Circuitos
electrotécnicos básicos Sistemas de carga y arranque
David Alonso
Circuitos
electrotécnicos básicos Sistemas de carga y arranque
David Alonso
ELECTROMECÁNICA DEDE VEHÍCULOS MEDIO ELECTROMECÁNICA VEHÍCULOS GRADO GRADO MEDIO
Índice de contenidos
1. Estructura y leyes fundamentales de los circuitos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Circuitos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Fundamentos básicos de la electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Corriente eléctrica .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Magnitudes eléctricas fundamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Trabajo y potencia eléctricos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Aparatos eléctricos de medida .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Actividad práctica
Cálculo y medición de las magnitudes fundamentales en los circuitos eléctricos .. . . . . . . . . . . . . . 21
2. Circuitos eléctricos. Conexionados .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Conexiones en serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conexiones en paralelo .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conexiones en sistema mixto .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aplicación práctica de la Ley de Ohm. Caída de tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Efecto Joule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividad práctica
27 28 30 31 34
Medida y cálculo de las magnitudes fundamentales en circuitos serie y paralelo. Valoración de las caídas de tensión .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3. Efectos y aplicaciones de la Electricidad .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Electricidad estática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Campo eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Propiedades magnéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Electromagnetismo .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inducción electromagnética .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Otras formas de producción de electricidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividad práctica
Construcción de electroimanes y medida de los efectos electromagnéticos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
47 47 49 50 51 54
4. Componentes eléctricos y electrónicos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Protección de circuitos eléctricos. Fusibles .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resistencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Condensadores .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Relés .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diodos .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transistores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El tiristor .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resistencias de materiales semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuitos integrados .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividad práctica
Construcción de circuitos electrónicos y verificación de componentes .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
65 65 67 68 69 71 74 76 77 78
5. Generadores de señal y computadoras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Señales eléctricas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Generadores de señal .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sensores y actuadores .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computadoras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funcionamiento básico de las computadoras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividad práctica
Medición de señales eléctricas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
89 89 91 92 93
6. Instalaciones eléctricas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Circuitos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cableados .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conductores y conectores eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistemas multiplexados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividad práctica
105 109 112 115
Verificaciones elementales de las instalaciones eléctricas. Interpretación y seguimiento de esquemas .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
7. Batería de acumuladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Batería de acumuladores .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ciclos de funcionamiento del acumulador .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Características de las baterías .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Desarrollo tecnológico de las baterías .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mantenimiento de las baterías .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
131 134 135 137 138
Actividad práctica
Verificación y carga de acumuladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
8. Motores de arranque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Sistema de arranque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Principio de funcionamiento del motor de arranque .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estructura y componentes del motor de arranque .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funcionamiento del motor de arranque .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Características de los motores de arranque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Motores de arranque de grandes potencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividad práctica
Desmontaje y armado del motor de arranque. Análisis del funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
155 157 166 168 171
9. Verificación del motor de arranque .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Verificación del circuito de arranque .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Comprobación de los componentes del motor de arranque: verificación de estator, verificación del rotor, verificación del portaescobillas, verificación del relé .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Prueba de funcionamiento del motor de arranque .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Actividad práctica
Verificación y control del motor de arranque .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
10. Sistema de carga con alternador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Sistema de carga con alternador .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Principio de funcionamiento del alternador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estructura del alternador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuitos eléctricos del alternador .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Regulación de la tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Características de los alternadores .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividad práctica
Desmontaje y armado del alternador. Análisis del funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
199 201 205 210 212 218
11. Verificación del alternador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
Verificación del sistema de carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Comprobación de los componentes del alternador .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Verificación de estator .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verificación del rotor .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verificación del rectificador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verificación del regulador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
236 236 237 239 240
Prueba de funcionamiento del alternador .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Actividad práctica
Verificación y control del alternador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
6 Unidad didáctica
Instalaciones eléctricas
Estructura de contenidos circuitos eléctricos cableados conductores y conectores eléctricos sistemas multiplexados
Actividad práctica verificaciones elementales de las instalaciones eléctricas. interpretación y seguimiento de esquemas
terminado una de ellas emite un mensaje, las otras se disponen en modo de recepción, aceptando el mensaje si le concierne para el funcionamiento de sus propios sistemas o ignorándolo en caso contrario.
Figura 6.16. Esquema de bloques de un sistema multiplexado.
En el proceso de transmisión, la unidad electrónica de control que emite el mensaje, realiza un tratamiento previo de la información que recibe de sus sensores, como la temperatura del motor, cuyo valor numérico es transformado en código binario, en paquetes de 8, 16, o 32 bits, según la potencia del procesador, para ser enviados posteriormente en serie según la cadencia de un reloj, por el multiplexor integrado en la unidad electrónica de control, por una línea única, a las demás unidades electrónicas. Cada una de éstas dispone un desmultiplexor, que recupera los bits que llegan y descifra, siguiendo un proceso inverso de multiplexado, la codificación de la información. Este proceso es bidireccional, y cada unidad electrónica puede ser receptora o emisora en función de las necesidades. La Figura 6.17 muestra el diagrama de flujo y tratamiento de una señal, en este caso del sensor de régimen, que es recibida por la unidad de control del motor y tratada convenientemente, para determinar en función de ella el mando de los inyectores y las bobinas de encendido del motor; pero al mismo tiempo, la unidad de control del motor realiza un tratamiento complementario de esta señal, por medio de un controlador y un transmisor integrados en ella, que transforman la señal en un mensaje, para pasarlo al BUS de transmisión de datos, al que se conectan el resto de unidades de control, que de esta manera pueden recibir dicha señal.
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Figura 6.17. Diagrama de flujo y tratamiento de señal en el sistema multiplexado.
UNIDAD DIDÁCTICA 6
instalaciones eléctricas
La comunicación entre las diferentes unidades electrónicas se realiza utilizando un protocolo que regula diversos parámetros, como la codificación de la información y la velocidad de transmisión. Los más utilizados son: CAN (Controller Area Network) y VAN (Vehicle Area Network). Cualquiera de ellos permite enviar secuencias compactas de datos, cuyas tramas están formadas por bloques o paquetes de bips, que integran el mensaje y la dirección del mismo. El sistema multiplexado de los automóviles actuales incluye varias redes o buses de comunicación, utilizándose generalmente una red CAN de alta velocidad para los sistemas de gestión del motor y una red CAN o VAN de baja velocidad para los sistemas auxiliares como elevalunas, climatización, equipo de sonido, etc. Dado que los protocolos utilizados por estas dos redes son diferentes, se hace necesario disponer un sistema, digamos traductor, capaz de entender y traducir las señales de un protocolo a otro. A esta unidad electrónica central se la denomina frecuentemente BSI o BSH o también Body Computer. La Figura 6.18 muestra la configuración que presenta una red CAN de alta velocidad y otras CAN de baja velocidad, conectadas a la unidad central Body Computer.
Figura 6.18. Configuración de redes CAN.
En ambos extremos de la línea CAN-bus se disponen unas resistencias, llamadas terminadores, que unen ambos cables del bus para cerrar el circuito eléctrico con el fin de adaptar la impedancia de la línea, evitando que los datos transmitidos a altas frecuencias se vean afectados por fenómenos de reflexiones, que darían lugar a perturbaciones indeseadas. Las resistencias tienen un valor óhmico empírico, ideal para cada aplicación concreta y se alojan en las dos unidades electrónicas conectadas en ambos finales de línea.
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Figura 6.23. Esquema eléctrico del electroventilador de refrigeración.
Una vez analizado el circuito y deducido el funcionamiento, si existe anomalía se procede a realizar las oportunas verificaciones, utilizando las herramientas adecuadas, como el polímetro, el osciloscopio o los comprobadores específicos, como el tester representado en la Figura 6.24, mediante el cual puede realizarse un chequeo electrónico del circuito, capaz de detectar cualquier anomalía de funcionamiento del mismo. Este comprobador es un instrumento electrónico de diagnosis, que se equipa con un conjunto de cables para realizar la conexión a la toma de diagnosis de la instalación, y dispone una serie de cartuchos intercambiables, correspondientes a cada marca de vehículo, por medio de los cuales se establece la comunicación con la unidad electrónica de control que comanda el circuito que se está comprobando.
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Figura 6.24. Tester de diagnosis de sistemas electrónicos.
ACTIVIDAD PRÁCTICA 6
verificaciones elementales de las instalaciones eléctricas
Con el polímetro pueden efectuarse diferentes pruebas en un circuito eléctrico, como la continuidad de las líneas, la tensión de alimentación, las caídas de tensión, el cortocircuito y el consumo eléctrico. Cada una de estas pruebas está supeditada al tipo de avería presente en el circuito. Por ejemplo, si el motor del ventilador de la Figura 6.23 no funciona, deberá comprobarse la tensión de alimentación y la continuidad de los conductores; pero si la avería consiste en que dicho motor gira más despacio de lo normal, deberá comprobarse que no existen caídas de tensión excesivas, debidas a contactos defectuosos, que es la probable causa de esta avería. Un consumo eléctrico excesivo suele ser debido a agarrotamiento parcial del motor.
Medida de continuidad Durante el desarrollo de esta prueba debe estar cortada la alimentación de corriente del circuito. La medida se realiza conectando las puntas de prueba del polímetro a ambos extremos del conductor que se comprueba, teniendo seleccionada la función de medida de resistencias. La lectura del polímetro debe ser cero ohmios o muy próxima. Un valor de resistencia elevado, indica que el conductor está deteriorado y una lectura de infinito significa cable cortado. En la Figura 6.25 se ha representado la posición (8) del óhmetro para la verificación de continuidad de la línea de alimentación del faro derecho de carretera 226, que viene desde el fusible F27, incluyendo los cables 35 BA/RG y 110 BA/RG, conectados por la regleta R152. Para realizar esta prueba se corta alimentación retirando el fusible F27 de su alojamiento.
Figura 6.25. Conexiones del polímetro para diversas medidas en un circuito.
Medida de tensión El correcto funcionamiento de un circuito se comprueba frecuentemente midiendo la tensión en cada uno de los puntos de conexión del mismo, desde la fuente de alimentación hasta el receptor. En la Figura 6.25 se muestra en (4) la posición de conexión del voltímetro para la medida de la tensión que llega al faro izquierdo de carretera 227. El valor de esta tensión debe ser igual al de la fuente de alimentación, que se mide en la entrada al mando de luces 209, como muestra la posición (1) del
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UNIDAD DIDÁCTICA 6
esquemas y autoevaluación
Otras actividades relacionadas con esta unidad didáctica – Analizar el esquema eléctrico de diferentes circuitos en el correspondiente manual de reparaciones, identificando los componentes, conectores, cableados, etc. – Realizar el trabajo de empalme de cables por diversos procedimientos, soldadura con estaño del mismo y engatillado de terminales. – Localizar sobre un vehículo los diferentes conectores, receptores y mazo de cables pertenecientes a un determinado circuito, utilizando el correspondiente manual de reparaciones. – Efectuar la sustitución de un mazo de cables de la instalación eléctrica de un vehículo. – Analizar la estructura de una red multiplexada en el manual de reparaciones de un determinado vehículo y, posteriormente, localizarla sobre el mismo. – Realizar una memoria de las actividades prácticas desarrolladas, indicando las características de los circuitos analizados, pruebas realizadas y los elementos utilizados. Reflejar en el cuaderno de taller los valores de las medidas efectuadas, analizando los resultados obtenidos y señalando las conclusiones.
Autoevaluación – Cita las características fundamentales y tipos de esquemas eléctricos. – Describe la estructura del cableado de un vehículo. – Cita las características esenciales de los conductores eléctricos y cableados. – Describe la función, características y tipos de terminales y conectores. – Comenta la función y necesidad de las redes multiplexadas y las ventajas que presentan en relación con las instalaciones convencionales. – Describe el proceso que sigue la señal de un sensor para ser transmitida a través de la red multiplexada.
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Esquema tecnológico de la Unidad
Esquemas eléctricos
INSTALACIONES ELÉCTRICAS – Los diferentes circuitos eléctricos del automóvil se representan por medio de esquemas, a través de los cuales puede analizarse el funcionamiento del circuito e identificar cada uno de sus componentes. – Básicamente, pueden considerarse dos tipos de esquemas: los funcionales y los de cableado. Los primeros permiten un fácil análisis del funcionamiento del circuito, mientras que los segundos facilitan el seguimiento y recorrido de los cables. – Los fabricantes dan para sus esquemas una serie de claves identificativas de los componentes, como conectores, regletas, etc.
Cableados
– Los conductores eléctricos de la instalación de un automóvil se agrupan formando mazos de cables o cableados, que se unen entre sí y a los diversos sensores y receptores por medio de regletas de conexión. – El conjunto del cableado eléctrico se divide en tramos, cada uno de los cuales recibe una denominación específica y está debidamente señalizado para su fácil identificación, como ocurre con cada uno de los conductores que forman el cableado. – El elemento fundamental del cableado es la central de conexiones, que centraliza la instalación eléctrica y en la que se montan los fusibles y relés. – Cada uno de los cables de la instalación eléctrica está debidamente dimensionado, de manera que presente una resistencia mínima al paso de la corriente.
Multiplexado
– La unión eléctrica de los conductores a los elementos eléctricos de la instalación se realiza por medio de conectores, estructurados en cajetines de plástico, en los que se incrustan los terminales de conexión.
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– Un sistema multiplexado realiza la función de enlazar distintas unidades electrónicas de control, permitiendo un intercambio de información entre ellas a gran velocidad. Con ello se evita la duplicidad de sensores y se simplifica el cableado. – La conexión en red, denominada Bus, se realiza por medio de un par de cables trenzados. – Cada una de las unidades electrónicas conectadas a la red puede transmitir o recibir información a las demás. – La comunicación entre las diversas unidades electrónicas se realiza utilizando un protocolo, que regula los diferentes parámetros de la transmisión. Los más empleados son el protocolo CAN y el VAN
