Diapositiva 1

PRINCIPIOS BSICOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRNICA

FORMAS DE GENERAR ENERGA ELCTRICA

LaEnerga elctricaes causada por el movimiento de las cargas elctricas en el interior de los materiales conductores. Esta energa produce, fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, trmico y magntico.

Energa hidrulica

Energa trmica

Energa solar

Energa qumica

Energa elica

Energa nuclear

Energa hidrulica

En este tipo de centrales se aprovecha la energa potencial debida a la altura del agua para, hacindola caer, convertirla en energa cintica. Esta energa mover los labes (paletas curvas) de una turbina situada al pie de la presa, cuyo eje est conectado al rotor de un generador, el cual se encarga de transformarla en energa elctrica. Si el agua desciende hasta un embalse situado a menor altura para, con posterioridad, ser bombeada hasta que alcance el embalse superior, con objeto de utilizar de nuevo, nos encontramos frente una central hidrulica de bombeo. Este tipo de central se construye en zonas donde existe la posibilidad de que en ciertas pocas del ao no llegue suficiente agua al embalse superior y, por tanto se necesite un aporte del inferior.Energa trmicaEn estas centrales, la energa mecnica, necesaria para mover las turbinas que estn conectadas al rotor del generador, proviene de la energa trmica (debida al movimiento de molculas) contenida en el vapor de agua a presin, resultado del calentamiento del agua en una gran caldera. El combustible que se utiliza para producir vapor de agua determina el tipo de central trmica: de petrleo (fuel), de gas natural o de carbn. El proceso, en trminos generales, es el siguiente: se utiliza uno de los combustibles citados para calentar el agua. A continuacin, el vapor de agua producido se bombea a alta presin para que alcance una temperatura de 600 C. Acto seguido, entra en una turbina a travs de un sistema de tuberas, hace girar la turbina y produce energa mecnica, la cual se transforma en energa elctrica por medio de un generador que est acoplado a la turbina.

Energa solar - Centrales fototrmicasEn las centrales fototrmicas, la radiacin solar se aprovecha de dos formas: con colectores solares, que absorben las radiaciones solares para producir calor, o con helistatos, que reflejan la luz solar y la concentran en un punto para su utilizacin calorfica; en concreto para calentar el agua de una caldera. En ambos casos, el vapor de agua producido se emplea para mover el rotor de un generador.

Energa solar - Centrales FotovoltaicasEn las centrales fotovoltaicas se transforman en energa elctrica mediante paneles de clulas fotovoltaicas, las radiaciones electromagnticas emitidas por el sol. Al igual que ocurre con la energa elica, tambin existen centrales aisladas. Las aplicaciones de la energa solar son muy variadas: desde alimentacin de pequeas calculadoras de bolsillo hasta el uso en automocin y astronutica.

Energa qumica

La energa qumica es una manifestacin ms de la energa. En concreto, es uno de los aspectos de la energa interna de un cuerpo y, aunque se encuentra siempre en la materia, slo se nos muestra cuando se produce una alteracin ntima de sta. En la actualidad, la energa qumica es la que mueve los automviles, los buques y los aviones y, en general, millones de mquinas. Tanto la combustin del carbn, de la lea o del petrleo en las mquinas de vapor como la de los derivados del petrleo en el estrecho y reducido espacio de los cilindros de un motor de explosin, constituyen reacciones qumicas.

Energa elica

En las centrales elicas o parques elicos se aprovecha la energa cintica del viento para mover las palas de un rotor situado en lo alto de una torre (aerogenerador).La potencia total y el rendimiento de la instalacin depende de dos factores: la situacin del parque (velocidad y cantidad de horas de viento) y el nmero de aerogeneradores de que dispone.

Energa nuclear

Laenerga nuclearoenerga atmicaes la energa que se libera espontnea o artificialmente en lasreacciones nucleares. Sin embargo, este trmino engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energa para otros fines, tales como la obtencin de energa elctrica,trmicaymecnicaa partir de reacciones atmicas, y suaplicacin, bien sea con fines pacficos o blicos .As, es comn referirse a laenerganuclear no solo como el resultado de una reaccin sino como un concepto ms amplio que incluye los conocimientos y tcnicas que permiten la utilizacin de esta energa por parte del ser humano.

Corriente elctrica

Es la circulacin de cargas o electrones a travs de un circuito elctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).Fuerza electromotriz (FEM)

Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energa proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente elctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas elctricas a travs de un circuito cerrado.

Corriente alternaLa corriente alterna, o corriente A/C (alternate current), se llama de este modo por el cambio peridico que tiene en sus valores y polaridad. O sea, de un nivel cero, pasar al mximo de positivo, de manera paulatina. Luego esta corriente alterna, volver a cero y luego transitar al mnimo negativo. Posteriormente, volver al nivel cero. Esto ocurrir, de manera continua con la corriente alterna, debido a la manera en que es generada.

Corriente directa

La corriente directa (CD) o corriente continua (CC) es aquella cuyas cargas elctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito elctrico cerrado, movindose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las bateras, las dinamos o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente elctrica.

La corriente continua se puede obtener por medio de mtodos qumicos, como lo hacen las pilas y bateras, por mtodos mecnicos como lo hace una dinamo, o por otros mtodos, fotovoltaico, par trmico, etcEl movimiento de las cargas elctricas se asemeja al de las molculas de un lquido, cuando al ser impulsadas por una bomba circulan a travs de la tubera de un circuito hidrulico cerrado.

Voltaje

Tambin llamado tensin o diferencia de potencial, el voltaje es la diferencia que hay entre dos puntos en el potencial elctrico, refirindonos a potencial elctrico como el trabajo que se realiza para trasladar una carga positiva de un punto a otro. De esta manera, el voltaje no es un valor absoluto sino una diferencia entre las cargas elctricas, que se mide en voltios, segn el Sistema Internacional de Unidades.

Simbologa

Para representar en el papel los circuitos elctricos se utilizan una serie de smbolos que simplifican mucho el trabajo. De esta forma cualquier persona puede entender y reproducir un circuito si entiende los smbolos.

Clic en la imagen para ver mas smbolosEl circuito elctrico

Un circuito elctrico es una serie de elementos o componentes elctricos o electrnicos tales como resistencias, bobinas, condensadores y fuentes de energa conectados elctricamente por sus extremos con el propsito de generar, transportar o modificar seales elctricas. Los elementos que aparecen en un circuito elctrico pueden estar conectados en serie o en paralelo.

Circuito serie

El circuito serie es una configuracin de conexin en que los bornes o terminales de los dispositivos se conectan secuencialmente, el terminal de salida de un dispositivo se conecta al terminal de entrada del dispositivo siguiente.

Circuito paralelo

Elcircuito elctrico en paraleloes una conexin donde los puertos de entrada de todos los dispositivos(generadores,resistencias,condensadores, bombillos , etc.) conectados coincidan entre s, lo mismo que sus terminales de salida.

Resistencia

Resistencia elctrica es toda oposicin que encuentra la corriente a su paso por un circuito elctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulacin de las cargas elctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito elctrico representa en s una carga, resistencia u obstculo para la circulacin de la corriente elctrica. El ohmes la unidad de medida de la resistencia que oponen los materiales al paso de la corriente elctrica y se representa con el smbolo o letra griega " (omega).

Cdigo de colores

Potencimetro

Unpotencimetroes unresistorcuyo valor deresistenciaes variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corrienteque fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o ladiferencia de potencialal conectarlo en serie.

Ley de ohm

La ley de Ohm, establece que la corriente elctrica (I) en un conductor o circuito, es igual a la diferencia de potencial (V) sobre el conductor (o circuito), dividido por la resistencia (R) que opone al paso, l mismo. La ley de Ohm se aplica a la totalidad de un circuito o a una parte o conductor del mismo.

Potencia Elctrica

Lapotencia elctricaes la relacin de paso de energa de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad deenergaentregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en elSistema Internacional de Unidadeses elvatio(watt).

Manejo e implementacin del multmetro

Es muy importante leer el manual de operacin de cada multmetro en particular, pues en l, el fabricante fija los valores mximos de corriente y tensin que puede soportar y el modo ms seguro de manejo, tanto para evitar el deterioro del instrumento como para evitar accidentes al operario. El multmetro digital cuenta con una llave selectora de rango, y en lugar de una aguja que marca la medicin, posee un display digital en el cual aparece desplegado el valor medido.

Clic en la imagen para ir al manual

Medicin de corriente

La intensidad de circulacin de corriente elctrica por un circuito cerrado se puede medir por medio de un ampermetro conectado en serie con el circuito.

ADVERTENCIADurante el procedimiento de medicin no toque con las manos la parte metlica de las terminales de prueba, porque podra sufrir una descarga elctrica.

Medicin de voltaje

Conecte la terminal de prueba negra a la terminal de entrada comn (COM). Conecte la terminal de prueba roja a la terminal de entrada V. Ponga el selector giratorio en el rango VCD (voltaje de corriente directa) o VCA (voltaje de corriente alterna). Seleccione el rango de medicin. Conecte las terminales de prueba en paralelo con la resistencia o circuito bajo prueba.

ADVERTENCIADurante el procedimiento de medicin no toque con las manos la parte metlica de las terminales de prueba, porque podra sufrir una descarga elctrica.

Simulacin de circuitos elctricos y electrnicos

Para el aprendizaje de la electricidad y la electrnica, hoy en da resulta imprescindible la utilizacin de simuladores por ordenador, que nos permiten realizar nuestros diseos y nos muestran el funcionamiento de los circuitos de forma virtual antes de su montaje con componentes reales. Edison le ofrece un nuevo y nico ambiente para el aprendizaje de la electricidad y la electrnica. Profesores, estudiantes y entusiastas de la electrnica podrn usar componentes realistas basados en fotos digitalizadas, un tablero base sin soldaduras, instrumentos virtuales, sonidos y animacin para crear, testar y reparar con seguridad circuitos 3D cuasi reales y visualizar, simultneamente, el correspondiente diagrama de circuito.Clic en la imagen para acceder al manualPrincipios bsicos de mecnica. Dadme un punto de apoyo y mover el mundo ArqumedesMquina simple

Cuando la mquina essencillay realiza su trabajo enun solopasonos encontramos ante unamquina simple. Muchas de estas mquinas son conocidas desde la prehistoria o la antigedad y han ido evolucionando incansablemente (en cuanto a forma y materiales) hasta nuestros das.

Algunas inventos que cumplen las condiciones anteriores son: cuchillo, pinzas, rampa, cua, polea simple, rodillo, rueda, manivela, torno, hacha, pata de cabra, balancn, tijeras, alicates, llave fija. Las mquinas simples se pueden clasificar en tres grandes grupos que se corresponden con el principal operador del que derivan:palanca,plano inclinadoyrueda.

PalancaPlano InclinadoMquina compuestaMquinas compuestas son aquellas que estn formadas por dos o ms mquinas simples. Las mquinas empleadas en la actualidad son compuestas, y ejemplos de ellas pueden ser: polipasto, motor de explosin interna (diesel o gasolina), impresora de ordenador, bicicleta, cerradura, lavadora.

Mquina simpleMquina compuesta

Generadores de movimiento

Son los que alimentndose por una fuente de energa (corriente elctrica combustin, hdrica,..) dan lugar a un movimiento mecnico:

Motores: Generan un movimiento giratorio.

Solenoides: Generan un movimiento lineal, de longitud limitada.

Unidad Lectora CD/DVDFloppy

Movimiento y Conceptos Bsicos

Cuando un cuerpo cambia su posicin en relacin al tiempo decimos que este cuerpo esta en movimiento mecnico. Existen varias clases de movimiento entre los cuales se destacan:

Lineal o rectilneo: Se describe una trayectoria rectaCircular: trayectoria circular con eje y radio constanteArmnico Simple: movimiento oscilatorio a partir de un centro o punto de equilibrio.

En la figura se observan los tres tipos de movimiento Circular el que realiza la rueda o volante, lineal el que realiza el embolo a travs de la gua y Armnico Simple el que realiza el pistn de vaivn en relacin al centro de la guaCentro de la gua

La transmisin de movimiento es el mecanismo por el cual se cambia la velocidad y la fuerza de un sistema, a travs de piones, cremalleras, poleas, palancas, tornillos entre otros.En la transmisin no existe cambio de tipo de movimiento.

Transmisin de movimiento

En estos mecanismos, el tipo de movimiento que tiene el elemento de entrada del mecanismo es diferente del tipo de movimiento que tenga el elemento de salida, es decir, el tipo de movimiento se transforma en otro distinto, de ah el nombre de mecanismo de transformacin.

Transformacin del movimientoUnidad ptica CD/DVDMecanismo

TRANSMISIN DE MOVIMIENTO LINEAL:

Palanca Poleas

TRANSMISIN DE MOVIMIENTO CIRCULAR:

Ruedas de friccin Poleas-correa, correa dentada y cadenas Cardan Engranajes

Transmisin de movimiento

Transformacin del movimiento

Mecanismos de transformacin circular-lineal: En este caso, el elemento de entrada tiene movimiento circular, mientras que el elemento de salida tiene movimiento lineal.

Ejemplo: El mecanismo pin-cremallera.Mecanismos de transformacin circular-alternativo: En este caso, el elemento de entrada tiene movimiento circular, mientras que el elemento de salida tiene movimiento alternativo.

Ejemplo: El mecanismo de biela-manivela.

Biela-manivelaPin cremallera

Los mecanismos de transformacin puede ser agrupados en dos grandes grupos:

Clic en la imagen para ver mas ejemplos

Transformacin del movimiento

Pin-cremallera: Transforma de circular a lineal

Tornillo-tuerca: Transforma de circular a lineal

Biela-manivela:Transforma de circular en alternativo

Excntrica o leva:Transforma de circular a lineal

Junta de Cardn:Transformacin circular en alternativo (Angular)

Simulacin de mecanismos

Relatran:facilita la prctica de ejercicios sobre mecanismos a los estudiantes de secundaria. Se incluyen, entre otros, clculos de fuerzas, ventajas mecnicas, dimetros de poleas, nmero de dientes de ruedas, relaciones de transmisin, velocidades de giro y velocidades lineales

RELATRANsensores y actuadores

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes fsicas o qumicas, llamadas variables de instrumentacin, y transformarlas en variables elctricas. Las variables de instrumentacin pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumnica, distancia, aceleracin, inclinacin, desplazamiento, presin, fuerza, torsin, humedad, pH.

Que es un Sensor ?

Caractersticas de un sensorRango de medida.Precisin: es el error de medida mximo esperado. Sensibilidad

Sensor de efecto Hall.

Sensores Mecnicos

Son interruptores que se activan por la pieza de seguimiento. Existen varios tipos y tamaos, dependiendo de la aplicacin. Estos sensores tienen dos posiciones diferentes, dentro y fuera, abierta o cerrada y que sirven para definir el estado del monitor de escenario.

Finales de carrera

Sensores MecnicosEn la mecnica existen diferentes elementos como cuas, topes, ruedas excntricas, ranura las cuales se pueden utilizar como un tipo de sensor con el fin de avisar cuando ejecutar una accin predeterminada.

Topes o cuas: Utilizados para frenar un mecanismo cuando este llega al final del recorrido o como fusibles cuando se sobre pasa una fuerza determinada.

Rodillo seguidor: Utilizado para registrar tamaos de elementos o trayectorias definidas.

Trinquete: Utilizado para permitir movimientos en una direccin.

Resortes-pistn: Se utilizar frecuentemente para recipientes de presin permitiendo aberturas cuando sobre pasa un valor.

Sensores Trmicos

Los sensores de temperatura se usan para medir la temperatura del aire, la temperatura superficial de lquidos o slidos.

Sensores pticos

Los detectores pticos basan su funcionamiento en la emisin de un haz de luz que es interrumpido o reflejado por el objeto a detectar. Tiene muchas aplicaciones en el mbito industrial y robtico.

Hidrulica y actuadoresLos movimientos tambin se pueden transmitir a travs de fluidos hidrulicos,, se utiliza cuando existen distancia largas o poco accesibles para los mecanismos tradicionales, ya que se puede realizar a travs de mangueras o tuberas.

Tambin se utiliza para multiplicar la fuerza como es el caso de los gatos hidrulicos de los carros.Como la fuerza aplicada en un punto del fluido se transmite en todos los puntos del fluido, por este principio al aplicar la fuerza en un rea pequea, se puede transmitir a un rea mayor disminuyendo su velocidad pero multiplicando la fuerza.

Motores

Un motor elctrico es un dispositivo rotativo que transforma energa elctrica en energa mecnica.

Es un dispositivo electromecnico que convierte una serie de impulsos elctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa es que es capaz de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus entradas de control.

Motor paso a paso

Motor paso a paso

Parlantes

Los parlantes, tambin conocidos como altavoces, bafles, altoparlantes o bocinas, son dispositivos que permiten la reproduccin y amplificacin de sonidos y msica para un gran nmero de artculos. Entre las caractersticas fundamentales a tener en cuenta se encuentran:

Potencia. Rendimiento. Distorsin. Impedancia. Respuesta en frecuencia. Sensibilidad.

Entre los tipos de parlantes se encuentran: parlante Bass rflex, parlante de carga con bocina, parlante activo, parlante electrosttico, parlante piezoelctrico, parlante de cinta, parlante dinmico y pantalla infinita.

PotencimetroTaller de robtica

RobticaLa robtica es la ciencia y la tecnologa de los robots. Se ocupa del diseo, manufactura y aplicaciones de los robots. La robtica combina diversas disciplinas como son: la mecnica, la electrnica, la informtica, la inteligencia artificial y la ingeniera de control.

Robtica EducativaEs el conjunto de actividades pedaggicas que apoyan y fortalecen reas especficas del conocimiento y desarrollan competencias en el alumno, a travs de la concepcin, creacin, ensamble y puesta en funcionamiento de robots.

AUTOMATIZACIN

El trmino automatizacin se refiere a una amplia variedad de sistemas y procesos que operan con mnima o sin intervencin del ser humano, o para eliminar riesgos para la manipulacin humana.

BEAM es un acrnimo de las palabras Biologa (Biology), Electrnica (Electronics), Esttica (Aesthetics) y Mecnica (Mechanics). Imitan el mundo animal, No solo en su apariencia, sino en su desplazamiento y morfologa fsica.

ROBTICA BEAM

Ejemplos de arte robtico

Tetrpodos

Fotomvil

Contenido multimedia

ELECTRNICAMECNICAALLDATASHEETGUIAS ROBOTICAPROGRAMAS DEL LABORATORIO

BLOG DE ROBOTICA EDUCATIVA AMBIENTAL