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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS, ELECTRONICA E INDUSTRIAL

CURSO DE NIVELACION POR CARRERA

ING. ELECTRONICA-NIVELACION-VESPERTINO

TEMA:

MEJORAR EL DISEÑO DE UN CIRCUITO DE UNA FUENTE DE PODER Y REDUCIR SU TAMAÑO

A UN MODELO SIMPLE

AUTORES:

Balseca Vanessa

Carvajal Abigail

Chiliquinga Christian

Gualpa Thalia

Montes de Oca Brian

Tualombo Ricardo

DOCENTE:

Lcdo. Marco Sánchez Peña

Ambato ··· Ecuador

2013

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ÍNDICE DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………….. 2

2. TEMA…………………………………………………………………………………….. 3

3. JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………….. 3

4. MARCO TEORÍCO...……………………………………………………………….. 4

4.1 CUALIDAD DETERMINADA DEL TEXTO………………………………. 4

4.2 ESPECIALIZACIÓN POR LA TEMÁTICA DEL TEXTO……………… 4

4.3 DESARROLLO…………………………………………………………………….. 5

4.3.1 CIRCUITOS ELECTRÓNICOS…………………………………………….. 5

4.3.2 SEMICONDUCTORES……………………………………………………….. 6

4.3.3 RESISTENCIAS………………………………………………………………………………. 9

4.3.4 CONDENSADORES……………………………………………………………………… 12

4.3.5 CONSTRUCCIÓN DE UN CIRCUITO IMPRESO………………………….. 14

4.3.6 DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS……………………………………………. 15

4.3.7 TRANSEFENCIA DEL DISEÑO A LA PLACA……………………………………….. 16

4.3.8 SOLDADURA Y MONTAJE DE COMPONENTES………………………………… 17

4.3.9 TRANSFORMADORES…………………………………………………………… 19

4.3.10 FUNCIONAMIENTO DEL TRANFORMADOR………………………………………… 20

4.3.11 TIPOS DE TRANSFORMADOR………………………………………………………………… 21

4.3.12 FUENTES DE ENERGIA ELECTRICA………………………………………………………… 24

4.3.13 FUENTE DE ENERGIA ELECTRONICA………………………………………………………. 26

5. CONCLUSIONES…………………………………………………………………. 27

6. BIBLIOGRAFIAS……………………………………………………………….. 28

7. LINKOGRAFIA…………………………………………………………………. 29

8. ANEXOS………………………………………………………………………….. 30

9. GLOSARIO …………………………………………………………………………… 40

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INTRODUCCION

Es presente proyecto consta de deferentes temas conjugados de manera que aportaran un

sistema mejor de alimentación de electricidad.

Las resistencias son accesorios electrónicos los cuales se oponen al paso de la corriente y

ayudan a mantener una mejor estabilidad del circuito electrónico tiene diferentes formas de

utilización ya sean fijas utilizadas con una medida fija de oposición al paso de corriente y

las resistencias variables se ocuparían para modificar de manera sencilla este paso de

corriente y aplicarla en otras formas en la electrónica como por ejemplo la variación de

volumen en un equipo de sonido.

Para comenzar a realizar el diseño del circuito y el montaje de componentes es necesario

tener conocimientos básicos de circuitos el mismo que está formado por una placa base de

material aislante de allí se hará un previo análisis en una hoja de papel cuadricula teniendo

en cuenta que los componentes electrónicos se fabrican con una separación de 1/10 de

pulgada o en múltiplos de esta medida (1/10 de pulgada de 2.54mm).Además La distancia

a la que habrá de separar las pistas de cobre en el diseño va a depender de la tensión entre

las mismas, siendo suficiente una separación de 1 mm por cada 100 V de tensión. Al

analizar estos aspectos se procederá a trasladar el diseño a la placa y es dibujado en la

misma con el rotulador de tinta el mismo que deber ser utilizado con precaución a seguido

de procedimientos químicos queda diseñado y listo para la soldadura que es realizado con

soldadura blanda aplicado por la temperatura .

Una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión en un circuito

eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al

equipo, en el caso de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, es igual a la que se

obtiene a la salida esto es el transformador.

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TEMA:

IMPLEMENTAR SISTEMAS DE ENCENDIDO AUTOMÁTICO EN HOGARES

BASADO EN EL PRINCIPIO DE FOTORRESISTENCIAS.

JUSTIFICACION:

Al ver una necesidad en la alimentación de circuitos ya sean simples o integrados de no

administrar bien la energía este proyectos está considerado para satisfacer la insuficiencia

de energía a los mismos con el acoplamiento de sistemas de regulación de voltaje y

transformación de energía alterna a continua la cual es muy necesaria para la utilización de

vario sistemas electrónicos los cuales no se podrían utilizar de manera eficaz con la energía

normal de un hogar, sin embargo con este sistema podremos convertir esa energía y

tomarla para el funcionamiento de nuestros circuitos.

El comportamiento de esta fuente de poder es fácil de comprender y manejar, al hablar de

circuitos no nos referimos solamente a la creación de uno físico y hecho por nosotros sino

también a la utilización de circuitos integrados también llamados PIC o microcontroladores

los cuales dan “inteligencia” a un sistema electrónico estos al ser tan complejos necesitan

una cierta cantidad de corriente la cual no puede sobrepasar esos estándares de

funcionamiento y tampoco se podría obtener de ninguna otra fuente de energía, esta

innovación es aplicable en la utilización de los microcontroladores tal que ayudan a

obtener la corriente necesaria para su correcto funcionamiento y trabajarlo a toda su

capacidad

El presente trabajo tiene como finalidad mejorar el sistema de alimentación de circuitos

electrónicos mediante la implementación de materiales fáciles de utilizar.

Está dirigido hacia los profesores y estudiantes a quienes ayudarían a complementar y

mejorar el paso de corriente hacia un sistema de electrónico y diferentes circuitos

aplicando previos conocimientos utilizados en la elaboración de nuestro proyecto y así

intentar promover una mejor polarización y alimentación de los mismo.

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MARCO TEORICO

CUALIDAD DETERMINADA DEL TEXTO

La investigación que estamos realizando es factible debido a que ésta posee una coherencia

textual ya que todas las partes científicas investigadas se relacionan de acuerdo al tema

central del informe científico, también decimos que es factible, porque posee una cohesión

textual es decir que nuestra investigación estructurada por pequeños conceptos extraídos de

libros tiene sentido común y está organizada.

OBJETIVO DEL TEXTO

Nuestro informe científico encierra un objetivo textual el cual es ser un tipo de texto

informativo es decir que vamos a comunicar o hacer partícipe algo, ya que nosotros a

través de la investigación que hemos realizado daremos a conocer al receptor o receptores

sobre datos desconocidos de gran interés público y esto lo realizaremos de una manera

clara y precisa para que pueda ser entendida de la mejor manera posible.

ESPECIALIZACION POR LA TEMATICA DEL TEXTO:

Nuestro proyecto está realizado para contribuir de mejor manera un circuito y mejorarlo a

manera de ser más cómodo y fácil de utilizar.

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DESARROLLO

LOS CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

Una gran parte de los aparatos que empleamos en nuestras casas funciona gracias a la

electricidad. Sin embargo, al hablar de ellos hacemos la distinción entre aparatos

eléctricos.

Una aplicación fundamental de la electricidad: la electrónica

Los dos tipos de aparatos funcionan mediante la circulación de corriente eléctrica. Sin

embargo, en los aparatos electrónicos, la corriente eléctrica que circula por los circuitos es

menos intensa.

Muchos aparatos electrónicos son portátiles: calculadoras, aparatos de radio, etc. En

general, su tamaño es menor que el de los aparatos eléctricos, aunque un televisor, por

ejemplo, tiene circuitos electrónicos y es bastante grande.

Los aparatos electrónicos realizan funciones más complejas que los aparatos eléctricos

convencionales. Muchos disponen de una pantalla digital para visualizar la información,

otros pueden programarse, etc.

Cada vez existen más aparatos originariamente eléctricos (lavavajillas. lavadoras) que

incorporan circuitos electrónicos para gobernar distintos programas de funcionamiento o,

simplemente, para informar al usuario mediante una pantalla o luces de aviso.

Si pensamos en nuestras actividades diarias y en cuántas de ellas usamos y necesitamos de

la electrónica, comprobaremos que estamos rodeados de circuitos electrónicos. Esta es la

razón por la que es importante conocer y entender su funcionamiento.

Aplicaciones de la electrónica

Como hemos dicho, la incorporación de circuitos electrónicos a los aparatos eléctricos ha

permitido introducir la electrónica en todos los ámbitos de la sociedad. No obstante,

existen ciertos sectores en los que la importancia de la electrónica es más clara, como, por

ejemplo:

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Las telecomunicaciones.

El sonido.

La fotografía y el vídeo

La informática.

El control de máquinas de todo tipo (robots industriales, máquinas de rayos X y

otras empleadas en medicina, etc.).

Además, la investigación continua ha permitido aprovechar materias primas más baratas y

reducir también los costes de los circuitos electrónicos. Ahora existen en el mercado, por

ejemplo, televisores con mejores prestaciones y a un precio inferior al que tenían hace unos

años.

LOS SEMICONDUCTORES

Los materiales se comportan de modo diferente según su capacidad para transportar la

corriente eléctrica. Basándose en este comportamiento, los diferentes tipos de materiales

existentes se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductores, que

constituyen la base de los dispositivos electrónicos.

Los conductores

Son materiales que conducen la corriente eléctrica con facilidad. Generalmente son metales

(cobre, aluminio...). Los metales son materiales sólidos constituidos por un bloque interior

muy compacto, formado por núcleos atómicos, rodeados por una especie de nube de

electrones. Los electrones que configuran esta nube se encuentran desligados; de sus

átomos, es decir, se trata de electrones libres que pueden moverse fácilmente.

Esta facilidad de movimiento es la razón por la que los metales son buenos conductores de

la corriente eléctrica, pues los electrones se pueden desplazar fácilmente a través de ellos.

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Los aislantes

Son materiales que no conducen la corriente eléctrica, es decir, no permiten que los

electrones se desplacen a través de ellos. Esto se debe a que en estos materiales todos los

electrones se encuentran fuertemente ligados a sus átomos respectivos, ya que forman parte

de los enlaces atómicos que configuran su estructura interna. En consecuencia, los

electrones no se pueden mover, es decir, no existen electrones libres, y esto impide que

pueda pasar la corriente eléctrica a través del material aislante.

Los semiconductores

Son materiales que presentan unas características intermedias entre los conductores y los

aislantes. En condiciones normales son aislantes y no dejan pasar la corriente eléctrica pero

bajo ciertas circunstancias, si reciben energía externa, pueden pasar a ser conductores. Los

materiales semiconductores pueden ser intrínsecos o extrínsecos.

Semiconductores intrínsecos

Los principales materiales que presentan propiedades semiconductoras son elementos

simples, como el silicio (Si) y el germanio (Ge).

Estos elementos son tetravalentes, es decir, tienen cuatro electrones de valencia, y forman

enlaces covalentes en los que comparten estos electrones con los átomos vecinos. El enlace

covalente mantiene anclados a los electrones e impide su desplazamiento, por lo que da

lugar a materiales que no pueden conducir la corriente eléctrica.

Sin embargo, los enlaces covalentes de los elementos mencionados anteriormente no son

muy fuertes, y se pueden romper con facilidad si se aporta una pequeña cantidad de energía

(con calor, luz o aplicando un voltaje). En esas condiciones, los electrones que formaban

los enlaces quedan libres, y el material podrá conducir la corriente eléctrica gracias a ellos.

Este tipo de conducción se denomina conducción intrínseca y es necesario aportar energía

al semiconductor para que se produzca.

Aunque los primeros componentes electrónicos se fabricaron con germanio, en la

actualidad el semiconductor más utilizado es el silicio, debido a sus mejores características

y a su capacidad para soportar mejor altas temperaturas. En los últimos años, el desarrollo

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de la electrónica ha llevado a la obtención de materiales compuestos con propiedades

semiconductoras, como el arseniuro de galio (GaAs) o el fosfuro de indio (InP). No

obstante, su uso es limitado, y el silicio es, sin duda, el semiconductor más importante.

Semiconductores extrínsecos

Los semiconductores intrínsecos presentan una conductividad muy baja, por lo que se han

buscado métodos para aumentar su valor. Esto ha dado lugar al desarrollo de los

semiconductores extrínsecos.

También podemos conseguir que un material semiconductor se convierta en conductor

aportándole las cargas eléctricas necesarias para que pueda conducir la corriente eléctrica.

Esto se logra introduciendo impurezas en el material, mediante un proceso denominado

dopado, y en este caso hablamos de conducción extrínseca.

Si un material hay un exceso de cargas negativas (electrones), muchas de ellas no podrían

encontrar pareja para formar el enlace. Como consecuencia, estos electrones de sobra se

situarán libremente alrededor de los átomos y podrán moverse con facilidad.

Este exceso de cargas negativas se consigue introduciendo impurezas con más electrones

de valencia que el material semiconductor base. Estas impurezas se denominan impurezas

donadoras, y el material obtenido, semiconductor tipo N.

Por ejemplo, el silicio (que tiene cuatro electrones de valencia) se dopa con pequeñas

cantidades de fósforo, arsénico o antimonio (que tienen cinco electrones de valencia y, por

tanto, un electrón de más). Los electrones sobrantes quedan libres y se encargan de

conducir la corriente eléctrica.

De forma análoga, también se puede introducir un exceso de cargas positivas en el

material.

En este caso se produce un defecto de electrones o, dicho de otra forma, un exceso de

huecos (entendiendo por hueco la ausencia del electrón que compensa la carga positiva).

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La presencia de estos huecos también facilita la conducción de la corriente eléctrica, pues

tienden a captan electrones y permiten el desplazamiento de estos.

El exceso de cargas positivas se consigue introduciendo impurezas con menos electrones

de valencia que el material semiconductor base. Estas son impurezas aceptadoras, y el

material obtenido se denomina semiconductor tipo P.

El silicio se dopa con impurezas de boro, galio o indio (que tienen tres electrones de

valencia y, portante, un electrón de menos).

En general, los semiconductores extrínsecos presentan una conductividad eléctrica mayor

que la de los semiconductores intrínsecos. Por este motivo, en la fabricación de

dispositivos electrónicos se utilizan principalmente semiconductores extrínsecos (silicio

tipo P y silicio tipo N). (Tecnología e Informática,2008)

RESISTENCIAS

RESISTENIAS FIJAS

Resistencias compuestas por carbón.- las resistencias compuestas por carbón se fabrican

con una mezcla de carbón mineral fino y un material no conductor, tal como el polvo

cerámico, y se moldean de la forma requerida, normalmente cilíndrica, en un horno. Los

extremos de la resistencia son rociados con metal al cual se lo conectan alambres;

alternativamente se presionan caperuzas metálicas sobre la resistencia. Al referirse a estas

resistencias en la literatura especializadas se las llama resistencia de carbón.

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Resistencias de película.- la construcción de las resistencias de película trae consigo la

producción de una película de material resistivo, sobre a superficie de una varilla

cilíndrica. El valor de la resistencia aumenta practicando un surco helicoidal en la película,

con lo cual, se altera la conformación del camino entre los extremos, alargándolos.

Resistencias de película gruesa.- estas resistencias se fabrican depositando una película

cien veces mas gruesa que las que se utilizan en las resistencias de película de carbón está

hecha de una mezcla de cerámica y metal sobre un sustrato cerámico. La resistencia es

calentada en un horno, convirtiéndose en una dura y cristalina resistencia de película

gruesa.

Resistencias de película delgada.- Las resistencias de película fina se obtienen

evaporando una sustancia resistiva en vacío, depositándose finalmente el material sobre un

sustrato aislante. La sustancia resistiva es, normalmente de aleación de níquel-cromo o de

aleación de níquel cobalto. Otra técnica, empleada para la producción de resistencias de

película delgada, es la que utiliza tántalo dopado con aluminio. El valor de la resistencia se

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ajusta atacando químicamente la película. Los valores de la resistencia son de 1Ω a 50

MΩ.

Resistencias de hilo bobinado.- Este tipo de resistencias se obtiene bobinando un alambre

sobre un material aislante. El alambre de aleación se utiliza con mucha frecuencia, ya que

tiene un coeficiente de resistividad alto y un coeficiente de temperatura bajo; estos

materiales tienen también una buena estabilidad de resistencia.

CODIGO DE COLORES DE LAS RESISTENCIAS.

El valor de la mayoría de resistencias (exceptuando las de hilo bobinado) utilizadas en

electrónica, se indica mediante el uso de un código de colores.

El código se emplea con las resistencias de conductor axial es el sistema de bandas de

color que consiste en pintar bandas de color sobre el cuerpo de la resistencia. Un código de

colores de uso internacional es el que indica la tabla.

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RESISTENIAS VARIABLES

Un potenciómetro es un distribuidor de tensión en la cual el voltaje de salida V2 depende

del voltaje de entrada V1 y de la posición que se encuentre el cursor.

Un potenciómetro lineal es aquel en que el valor de V2 aumenta en proporción al

desplazamiento del cursor que parte de la conexión común C.1(Noel M. Morris,2007 -pag

29)

CONDENSADORES

Los condensadores son dispositivos que tiene la propiedad de almacenar energía

eléctrica, siendo de vital importancia en los circuitos electrónicos.

Otras características importantes de los condensadores son la propiedad de fase entre la

corriente y el voltaje en un circuito de c.a., así como el hecho de que su reactancia se

altera con la frecuencia de una fuente de corriente alterna.

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Principios de funcionamiento

Un condensador está compuesto por dos conductores, llamados placas o electrodos,

separados por un aislante, denominado dieléctrico. La estructura básica de un

condensador de placas paralelas. La energía eléctrica almacenada por el condensador es

retenida en el material dieléctrico empleados son: aire, papel encerado, materiales

plásticos, mica y materiales cerámicos.(Noel M. Morris, 2007-pag 49)

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CONSTRUCCION DE CIRCUITO IMPRESO Y MONTAJE DE COMPONENTES

Antes de pasar a las actividades, donde vamos a proponer el diseño y montaje en una placa

de circuito impreso de un circuito rectificador de onda completa con filtro por

condensador, se va a estudiar los procedimientos para la construcción y el montaje de los

mismos. Hasta ahora se ha realizado el montaje de nuestras actividades en el entrenador

didáctico. En la práctica se utilizan circuitos impresos como el de la fig. 11.22

Figura11.22.Circuito impreso visto por la cara de las pistas de cobre.

El circuito impreso esta formado por una placa base de material aislante (donde se sitúan

componentes electrónicos) en la que se adhiere una fina lámina de cobre (donde se

conectan los componentes una vez formadas las pistas de conexión (Figura 11.23).

Figura 11.23.Partes de un circuito impreso.

Existen diversas técnicas para conseguir un circuito impreso como el de la Figura 11.22,

donde se ha desintegrado la lámina de cobre en pistas de conexión y se ha realizado

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taladros para la conexión de los terminales de los componentes. Ahora bien, todas tienen

algo en común:

Hay que hacer un diseño previo de la ubicación y forma de pistas de cobre y

taladros.

Hay que conseguir eliminar de la lámina de cobre el material que no va a formar

parte de las pistas de cobre de conexión.

DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS

En cuanto al diseño del circuito impreso, hoy existen multitud de programas de diseña

asistido por ordenador, como el “Orcad” o el “Tango”, en los cuales basta con realizar el

esquema eléctrico para conseguir obtener un diseño del circuito impreso como el de la

Figura 11.22. Para realizar este diseño de formar manual se poner una hoja de papel

cuadriculado en decimas de pulgada como el que se muestra en la Figura 11.24.

Figura 11.24. Diseño de circuito impreso con hoja de papel cuadriculada.

Hay que tener en cuenta que los componentes electrónicos se fabrican con una separación

de 1/10 de pulgada o en múltiplos de esta medida (1/10 de pulgada de 2.54mm).

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En la práctica se fabrican láminas de cobre de diferentes espesores. Las que más se utilizan

sonde 30µm y 70µm.

La selección del espesor dependerá de la intensidad de corriente que vaya a fluir por las

pistas de cobre.

En el diseño también es importante la selección del ancho de la pista más adecuado. Este

dependerá también de la intensidad de corriente que fluya por ellas. El gráfico mostrado en

la Figura 11.25 nos ayudara a la selección del ancho de pista más adecuado para una

temperatura ambiente de 200C.

figura11.25 .Anchura de pistas de cobre en función de la intensidad del circuito.

Así, por ejemplo, para una corriente de 3 A en un circuito impreso de 35 µm de un espesor

la anchura mínima a utilizar será 1mm.

La distancia a la que habrá de separar las pistas de cobre en el diseño va a depender de la

tensión entre las mismas, siendo suficiente una separación de 1 mm por cada 100 V de

tensión.

TRANSFERENCIA DEL DISEÑO AL A PLACA

Una vez realizado el diseño en el papel, hay que trasladar a la placa de cobre del circuito

impreso. Para lo cual existen diversas técnicas:

Manual: Consiste en dibujar, con un rotulador de tinta resistente al acido, el circuito

diseñado en la lámina de cobre. Para eliminar el cobre sobrante y el que no está protegido

del rotulador, se sumerge la placa en la solución corrosiva, cómo por ejemplo cloruro

férrico disuelto en agua (unos 500 gramos por cada litro de agua).en unos pocos minutos

tendremos el resultado perseguido.

Fotográfico: Con este procedimiento podemos realizar circuitos mucho más complejos,

sobre todo los que se diseñan con programas informáticos. Las placas que se utilizan para

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este procedimiento deben ser sensibles al a luz (placas para positivos o para negativos). El

sistema sigue un procedimiento muy similar al a fotografía:

Primero se obtiene nuestro diseño dibujando en un papel vegetal o directamente

desde el ordenador se imprime en una hoja de papel de plástico transparente

(acetato).

Para trasladar el diseño a nuestra placa de positivos, se desprende de la protección

plástica que lleva incorporada nuestra placa virgen y se sujeta nuestro diseño en

papel transparente a la misma

Posteriormente se introduce la placa en una insoladora, procurando que la placa

sensible de cobre quede sobre la luz. El tiempo de exposición a la luz viene a estar

en torno a los dos minutos y depende del modelo de insoladora.

Por último, se procede al revelado de la placa. Para ello se introduce la placa en una

solución de sosa caustica cuya concentración nos indica el fabricante. En unos

minutos la solución ataca la placa de cobre y disuelve únicamente aquellas zonas de

la placa donde incidió la luz, de la insoladora, Dando como resultado el circuito

diseñado.

SOLDADURA Y MONTAJE DE COMPONENTES

Para unir electrónicamente los terminales de los componentes a los puntos de soldadura del

circuito impreso se utiliza soldadura blanda a partir de estaño. Esta soldadura se realiza a

temperaturas relativamente bajas8 por debajo de 2000C) con el fin de no dañar los

componentes o las pistas de cobre del circuito impreso.

El material que se aporta en la soldadura está formado por un hilo compuesto de una

aleación de estaño-plomo. El interior del hilo esta relleno de un núcleo de una sustancia

resinosa que al fundirse consigue limpiar la zona a soldar y facilitar que el estaño penetre y

se difunda con mayor facilidad entre las dos partes a soldar.

Para elevar la temperatura de la conexión a soldar se utiliza el soldador. El que más se

utiliza para soldaduras en circuitos impresos es el recto tipo lápiz con una punta de 2 a 3

mm de diámetro y potencia de 30 a 40 W. lo ideal es utilizar soldadores de temperatura

controlada para evitar sobrecalentamientos en los componentes.

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Figura11.26 .Proceso de soldadura.

PROCEDIMIENTO:

1. Se toman las medidas de los componentes correspondientes al circuito a montar,

para lo cual se puede consultar las especificaciones técnicas que los fabricantes nos

facilitan.

2. Se dibujan los componentes a escala real en un papel cuadriculado, teniendo en

cuenta que su posición relativa sea la adecuada para posteriormente facilitar las

conexiones. Los puntos de soldadura se dimensionan según la selección de los

terminales de conexión de los componentes.

3. A continuación se dibujan las pistas de cobre, de tal forma que se conecten

adecuadamente los componentes según el esquema de conexiones

4. Se corta la placa a las dimensiones previstas

5. Se fija el diseño de nuestro circuito sobre la placa de cobre y con un punzón y un

martillo perforamos el papel y marcamos los puntos de soldadura.

6. Se taladran los puntos de soldadura según las dimensiones previstas.

7. Se dibujan las pistas con un rotulador de tinta indeleble siguiendo nuestro diseño.

8. Se sumerge la placa en la solución corrosiva.

9. Tomar el circuito con unas pinzas de plástico y se aclara con abundante agua.

Después se limpia con agua (o alcohol) hasta que no quede ningún resto del trazo

del rotulador.

10. Se insertan los componentes por el lado aislante, según el diseño del circuito

impreso. Previamente se habrán preparado los terminales de los componentes

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11. Se sueldan los terminales a los puntos de soldadura (Pablo Alcalde, 1984:pag 144)

TRANSFORMADORES

DEFINICIÓN DE TRANSFORMADORES

Los transformadores son dispositivos electromagnéticos estáticos que permiten partiendo

de una tensión alterna conectada a su entrada, obtener otra tensión alterna mayor o menor

que la anterior en la salida del transformador.

Permiten así proporcionar una tensión adecuada a las características de los receptores.

También son fundamentales para el transporte de energía eléctrica a largas distancias a

tensiones altas, con mínimas perdidas y conductores de secciones moderadas.

COMPONENTES DE LOS TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS

Los transformadores están compuestos de diferentes elementos. Los componentes básicos

son:

Modelización de un transformador monofásico ideal

Núcleo: Este elemento está constituido por chapas de acero al silicio aisladas entre

ellas. El núcleo de los transformadores está compuesto por las columnas, que es la parte

donde se montan los devanados, y las culatas, que es la parte donde se realiza la unión

entre las columnas. El núcleo se utiliza para conducir el flujo magnético, ya que es un

gran conductor magnético.

Devanados: El devanado es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno de

sus extremos y recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz. Está compuesto

por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de vueltas del hilo de cobre

entre el primario y el secundario nos indicará la relación de transformación. El nombre

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de primario y secundario es totalmente simbólico. Por definición allá donde apliquemos

la tensión de entrada será el primario y donde obtengamos la tensión de salida será el

secundario.

FUNCIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR

Un transformador utiliza el principio de la inducción mutua entre dos bobinas o espiras de

alambre, estrechamente acopladas para acoplar energía eléctrica de un circuito a otro.

Esquema básico de funcionamiento de un transformador ideal

Los transformadores se basan en la inducción electromagnética. Al aplicar una fuerza

electromotriz en el devanado primario, es decir una tensión, se origina un flujo magnético

en el núcleo de hierro. Este flujo viajará desde el devanado primario hasta el secundario.

Con su movimiento originará una fuerza electromagnética en el devanado secundario.

Según la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para que se produzca

esta variación de flujo. En el caso de corriente continua el transformador no se puede

utilizar.

La relación de transformación del transformador eléctrico

Una vez entendido el funcionamiento del transformador vamos a observar cuál es la

relación de transformación de este elemento.

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Donde N p es el número de vueltas del devanado del primario, N s el número de vueltas del

secundario, V p la tensión aplicada en el primario, V s la obtenida en el secundario,

I s la intensidad que llega al primario, I p la generada por el secundario y r t la relación de

transformación.

Como observamos en este ejemplo si queremos ampliar la tensión en el secundario

tenemos que poner más vueltas en el secundario (N s), pasa lo contrario si queremos

reducir la tensión del secundario.

En un transformador ideal, la potencia que tenemos en la entrada es igual a la potencia

que tenemos en la salida, esto quiere decir que:

Circuitos primarios y secundarios en un transformador

TIPOS DE TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS

Hay muchos tipos de transformadores pero todos están basados en los mismos principios

básicos, Pueden clasificarse en dos grandes grupos de tipos básicos: transformadores de

potencia y de medida.

1. Transformadores De Potencia

Los transformadores eléctricos de potencia sirven para variar los valores de tensión de un

circuito de corriente alterna, manteniendo su potencia. Como ya se ha explicado

anteriormente en este recurso, su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción

electromagnética.

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Transformadores eléctricos elevadores

Los transformadores eléctricos elevadores tienen la capacidad de aumentar el voltaje de

salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del

devanado secundario es mayor al del devanado primario.

Modelización de un transformador elevador

Transformadores eléctricos reductores

Los transformadores eléctricos reductores tienen la capacidad de disminuir el voltaje de

salida en relación al voltaje de entrada. En estos transformadores el número de espiras del

devanado primario es mayor al secundario.

Podemos observar que cualquier transformador elevador puede actuar como reductor, si lo

conectamos al revés, del mismo modo que un transformador reductor puede convertirse en

elevador.

Modelización de un transformador reductor

Autotransformadores

Se utilizan cuando es necesario cambiar el valor de un voltaje, pero en cantidades muy

pequeñas. La solución consiste en montar las bobinas de manera sumatoria. La tensión, en

este caso, no se introduciría en el devanado primario para salir por el secundario, sino que

entra por un punto intermedio de la única bobina existente.

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Esta tensión de entrada (V p) únicamente recorre un determinado número de espiras (N p),

mientras que la tensión de salida (V s) tiene que recorrer la totalidad de las espiras (N s).

Modelización de un autotransformador

Transformadores de potencia con derivación

Son transformadores de elevación o reducción, es decir, elevadores o reductores, con un

número de espiras que puede variarse según la necesidad. Este número de espiras se puede

modificar siempre y cuando el transformador no esté en marcha. Normalmente la

diferencia entre valores es del 2,5% y sirve para poder ajustar el transformador a su puesto

de trabajo.

Transformadores Eléctricos De Medida

Sirven para variar los valores de grandes tensiones o intensidades para poderlas medir sin

peligro.

Transformadores eléctricos de intensidad

El transformador de intensidad toma una muestra de la corriente de la línea a través del

devanado primario y lo reduce hasta un nivel seguro para medirlo. Su devanado secundario

está enrollado alrededor de un anillo de material ferromagnético y su primario está

formado por un único conductor, que pasa por dentro del anillo.

El anillo recoge una pequeña muestra del flujo magnético de la línea primaria, que induce

una tensión y hace circular una corriente por la bobina secundaria.

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Transformador eléctrico potencial

Se trata de una máquina con un devanado primario de alta tensión y uno secundario de baja

tensión. Su única misión es facilitar una muestra del primero que pueda ser medida por los

diferentes aparatos.

APLICACIONES DE LOS TRANSFORMADORES

Los transformadores son elementos muy utilizados en la red eléctrica.

Una vez generada la electricidad en el generador de las centrales, y antes de enviarla a la

red, se utilizan los transformadores elevadores para elevar la tensión y reducir así las

pérdidas en el transporte producidas por el efecto Joule. Una vez transportada se utilizan

los transformadores reductores para darle a esta electricidad unos valores con los que

podamos trabajar.

Los transformadores también son usados por la mayoría de electrodomésticos y aparatos

electrónicos, ya que estos trabajan, normalmente, a tensiones de un valor inferior al

suministrado por la red.

Por último hacer mención a que uno de los elementos de seguridad eléctrica del hogar

utiliza transformadores. Se trata del diferencial . Este dispositivo utiliza transformadores

para comparar la intensidad que entra con la que sale del hogar. Si la diferencia entre estos

es mayor a 10 mA desconecta el circuito evitando que podamos sufrir lesiones (F. Butler

1984, 5-1)

FUENTES DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Hay muchas formas posibles de producir electricidad. Uno de los métodos más simples y

antiguos consiste en frotar dos materiales distintos, tales como el vidrio y seda, entre sí. La

fricción provoca una transferencia de electrones que deja a un material cargado

positivamente y al otro negativamente. El relámpago es el resultado de electricidad

producida en forma natural. Cuando una nube muy ionizada se aproxima lo suficiente a la

Tierra, se descarga en un relámpago de luz brillante. Si el hombre pudiera diseñar una

manera de dominar la inmensa potencia que contienen los relámpagos, daría un gran paso

hacia la solución de la crisis de la energía.

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En el método más común de producir electricidad para usos industrial y residencial se

utiliza el generador de turbina de vapor. Se utilizan carbón, gas, petróleo o una pila

atómica para calentar el agua y crear el vapor necesario para mover los generadores.

Otro dispositivo para generar corriente directa es el termopar, que solo requiere de una

fuente de calor y una conexión de dos clases distintas de metales. Los termopares se

utilizan como elementos sensores para apagar las válvulas de gas cuando se apagan los

pilotos o como dispositivos de control de temperatura en hornos industriales y domésticos.

La celda solar se usa extensamente como fuente de energía eléctrica en la exploración

espacial, donde no se filtran o bloquean los rayos solares por la atmosfera, nubes o rotación

de la Tierra. En la Tierra cada vez se usa más para requerimientos intermitentes y de

respaldo de energía. La celda solar individual (o el termopar) genera un voltaje

comparativamente bajo, de manera que por lo general se conectan varias en serie para

proporcionar el nivel requerido de voltaje. Se acostumbra utilizar celdas solares en

combinación con baterías recargables. Por lo general, una batería tiene dos o más celdas

secundarias conectadas en serie. Las baterías proporcionan la potencia para la operación

activa en forma constante, en tanto que las celdas solares se utilizan para mantener

cargadas las baterías.

Las celdas o pilas secas son fuente de electricidad que así todo mundo ha usado en algún

momento. Proporcionan energía para los juguetes, radios, lámparas de mano, grabadoras

de cinta y una diversidad de dispositivos eléctricos. Se presentan en distintas formas y

tamaños. A las pilas secas se les conoce como celdas primarias debido a que se considera

que tienen una carga primaria, o solamente un ciclo de descarga. Cuando su capacidad para

suministrar corriente disminuye a menos del nivel mínimo determinado, ya que no son

útiles y se les desecha. Las baterías de almacenaje se diseñan para cargarse repetidamente,

por lo que a sus celdas se les conoce como secundarias. La batería del auto es una batería

de almacenaje.

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LA FUENTE DE ENERGÍA ELECTRÓNICA

Todos los dispositivos eléctricos y electrónicos requieren de una fuente de energía

eléctrica. En muchos aparatos domésticos se utiliza la corriente alterna disponible en los

contactos eléctricos de las casas. Por lo general, estos dispositivos funcionan mediante

motores (lavadoras, licuadoras, batidoras, aspiradoras) o unidades de calefacción

(tostadores, secadoras de ropa, estufas eléctricas). Otros dispositivos requieren de una

fuente de energía regulada de cd capaz de proporcionar valores de corriente específicos.

Una fuente de energía regulada tiene la capacidad para mantener constante el nivel del

voltaje de salida de un cd cuando cambia el nivel de la corriente de carga. Los aparatos

televisores, radios, amplificadores estereo y grabadoras de cinta son dispositivos que

requieren fuentes de energia de cd. Naturalmente, en los equipos electricos y electronicos

mas complicados, como los radares, laser, auxiliares de navegacion aerea y maritima,

aparatos de rayos X, equipos de diatermia y sistemas de comunicaciones terrestres de largo

alcance se utilizan fuentes de energia de cd reguladas en forma muy precisa.

Cuando se construye o se reparan dispositivos que funcionan en cd, se utiliza una fuente de

energia independiente, capaz de proporcionar un amplio rango de voltajes y cd (y ca). Esta

fuente no solo debe ser capaz de proporcionar energia regulada de cd, sino que tambien

debe contener dispositivos de proteccion para que la fuente no se dañe debido a sobre

cargas, y este dispositivo tampoco debe dañar por la falla de uno o mas de sus circuitos.

La mayoria de las fuentes de energia reguladas son de corriente proporcionada a la carga se

mantiene debajo según valor limite maximo. Si en la carga se necesita mas corriente que la

que marca el limite, la fuente reduce su salida de voltaje, o cae a cero, lo que protege la

carga y los circuitos de la fuente hara q no la dañe un exceso de corriente. (Coit Butler,

1984:5-1)

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CONCLUSIONES:

Al referirnos a un circuito debemos hacer especial atención que todos los

electrodomésticos están hechos para el paso de la electricidad.

Los conductores y semiconductores nos permiten el paso de la corriente y son n

necesarios para la realización de cualquier circuito.

Con el uso adecuado de energía en un circuito podemos mantener la estabilidad en

todos sus componentes.

Con la transformación de energía alterna a corriente continua utilizando esta fuente

de poder es necesaria e indispensable para la alimentación de circuitos y mejorar el

riesgo de corto o fallo de los mismos para su óptimo funcionamiento

la utilización de este circuito brinda mayor seguridad y produce mayor energía

partiendo de energía alterna para la alimentación eléctrica de dispositivos

electrónicos.

verificamos que el uso de una fuente transformadora de energía se puede conjugar

de manera técnica en el uso correcto de la electricidad y para la alimentación

eléctrica de dispositivos electrónicos de manera que estos realicen su objetivo de

manera eficiente.

Las resistencias son componentes que se oponen al flujo de electricidad y es

necesario ocuparlas en todo circuito electrónico.

Los condensadores son almacenadores de energía los cuales aportan con gran

eficiencia la transformación de la corriente de alterna a continua.

Los transformadores ayudan a convertir por decir: 110V A 40V o de similar

manera de un bajo voltaje hasta un alto.

La fuente de corriente es un sistema que aporta la energía correcta y regulable a

todos los circuitos electrónicos para tener un funcionamiento óptimo.

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BIBLIOGRAFIAS:

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Engineer CO. INC pág. 4-4,6-1

2. ELECTRONICA MODERNA-Noel M. Morris pág.- 24-49

3. ELECTRONICA PRACTICA: COMUNICACIONES EN

AUDIOFRECUENCIA-Volumen 2 pág. 4-1

4. PRODUCTOS ELECTRONICOS DE CONSUMO- ELECTRONICA

DIGITAL- Pablo Alcalde San Miguel pág. 144-149

5. TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA, Adriana Llano – Virginia Pieira

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LINKOGRAFIA

(ERCOWORLWIDE.;2013). Disponible en:

http://www.ercoworldwide.com/index.php/products/caustic/?lang=es

(JMCPRL.;2013)http://www.jmcprl.net/GLOSARIO/SUSTANCIAS%20CORROS

IVAS.htm

(DEFINICION ABC.;2013) Disponible en:

http://www.definicionabc.com/general/indeleble.php#9531#ixzz2kAJliihy

(CORYMBUS.UPB.;2013). Disponible en:

http://corymbus.upb.edu.co/aospina/docs/taller/actividad08_soldadura_desoldadura

_Taller_UPB.pdf

(FRBA.UTN.;2013). Disponible en:

http://www.frba.utn.edu.ar/html/Electrica/archivos/Apuntes_EyM/Capitulo_11_Cir

cuitos_Rectificadores.pdf

(THEFREEDICTIONARY.;2013). Disponible en:

http://es.thefreedictionary.com/

(ENDESAEDUCA.;2013). Disponible en:

http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-

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(ENLACEQUIMICO.;2013) Disponible en:

http://www.elenlacequimico.es/enlacecovalente.htm

(WORDREFERENCE.;2013) Disponible en:

http://www.wordreference.com/definicion/an%C3%A1loga

(STEM-MUSEOS.;2013). Disponible en:

http://www.stem-museos.com/es/productos/consumible/rotuladores-pigma-libres-

de- acido-permanentes

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Anexos:

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Figura 11.23.Partes de un circuito impreso.

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Figura 11.24. Diseño de circuito impreso con hoja de papel cuadriculada.

figura11.25 .Anchura de pistas de cobre en función de la intensidad del circuito.

Figura11.26 .Proceso de soldadura.

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Modelización de un transformador monofásico ideal

Esquema básico de funcionamiento de un transformador ideal

Circuitos primarios y secundarios en un transformador

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Modelización de un transformador elevador

Modelización de un transformador reductor

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GLOSARIO:

Acetato: Es un complejo químico que forma parte del grupo del acetilo. Se lo conoce

comúnmente como ácido acético y se usa para una variedad de aplicaciones

industriales y de fabricación.

Aleación: Material de características y propiedades parecidas a las de un metal,

formado por la fusión de dos o más elementos químicos, de los cuales al menos uno es

un metal.

Análoga: Del griego "análogos" (similar, semejante), el término se utiliza en general

como sinónimo de similar.

Ánodo: Electrodo o polo positivo de un generador eléctrico; es el electrodo de mayor

potencial.

Bobina: Cilindro formado por hilo, cable, alambre o papel enrollado a un canuto de

cartón, madera o metal

Cátodo: Electrodo o polo negativo de un generador eléctrico; es el electrodo de menor

potencial y por el que sale la energía eléctrica.

Corriente alterna: Es aquella que en la que la intensidad cambia de dirección

periódicamente, como consecuencia de la polaridad que cambia en la polaridad

expuesta en los extremos.

Diatermia: Empleo de corrientes eléctricas de alta frecuencia para elevar la

temperatura en algunas zonas del cuerpo humano, con fines terapéuticos.

Dieléctrico: De la sustancia aislante, capaz de mantener un campo eléctrico en estado

de equilibrio, sin que pase corriente eléctrica por él.

Electromagnético: Proceso por el cual el campo magnético creado por un conductor

eléctrico provoca una fuerza eléctrica en otro conductor próximo.

Enlaces Covalentes: unión que se produce entre 2 átomos por la compartición de 2 o

más electrones de su capa externa, con objeto de formar una molécula estable.

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Faradio: Es la capacidad de un capacitor entre cuyas armaduras aparece una diferencia

de potencial eléctrico de 1 voltio cuando está cargado de una cantidad de electricidad

igual a un culombio

Ferromagnético: Es un fenómeno físico en el que se produce ordenamiento magnético

de todos los momentos magnéticos de una muestra, en la misma dirección y sentido.

Fresado: Operación mecánica, realizada por una fresadora, consistente en labrar

metales.

Fricción: Roce de dos cuerpos en contacto.

Frotar: Pasar muchas veces algo sobre otra cosa con más o menos fuerza.

Generador de turbina de vapor: Aparato o máquina que convierte la energía de

vapor en eléctrica.

Histéresis: Fenómeno por el cual un material presenta un estado de evolución que no

depende solo de la causa que lo provoca, sino también de sus estados anteriores.

Impedancia: Es la oposición al paso de la corriente alterna. A diferencia de la

resistencia, la impedancia incluye los efectos de acumulación y

eliminación de carga (capacitancia) e/o inducción magnética (inductancia).

Inducción : Es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz

(f.e.m. o tensión) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o

bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando

dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida.

Insoladora: Caja de hermética, con un conjunto de fluorescentes de luz ultravioleta.

Ionizar: Disociar una molécula en iones o convertir un átomo o molécula en ion.

Joule : Es la unidad derivada del Sistema Internacional utilizada para medir energía,

trabajo y calor. Su símbolo es J, con mayúscula, como todos los símbolos de unidades

del SI que derivan de nombres de persona.

Lápiz indeleble: Es un instrumento de escritura similar al bolígrafo que dispone de

tinta propia y su uso se da mayormente en superficies que no son de papel,

normalmente, metal o roca.

Pila atómica: Generador de corriente eléctrica que transforma energía química en

eléctrica

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Reactancia: Parte imaginaria de la impedancia, derivada de la presencia de

inducciones y capacidades en un circuito.

Rectificación: La rectificación es un proceso por el cual se obtiene corriente y tensión

unidireccional, partiendo de una tensión alterna.

Respaldo de energía: Proteger o guardar energía.

Rotulador de tinta: Es un instrumento que permite que tinta compuesta de micro

partículas que generan una línea permanente, resistente al agua y que no pierde color ni

intensidad en exposición directa a la luz solar.

Seda: Hilo formado con hebras muy finas, que se utiliza para coser o tejer.

Soldador: La herramienta que proporciona la temperatura necesaria para realizar la

soldadura es el soldador eléctrico o cautín, el cual juega un papel muy importante para

obtener una buena calidad de ésta.

Soldadura blanda: Se diferencia a la fuerte por su temperatura de fusión. La primera

es por debajo de los 450ºC y la segunda es superior a los 450ºC. Se suele emplear en

fontanería y aires acondicionados para soldar piezas o tubos de cobre y en electrónica

para soldar componentes electrónicos de juguetes, electrodomésticos o aparatos

informáticos.

Soldadura: Es la unión física de metales afines para garantizar un buen contacto

eléctrico y una buena resistencia mecánica.

Solución corrosiva: Son sustancias que, mediante su acción química producen graves

daños cuando contactan con los tejidos vivos, o en caso de derrame pueden dañar o

incluso destruir materiales, otras cargas o el medio de transporte, y que además pueden

originar otros riesgos.

Sosa caustica: El hidróxido de sodio, que se conoce comúnmente como soda cáustica,

se produce comercialmente por dos métodos básicos: celdas electrolíticas y proceso

químico. La mayoría de la soda cáustica se produce a partir de celdas electrolíticas.

Hay tres tipos de celdas electrolíticas: diafragma, mercurio y de membrana (que se

describirán posteriormente). La soda cáustica de proceso químico se produce mediante

la reacción de carbonato de sodio (Na2CO3) con hidróxido de calcio (Ca[OH]2) para

formar hidróxido de sodio (NaOH) y carbonato de calcio (CaCO3).

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Sustrato: Parte de un microcircuito que actúa de soporte mecánico y como aislante del

mismo.

Termopar: Dispositivo para medir temperaturas, mediante las fuerzas electromotrices

originadas por el calor en las soldaduras de dos metales distintos.