WIXLIB

“La corriente eléctrica puede manifestarse de dos modos diferentes:de forma continua o alterna. La diferencia entre corriente continua y alterna radicaen la fuente que la produce, aunque los efectos se manifiestan de idéntico modo.”C O RR I E N T E C O N T I N U AV tB1-11Corriente alterna: representación gráfica.ENYA LT ER N ALa corriente continua (c.c.) es pro-La corriente alterna (c.a.) no puededucida por generadores que siemprealmacenarse en baterías, pero essuministran la corriente en la mismamucho más fácil y barata de producirdirección; tal es el caso de dinamos,gracias a los alternadores.células fotoeléctricas, pilas, etc. En elLa corriente alterna cambia de pola-automóvil se utiliza corriente conti-ridad cíclicamente siendo alternati-nua porque puede almacenarse en lavamente positiva y negativa respecti-batería garantizando así su disponibi-vamente. La forma de onda dependelidad cuando se precise.del generador que la produce, peroLa corriente continua no varía susiempre hay una línea de cero voltiosvalor en función del tiempo: en laque divide a la onda en dos picospantalla de un osciloscopio aparecesimétricos. Las características de lacomo una línea horizontal referen-corriente alterna son: la frecuenciaciada a un nivel de cero voltios (línea(ciclos en un segundo) y la tensiónde masa). La distancia de la línea dede pico a pico; aunque suele utili-tensión a la línea de masa indica lazarse el valor de tensión eficaz (ten-magnitud (amplitud) de la tensión.sión RMS)PRO F UN D I D A DGenerador de c.a.El valor eficaz (RMS) en corriente alterna(c.a.) se define como el valor necesarioque ha de ser aplicado sobre una resistencia para que genere idéntico trabajo enforma de calor como su valor equivalenteen corriente continua (c.c.).(Diferencia de potencial)Símil hidráulicoEl movimiento alternativo origina ondasoscilantes en circuito hidráulico que seutilizan para generar el trabajo.TRABAJOB1-12

D EF I N ICI Ó NDEF O R MA SDEO N DACaracterísticas de las ondas senoidales:f 3 Hzf Frecuencia, unidad en hertzios (Hz)P Periodo, unidad el segundo (s) o elAmplitudsubmúltiplo el milisegundo (1mS 0,001 s)VpVp Tensión de picoVpp Tensión de pico a picoVppVrms Tensión eficazVrms1 ciclo(p periodo ensegundos)1 segundoB1-13La corriente alterna o continua, perone como el número de ciclos quecon variación de impulsos, se carac-tienen lugar en un tiempo dado,teriza por que cambian periódicamen-generalmente en un segundo. Late de forma, pueden tener diferenteunidad de frecuencia es el hertziodiseño y manifestarse de modo muy(Hz). Un hertzio (Hz) equivale arápido o muy lento, no obstante hayun ciclo en un segundo (1c/s). Hayuna serie de términos comunes queuna relación entre el periodo ydefinen cualquier forma de onda:la frecuencia, ya que la frecuencia· Ondas: el término genérico para(f) es inversa al tiempo que tardauna señal que se repite a lo largoun ciclo, es decir el periodo (p).del tiempo es onda (semejante aY se expresa así:las ondas de sonido o a las deradio).·f 1/p ; p 1/ff frecuencia en hertzios (Hz)Ciclo: el ciclo de una onda es laporción de la onda que se repite.p periodo en segundosLa forma de onda es la representación gráfica de una señal quela amplitud de una· Amplitud:señal se define como el valor demuestra el tiempo sobre el ejetensión instantáneo o el valor dehorizontal y la tensión sobre el ejepico a pico. Es decir, la “altura” overtical.distancia que tenga la forma de· Periodo: el periodo se defineonda con respecto a la línea decomo el tiempo que tarda unacero voltios o bien entre picoonda en realizar un ciclo completo.positivo y negativo si la onda es de· Frecuencia: la frecuencia se defi-corriente alterna.11

Formas comunesde onda15C. El escalón se produce cuando sedetecta el paso de un estado eléc-Hay distintos tipos de formas detrico a otro; por ejemplo la puestaonda. La definición hace referencia aen marcha de un elemento.la forma o característica que tiene26cada una de ellas:detecta la activación momentánea1. Onda senoidalde un elemento, por ejemplo el des-2. Onda en diente de sierratello intermitente de una lámpara.E. Las formas de onda compleja son3. Onda cuadrada37D. El pulso se produce cuando se4. Pulsolas que pueden ser una combina-5. Onda senoidal amortiguadación de varias (cuadrada, senoidal6. Onda triangularamortiguada etc.). Por ejemplo7. Escalónlas del encendido.8. Forma de onda complejaFormas de onda de lacorriente: los impulsos84Algunos ejemplosde formas de ondaB1-14Hasta ahora se han estudiado dosA. Onda senoidal es la tensión de latipos de corriente, la continua y lared eléctrica de uso doméstico,alterna, pero existe un tercer tipocon una tensión de 220 V y unaque posee características de ambas,frecuencia de 50 Hz.son los impulsos.B. Un onda cuadrada es la que pro-Las Unidades de Control Electrónicoporciona por ejemplo un genera-diseñadas para gobernar algunosdor de efecto Hall.actuadores, tales como electroválvulas, donde es necesario un perfectocontrol de la apertura y el cierre,Afuncionan generando impulsos deDmando sobre el actuador.El control puede hacerse de dosmodos: enviando impulsos deBcorriente continua y haciendo variarla frecuencia a la que se producen,Co bien manteniendo la frecuenciaconstante, hacer variar la anchuraEdel impulso; en ambos casos se consigue regular la corriente de mandoB1-15sobre el actuador.

En los impulsos se aprecian las siguientescaracterística: son de corriente continua,puesto que circulan siempre en el mismo100 %90 %sentido; son intermitentes (igual que lasAnchura del impulsomáximo trabajoondas); poseen cierta longitud y entre doshay un intervalo (el periodo); sólo parte100 %Anchura del impulsomínimo trabajo10 %porcentaje entre la parte activa y el periododel impulso proporciona una exactareferencia de energía que aplica el impulso.A esta relación se denomina factor detrabajo o DWELL de la señal.DWELL: 10/100 10 %DWELL: 90/100 90 %del impulso es “activo”. La relación enPeriodoB1-16Este último procedimiento de regu-cuencia fija, y se hace variar lalación: impulsos a frecuencia fija yrelación entre la anchura delcon variación de su anchura, es elimpulso a nivel bajo (masa) y altomás habitual y se conoce como varia-(12 V); es decir se modifica la rela-ción en la relación de ciclo de la señalción entre la señal cuando “ tra-regulación por ciclo de trabajo variable,o también variación del DWELL.baja” y “ no trabaja”; el resulta-variación del factor de trabajo o PWM delEs el método que se emplea parado final es que los dispositivos aes modulación del ancho del pulso.el control de las electroválvulas decontrolar reciben una corrienteinyección o para el mando reguladoperfectamente regulada y la uni-de algunas válvulas de ralentí.dad de control no se somete a losLos actuadores reciben impulsospelig ros de la excesiva disipa-de mando con una tensión y fre-ción de energía.E NPRO F U N D I D A DEste método de regulación denominadocomo relación de ciclo también se conocede otros modos diferentes, tales como:inglés Pulse Width Module, cuya traducción13

“Gracias a la reacción química que tiene lugar en su interior,la batería almacena electricidad como un depósito que puede llenarsey vaciarse a voluntad. Este es el origen de la batería de plomo que fue inventadapor el físico francés Gastón Planté en 1859.”L A B AT ER Í APlacasVasosElectrolitoSímboloeléctricoB1-17Uno de los métodos más comunesvasos contiene las placas de plomo,de producir electricidad es el quími-positivas y negativas, que almacena-co: la batería de plomo es una fuenterán los electrones. Cuando la bateríade corriente continua que se basa ense halla completamente cargada cadaeste principio; está formada porvaso se encuentra a una tensión devarios elementos acumuladores o2,2 voltios, por lo que una batería devasos que se conectan formando una12 voltios de tensión nominal, subatería.tensión real cuando está cargadaLa energía eléctrica, que se encuen-alcanza los 13,2 voltios.tra almacenada en forma de energíaEl electrolito es una mezcla de aguaquímica, puede transformarse endestilada y ácido sulfúrico que baña aenergía eléctrica, proceso que tienelas placas en el interior de los vasos,lugar durante la descarga. Mediantey es la sustancia encargada de produ-el suministro a la batería de corrien-cir las reacciones químicas de carga yte eléctrica, tiene lugar en su interiordescarga. La densidad del electrolitoel proceso inverso, con lo que esvaría con la carga, de modo que esposible cargarla de energía eléctricaposible conocer el estado de la bate-de nuevo.ría midiendo la densidad del mismo.La batería está formada por el acovasos. Una batería de 12 voltiosCaracterísticasde la bateríaposee 6 vasos. El interior de losLa capacidad de una batería, esplamiento en serie de varias celdas oComprobación de bateríasEl densímetro (también llamado pesaácidos)es un dispositivo que permite determinar elestado de una batería midiendo la densidadde cada vaso. No obstante, para lacomprobación de baterías “selladas”, hayque recurrir a los comprobadores dinámicospor descarga. El método de comprobacióncon este tipo de aparatos consiste ensometer a la batería a una fuerte descargamientras se mide la tensión entre bornes; laprueba simula la descarga que ocasiona elaccionamiento del motor de arranque através de una resistencia interna (shunt) pordonde se consume la corriente. La tensiónVerificador de bateríasen descarga es una indicación bastantefiable del estado general de la batería.B1-18

decir la cantidad deenergía (amperios/hora) que puede almacenar enACOPLAMIENTO DE BATERÍAS EN SERIEsu interior, depende de la superficiede las placas o de su número. La tensión nominal se establece por elnúmero de vasos.12 V - 30 Ah24 V - 30 Ah12 V - 30 AhLas características que definen a unabatería de automóvil son: la tensiónACOPLAMIENTO DE BATERÍAS EN PARALELOnominal, su capacidad y la intensidadde arranque, y generalmente estos12 V - 30 Ahdatos vienen indicados sobre la batería de esta forma:12 V - 60 Ah12V - 40 Ah - 200 A12 V - 30 AhB1-19·Tensión no m inal: de 6 o 12voltios. Para mayores tensiones seacoplan baterías en serie (porparalelo, cada tipo de acoplamien-ejemplo, dos de 12 V para obte-to proporciona unas característicasner 24 V).eléctricas de tensión nominal y capa-· La capacidad de una batería secidad diferentes:E NPRO F U N D I D A Dda en amperios hora (Ah) e indica· Acoplamiento en serie: el bornela cantidad de amperios que puedeposi t ivo de una con el borneLa capacidad nominal K20 según definesuministrar en una hora. Por ejem-negativo de la siguiente. La tensiónla norma DIN 72311 es la capacidad deplo, una batería de 40 Ah puedenominal resultante es la suma desuministrar 40 amperios en 1 horalas tensiones de cada batería aco-o 1 amperio durante 40 horas.plada mientras que la capacidad es· La intensidad de arranque sela misma que la capacidad de unadefine como la corriente máximaque puede suministrar en un instante para accionar el motor dedescarga en 20 horas suministrando unacorriente de descarga de 1/20 de su capacidad, hasta alcanzar 10,5 V de tensión.de ellas.en paralelo: se· Acoplamientounen todos los bornes positivosarranque sin que la tensión des-y t odos los bo rnes negat ivos.cienda por debajo de 10,5 voltios.La tensión nominal resultante esla misma que la tensión de una deAcoplamiento de bateríasellas, mientras que la capacidadLas baterías pueden conectarseresultante es la suma de las capa-entre sí de dos modos: en serie o encidades de todas ellas.15

“El magnetismo y la electricidad se hallan estrechamente relacionados,ya que gracias al magnetismo bien sea natural o artificial (electromagnetismo)puede obtenerse mucha electricidad de un modo sencillo y económico.El matemático escocés James Clerk Maxwell fue el primero en explicar la relaciónentre la electricidad y el magnetismo, allá por el año 1870.”E L E C T R O MA G N E T I S M OEl magne t ismo p ro d u c ido po rnados es atravesada por una corrien-efecto de la electricidad se deno-te eléctrica, crea a su alrededor unm i na e l ec t r o magne t i sm o ycampo magnét ico (similar a unencuentra numerosas aplicacionesimán natural).en la i ndus t r ia: gene r ad o resEl campo magnético creado por laeléctricos como dinamos o alter-bobina resultará más intenso cuan-nadores, transformadores, relés,to mayor sea el número de espirasmo to res, etc.de la bobina y la intensidad deEl fundamento del electromagne-corriente que circula.tismo se basa en que cuando unaPara aumentar y reforzar el campobobina de cable arrollada a unmagnético creado por la bobina, sesoporte formando espiras o deva-arrolla sobre un núcleo de hierroCampo magnét ico creado por lacorriente que atraviesa un conductoCampo magnético creado por lacorriente que atraviesa la bobinaMaterial ferromagnéticoCorriente inducidapor el campo magnéticoCampo magnéticoB1-20Fenómenos electromagnéticos.

E NAUTOINDUCCIÓNCorriente de alimentaciónPRO F U N D I D A DAutoinducción e inducción mutuaCorriente de autoinducciónAutoinducciónEl paso de corriente eléctrica por un conductor arrollado a un núcleo produce uncampo magnético, el cual tiene el efecto deinducir en sus propias espiras una corriente cuya polaridad se opone a la corrienteque forma el campo magnético original.Este fenómeno que retrasa o frena laentrada de corriente a la bobina se denomina autoinducción. La autoinduccióndepende del número de espiras, del flujoTensión de autoinducciónTensión de alimentaciónmagnético y de la intensidad de corrienteque circula en un instante. La unidad deINDUCCIÓN MUTUAinducción (L) es el henrio (H).La autoinducción es la propiedad queposee un circuito de impedir el cambio decorriente. La autoinducción es la analogíaeléctrica de la inercia mecánica que tiendea oponerse al aumento o disminución de lavelocidad de un cuerpo.Inducción mutuaTensión inducidaCuando se coloca un arrollamiento cercaTensión inducidade otro, pero sin estar en contacto, y poruno de ellos circula corriente, en el segunB1-21do se induce una corriente cuyo valor dependerá de la autoinducción de cada una deellas (L). Este es el fundamento de los transformadores de encendido.dulce u otro material buen con-bobina, que ha sido inducida porEnergía de una bobinaduct o r del magnet ismo (ferro-un campo magnét ico, es el o r i-La energía (E) que puede acumular unamagnético).gen de las máquinas generado-El efecto es reversible, es decir siras de electricidad, como el alter-una bobina de cable conductor esnador, la dinamo o los transfor-somet ida a la var iación de unmadores.“desprendimiento”deelectronesy se crea por tanto una corrienteeléctrica.La aparición de corriente en unadada por la siguientes expresión:E 1/2 L x Idonde L es la inductancia de la bobina e Icampo magnético, se produce enlas espiras del arrollamiento unbobina o transformador de encendido vieneAplicacionesdel electromagnetismola intensidad que circula por ella.· Generadoresde corrienteEl funcionamiento del alternador, dinamo o volante magnético17

se fundamenta en el pr incipioel fenómeno de autoinducción ede la corriente inducida en uninducción mutua. Están fo rmadosdevanado cuando es somet idopor dos bobinas o devanados deno-a la variación de un campo mag-minadas primario y secundario,nético.arrollados sobre un núcleo deEl campo magnético puede serhierro o de algún material ferro-natural o fo rmado con imanesmagnético.permanentes (es el caso de losAl circular corriente por el pri-volantes magnéticos de motoci-mario, se crea un campo magnéti-c le ta) o bien elec tr oimanesco en el núcleo y al interrumpir-ali men t ad os c o n c o r r i en t ese la corriente el campo desapare-cont inua.ce bruscamente, lo que provoca enTransformadores· Lostransformadores se basan enel primario por autoinducción unatensión (un centenar de voltios) yDINAMOVOLANTE MAGNÉTICOElectroimanesImanes permanentes -- VV t Corriente inducidatB1-22

Símbolo del TRANSFORMADORDE ENCENDIDOTRANSFORMADOR DE ENCENDIDOPrimarioSecundarioIMPULSOR DE REVOLUCIO NESIMÁNSímbolo del IMPULSORDE REVOLUCIONESBOBINA Coronadentadapor inducción en el secundario unaB1-23· Impulsor de revolucionestensión de varios miles de voltios.y referenciaLa tensión inducida en el secun-Los impulsores de revolucionesdario depende de la relación eny de referencia angular del cigüe-el número de espiras entre prima-ñal, son sensores inductivos, donderio y secundario así como la intensi-el elemento captador es una bobi-dad de corriente que alcance a cir-na arrollada a un imán que gene-cular por el primario en el momen-ra corriente alterna por efectoto de la interrupción.de inducción.La autoinducción limita el tiem-Al girar la corona dentada modi-po de carga de una bobina, sobrefica el entrehierro, es deci r latodo cuando el tiempo disponibledistancia entre el impulsor y elpara saturarse es limitado como esdiente de la corona, y esta varia-el caso de los transformadores deciónencendido trabajando a elevadoo r igen a la señal de co r r ienterégimen.alterna.del campo magnét ico da19

“La fuente que proporciona electricidad en el automóvil es el alternador.Constituye el ‘corazón’ del circuito eléctrico, ya que es el encargadode suministrar energía a los elementos consumidores del circuitoy además cargar la batería.”E L A LT ER N A D O REl alternador es un generador quedonde se encuentran las bobi-proporciona una gran intensidad,nas de excitación que al recibirEl grupo inductor está alojado en el rotor ypero la corriente generada es alternacorriente de la batería a travéslo forma una bobina montada sobre el ejey debe ser rectificada en continua.del regulador crea un fuertellos rozantes: uno de entrada y otro de sali-Como el alternador funciona acampo magnético.da de corriente.régimen variable, ya que gira en2. El grupo INDUCIDO situado enEl inducido es el circuito donde se generarelación a las revoluciones delel la parte fija: denominada tam-motor, es necesario un sistema debién como estator y es dondeman el estator. El conexionado de estasregulación que controle la pro-se induce la corriente.bobinas normalmente es trifásico, adoptaducción de electricidad indepen-3. El grupo RECTIFICADOR, for-dientemente del régimen y el esta-mado por la placa de los diodospara alternadores de gran intensidad.do de la batería.rectificadores que se encargaránEl rectificador está compuesto por unBásicamente,puente de 6 o 9 diodos, y gracias a laautomóvil esta compuesto por laE NPRO F U N D I D A Dcuyos terminales van conectados a los ani-la corriente. Va situado en la carcasa y locomponen un conjunto de bobinas que for-una conexión en estrella para los alternadores pequeños y medianos y en triángulopropiedad que tienen de dejar pasar laelalternadordelcorriente en un sentido convier ten laagrupación de tres conjuntos.corriente alterna en corriente continua.1. El grupo INDUCTOR gira accionado por la polea (rotor) y esde convertir la corriente alterna en continua.Regulación de

Materiales conductores y aislantes No todos los átomos tienen la facilidad para desprender corriente eléctrica; hay cuerpos como los metales (cobre, plata, hie-los electrones fluyen con facilidad, mientras que otros mucha dificultad. Los pri-meros son los llamados conductores los segundos no conductores o ais-los semiconductores,