Evidencia Electric Id Ad

MATERIA Es todo aquello que puede ser percibido por nuestros sentidos y ocupa un lugar en el espacio: los metales, los gases, líquidos, etc. Puede estar conformada por uno o varios elementos.

MOLECULA La molécula es la partícula más pequeña a la que puede dividirse cualquiera de las muchas formas de la materia, conservando siempre sus características originales. Las moléculas, a su vez, están formadas por partículas todavía más pequeñas, llamadas átomos. Por ejemplo, si se tomara un gramo de sal de mesa y se le dividiera sucesivamente en dos, hasta obtener el trocito más pequeño posible, seguiría siendo sal, y el trocito sería una molécula de sal. Si nuevamente se lograra dividirlo en dos, la molécula de sal se descompondría en sus átomos de sodio y cloro.

EL ATOMO Es la parte más pequeña en que puede dividirse un elemento sin que pierda sus características físicas y químicas. Está compuesto especialmente por protones, electrones y neutrones.

CONSTITUCION DEL ATOMO El átomo está formado por un NUCLEO central con masa y carga eléctrica positiva y su alrededor giran los electrones con carga eléctrica negativa. Imagínate nuestro sistema solar como si fuese un enorme átomo, el Sol representaría el núcleo, y los planetas, girando alrededor del Sol representarían los ELECTRONES.

Los electrones giran con enormes velocidades cambiando continuamente de trayectoria, de tal manera que forman como una malla u ovillo llamado CAPA O

CORTEZA del átomo quedando el núcleo en su interior, tal como se aprecia en la figura.

CONDUCTIVIDAD ELECTRICA

Es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de corriente eléctrica a través de sí. También definida como la propiedad natural característica de cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones puedan pasar por él. Varía con la temperatura. Es una de las características más importantes de los materiales. MATERIALES CONDUCTORES Elementos en los cuales los electrones de valencia se liberan fácilmente de sus átomos porque son muy pocos. La mayor parte de los metales son buenos conductores, pero los que tienen un solo electrón libre son los mejores. Los más conocidos y usados son la plata, el cobre y el oro. Estos tres elementos tienen 1 electrón de valencia, sin embargo la plata es el mejor conductor, luego el cobre y finalmente el oro, debido a que en una misma cantidad de material, la plata tiene más átomos que los otros dos y por consiguiente hay un mayor número de electrones libres que pueden desplazarse.

MATERIALES SEMICONDUCTORES

Materiales cuyos átomos tienen 4 electrones de valencia. Conducen mejor que los aisladores, pero no también como los conductores. Entre los semiconductores más usados se encuentran el germanio, el silicio y el selenio. MATERIALES AISLANTES En los cuales los electrones de valencia se liberan con más dificultad de sus átomos. Cuantos más electrones libres tengan sus átomos (máximo 8) serán mejores aislantes. Los aislantes más usados no son elementos sino compuestos, como el vidrio el plástico, la cerámica, etc.

MATERIALES SUPERCONDUCTORES Se de los materiales que a muy bajas temperaturas pierden su resistencia eléctrica, transformándose en conductores eléctricos perfecto. Los superconductores también presentan un acusado diamagnetismo, es decir, son repelidos por los campos magnéticos.

NUMERO ATOMICO Número atómico, número entero positivo que equivale al número total de protones existentes en el núcleo atómico. Es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo: su carga nuclear.

NIVEL DE VALENCIA Los átomos tienen una cierta capacidad de combinarse entre si para formar compuestos. Esta capacidad se expresa mediante un numero que se denomina valencia. El valor se expresa el numero de electrones que un atomo puede dar a-o aceptar de otro durante una reacción química.

REGLA DEL OCTETO La regla del octeto dice que la tendencia de los átomos de los elementos del sistema periódico, es completar sus últimos niveles de energía con una cantidad de 8 electrones tal que adquiere una configuración semejante a la de

un gas noble, ubicados al extremo derecho de la tabla periódica y son inertes, o sea que es muy difícil que reaccionen con algún otro elemento pese a que son elementos electroquímicamente estables, ya que cumplen con la ley de Lewis, o regla del octeto. Esta regla es aplicable para la creación de enlaces entre los átomos. LEY DE OHM. La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán George Ohm. Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias. V = I x R Donde: V: diferencia de potencial o voltaje aplicado a la resistencia, Voltios I: corriente que atraviesa la resistencia, Amperios R: Resistencia, Ohmios UNIDAD DE MEDIDAS Y CONVERSION

Conversión de Unidades Para pasar m3 a cm3 procedemos así. Como 1m = 100cm, entonces elevamos al cubo ambos miembros: (1m)3 = 1m3 = (100cm)3 = (102 cm) 3 = 106 cm3, es decir: 1m3 = 1000.000cm3 despejamos de la siguiente manera. 1= .

106

cm3 m

y

reemplazamos

este

valor,

al

que

denominamos

3

Factor de conversión: Se utiliza para convertir unidades de un sistema de medida a otro. El factor de conversión es un cociente de dos cantidades equivalentes expresadas en unidades diferentes.

Magnitud Física

Factores de Conversión

Longitud

1m = 102 cm= 39,37 pulg. 1 (Pulgada) pulg= 2,54 cm 1 (yarda) yd= 0,914 m 1 pie= 0,3048m = 12 pulg

Masa

1 Kg = 1000 gr 1 g= 1000 mg

Tiempo

1 min= 60 seg 1h= 3600 seg=60 min 1 año= 3,156 x 107 seg = 5,259x 105 min= 8,766 x103h

Área

1m2 = 104 cm2

Volumen

1m3 = 106 cm3 =103 litros

Ejemplo: Expresemos 700m en cm y en mm Solución: 700m= 700m x (100cm) = 70000 cm = 7 x 104 cm . 1m 1cm= 10mm 70000 cm x (10mm) = 700000 mm = 7 x 105 mm . 1 cm

NOTACION CIENTIFICA La notación científica (o notación índice estándar) es un modo de representar un conjunto de números —ya sean enteros ó reales— mediante una técnica llamada coma flotante aplicada al sistema decimal, es decir, potencias de base diez. Esta notación es utilizada en números demasiado grandes o demasiado pequeños. La notación científica es utilizada para reducir cantidades muy grandes, y que podamos manejar con más facilidad.

Escribir un número en notación científica es expresarlo como el producto de un número mayor o igual que 1 y menor que 10, y una potencia de 10. Escritura • • • • • • • • • • •

100 = 1 101 = 10 102 = 100 103 = 1 000 104 = 10 000 105 = 100 000 106 = 1 000 000 109 = 1 000 000 000 1010 = 10 000 000 000 1020 = 100 000 000 000 000 000 000 1030 = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

Adicionalmente, 10 elevado a una potencia entera negativa -n es igual a 1/10n o, equivalentemente 0, (n-1 ceros) 1: • • •

10-1 = 1/10 = 0,1 10-3 = 1/1000 = 0,001 10-9 = 1/1 000 000 000 = 0,000 000 001

Por lo tanto un número como 156 234 000 000 000 000 000 000 000 000 puede ser escrito como 1,56234·1029, y un número pequeño como 0,000 000 000 023 4 puede ser escrito como 2,34·10-11. Usos Por ejemplo, la distancia a los confines observables del universo es ~4,6·1026m y la masa de un protón es ~1,67·10-27 kilogramos . La mayoría de las calculadoras y muchos programas de computadora presentan resultados muy grandes y muy pequeños en notación científica; los números 10 generalmente se omiten y se utiliza la letra E para el exponente; por ejemplo: 1,56234 E29. Nótese que esto no está relacionado con la base del logaritmo natural también denotado comúnmente con la letra e. La notación científica es altamente útil para anotar cantidades físicas, pues pueden ser medidas solamente dentro de ciertos límites de error y al anotar sólo los dígitos significativos se da toda la información requerida sin malgastar espacio.

Operaciones matemáticas con notación científica Adición Siempre que las potencias de 10 sean las mismas, se debe sumar las mantisas, dejando la potencia de 10 con el mismo grado (en caso de que no tengan el mismo exponente, debe convertirse la mantisa multiplicándola o dividiéndola por 10 tantas veces como sea necesario para obtener el mismo exponente): Ejemplo: 5·106 Para sumar (o restar) dos números (o mas) primero y principal debemos tener el mismo exponente en las potencias de base diez, para esto multiplicamos por diez tantas veces como sea necesario el coeficiente a reducir el exponente. Luego buscamos como factor común las potencia de base diez de igual exponente. Por ultimo se opera. De esta manera se obtiene el resultado de la adición o la sustracción. Ejemplo: 2 · 104 + 3 ·105 2 · 104 + 3 · 104 · 101 104 · (2 + 101 · 3)

32 · 104 Multiplicación Se multiplican los coeficientes y se suman a la ves los exponentes: Ejemplo: (4·105)·(2·107) = 8·1012 División Se dividen las mantisas y se restan los exponentes (numerador_denominador): Ejemplo: (4·1012)/(2·105) =2·107 Potenciación Se potencia la mantisa y se multiplican los exponentes: Ejemplo: (3·106)2 = 9·1012

Radicación Se debe extraer la raíz de la mantisa y dividir el exponente por el índice de la raíz: Ejemplo:

CIRCUITO ELECTRICO Recorrido o trayectoria que sigue la corriente eléctrica (continua o alterna) desde que sale de la fuente hasta que retorna a ella, pasando por una o más cargas (dispositivos en los cuales la energía eléctrica se transforma en otras formas de energía) a través de unos conductores. CIRCUITO CERRADO: si la trayectoria de la corriente no tiene ninguna interrupción. Hay diferencia de potencial y corriente.

CIRCUITO ABIERTO: si la trayectoria de la corriente tiene alguna interrupción. Hay diferencia de potencial pero no hay corriente.

CIRCUITO SIMPLE: Cuando el circuito abierto o cerrado, tiene una sola fuente y una sola carga. CIRCUITO EN SERIE: circuito en el cual la corriente tiene una sola trayectoria a través de dos o más cargas y una o más fuentes.

CIRCUITO PARALELO: circuito en el cual la corriente tiene la posibilidad de seguir dos o más recorridos o trayectorias, a través de dos o más cargas y una o más fuentes.

VOLTAJE

Voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito cerrado. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. Diferencia de potencial La tensión entre dos puntos de un campo eléctrico es igual al trabajo que realiza dicha unidad de carga positiva para transportarla desde el punto A al punto B. En el Sistema Internacional de Unidades, la diferencia de potencial se mide en voltios (V), al igual que el potencial.

V=I R I=Intensidad R=Resistencia RESISTENCIA Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para circular a través de dicha sustancia. Su valor viene dado en ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω), y se mide con el Ohmímetro. R=V/I I=Intensidad R=Resitencia MULTÍMETRO O TESTER DIGITAL

2

1

3 13

4

12 11

5

10 6 9 8

Referencias: 1- Display de cristal líquido. 2- Escala o rango para medir resistencia. 3- Llave selectora de medición.

7

4- Escala o rango para medir tensión en continua (puede indicarse DC en vez

de una línea continua y otra punteada). 5- Escala o rango para medir tensión en alterna (puede indicarse AC en vez de

la línea ondeada). 6- Borne o “jack” de conexión para la punta roja ,cuando se quiere medir tensión, resistencia y frecuencia (si tuviera), tanto en corriente alterna como en continua. 7- Borne de conexión o “jack” negativo para la punta negra. 8- Borne de conexión o “jack” para poner la punta roja si se va a medir mA (miliamperes), tanto en alterna como en continua. 9- Borne de conexión o “jack” para la punta roja cuando se elija el rango de 20A máximo, tanto en alterna como en continua. 10-Escala o rango para medir corriente en alterna (puede venir indicado AC en lugar de la línea ondeada). 11-Escala o rango para medir corriente en continua (puede venir DC en lugar de una línea continua y otra punteada). 12-Zócalo de conexión para medir capacitores o condensadores. 13-Botón de encendido y apagado. Aclaración: la corriente alterna o AC por Alternal Corrent, es aquella que se produce mediante generadores electromagnéticos, de tal forma que en el caso de nuestro país, fluye cambiando el polo positivo (polo vivo) a negativo (polo neutro), 50 veces por segundo. Por esto la corriente domiciliaria se dice que tiene un voltaje de 220 V a una frecuencia de 50 HZ (Hertz), (tener en cuenta que un Hertz es un cambio de polo vivo a polo neutro en un segundo). La razón para que la tensión en el uso domiciliario sea alterna, es que resulta menos costosa que la continua, ya que se la puede suministrar más directamente desde la usina, sin rectificarla a corriente continúa. Las baterías y pilas proveen una corriente continua o DC por Direct Current, es decir que en todo instante la corriente fluye de positivo a negativo. Para el caso del automoviles es más simple proveerse de un alternador o generador que rectifica la corriente alterna en continua mediante los diodos rectificadores que posee en su interior.

UTILIDAD DEL TESTER DIGITAL Es muy importante leer el manual de operación de cada multímetro en particular, pues en él, el fabricante fija los valores máximos de corriente y tensión que puede soportar y el modo más seguro de manejo, tanto para evitar

el deterioro del instrumento como para evitar accidentes al operario. El mutímetro que se da como ejemplo en esta explicación, es genérico, es decir que no se trata de una marca en particular, por lo tanto existe la posibilidad que existan otros con posibilidad de medir más magnitudes.

Con un tester digital podemos tener una lectura directa de la magnitud que se quiere medir (salvo error por la precisión que el fabricante expresa en su manual de uso). En cambio con el tester analógico (o de aguja), tenemos que comparar la posición de la aguja con respecto a la escala, lo cual trae aparejado dos errores, como el de apreciación (que depende del ojo o buena vista del operario) y el error de paralaje (por la desviación de la vista) que muchas veces no respeta la dirección perpendicular a la escala. A todo esto debemos sumarle el error de precisión del propio instrumento, lo cual hace evidente que resulta mucho más ventajoso la lectura de un tester digital.

SELECCIÓN DE LAS MAGNITUDES Y ESCALAS O RANGOS

Continuidad , prueba de diodos y resistencias : Tengamos en cuenta que para utilizar el multímetro en esta escala, el componente a medir no debe recibir corriente del circuito al cual pertenece y debe encontrarse desconectado. Los valores indicados en la respectiva escala, por ejemplo pueden ser: Puntas de prueba: Negra a “COM” (7) y roja a “v/..” (6).

Tal cual como está posicionada la llave selectora, nos indica que podemos medir continuidad mediante el sonar de un timbre o “buzzer”, por ejemplo cuando en un mazo de cables se busca con las puntas de prueba un extremo y el correspondiente desde el otro lado. Se activa un zumbido si la resitencia es menor de 30 Ohms (aproximadamente). Si la resistencia es despreciable (como debería ocurrir en un conductor), no solo sonará el buzzersino que además el displey indicará 000. Cuando encuentra una resistencia, la indicación son los

milvolts de caida de tensión, por la resistencia detectada, a mayor resistencia, mayor serán los mV indicados. Por esto cuando se prueba diodos, en un sentido (el inverso a su polaridad), indica el número “1” a la izquierda del display. Esto significa que está bloqueando la corriente (con una resistencia muy elevada) y por lo tanto no se encuentra en corto circuito. En cambio en la polaridad correcta, el display indica unos milivolts que dependen del tipo de diodo que se está probando, ya que si bien el diodo conduce conectando las puntas en la polaridad correcta, lo hace con resistencia apreciable. El instrumento fija una corriente de prueba de 1mA. Cuando buscamos un valor de la resistencia, tenemos para elegir escalas o rangos con un máximo de : 200 Ohms, 2K (2 kiloOhms o 2000 Ohms), 20K (20000 Ohms) y 2M (2 MegOhms o 2 millones de Ohms) y en algunos testers figura hasta 20M. Si el valor a medir supera el máximo de la escala elegida, el display indicará “1”a su izquierda. Por lo tanto habrá que ir subiendo de rango hasta encontrar el correcta. Muchas veces se sabe de antemano cuanto debería medir y entonces por ejemplo, si es una bobina primaria de encendido, elegimos buzzer si primero queremos ver su continuidad y luego para el valor de la resistencia pasamos a 200. En cambio, para el bobinado secundario o los cables de bujías, usaremos la de 20K. Tensión en DC

Puntas de prueba :

Negra a “COM” (7) y roja a “V/..” (6)

Sabemos que como voltímetro se conecta en paralelo con el componente a medir, de tal manera que indique la diferencia de potencial entre las puntas. Donde indica 200m el máximo es 200 milivolts (0,2 V), el resto se comprende tal cual están expresados por sus cifras. Por lo tanto para medir tensiones de batería del automovil debemos elegir la de 20V. Si se está buscando caidas de

tensión en terminales o conductores, podemos elegir una escala con un máximo más pequeño, luego de arrancar con un rango máselevado y así tener una lectura aproximada. Siempre hay que empezar por un rango alto, para ir bajando y así obtener mayor precisión. Cuando el valor a medir supere el máximo elegido, también indicará “1”en el lado izquierdo del display.

Corriente en DC

Para medir esta magnitud, hay que tener mucha precaución porque como amperímetro el tester se conecta en serie. Por lo tanto toda la corriente a medir se conducirá por su interior, con el riesgo de quemarlo. En el manual de uso el fabricante aconseja no solo el máximo de corriente que puede soportar sino además el tiempo en segundos (por ejemplo 15seg.). La escala a utilizar es:

Puntas de prueba:

Negra a “COM”(7) y la roja a mA (8) para un máximo de 200mA o 20Amax. (9), según el rango seleccionado con la

Donde la escala indica el rango: 2m es 2mA (0,002 A); 20m es 20mA (0,02 A); 200m es 200mA (0,2 A) y por lo tanto 20 es 20 A.

Comentario: en las conexiones del tester para encendido convencional, electrónico e inyección electrónica, se utiliza como voltímetro u Ohmetro y la mayoría de las veces resulta suficiente para resolver el problema. Cuando sea necesario conocer la corriente, es mejor utilizar una pinza amperométrica. Quien les escribe el profesor Ricardo Angel Disábato, realizará en sus clases prácticas todas la mediciones descriptas en este capítulo de tester digital.

Capacitancia o capacitores :

Utilizamos la escala indicada como CX y su zócalo :

Puntas de prueba: No se las utiliza, pueden estar desconectadas de sus

CX quiere decir “capacidad por”, según el rango selecionado con la llave (3): •

20 u es 20 uf resultando uf la unidad microfaradio (1uf= 1f x 10 -6), es decir el uf es la millonésima parte del faradio (20uf son 0,00002 faradios). Por lo tanto el rango 20u es el máximo, es decir la mayor capacidad que puede medir este tester. • 2u es 2uf (2f x 10-6 = 0,000002 f). Además en otros multímetros podemos encontrar: • 200n es 200 nanofaradios (1nf= 1f x 10-9 f) o sea 200nf = 0,0000002 f. • 20n es 20 nanofaradios o sea 20nf= 0,00000002 f. • 2000 p es 2000 pf (2000 picofaradios), teniendo en cuenta que 1pf= 1 f x 1012 entonces 2000pf = 0,000000002 f. Consideraciones importantes: Para los automóviles con encendido por platinos los valores de capacidad pueden ir de 0,20 uf a 0,28 uf, por lo tanto es mejor medir en el rango de 2u.

En valor alto de capacidad puede demorar unos segundos en alcanzar la lectura final. Siempre los capacitores deben estar descargados, antes de conectarlos al zócalo. Cuando se trata de capacitores de papel de estaño (como el de los sistemas de platinos) no hace falta respetar polaridad en el zócalo. Pero existen capacitores utilizados en electrónica, que tiene marcada la polaridad y en estos casos se debe tener en cuenta que, por ejemplo la conexión superior del zócalo es positiva y la inferior es negativa (consultar el manual de usoen cada caso).

OTRAS MAGNITUDES Hay multímetros genéricos que además miden frecuencia en KiloHertz (KHz) y mediante un zócalo adicional (parecido al de capacitores) y una termocupla o conector especial, pueden medir temperatura en 0C. La frecuencia en KHz generalmente tiene un rango único de 20KHz (20000 Hz), que para encendido e inyección electrónica es poco sensible o resulta una escala demasiado grande. Pues necesitamos medir frecuencias que van desde 10 a 15 Hz hasta 50 a 80 Hz y 100 a 160 Hz. Por lo tanto para mediciones precisas de frecuencia hay que adquirir multímetros especialmente diseñados para la electrónica del automovil. La temperatura en 0C puede ser captada tocando con la termocupla el objeto a controlar y la rapidez con la cual registre el valor a igual que su presición dependerá de la calidad de cada multímetro y termocupla en cuestión. La temperatura ambiente se obtiene sin conectar la termocupla ya que vienen con un sensor incorporado (dentro del instrumento) para tal fin. Algunos multímetros también agregan otro zócalo para la prueba de transistores, indicado como hFE. Esto determina el estado de la base y el emisor de dicho semiconductor.