1. FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA
INTEGRANTES:
LAURA SOFIA BARRETO ORTIZ
GABRIELA JOJOA SANCHEZ
PRINCI JULIANA GONZALEZ QUINTERO
JUANPABLO JESUS MORALES PRIMERA
ISABELLA NIÑO VILLA
NATALIA VARGAS VIVAS
PROFESOR: GUILLERMO MONDRAGON
GRADO: 10-5
MATERIA: TECNOLOGÍA
INSTITUCION EDUCATIVA LICEO DEPARTAMENTAL
SANTIAGO DE CALI
2021
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3. DESARROLLO TEMÁTICO
El título “Fundamentos de Electricidad y de Electrónica” tiene carácter introductorio al
Trayecto Técnico Profesional en Automotores y junto a los módulos “Tecnología De la
Representación gráfica y la interpretación de planos”, “Esfuerzos y tensiones en
Mecanismos de Automotores” y “Materiales y Proceso de Mecanizado” forman parte del
área modular “Tecnología”, la que integra capacidades transversales que sirven de base al
conjunto de áreas de competencia identificadas en el Perfil Profesional. Por ser un módulo
que desarrolla capacidades transversales, es inicial para cualquiera de los tres itinerarios
del Trayecto.
El ejercicio profesional del Técnico en Automotores requiere del conocimiento de los
principios y leyes fundamentales de la electricidad y la electrónica para comprender el
funcionamiento, las características y conexiones de los componentes, sistemas e
instalaciones de los automotores. Además, en su ejercicio profesional, el Técnico en
Automotores requiere para realizar las tareas de detección de fallas, reparaciones,
mantenimiento, proyecto, diseño y montaje la interpretación y aplicación de leyes y
principios fundamentales de la electricidad y la electrónica permitiéndoles alcanzar a los
componentes, sistemas,equipos e instalaciones del automotor las condiciones de
operaciones adecuadas a su diseño.
La aprehensión del conjunto de normas y leyes fundamentales de la electricidad y la
electrónica no logra por sí mismas las capacidades profesionales que se traducirán en
desempeños competentes, pero construye saberes y desarrolla destrezas que les servirán
de base a cada uno de ellos para sus futuros aprendizajes. El presente módulo se perfila
como el espacio de construcción de capacidades profesionales consistentes en identificar y
analizar la tecnología y el principio de funcionamiento de componentes, de circuitos y
sistemas eléctricos y electrónicos de la automotriz, las que se irán enriqueciendo y
articulando con saberes más complejo a lo largo del trayecto y que redundará en
capacidades profesionales. En este módulo se desarrollarán capacidades profesionales
relacionadas a la interpretación y aplicación en circuitos de baja complejidad de las leyes y
principios fundamentales de la electricidad y electrónica. Además se desarrollarán
capacidades que permitan seleccionar, calibrar y operar instrumentos de medición,
verificación y control para realizar mediciones sobre circuitos básicos eléctricos y
electrónicos. Estas capacidades se irán profundizando a lo largo del Trayecto Técnico
Profesional, permitiendo realizar acciones de reparaciones, mantenimiento, proyecto,
montaje,etc. La propuesta formativa del módulo (por ser inicial) pretende que el alumno
comience a introducirse en el mundo de la técnica, de la electricidad y la electrónica
aplicada al automotor, para que pueda descubrir y desarrollar su interés respecto del campo
de acción del Técnico en Automotores, comenzando a visualizar alguna de las
características de su Perfil Profesional y construyendo una primer imagen de lo que
abordarán los demás módulos del Trayecto. Para esto la institución deberá disponer de
recursos humanos y materiales promoviendo la participación activa del equipo docente de
los distintos módulos, con el fin de crear interrelaciones y unificar criterios para un
aprendizaje integral. Las actividades formativas para abordar este espacio debe responder
a la implementación de situaciones problemáticas que se resuelven analíticamente y
puedan demostrarse prácticamente en el laboratorio. Para alcanzar las capacidades
mencionadas se necesita evidenciar y aplicar en diferentes situaciones las leyes de
fundamentos eléctricas y electrónicas. Se deberá contextualizar este espacio formativo a las
problemáticas de equipos e instalaciones del automotor
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4. DESARROLLO DE LOS SUBTEMAS
Transporte de la corriente eléctrica: El transporte de electricidad se efectúa a través
de líneas de transporte a tensiones elevadas que, junto con las subestaciones eléctricas,
forman la red de transporte. Para poder transportar la electricidad con las menores pérdidas
de energía posibles es necesario elevar su nivel de tensión. Las líneas de transporte o líneas
de alta tensión están constituidas por un elemento conductor (cobre o aluminio) y por los
elementos de soporte (torres de alta tensión). Éstas, una vez reducida su tensión hasta la red
de distribución, conducen la corriente eléctrica a largas distancias.
La red de transporte está mallada, lo que significa que todos los puntos están interconectados
y que, si se produce una incidencia en algún lugar, el abastecimiento está garantizado ya que
la electricidad puede llegar desde otra línea. Además, la red de transporte está telecontrolada,
es decir, las averías se pueden detectar y aislar desde el centro de control
1. Alta tensión. Una vez producida la electricidad en las centrales, se eleva el voltaje en los
transformadores (de 100 a 500 KV) para reducir al mínimo las pérdidas que crea la
resistencia del cable por el que tendrá que viajar.
2. Media tensión. En las subestaciones de transformación se baja la tensión a valores de entre
3 y 30 KV al acercarse a a los lugares de consumo. Los cables pueden estar situados en el
aire, entre postes, o varios metros por debajo del suelo.
3. Baja tensión. En la proximidad de industrias y viviendas, otro transformador disminuye la
tensión hasta los niveles utilizados en estas; en los hogares 220 V y en la industria 380 V.
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5. Términos básicos:
La electricidad es el flujo constante de electrones (cargados negativamente) entre dos
puntos a través de un medio conductor, un punto con carga negativa y otro con carga
positiva.
El voltaje:También conocido como tensión, es la diferencia potencial que hay entre dos
cuerpos cargados (negativo y positivo). Dicho de otra manera es la fuerza con la que se
mueven los electrones. Se mide en volts o voltios.
El amperaje:También conocido como corriente o intensidad, es el flujo o la cantidad de
electrones que atraviesan un conductor durante un tiempo determinado. Se mide en amps o
amperes.
La potencia:Es el consumo real de un dispositivo, es decir la cantidad de trabajo por unidad
de tiempo. Su fórmula es: Potencia igual a Voltaje por Intensidad (P = VI). Se mide en watts
o vatios.
La resistencia:Es la resistencia que presenta cualquier tipo de material al flujo de
electrones. Determina que tan conductor es un material, por ejemplo los metales son
buenos conductores, en cambio los plásticos no. Se mide en ohms o ohmnios.
Componente electrónico:Es un componente que cumple con cierta función, como los LEDs,
los relevadores, los condensadores, etc. Estos funcionan a base de voltaje y consumen
cierto amperaje que dependiendo de la fuente de energía determina el tiempo que pueden
estar en funcionamiento.
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6. La electrónica: La electrónica es una rama de la física aplicada que comprende la física, la
ingeniería, la tecnología y las aplicaciones que tratan con la emisión, el flujo y el control de
los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente en el vacío y la materia. La
identificación del electrón en 1897, junto con la invención del tubo de vacío, que podía
amplificar y rectificar pequeñas señales eléctricas, inauguraron el campo de la electrónica y la
edad del electrón.
Circuito electrónico sobre una placa para prototipos o protoboard:
Detalle de un circuito integrado SMD:
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7. Resistencias: Se le denomina resistencia a la oposición al flujo de corriente electrica a traves
de un conductor.La unidad de resistencia en el sistema internacional es el ohmio,que se
representa con la letra griega omega,en honor al físico aleman georg simon omh,quien
descubrió el principio que ahora lleva su nombre.
En la imagen de arriba podemos ver los símbolos que son normalmente utilizados para
identificar las resistencias fijas en esquemas eléctricos.
El rango de valores que pueden tener las resistencias es enorme, pueden ir desde unos pocos
ohmios hasta millones de ohmios. Para representar el valor de las resistencias en los
esquemas se usan simplificaciones del tipo 4K7Ω (Kilo-Ohmios) ó 2MΩ (Mega-Ohmios), los
"Kilo-Ohmios" añaden un factor de multiplicación de 1000 y los "Mega-Ohmios" de
1.000.000, por lo que los valores anteriores corresponderían a 4.700Ω (4K7Ω) y 2.000.000Ω
(2MΩ).
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8. Resistencias variables:
Una resistencia ajustable o potenciómetro es una resistencia cuyo valor podemos
modificar moviendo su eje o cursor. Entre los extremos del potenciómetro el valor
siempre es el mismo; pero entre un extremo y el punto intermedio tendremos una
resistencia variable desde 0 al valor especificado.
Un resistor variable es un resistor lineal sobre el cual desliza un contacto eléctrico
capaz de inyectar corriente en un punto intermedio de su elemento resistivo. total.
Reóstato. Utiliza solo un terminal fijo y el cursor.
Su símbolo es el de la figura adjunta:
Según su función en el circuito estas resistencias se denominan:
Potenciómetros: se aplican en circuitos donde la variación de resistencia la efectúa el usuario
desde el exterior (controles de audio, video, etc.).
Trimmers, o resistencias ajustables: se diferencian de las anteriores en que su ajuste es
definitivo en el circuito donde van aplicadas. Su acceso está limitado al personal técnico
(controles de ganancia, polarización, etc.).
Reostatos: son resistencias variables en las que uno de sus terminales extremos está
eléctricamente anulado. Tanto en un potenciómetro como un trimmer, al dejar unos de sus
terminales extremos al aire, su comportamiento será el de un reóstato, aunque estos están
diseñados para soportar grandes corrientes.
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9. Condensador Eléctrico:
Para dar inicio al estudio del condensador vamos a explicar en primer lugar qué es un
condensador. Se trata de componente eléctrico pasivo, es decir que no genera electricidad
por su cuenta, capaz de almacenar una carga eléctrica, y liberarla posteriormente. Se le
puede encontrar como condensador o capacitor. La carga que mantiene en su interior es un
diferencial de potencial o voltaje.
La historia del conde dador surge en el año 1745 cuando el Alemán Ewald Georg von Kleist
se percató que era posible el almacenamiento de una carga eléctrica. Esto surgió producto
de un accidente cuando conectó un generador electrostático a un volumen de agua que
estaba dentro de una jarra o botella de vidrio mediante un cable. Cuando retiraba el cable y
posó su mano.
¿Cómo funciona un condensador?
Ahora, explicaremos cómo funciona un condensador y para qué sirve un condensador. La
manera en que logra almacenar la carga eléctrica es utilizando dos láminas hechas de
material conductor, como por ejemplo el tantalio, que se encuentran separadas por algún
material dieléctrico, por ejemplo el aire.
Es importante no confundir un dieléctrico con un material totalmente aislante. Es decir,
todos los dieléctricos son aislantes, pero esto no hace que necesariamente todos los
aislantes sean dieléctricos. Los materiales dieléctricos tienen la capacidad de tornarse
conductores cuando son sometidos a una gran carga eléctrica y rompen la rigidez
dieléctrica. Algunos de estos materiales pueden ser: cerámica, papel, cera, vidrio, petróleo,
entre otros. Los materiales completamente aislantes son los que sin importar a cuanta carga
eléctrica sea sometido, este no será un conductor, un ejemplo es el caucho
Capacitores fijos:
Estos se diferencian entre si por el tipo de dieléctrico que utilizan. Materiales
comunes son: la mica, plástico y cerámica y para los capacitores electrolíticos, óxido
de aluminio y de tantalio. Hay de diseño tubular, y de varias placas y dieléctrico
intercalados.
1. Condensador de Cerámica
2. Condensadores de lámina de plástico
3. Condensadores de mica:
4. Capacitores de poliester:
5. Condensadores electrolíticos.
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11. Diodos: Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de
la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido,1
bloqueando el paso si la corriente circula
en sentido contrario, no solo sirve para la circulación de corriente eléctrica sino que este la
controla y resiste. Esto hace que el diodo tiene dos posibles posiciones: una a favor de la
corriente (polarización directa) y otra en contra de la corriente (polarización inversa)
Los primeros diodos eran válvulas o tubos de vacío, también llamados válvulas termoiónicas
constituidos por dos electrodos rodeados de vacío en un tubo de cristal, con un aspecto similar
al de las lámparas incandescentes. El invento fue desarrollado en 1904 por John Ambrose
Fleming, empleado de la empresa Marconi, basándose en observaciones realizadas por Thomas
Alva Edison.
Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío tienen un filamento (el cátodo) a
través del cual circula la corriente, calentándolo por efecto Joule. El filamento está tratado con
óxido de bario, de modo que al calentarse emite electrones al vacío circundante los cuales son
conducidos electrostáticamente hacia una placa, curvada por un muelle doble, cargada
positivamente (el ánodo), produciéndose así la conducción. Evidentemente, si el cátodo no se
calienta, no podrá ceder electrones. Por esa razón, los circuitos que utilizaban válvulas de vacío
requerían un tiempo para que las válvulas se calentaran antes de poder funcionar y las válvulas
se quemaban con mucha facilidad.
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12. Transistores:
¿QUE ES UN TRANSITOR?
Se llama transistor (del inglés: transfer resistor, “resistor de transferencia”) a un tipo
de dispositivo electrónico semiconductor, capaz de modificar una señal eléctrica de
salida como respuesta a una de entrada, sirviendo como amplificador,
conmutador,oscilador o rectificador de la misma.
Es un tipo de dispositivo de uso común en numerosos aparatos, como relojes,
lámparas, tomógrafos, celulares, radios, televisores y, sobre todo, como
componente de los circuitos integrados.
Los transistores tienen su origen en la necesidad de controlar el flujo de la corriente
eléctrica en diversas aplicaciones, como parte de la evolución del campo de la
electrónica. Su antecesor directo fue un aparato inventado por Julius Edgar
Lilienfeld en Canadá en 1925, pero no sería hasta mediados de siglo cuando podría
implementarse usando materiales semiconductores (en lugar de tubos al vacío)
¿ CÓMO FUNCIONA UN TRANSMISOR?
los transistores operan sobre un flujo de corriente, operando como amplificadores
(recibiendo una señal débil y generando una fuerte) o como interruptores (recibiendo
una señal y cortándole el paso) de la misma. Esto ocurre dependiendo de cuál de
las tres posiciones ocupe un transistor en un determinado momento, y que son:
● En activa: Se permite el paso de un nivel de corriente variable (más o menos
corriente).
● En corte: No deja pasar la corriente eléctrica.
● En saturación: Deja pasar todo el caudal de la corriente eléctrica (corriente
máxima).
En este sentido, el transistor funciona como una llave de paso de una tubería: si
está totalmente abierto deja entrar todo el caudal del agua, si está cerrado no deja
pasar nada, y en sus posiciones intermedias deja pasar más o menos agua.
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13. Ahora bien: todo transistor se compone de tres elementos: base, colector y emisor.
La primera es la que media entre el emisor (por donde entra el caudal de corriente)
y el colector (por donde sale el caudal de corriente). Y lo hace, a su vez, activada
por una corriente eléctrica menor, distinta de la que modulada por el transistor.
De esta manera, si la base no recibe corriente, el transistor se ubica en posición de
corte; si recibe una corriente intermedia, la base abrirá el flujo en determinada
cantidad; y si la base recibe la suficiente corriente, entonces se abrirá del todo el
dique y pasará el total de la corriente modulada.
Se entiende así que el transistor opera como un modo de controlar la cantidad de
electricidad que pasa en determinado momento, permitiendo así la construcción de
relaciones lógicas de interconexión.
TIPOS DE TRANSMISORES:
Existen diversos tipos de transistores:
Transistor de contacto puntual: También llamado “de punta de contacto”, es el tipo
más antiguo de transistor y opera sobre una base de germanio. Fue un invento
revolucionario, a pesar de que era difícil de fabricar, frágil y ruidoso. Hoy en día no
se le emplea más.
Transistor de unión bipolar: Fabricado sobre un cristal de material semiconductor,
que se contamina de manera selectiva y controlada con átomos de arsénico o
fósforo (donantes de electrones), para generar así las regiones de base, emisor y
colector.
Transistor de efecto de campo: Se emplea en este caso una barra de silicio o algún
otro semiconductor semejante, en cuyos terminales se establecen terminales
óhmicos, operando así por tensión positiva.
Fototransistores: Se llaman así a los transistores sensibles a la luz, en espectros
cercanos a la visible. De modo que se pueden operar por medio de ondas
electromagnéticas a distancia.
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14. Motores: El motor eléctrico es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía
mecánica de rotación por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus
bobinas. Son máquinas eléctricas rotativas compuestas por un estator y un rotor.
Campo magnético que rota como suma de vectores magnéticos a partir de tres bobinas de la
fase:
Rotor, estátor y ventilador de un motor eléctrico:
Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden convertir energía mecánica
en energía eléctrica funcionando como generadores o dinamo. Los motores eléctricos de
tracción usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si
se diseñan adecuadamente.
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15. Servomotores:
Los servomotores son considerados fundamentales en el diseño y la construcción de los
robots. Son sistemas que requieren un posicionamiento mecánico preciso y controlado.
Podemos verlo en campos como la automatización industrial o la creciente cirugía
robótica.
Con la aparición de los servomotores digitales se han conseguido grandes avances en
las posibilidades de control y eficiencia. La mejora del rendimiento se produce debido a
que la electrónica de control utiliza un microcontrolador para hacer todo el trabajo. Este
hecho permite mandar más pulsos de control al motor aumentando la precisión de
movimiento y el rendimiento.
Por otro lado, también se hacen más lecturas del potenciómetro por segundo y se
emplean drivers más eficaces y de reducido tamaño que permiten controlar mayor
potencia con un circuito mucho más pequeño. Por si esto fuera poco, el
microcontrolador incorpora la posibilidad de programar algunos parámetros como el
recorrido, la posición central, la zona neutra, etc.
Estos dispositivos nos permiten crear toda clase de movimientos controlados y suponen
sin duda un avance importante en el desarrollo de nuevas tecnologías industriales.
● Un motor eléctrico: Que es el encargado de generar el movimiento a
través de su eje.
● Un sistema de control: Este sistema permite controlar el movimiento del
motor mediante el envío de pulsos eléctricos.
● Un sistema de regulación: Está formado por engranajes por los cuales
puede aumentar la velocidad y el par o disminuirlas.
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16. Relés:
El reles es un dispositivo electromagnético. Funciona como un interruptor controlado
por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se
acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros
circuitos eléctricos independientes. Fue inventado por Joseph Henry en 1835.
Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que
el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador
eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores
que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de
la señal débil recibida por la línea.
Básicamente podríamos definir el relé como un interruptor eléctrico que permite el
paso de la corriente eléctrica cuando está cerrado e interrumpirla cuando está
abierto, pero que es accionado eléctricamente, no manualmente, El relé está
compuesto de una bobina conectada a una corriente. Cuando la bobina se activa
produce un campo electromagnético que hace que el contacto del relé que está
normalmente abierto se cierre y permita el paso de la corriente por un circuito para,
por ejemplo, encender una lámpara o arrancar un motor. Cuando dejamos de
suministrar corriente a la bobina, el campo electromagnético desaparece y el
contacto del relé se vuelve a abrir, dejando sin corriente el circuito eléctrico que iba
a esa lámpara o motor.
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20. CONCLUSIONES
Transporte de la corriente eléctrica: El transporte de electricidad se efectúa a través de líneas de
transporte a tensiones elevadas que,junto con las subestaciones electricas, forman la red de tranporte.
Alta tensión una vez producida la electricidad en las centrales,se eleva el voltaje en los
transformadores de 100 a 500 kv,para reducir al minimo las perdidas que crea la resistencia del cable
por el que tendra que viajar.Media tension en las subestaciones de transformación se baja la tensión a
valores de entre 3 y 30 kv al acercarse a los lugares de consumo.Los cables pueden estar situaciones
en el aire,entre poster,o varios metros por debajo del suelo.En la proximidad de industrias y
viviendas,otro transformador disminuye la tensión hasta los niveles utilizados en estas;en los hogares
220 v y en la industria 380 v.
Términos básicos:la electricidad es el flujo constante de electrones cargados negativamente entre dos
puntos a través de un medio conductor.El voltaje es la diferencia potencial que hay entre dos cuerpos
cargados negativo y positivo.El amperaje tambien conocido como corriente o intensidad,es el flujo o
la cantidad de electrones que atraviesa un conductor durante un tiempo determinado.La potencia es el
consumo de un dispositivo,es decir la cantidad de trabajo por unidad de tiempo.La resistencia la
presenta cualquier tipo de material al flujo de electrones.Componente electrónico cumple una cierta
función como los LEDs,los relevadores,los condensadores,etc.La electronica es una rama de la fisica
aplicada que comprende la física,la ingenieria,la tecnología y las aplicaciones que tratan con la
emisión,el flujo y el control de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente en el vacio y
la materia.La resistencias se le denomina a las corrientes electricas a través de un conductor,la unidad
de resistencia en el sistema internacional.Las resistencias variables una resistencia ajustable o
potenciómetro es una resistencia cuyo valor podemos modificar moviendo su eje o curso.Condensador
eléctrico es un componente eléctrico pasivo,quiere decir que no genera electricidad por su
cuenta,capaz de almacenar una carga electrica y liberarla posteriormente.Capacitores fijos utiliza
materiales comunes como la mica,plastico y ceramica y para los capacitores electrolíticos.Capacitores
variables,capacitores variable giratorios y capacitores ajustables trimmer.Diodos es un componente
electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de un solo
sentido.Transistores es un tipo de dispositivo electrónico semiconductor capaz de modificar una señal
eléctrica de salida como respuesta a una de entrada sirviendo como amplificador o
conmutador,oscilador o rectificador de la misma.Tipos de transmisores,transistor de contacto puntual
tambien llamado punta de contacto,transistor de union bipolar,transistor de efecto de campo y por
ultimo fotosíntesis.Motores es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica de
rotación por medio de la acción de los campos magnéticos.Servomotores son considerados
fundamentalmente en el diseño y la construcción de los robots.son sistemas que requieren un
posicionamiento mecanico preciso y controlado.Relés es un dispositivo electromagnético,funciona
como un interruptor controlado por un circuito eléctrico.
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