual conjunta.

Con el fin de representar de forma sencilla elprincipio bsico de una conexin se utiliza confrecuencia el smbolo simplificado de uncontacto de cierre sin distinguir si se trata deun interruptor mecnico o de un pulsador.

Los interruptores o pulsadores se utilizan confrecuencia para registrar determinadosestados, p. ej., si el cap trasero est abierto ocerrado.

Al cerrar o abrir los contactos se establece ointerrumpe el flujo en el circuito de corriente. Apartir de esto resulta un estado (p. ej. del captrasero) abierto o cerrado.

Con frecuencia se utilizan los pulsadores paraactivar o desactivar funciones.

54 - Signos de conexin para interruptores

ndice Explicacin1 Contacto de cierre del interruptor

2 Contacto de apertura delinterruptor

3 Cambiador del interruptor

55 - Signos de conexin para pulsadores

ndice Explicacin

1 Contacto de cierre del pulsador

2 Contacto de apertura del pulsador

3 Cambiador del pulsador

56 - Signo de conexinsimplificado parainterruptores

57 - Microinterruptor

58 - Pulsador PDC

ndice Explicacin

1 Indicacin de funcionamiento

2 Pulsador PDC


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Resumen.Trminos bsicos del sistema elctrico del vehculo.

Aspectos que debera recordar.

En la siguiente tabla se resume la informacinms importante sobre los trminos bsicosdel sistema elctrico del vehculo.

La reunin compacta de los contenidos lepermite volver a comprobar susconocimientos de esta informacin deproducto.

Observaciones para el da a da enteora y prctica.

tomos, electrones y portadores de carga

El tomo es el componente ms pequeo de los elementos qumicos.Los tomos se componen de un ncleo y una capa.

El ncleo se encuentra en el centro del tomo. El ncleo tiene cargapositiva y contiene prcticamente toda la masa del tomo. Secompone de protones y neutrones.

La capa atmica est constituida por electrones. Los electrones sonpartculas con carga elctrica negativa. Un tomo es elctricamenteneutral hacia fuera. El ncleo y la capa tienen el mismo nmero decargas elctricas.

Tensin elctrica

La tensin elctrica existe cuando entre dos puntos, p. ej., los polos deuna batera, se presenta una diferencia en la cantidad de electrones.

La unidad de medida de la tensin elctrica U es 1 voltio (V).

Un dispositivo de medicin de tensin siempre se conecta en paraleloal consumidor, al elemento constructivo o a la fuente de tensin.

Corriente elctrica

La corriente elctrica es el movimiento dirigido de portadores decarga, p. ej., electrodos o iones libres en un material o vaco.

La corriente elctrica tiene el signo de frmula I. La unidad de medidade la intensidad de corriente elctrica es el amperio (A). La intensidadde corriente se mide con un ampermetro. El ampermetro siempre seconecta en lnea en relacin al consumidor. Para ello, la lnea delcircuito elctrico se debe separar para insertar el aparato de medicinen el circuito elctrico.

Con corriente continua se diferencia entre dos direcciones decorriente:

Direccin tcnica de corriente: desde el polo positivo al polonegativo

Direccin fsica de la corriente: los electrones se mueven en uncircuito elctrico cerrado desde el polo negativo al polo positivo

Los tipos de corriente se diferencian segn el sentido del movimiento

de los electrones en corriente continua y corriente alterna.


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Resistencia elctricaLa resistencia elctrica es la inhibicin de la transformacin deelectrones por la estructura reticulada del conductor.

Cada conductor y, con l, cada consumidor, contrapone unaresistencia a la corriente.

Tres factores determinan la resistencia de un conductor:

Material

Longitud

Seccin transversal

La unidad de medida de la resistencia es el Ohm.

Signos de frmula:

El valor de resistencia est impreso o indicado mediante anillos decolor.

Ley de Ohm

La ley de Ohm es una de las leyes ms importantes de la electrotecniaque describe la relacin entre la tensin, la corriente y la resistencia.

Con ayuda de la ley de Ohm se pueden calcular tres magnitudesbsicas de un circuito elctrico cuando al menos se conocen dos deellas.

La ley de Ohm se puede escribir en las tres siguientes frmulas:

U = I * RI = U / R

R = U / I

Potencia elctrica

La potencia es la capacidad de realizar un trabajo en un perodo detiempo determinado.

Existen muchas frmulas para calcular la potencia a partir de lacorriente, la tensin y la resistencia.

La frmula ms frecuente es: P = U * I

El signo de frmula de la potencia elctrica es la P mayscula y launidad de medida el vatio (W).


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Circuito elctricoEn el circuito elctrico ampliado se diferencian dos conexionesbsicas:

conexin en paralelo

conexin en serie

En los esquemas de circuitos para la electricidad del automvil seemplea en lugar de una lnea de retorno la masa elctrica.

La resistencia total delcircuito en serie se compone de resistenciasenserie individuales.Rges= R1+ R2+ R3

La resistencia total de la conexin en paralelo es ms pequea que laresistencia individual ms pequea.

Los errores ms frecuentes en un circuito elctrico son:

Resistencia de paso

Cortocircuito

Interrupcin de cables


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