El Alternador

EL ALTERNADOR

El alternador es el elemento del circuito eléctrico del automóvil que tiene como misión transformar la energía mecánica en energía eléctrica, proporcionando así un suministro eléctrico durante la marcha del vehículo.

El alternador en un vehículo debe estar diseñado para proporcionar corriente eléctrica necesaria para la carga de la batería así como suministrar corriente a todos los demandantes eléctricos que lo requieran.

Básicamente está formado por:

– Polea
– Rotor (inductor)
– Regulador
– Estator (inducido)
– Puente rectificador de diodos

 - Inducción magnética

La inducción magnética es el proceso mediante el cual campos magnéticos generan campos eléctricos. Al generarse un campo eléctrico en un material conductor, los portadores de carga se verán sometidos a una fuerza y se inducirá una corriente eléctrica en el conductor. 

Cualquier dispositivo (batería, pila…) que mantiene la diferencia de potencial entre dos puntos en un circuito se llama fuente de alimentación.

 

 - Corriente alterna (C.A.)

La corriente alterna es aquella que cambia periódicamente de dirección, desplazándose unas veces en una dirección y otras en dirección contraria. Este tipo de corriente es que la suministran las empresas de electricidad en casi todas las ciudades del mundo y es utilizada en nuestros hogares (electrodomésticos, equipos de sonido, televisión, computadoras, etc.) y en la industria.

Una corriente alterna puede transformarse en corriente continua por medio de dispositivos especiales.

 

- Corriente directa (C.D.) 

 

La corriente directa es aquella que fluye en una sola dirección (unidireccional o de sentido constante). Este tipo de corriente es proporcionada, por ejemplo, por las pilas (que se emplean en las linternas, radios, etc.) o bien por las baterías o acumuladores del automóvil.

 

- Diodos

Es una configuración específica de los diodos que proporciona una rectificación de la corriente alterna de entrada. 

En el alternador contiene los diodos de rectificación, situada normalmente en la tapa posterior, puede estar en el interior de la carcasa o en el exterior protegido por una tapa de plástico, para el correcto funcionamiento de los diodos sin que se destruyan es necesaria una buena refrigeración, con frecuencia tienen elementos disipadores de calor de aluminio con aletas y se encuentran en el flujo de aire de refrigeración del ventilador.

 

- Circuito rectificador

El alternador para generar electricidad además del movimiento que recibe del motor de combustión, necesita de una corriente eléctrica (corriente de excitación) que en un principio, antes de arrancar el motor, debe tomarla de la batería a través de un circuito eléctrico que se llama "circuito de preexcitación".

Una vez que arranca el motor, la corriente de excitación el alternador la toma de la propia corriente que genera es decir se autoexcita a través de un "circuito de excitación". 

 El circuito de preexcitación que es externo al alternador lo forman la batería, el interruptor de la llave de contacto y la lámpara de control. Este circuito es imprescindible por que el alternador no puede crear por si solo (durante el arranque y a bajas revoluciones del motor) campo magnético suficiente en el rotor el cual induce a su vez en el estator la tensión de salida del alternador que es proporcional a la velocidad de giro.

Una vez que el motor de combustión está en marcha y el alternador alcanza una tensión superior a la que suministra la batería entonces la lámpara de control (L) se apaga. El alternador ya no necesita del circuito de preexcitación ahora se vale por si mismo (autoexcitación) y utiliza la propia tensión que genera.

 

- Electro-magnetismo

Un campo magnético es una región del espacio donde existen fuerzas magnéticas, fuerzas que atraen o repelen metales. También se puede definir como la región del espacio donde existe magnetismo (fuerzas magnéticas).

Michael Faraday descubrió que un conductor eléctrico moviéndose dentro de un campo magnético (imán) generaba una tensión o diferencial de potencial (d.d.p) entre sus dos extremos (igual que la pila tiene tensión entre sus dos extremos). Si ahora conectamos un foco, formando un circuito eléctrico, en estos dos extremos del cable, la tensión generada en sus extremos, producía una corriente eléctrica por el circuito formado por la bombilla que hacía que esta se encendiese.

 Conclusión de Faraday: El cable en movimiento dentro del imán producirá una tensión en sus extremos y si conectábamos un circuito cerrado en estos extremos, se producía una corriente por el circuito a lo que se denomina electromagnetismo.

  

- Rotor

El rotor o parte móvil del alternador, es el encargado de crear el campo magnético inductor el cual provoca en el bobinado inducido la corriente eléctrica que suministra después el alternador. El rotor está formado a su vez por un eje o árbol sobre el cual va montado el núcleo magnético formado por dos piezas de acero forjado que llevan unos salientes o dedos entrelazados sin llegar a tocarse, que constituyen los polos del campo magnético inductor. Cada uno de las dos mitades del núcleo llena 6 o 8 salientes. Con lo que se obtiene un campo inductor de 12 o 16 polos.

En el interior de los polos, va montada una bobina inductora de hilo de cobre aislado y de muchas espiras, bobinada sobre un carrete material termoplástico.

- Estator

El estator es la parte fija del alternador la que no tiene movimiento y es donde están alojadas las bobinas inducidas que generan la corriente eléctrica. El estator tiene una armazón que esta formado por un paquete ensamblado de chapas magnéticas de acero suave laminado en forma de corona circular, troqueladas interiormente para formar en su unión las ranuras donde se alojan las bobinas inducidas. 

El bobinado que forman los conductores del inducido esta constituido generalmente por tres arrollamientos separados y repartidos perfectamente aislados en las 36 ranuras que forman el estator. Estos tres arrollamientos, o fases del alternador, pueden ir conectados según el tipo: en estrella o en triángulo, obteniéndose de ambas formas una corriente alterna trifásica, a la salida de sus bornes.

- Alternador trifásico

Se puede obtener un número mayor de fases incrementando el número de bobinas en la armadura, pero en la práctica de la ingeniería eléctrica moderna se usa sobre todo la corriente alterna trifásica, con el alternador trifásico, que es la máquina dinamoeléctrica que se emplea normalmente para generar potencia eléctrica.

- Regulación de voltaje

La función del regulador de tensión es mantener constante la tensión del alternador, y con ella la del sistema eléctrico del vehículo, en todo el margen de revoluciones del motor de este e independientemente de la carga y de la velocidad de giro.

La tensión del alternador depende en gran medida de la velocidad de giro y de la carga a que este sometido. A pesar de estas condiciones de servicio, continuamente variables, es necesario asegurar que la tensión se regula al valor predeterminado. Esta limitación protege a los consumidores contra sobretensiones e impide que se sobrecargue la batería.

La tensión generada en el alternador es tanto más alta cuanto mayor es su velocidad de giro y la corriente de excitación.

- Funcionamiento del alternador

Cuando ponemos el contacto en el vehículo, excitamos la bobina rotor del alternador así que cuando este empieza a girar (al arrancar el motor) comienza a generar energía. Una vez arrancado el regulador se autoalimenta con la energía que produce el propio alternador. Cuando esto ocurre la luz del cuadro de instrumentos se apaga, ya que pierde su masa al haber positivo procedente de la corriente y positivo procedente del circuito de autoexcitación.

Si la luz no se apaga tras poner en marcha el vehículo, nos puede estar indicando que no hay salida de corriente del alternador. Debemos comprobar entonces que llegan los 12 voltios de la batería a la entrada del regulador y que los diodos del puente rectificador no están cortados, ya que en tal caso no saldría la corriente del mismo aunque éste la generara bien. Así mismo, las escobillas de los anillos rozantes podrían estar descargadas y no entrar corriente al inductor (rotor).

Si la luz realiza destellos (se enciende y se apaga de forma rápida e irregular) es porque existen pequeñas diferencias de potencial instantáneas en la misma debidas a sobrecargas, falta de carga (fallo en el regulador) o bien porque estamos obteniendo corriente alterna (diodos perforados en el puente rectificador).

PROYECTO EN GRUPO

INSTITUCIÓN EDUCATIVA "CENTRAL TÉCNICO"

 

PROYECTO: CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE DE GUERRA

CURSO: DECIMO "F"

INTEGRANTES:

Mauricio Oña
Gabriel Sagal
Jhonatan Santos
Leonardo Torres

DOCENTE: Ing. Julio Calvopiña Herrera, MSc.

A continuación el video explicativo del desarrollo del proyecto escogido: Construcción de un tanque de guerra con materiales reciclados, el cual está publicado en la plataforma de difusión de videos Youtube.com.

 Proyecto realizado con la colaboración de todos los integrantes del grupo.

ELECTRICIDAD BÁSICA EN EL AUTOMÓVIL

1.- ¿Qué es la electricidad?

Es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica. La electricidad es una forma de energía tan versátil que tiene un sinnúmero de aplicaciones, por ejemplo: transporte, climatización, iluminación y computación. 

2.- Materiales: Conductores, Semiconductores y Aislantes

Conductores: Los conductores son materiales (generalmente metales), cuya estructura electrónica les permite conducir la corriente eléctrica a bajas temperaturas o temperatura ambiente; su resistividad al paso de la corriente eléctrica es muy baja. De acuerdo con la teoría de bandas, son aquellos materiales cuyas bandas de valencia y de conducción, se encuentran muy próximas entre sí, al grado de que, en algunos casos, estas bandas se encuentran sobrepuestas.

Semiconductores: Los semiconductores se encuentran situados, por lo que hace a su resistencia, entre los conductores y los aislantes, ya que a temperaturas muy bajas difícilmente conducen la corriente eléctrica y más bien se comportan como aislantes, pero, al elevar su temperatura o al ser sometidos a un campo eléctrico externo, su comportamiento cambia al de los conductores como el silicio y el galio.

Los aislantes: son materiales con una resistencia tan alta, que no es posible la conducción eléctrica a través de ellos. Un caso extremo, de este tipo de materiales, es el diamante.

3.- Corriente eléctrica, Voltaje y Resistencia

Corriente eléctrica

Se define la corriente eléctrica como un desplazamiento de electrones portadores de carga eléctrica a lo largo de un conductor entre cuyos extremos se aplica una diferencia de potencia. Las unidades de la electricidad definidas por el Sistema Internacional para las magnitudes relacionadas por la ley de Ohm son: el voltio para la tensión; el amperio para la intensidad; y el ohmio para la resistencia. A continuación, los tipos de corriente eléctrica.

3.1- Corriente alterna: Gracias a los trabajos realizados por el científico Nikola Tesla, hoy podemos disfrutar de este tipo de corriente donde el sentido de circulación de los electrones cambia de manera constante, lo que se traduce en una mayor cantidad de energía eléctrica más la posibilidad de recorrer mayores distancias. Esta cualidad le ha permitido abarcar buena parte de las zonas pobladas del planeta.

3.2- Corriente continua: Usar polos magnéticos para la movilización del flujo de electrones a través de un cable metálico o cualquier otro hilo conductor, es lo que se conoce como corriente continua. El movimiento se realiza siempre hacia un mismo sentido pues uno de los polos magnéticos repele a los electrones y el otro los atrae. Para medir la corriente eléctrica contamos hoy en día con varios instrumentos, como por ejemplo un multímetro (que nos permite medir corrientes y resistencias tanto continuas como alternas), y de esta forma se mide la corriente eléctrica.

Voltaje

El voltaje es la capacidad física que tiene un circuito eléctrico, debido a que impulsa a los electrones a lo extenso de un conductor, esto quiere decir, que el voltio conduce la energía eléctrica con mayor o menor potencia, debido a que el voltaje es el mecanismo eléctrico entre los dos cuerpos, basándose a que si los dos puntos establecen un contacto de flujo de electrones puede suceder una transferencia de energía de ambos puntos, porque los electrones son cargas negativas y son atraídas por protones con carga positiva, pero además los electrones son rechazados entre sí por tener la misma carga.

El voltio​ o volt​ por símbolo V, es la unidad derivada del Sistema Internacional para el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz y la tensión eléctrica. Recibe su nombre en honor a Alessandro Volta, quien en 1800 inventó la pila voltaica, la primera batería química a continuación los tipos de voltaje:

Voltaje alterno: Se representa por las siglas VA. Dentro del plano cartesiano este tipo de voltaje es una infinidad de valores negativos y positivos que llega a crear una onda sinusoidal que cambia en el tiempo. En este hay una frecuencia en Colombia que oscila entre los 50 y los 60 hertz por segundo.  Ejemplo de este tipo de voltaje es el que tienen las tomas de corriente.

Tipos de voltaje alterno

Voltaje alterno regulado: Es el tipo de voltaje que procede de una unidad de poder ininterrumpida. Este tipo de voltaje llega a los hogares e inmueble de una forma purificada.

Voltaje alterno no regulado: Es aquella carente de dispositivos que pueda regularla, por tanto, es un voltaje impuro, que viene directamente de la empresa que suministra electricidad, la que viene de tomas blancas o grises, y de los transformadores de la calle. En las tomas sus cretas aumentan entre 110 y 240 voltios cuando hay un sobre pico o cuando es afectado por un rayo.

Voltaje de corriente directo: También llamado como corriente directa o por sus siglas VD. Se trata del voltaje que en el plano cartesiano llega a ser paralelo al eje X. Este tipo de voltaje se puede encontrar en baterías en la salida de voltios de ciertos motores que tienen entre 3 y 9 voltios.

Voltaje continuo: Se trata del voltaje que posee la corriente más pura nunca antes vista. Es el voltaje que viene en los procesadores, en los chips y en los microprocesadores, los cuales para funcionar requieren de voltajes exactos o muy puros. Este es directo y a la vez no lo es, tiene numerosos condensadores que llegan a eliminar el rizado.

Voltaje inducido: Refiere a la fuerza que produce electricidad en un determinado circuito cerrado. A la vez llega a mantener la tensión eléctrica en un circuito abierto, donde para ello ejecuta cierta fuerza entre los dos puntos.

Alto voltaje: Es el tipo de voltaje donde los circuitos eléctricos deben poner en aislamiento y bajo seguridad el nivel usado de voltaje. Un alto voltaje es la posibilidad de que un circuito puede producir un shock eléctrico cuando entra en contacto una persona con el agua, para medir la tensión (V) (también llamado voltaje) se utiliza el voltímetro. Recuerda que la unidad de medida de la tensión es el voltio.

Resistencia

Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de electrones al moverse a través de un conductor.1​2​ La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.  A continuación, los tipos de resistencia.

Resistencias fijas: aglomeradas, de película de carbón, de película metálica y bobinadas.

Resistencias variables: bobinadas, de película.

Resistencias dependientes o variables: LDR, VDR, PTC, NTC.

La construcción de un tipo u otro de resistencias nace por la necesidad de cumplir unas especificaciones de bajo/alto valor óhmico, potencia, etc.

Para el cálculo de una resistencia no basta con calcular su valor óhmico también es necesario conocer la potencia que puede soportar y, por tanto, el calor que es capaz de disipar dicha resistencia, la mayor o menor potencia repercute en su tamaño a más potencia más grandes son las resistencias, la unidad es el vatio o fracciones de vatio como puede ser; 1/4w, ½ w, 1w, 1,5w, 5w, etc.

Las resistencias de carbón aglomerado se fabrican para 1/8 w, ¼ w, ½ w, 1w y 2w.

Las resistencias de película de carbón se fabrican para 1/10 w (o 1/8 w), ¼ w, 1/3 w, ½ w, 1w, 1,5 w, 2 w.

Las resistencias de película metálica se fabrican normalmente para ¼ w y ½ w.

Las resistencias bobinadas existen una gama muy amplia de fabricación con potencias de disipación que van desde 1 w hasta los 130 w o bajo pedido de más potencia.

Ahora como medir la resistencia: La resistencia es el grado de dificultad que tienen los electrones para fluir a través de un objeto en particular. Es similar a la fricción que experimenta un objeto al moverse o ser movido a través de una superficie. La resistencia se mide en ohmios: 1 ohmio es igual a 1 voltio de diferencia eléctrica por 1 amperio de corriente

4.- La ley de Ohm

La intensidad de corriente que atraviesa un circuito es directamente proporcional al voltaje o tensión de este e inversamente proporcional a la resistencia que presenta.

5.- Circuitos eléctricos

El circuito eléctrico es un elemento indispensable en los aparatos electrónicos con los que convivimos diariamente, pero la mayoría de la gente desconoce su funcionamiento. Se trata de un conglomerado de componentes eléctricos conectados entre sí que permiten generar, transportar y utilizar la energía eléctrica con el objetivo de convertirla en otro tipo de energía. Por ejemplo, el circuito eléctrico posibilita que la energía eléctrica se transforme en lumínica como ocurre en el caso de las bombillas, o en energía mecánica como sucede con los motores.

5.1- Circuito simple: Un circuito simple es aquel cuya composición es sencilla, por ejemplo, el circuito conformado por un foco o bombilla, una pila y un interruptor (un apagador).

5.2- Circuito abierto: Se les llama circuitos abiertos a todos aquellos en los que no circula la corriente eléctrica, por hallarse interrumpido el paso de esta por alguna incomunicación en el circuito.

5.3- Circuitos en serie: un circuito de este tipo es de los más sencillos que existen. Se trata de un circuito cuyos componentes están conectados sucesivamente, en serie, por lo que la intensidad de la corriente eléctrica es prácticamente la misma en todos ellos. Se utilizan en instalaciones que no requieren de un cambio en la corriente, como puede ser el alumbrado público.

5.4- Circuitos en paralelo: En este caso la corriente o energía eléctrica se divide en dos. Así, la intensidad que pasa por el generador se mantiene prácticamente constante. La mayoría de las veces este tipo de circuito se utiliza para la distribución de energía en todo tipo de aplicaciones.

Ejemplo Práctico

 EMOCIONES DE LAS PERSONAS

Emociones: es un estado afectivo que experimentamos, una reacción subjetiva al ambiente que viene acompañada de cambios orgánicos (fisiológicos y endocrinos) de origen innato, influidos por la experiencia.

 

Sentimientos:  un sentimiento es un estado del ánimo que se produce por causas que lo impresionan, y éstas pueden ser alegres y felices, o dolorosas y tristes. El sentimiento surge como resultado de una emoción que permite que el sujeto sea consciente de su estado anímico.

1.- Admiración: La percepción de algo o alguien extraordinario, provoca un sentimiento profundo y duradero, acompañado de aprecio.

2.- Adoración: rendir tributo y homenaje o hacer reverencia a una persona o a una divinidad.

3.- Apreciación estética: es una de las ramas de la Filosofía relacionada con la determinación de la fealdad o la belleza, además se interesa por saber si se determina en la mente del sujeto o si están determinadas realmente de forma objetiva.

4.- Diversión: es el uso del tiempo de una manera planeada para el refresco terapéutico del propio cuerpo o mente. Mientras que el ocio es más bien una forma de entretenimiento o descanso, la diversión implica participación activa, pero de una manera refrescante y alegre.

5.- Enojo: Rabia, resentimiento, furia, irritabilidad. La percepción de un obstáculo, de una amenaza o de una ofensa, despierta un sentimiento de indignación que lleva al deseo de apartar o destruir al causante.

6.- Ansiedad: Es un estado de agitación, inquietud y zozobra, parecida a la producida por el miedo, pero carente de un estímulo desencadenante concreto.  La ansiedad es desproporcionadamente intensa con relación a la supuesta peligrosidad del estímulo.

7.- Temor: es una sensación muy desagradable y una emoción muy primaria que surge en la persona de forma natural, espontánea, antes de la percepción mínima de un peligro o daño.

8.- Torpeza: es la condición o la característica de aquel que es torpe. El concepto alude a la falta de habilidad o de capacidad para la realización de determinadas tareas o para el desarrollo de ciertas acciones.

9.- Aburrimiento: se llama aburrimiento al hastío, el desaliento o la desazón que experimenta una persona a partir de una determinada molestia o cuando no encuentra algo que le proporcione entretenimiento. 

10.- Calma: un estado de quietud, serenidad, sosiego o reposo.

11.- Confusión: Perplejidad, y a menudo desasosiego, que siente una persona al no saber cómo reaccionar ni qué decir o pensar.

12.- Ansia: Estado de intranquilidad o inquietud muy intensas causado especialmente por algo desagradable o por la amenaza de una desgracia o un peligro.

13.- Asco: Es la respuesta emocional causada por la repugnancia que se tiene a alguna cosa o por una impresión desagradable causada por algo.

14.- Dolor empático: Se entiende normalmente por empatía a aquel sentimiento que supone el acompañamiento en dolor o en sufrimiento de aquella persona que se encuentra en tal estado.

15.- Entrancement: Momento o situación muy difícil o apurada de la vida de una persona.

16.- Emoción: experiencia corporal viva, veraz, situada y transitoria que impregna el flujo de conciencia de una persona, que es percibida en el interior de y recorriendo el cuerpo, y que, durante el trascurso de su vivencia, sume a la persona y a sus acompañantes en una realidad nueva y transformada.

17.- Miedo: Anticipación de una amenaza o peligro que produce ansiedad, incertidumbre, inseguridad, implica una inseguridad respecto de la propia capacidad para soportar o manejar una situación de amenaza.

18.- Horror: Sentimiento de gran miedo y repulsión causado por algo terrible o repugnante.

19.- Interés: Es un estado más elevado donde algo nuevo llama nuestra atención inspirándonos y provocándonos fascinación y curiosidad. A veces se despliega como un abanico de nuevos retos que te permite mantener en crecimiento tus habilidades; esto nos mantiene despiertos, vigorizados y sintiéndonos realmente vivos.

20.- Alegría: Diversión, euforia, gratificación, contentos, da una sensación de bienestar, de seguridad. 

21.- Nostalgia: Sentimiento de pena por la lejanía, la ausencia, la privación o la pérdida de alguien o algo queridos.

22.- Alivio: Sensación de tranquilidad que le queda a una persona al ser aliviada de una preocupación, una molestia, un dolor, etc.

23.- Romance: es tradicionalmente entendida como el período más alegre y feliz del enamoramiento, aquel en el cual las dos personas que forman la pareja están completamente dedicados uno a otro.

24.- Tristeza: Pena, soledad, pesimismo. Sentimiento negativo, acompañado de deseo de aislamiento y pasividad, que está provocado por una pérdida, desgracia o contrariedad.

25.- Satisfacción: Una sensación de bienestar por algo que ha ocurrido.

26.- Sorpresa: Sobresalto, asombro, desconcierto. Es muy transitoria. Puede dar una aproximación cognitiva para saber qué pasa.

ESCOJAN 5 SENTIMIENTOS Y REALICEN UN AUTOANÁLISIS DE SU PERSONA, BUSCANDO EL LOGRO DE SUS OBJETIVOS.

OBJETIVO: Integrar la selección de Pichincha de Taekwondo

Ansia: luego de 7 años de practicar el arte marcial (Taekwondo), mi  anhelo fue representar a mi provincia en los Juegos Nacionales, en el proceso para integrar la selección, tuve muchas ansias por el deseo desesperado de clasificar.

Enojo: lo sentí cuando se presentaron obstáculos y problemas en el proceso los que me hicieron sentir que mi objetivo se había trabado o estancado. 

Temor: existieron muchos días en que el temor se presentó a cada instante, especialmente cuando mi peso (37 Kg. no era el permitido),  comprendí que no podía parar, tenía que aplicarme especialmente con la alimentación y  continuar para conseguir mi objetivo.

Emoción: uno de los momentos en que sentí mucha emoción fue cuando nos entregaron los uniformes que luciríamos en el torneo y también cuando nos embarcamos en el viaje.

Satisfacción: lo que sentí luego de realizar mi objetivo y saber que todo valió la pena.