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Enfoque Sistmico
El enfoque sistmico El enfoque sistmico considera a todo objeto como un sistema o como componentede un sistema, entendiendo por sistema un conjunto de partes entre las que se
establece alguna forma de relacin que las articule en la unidad que es precisamente el sistema. SistemaEl concepto de sistema es muy amplio y abarca tanto sistemas estticos como
sistemas dinmicos.Un recipiente con agua, en el que no entra ni sale lquido (y como consecuencia el
nivel permanece constante) es, en principio,
un sistema esttico, otros sistemas
estticos podran ser la estructura de un edificio, una piedra, etc. Un depsito en el que entra y sale agua es un sistema dinmico, otros sistemas dinmicos son, por ejemplo, el sistema circulatorio sanguneo, una clula viva, el motor de un automvil funcionando, etc. En el enfoque sistmico se centra el anlisis en los sistemas dinmicos, y desde esta ptica se plantea que:
Un sistema es una agrupacin de elementos en interaccin dinmica organizados en funcin de un objetivo.
3Profesor: Castieira Nstor Horacio
www.tecnologia-tecnica.com.ar Los elementos de un sistema forman un todo y pueden ser conceptos, objetos o sujetos; estos elementos pueden ser vivientes, no vivientes o ambos simultneamente, as como tambin ideas, sean stas del campo del conocimiento ordinario, cientfico, tcnico o humanstico, las que no pueden concebirse como sueltas o independientes del contexto o sistema en el que estn insertas. La interaccin entre los elementos y la organizacin de los mismos es lo que posibilita el funcionamiento del sistema.
Los sistemas tienen una finalidad (sirven para algo), en otras palabras cumplen una funcin, tanto los naturales como los diseados por el hombre.Todo sistema forma o puede formar parte de un sistema ms grande que podemos l amar supersistema, metasistema, etc. (es decir es, o puede ser, un subsistema) o
estar compuesto de subsistemas, stos no son otra cosa que sistemas ms pequeos, los que a su vez pueden estar compuestos de otros ms pequeos an, y as podramos seguir hasta l egar a los componentes ms elementales de todo lo que existe en el universo. El concepto de sistema es vlido desde una clula hasta el universo considerado como un sistema de sistemas.Los sistemas pueden estar asociados o ser sustento de procesos, entendiendo por
proceso un conjunto de acciones que tienden hacia un fin determinado. Estosprocesos implican produccin, transformacin y/o transporte de materia, energa y/o
informacin y tienen por resultado un producto (material o inmaterial).
Los diagramas de bloques Los sistemas se suelen representar simblicamente por medio de diagrama de bloques. En un diagrama de bloques se presenta de manera esquemtica, las unidades o las fases del proceso (Produccin, transformacin, transporte y/o almacenamiento), del cual el sistema es un sustento, por medio de bloques rectangulares o smbolos similares.
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En estos diagramas se indican mediante flechas las interrelaciones que hay entre los bloques.
Las flechas representan los flujos, que pueden ser de materia, de energa o de informacin. Para una mejor comprensin de los diagramas de bloques se suelensealar de forma diferente las flechas correspondientes a los flujos de materia, de
energa y de informacin.
Los flujos de materia se representan grficamente con flechas negras.
Los flujos de energa se representan con lneas dobles.
Los flujos de informacin se representan con flechas de lneas entrecortadas.
Los flujos de materia y energa (asociados) se representan con flechas negras
gruesas. Por ejemplo, el caso de combustibles slidos o lquidos (Materia ms energa qumica).
5Profesor: Castieira Nstor Horacio
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Las ventajas de representar un sistema mediante un diagrama de bloques son entre otras: La facilidad de representar el sistema total simplemente colocando los bloques de los elementos componentes acorde al camino de los flujos, y la posibilidad de evaluar la contribucin de cada unidad al funcionamiento global del sistema.En general se puede ver ms fcilmente el funcionamiento de un sistema analizando
el diagrama de bloques que analizando el sistema en s. Un diagrama de bloques tiene la ventaja de mostrar en forma fcil (por medio de flechas que indican las entradas y las salidas de cada unidad) los flujos a travs del sistema real, y permite poner en evidencia los aspectos que interesan, con independencia de la forma en que se materialicen. Los flujos (de materia, energa e informacin) que l egan a cada bloque (las entradas) se indican con flechas entrantes, mientras que los flujos que salen (las salidas) se indican con flechas salientes del bloque.
Sistemas abiertos y sistemas cerrados Desde el punto de vista de su vinculacin con el entorno podemos clasificar a los sistemas en abiertos y cerrados.Los sistemas abiertos son los que estn en relacin con su entorno (con su medio),
con el que mantienen un permanente intercambio, este intercambio puede ser tanto deenerga, de materia, de informacin, etc., como de residuos, de contaminacin, de
desorden, etc. En sistemas abiertos podemos hablar de entradas y de salidas.
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Un sistema cerrado es aqul que est totalmente aislado del mundo exterior, con en consecuencia, no tiene ningn tipo de intercambio.Un sistema cerrado es sistema que no tiene medio externo. Ahora bien, un sistema
cerrado es una abstraccin que no tiene vigencia en la vida real, pero que debido a lasimplificacin que significa manejarse con datos que estn limitados dentro del
sistema ha permitido establecer leyes generales de la ciencia.
Caractersticas de los sistemas
Ejemplo de enfoque sistmico:
Si ahora, en el diagrama anterior consideramos como sistema un motor de combustin
(Interna o externa), tendremos:
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Si ampliamos el lmite superior del sistema, y consideramos el motor como formando parte de un medio de transporte tenemos:
Hasta ahora hemos analizado solo los flujos de energa. Si ahora tenemos en cuenta (en un medio de transporte, tambin flujos de materia y de informacin, tendremos:
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Otro ejemplo de flujo de energa e informacin en un medio de transporte es el siguiente:
El enfoque sistmico es una herramienta para la comprensin global de acciones,procesos y artefactos, y no debe reducirse a la aplicacin rutinaria de esquemas de
representacin, sino que debe explorarse en su potencialidad, analizando las
interacciones que se producen en un sistema. 9Profesor: Castieira Nstor Horacio E.E.T N 5 de Lans J F Kennedy
www.tecnologia-tecnica.com.ar Anlisis tcnico En el estudio de sistemas tcnicos, es interesante analizar y sistematizar, medianteuna organizacin lgica de la informacin, los datos que se pueden tener u obtener. Son tiles para esto los grafos de rbol (o los diagramas de Venn) que permite una
rpida visualizacin global del tema, y como complemento tablas, que podemos considerar como una primera sntesis del anlisis. Grafo de rbol
Sistema
Subsistema o Parte
Funcin
Principio de funcionamiento
Material y/o Caractersticas Material Tamao Costo Peso Precisin Duracin Seguridad Confiabilidad Facilidad de montaje Facilidad de mantenimiento Contaminacin Ruido; etc.
10Profesor: Castieira Nstor Horacio
E.E.T N 5 de Lans J F Kennedy
www.tecnologia-tecnica.com.ar Tipos de sistemas Los sistemas, conjunto de elementos en interaccin organizados en funcin de un objetivo, pueden ser naturales (una clula, el cuerpo humano, etc.) o hechos por el hombre. Los hechos por el hombre, con fines utilitarios, podemos denominarlos "Sistemas tcnicos". Este nombre abarca un espectro muy amplio de sistemas; en nuestro anlisis nos centraremos en algunos, nominndolos en funcin de la tcnica o de la energa vinculada a los mismos. Tenemos as: Sistemas Estticos Sistemas Mecnicos Sistemas Elctricos Sistemas Neumticos Sistemas Hidrulicos Sistemas de Gestin Sistemas informticos Sistemas Lgicos Etc.
La clasificacin de Sistemas Tcnicos responde, entre otras, a las siguientes razones: 1.Estos sistemas estn asociados a campos de conocimientos que, en cada caso, son propios de la tcnica involucrada, por lo que, tanto para su diseo como para su montaje, se requieren conocimientos y capacidades especficas. 2.Cada uno de estos sistemas, como totalidad, tiene propiedades caractersticas que dependen de la naturaleza de la fuente de energa que lo motoriza.El funcionamiento de los sistemas depende de sus componentes y de la interaccin entre los mismos, as como de causas que producen cambios en las magnitudes en
juego. Entre las causas podemos reconocer:
La Fuerza en los Sistemas Mecnicos La Tensin en los Sistemas Electicos La Presin en los Sistemas Hidrulicos y Neumticos
11Profesor: Castieira Nstor Horacio
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Podemos decir que hay una analoga entre estas tres magnitudes; por ejemplo, latensin, que produce una circulacin (flujo) de corriente en un circuito elctrico, es anloga a la presin que provoca un flujo de lquido o de gas en una tubera, o a lafuerza que produce un desplazamiento. Esta analoga permite, que los sistemas en
que estn involucradas estas magnitudes puedan representarse mediante un mismo modelo, en otras palabras son sistemas anlogos, aunque sean diferentes
fsicamente.Como hemos planteado en estos cuatro sistemas hay flujos (o desplazamiento),
aunque de caractersticas distintas en cada caso.
En los sistemas mecnicos hay desplazamiento de elementos slidos. En los sistemas elctricos, circulacin de corriente. En los sistemas hidrulicos y neumticos flujo de fluido (lquido en los primeros y gas en los segundos).
Sistemas Mecnicos Los Sistemas mecnicos, son sistemas de transmisin de fuerzas y/o movimiento. Con referencia al movimiento de los cuerpos es interesante plantear algunos aspectos vinculados al tema. Un cuerpo se mueve, con movimiento acelerado, cuando acta sobre l una fuerza que lo impulsa; al desaparecer la fuerza, el cuerpo tiende, por inercia, a continuar su movimiento, y tericamente no se debera detener si no acta sobre l una fuerza, en sentido contrario, que equilibre su fuerza de inercia. Un ejemplo cotidiano de la materializacin de este fenmeno es el efecto a que est sometido nuestro cuerpo cuando el vehculo en el que nos desplazamos sufre una brusca disminucin de velocidad, o su detencin. En el caso del automvil esto explica la importancia del uso del cinturn de seguridad, y la existencia de los air-bags; ambos disminuyen los riesgos de lesin. Pero la experiencia muestra que todo cuerpo en movimiento, sobre el que no acta fuerza alguna, excepto la fuerza de inercia, termina detenindose, la razn de esta detencin es el rozamiento o friccin entre el cuerpo, y la superficie sobre la que se desplaza, o el medio que lo rodea. Es decir que la friccin genera una fuerza que acta en sentido contrario al movimiento.
12Profesor: Castieira Nstor Horacio E.E.T N 5 de Lans J F Kennedy
www.tecnologia-tecnica.com.ar Anlisis tcnico de un sistema mecnico Tomaremos como ejemplo una mquina muy corriente y conocida: la bicicleta. En el sistema bicicleta podemos identificar diversos sistemas, por ejemplo: el sistemade transmisin de la energa (del pedal al pin), el sistema de control (sistema de
direccin y sistema de frenado), el sistema estructural, el sistema de proteccin
(guardabarros), el sistema elctrico, etc. A continuacin planteamos un grafo de rbol parcial del sistema bicicleta. Se han seleccionado el sistema de transmisin de la energa y el sistema de control, porque abarcan aspectos sustantivos de la bicicleta como vehculo de transporte.
A continuacin desarrollamos una tabla del sistema de transmisin de la energa.
Parte
Funcin
Material y/o Caractersticas
Plato manivela Pedal Transforman energa muscular De acero en energa cintica Cadena Cromado; rgido; etc.
Transmite la energa cintica De acero del plato al pin Flexible; resistente; etc.
Pin
Solidario a la rueda trasera, De acero; resistente; etc. transmite a sta su movimiento
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Sistemas Estticos
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Principios y elementos de los sistemas mecnicos estticos EsfuerzoCuando un cuerpo se encuentra bajo la accin de fuerzas externas, aunque no se mueva (a simple vista), es evidente que no se encuentra en las mismas condiciones que cuando no est sometido a dichas fuerzas. Las fuerzas externas provocan en el
interior del cuerpo reacciones (a las que l amamos esfuerzos). En estos casos se dice que el cuerpo est sometido a esfuerzos.
Esfuerzo de traccin Esfuerzo al que est sometido un cuerpo cuando las fuerzas externas tienden a estirarlo o alargar las fibras.
Esfuerzo de compresinEsfuerzo al que est sometido un cuerpo cuando las fuerzas externas tienden a
acortarlo o a comprimir las fibras.
15Profesor: Castieira Nstor Horacio E.E.T N 5 de Lans J F Kennedy
www.tecnologia-tecnica.com.ar Esfuerzo de flexin Esfuerzo al que est sometido un cuerpo cuando fuerzas externas tienden a curvarlo.Como consecuencia hay tracciones y compresiones de las fibras, en la zona externa e
interna de la curvatura.
Esfuerzo de torsin Esfuerzo al que est sometido un cuerpo cuando las fuerzas externas tienden a girar una seccin de la pieza respecto a la otra, en otras palabras cuando dos secciones de la pieza giran en sentido contrario.
Esfuerzo de corte Esfuerzo al que est sometido un cuerpo cuando las fuerzas externas tienden a deslizar una parte con respecto a otra segn un plano que corta el cuerpo.
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Estructuras
Llamamos estructura a un conjunto de elementos capaces de aguantar pesos y cargas sin romperse y sin apenas deformarse. A la hora de disear una estructura esta debe de cumplir tres principales: ser resistente, rgida y estable. propiedades
Resistente para que soporte sin romperse el efecto de las fuerzas a las que se encuentra sometida. Rgida para que lo haga sin deformarse. Estable para que se mantenga en equilibrio sin volcarse ni caerse.
17Profesor: Castieira Nstor Horacio
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Pilares Elementos resistentes dispuestos en posicin vertical, que soportan el peso de los elementos que se apoyan sobre ellos. Cuando presentan forma cilndrica se les denomina columnas.
Vigas Elementos colocados normalmente en posicin horizontal que soportan la carga de la estructura y la transmiten hacia los pilares. Estn constituidas por uno o ms perfiles
PerfilesLos perfiles son las formas comerciales en que se suele suministrar el acero u otros
materiales. El tipo de perfil viene dado por la forma de su seccin.
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Tensor
Elemento que sirve para tensar o mantener tenso (Ejemplo: Cable (de hilos acero), cuerda, etc.). Resiste nicamente esfuerzos de traccin, suele ser de acero (Ejemplo: Cables de acero de un puente colgante). Estructuras reticulares Una de las caractersticas de las estructuras es que normalmente estn construidas de varios elementos unidos entre s.Para que una estructura sea efectiva debe ser rgida, es decir no deformarse cuando
est sometida a cargas. Algunas formas geomtricas se adaptan particularmente para realizar estructuras resistentes una de ellas es el triangulo. Si unimos entre s tres varillas (de madera, hierro, etc.), veremos que se obtiene una estructura relativamente rgida, que tiene gran resistencia a la deformacin.
19Profesor: Castieira Nstor Horacio
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A menudo nos encontramos estructuras que se hayan formadas por un conjunto de perfiles agrupados geomtricamente formando una red de tringulos.Las vemos en construcciones industriales, gras, gradas metlicas, postes elctricos,
etc.
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Sistemas Mecnicos
21Profesor: Castieira Nstor Horacio E.E.T N 5 de Lans J F Kennedy
www.tecnologia-tecnica.com.ar Maquinas
Maquina es todo artefacto qumico capaz de transformar energa en trabajo. En las maquinas se pueden distinguir tres caractersticas que definen su comportamiento, alguna de las cuales o todas estn presentes en cualquier maquina. Estas caractersticas son:
Generadoras de movimiento.Capases de transformar y aprovechar fuentes de energa de manera que sean
utilizables para efectuar trabajo. Cierto grado de autonoma que permite realizar operaciones por si misma.
Maquinas simples En el campo de la mecnica se denominan maquinas simples a la de una sola pieza Las maquinas simples bsicas son dos, la palanca y el plano inclinado y de estas derivan otras, de la palanca deriva la rueda (y de esta la polea y el torno), del plano inclinado derivan la cua y el tornillo. Las maquinas simples permiten disminuir el esfuerzo para realizar un trabajo, pero toda disminucin de la fuerza necesaria para realizar un trabajo va acompaado por un aumento reciproco de la distancia que recorre el punto de aplicacin de la fuerza.
22Profesor: Castieira Nstor Horacio E.E.T N 5 de Lans J F Kennedy
www.tecnologia-tecnica.com.ar Palanca Desde el punto de vista tcnico, la palanca es una barra rgida que oscila sobre unpunto de apoyo (fulcro) debido a la accin de dos fuerzas contrapuestas (potencia y resistencia).En los proyectos de tecnologa la palanca puede emplearse para dos
finalidades: vencer fuerzas u obtener desplazamientos.
Potencia (P), fuerza que tenemos que aplicar. Resistencia (R), fuerza que tengamos que vencer; es la que hace la palanca como consecuencia de haber aplicado nosotros la potencia. Brazo de potencia (BP), distancia entre el punto en el que aplicamos la potencia y el punto de apoyo (fulcro). Brazo de resistencia (BR), distancia entre el punto en el que aplicamos la resistencia y el punto de apoyo o (fulcro).
Las palancas de primer gradoLas palancas de primer grado (genero) tienen el punto de apoyo (fulcro) entre la fuerza aplicada F y la resistencia R. La ventaja de las palancas de primer grado es mayor
23Profesor: Castieira Nstor Horacio
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www.tecnologia-tecnica.com.ar mientras ms prximo ste el punto de apoyo del punto donde acta la resistencia. Son ejemplos de palanca de primer grado las tijeras y las tenazas.
Las palancas de segundo grado En las palancas de segundo grado (Genero) el punto donde acta la resistencia seencuentra entre el punto de aplicacin de la fuerza (F) y el punto de apoyo. Son
ejemplos de las palancas de segundo grado, el rompenueces, la carretil a, etc.
Palanca de tercer gradoEn las palancas de tercer grado (Genero) la fuerza (F) se aplica entre el apoyo y el
punto donde acta la fuerza resistente. Son ejemplos de palanca de tercer gnero las pinzas de depilar, las pinzas para mover brasas en las parril as etc.
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Plano inclinado Es una maquina simple que se utiliza para reducir el esfuerzo necesario para levantar un cuerpo. Ejemplo la rampa.
Cua Se l ama cua a un cuerpo solido, de forma prismtica de seccin triangular. La cara menor del prisma se l ama cabeza, las laterales simplemente caras, y la arista opuesta a la cabeza filo.
La cua es un amplificador de fuerzas (tiene ganancia mecnica). Su forma de actuar es muy simple: transforma una fuerza aplicada en direccin al ngulo agudo (F) en dos
25Profesor: Castieira Nstor Horacio E.E.T N 5 de Lans J F Kennedy
www.tecnologia-tecnica.com.ar fuerzas perpendiculares a los planos que forman la arista afilada (F1 y F2); la suma vectorial de estas fuerzas es igual a la fuerza aplicada.
Utilidad La cua es sumamente verstil y forma parte de multitud de mecanismo de uso cotidiano. Algunas de sus utilidades prcticas son:
Tornillo
El tornil o es un operador que deriva directamente del plano inclinado y siempre trabaja asociado a un orificio roscado.
26Profesor: Castieira Nstor Horacio E.E.T N 5 de Lans J F Kennedy
www.tecnologia-tecnica.com.ar Bsicamente puede definirse como un plano inclinado enrollado sobre un cilindro, o lo que es ms realista, un surco helicoidal tallado en la superficie de un cilindro (si est tallado sobre un cilindro afilado o un cono tendremos un tirafondo). Partes de un tornillo En l se distinguen tres partes bsicas: cabeza, cuello y rosca:
PoleaSe l ama polea a una rueda que puede girar libremente alrededor de su eje (montado en una horquil a o armadura), y en cuyo contorno se adapta una cuerda flexible
(correa, cable, cadena, etc.). Cuando este dispositivo esta fijo hablamos de polea fija,cuando este dispositivo se desplaza soportado por la cuerda hablamos de polea
mvil.
En toda polea se distinguen tres partes: cuerpo, cubo y garganta.
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Las poleas empleadas para traccin y elevacin de cargas tienen el permetro acanaladoen forma de semicrculo (para alojar cuerdas), mientras que las empleadas para la
transmisin de movimientos entre ejes suelen tenerlo trapezoidal o plano (en automocin tambin se emplean correas estriadas y dentadas).
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28
www.tecnologia-tecnica.com.ar Polipasto Para disminuir aun ms el esfuerzo frente a la resistencia, se utilizan combinaciones depoleas, cada par de poleas (una fija y otra mvil) posibilita dividir por dos el esfuerzo necesario para equilibrar o vencer la resistencia. Este dispositivo se l ama polipasto. El
nmero mximo de poleas que se acostumbra utilizar es de ocho.
TornoConsiste esencialmente en un cilindro alrededor del cual se arrolla una cuerda cable o cadena en cuyo extremo acta la resistencia, solidaria al cilindro, hay una manivela. Como el brazo de palanca (brazo de la manivela) es mayor que el brazo de resistencia (radio del cilindro) este dispositivo permite elevar grandes pesos con menor esfuerzo del
que seria necesario si se lo elevara directamente.
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Mecanismos de transmisin y transformacin de movimientos
Entendemos por mecanismos un conjunto de elementos, vinculados entre si, capaces de transmitir un movimiento o transformarlo en otro, modificando la trayectoria y/o la velocidad.Los movimientos pueden ser de rotacin o de traslacin (existen mecanismos que
permiten pasar de uno al otro), en ambos casos continuos o alternativos, o combinados
de rotacin y de translacin).
En el movimiento de rotacin los diferentes los diferentes puntos del cuerpo que se mueve describen circunferencias cuyos centros se encuentran sobre una lnea recta l amada rbol o eje de rotacin. Los movimientos de rotacin generan trayectorias
circulares (excepto en el eje de rotacin).
En el movimiento de traslacin los diferentes puntos del cuerpo que se mueven describen trayectorias paralelas entre si y de igual longitud. Los movimientos de traslacin
describen trayectorias lineales.
Los mecanismos o dispositivos para transmitir movimiento pueden clasificarse en: de
contacto directo o de rganos intermedios, flexibles o rgidos.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar En el siguiente grafico se indican alguno de ellos:
Transmisin por contacto directo Rueda de friccin Permite transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes paralelos o perpendiculares, modificando las caractersticas de velocidad y/o sentido de giro.Sus aplicaciones prcticas son muy limitadas debido a que no puede transmitir grandes esfuerzos entre los ejes, pues todo su funcionamiento se basa en la friccin que se
produce entre las dos ruedas.
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31
www.tecnologia-tecnica.com.ar Ruedas dentadas La rueda dentada (engranaje, pin) es, bsicamente, una rueda con el permetro totalmente cubierto de dientes. El tipo ms comn de rueda dentada l eva los dientes rectos (longitudinales) aunque tambin las hay con los dientes curvos, oblicuos, etc.Para conseguir un funcionamiento correcto, este operador suele girar solidario con su eje, por lo que ambos se ligan mediante una unin desmontable que emplea otro operador
denominado chaveta.
Dos ruedas dentadas engranadas entre s constituyen un mecanismo elemental l amado
engranaje.
Transmisin mediante rganos intermedios flexibles Correas y cadenas
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Cuando el rbol conductor o motriz y el rbol conducido estn a una cierta distancia queno favorece el uso de ruedas de contacto directo, se suele usar rganos flexibles como
correas o cadenas.Las correas se caracterizan por ser silenciosas y no requerir lubricacin, pero presentan el problema que no permiten transmitir grandes potencias debido al deslizamiento en la superficie de contacto de las correas con las poleas. Para disminuir el deslizamiento, en vez de usar correas planas se usan correas de seccin circular o trapezoidal (de tela o de
goma), en este caso la polea tiene una cavidad en donde va alojada la correa.
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33
www.tecnologia-tecnica.com.arA diferencia de las ruedas de friccin y de los engranajes, en este caso las dos poleas vinculadas mediante la correa giran en el mismo sentido, si se quiere que gire en sentido
contrario es necesario cruzar la polea.
Cuando se quiere evitar totalmente el deslizamiento se utilizan cadenas acopladas aruedas dentadas. En este caso las cadenas son de caractersticas especiales. Un ejemplo
tpico del uso de esta transmisin es la bicicleta (la cadena de la bicicleta).
Transmisin mediante rganos intermedios rgidos BielaConsiste en una barra rgida diseada para establecer uniones articuladas en sus extremos. Permite la unin de dos operadores transformando el movimiento rotativo de
uno en el lineal alternativo del otro, o viceversa.
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Este operador suele estar asociado siempre a una manivela (o tambin a una excntrica o a un cigeal). Desde el punto de vista tcnico se distinguen tres partes bsicas: cabeza, pie y cuerpo. La cabeza de biela es el extremo que realiza el movimiento rotativo. Est unida mediante una articulacin a un operador excntrico (excntrica, manivela,
cigeal...) dotado de movimiento giratorio. El pie de biela es el extremo que realiza el movimiento alternativo. El hecho de
que suela estar unida a otros elementos (normalmente un mbolo) hace que
tambin necesite de un sistema de unin articulado. El cuerpo de biela es la parte que une la cabeza con el pie. Est sometida a
esfuerzos de traccin y compresin y su forma depende de las caractersticas de la
mquina a la que pertenezca.
UtilidadDesde el punto de vista tecnolgico, una de las principales aplicaciones de la biela
consiste en convertir un movimiento giratorio continuo en uno lineal alternativo, oviceversa. La amplitud del movimiento lineal alternativo depende de la excentricidad del
operador al que est unido.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar La biela se emplea en multitud de mquinas que precisan de la conversin entremovimiento giratorio continuo y lineal alternativo. Son ejemplos claros: trenes conmquina de vapor, motores de combustin interna (empleados en automviles, motos o
barcos); mquinas movidas mediante el pie (mquinas de coser, ruecas, piedras de
afilar), bombas de agua...Las empleadas en aplicaciones industriales suelen fabricarse en acero forjado y la forma se adaptar a las caractersticas de funcionamiento. En las mquinas antiguas sola tomar forma de S o C y seccin constante. En las actuales suele ser rectilnea con seccin
variable, dependiendo de los esfuerzos a realizar. mbolo. Descripcin.El mbolo es una barra cuyos movimientos se encuentran limitados a una sola direccin
como consecuencia de emplear una gua. Utilidad Si analizramos el desplazamiento de la biela en un mecanismo biela-manivelaobservaramos que su pie sigue un movimiento lineal alternativo, pero la orientacin de sucuerpo vara constantemente dependiendo de la posicin adoptada. Para conseguir un
movimiento lineal alternativo ms perfecto se recurre al mbolo. El mbolo tambin se emplea en multitud de mecanismos que trabajan con fluidospresin. Ejemplos simples pueden ser: las bombas manuales para inflar pelotas
a
(Infladores) o las jeringas.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Actividades Practica I Indica para cada caso hacia dnde se inclina la balanza, hacia la derecha, hacia laizquierda o si est equilibrada. Fabrica una palanca y ensaya las posiciones y relaciones
de las cargas. Razona y explica tu conclusin.
Conclusin
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Practica II Qu mecanismos se pueden emplear si tengo que subir un piano de cola hasta un sexto piso para que entre por la ventana? Haz un esquema. Componentes
Esquema del montaje:
Posibles aplicaciones del montaje:
CUESTIONES: 1.- Qu funcin cada elemento?
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Practica III Explica las diferencias de un sistema de transmisin por cadena y de otro de transmisin por correa. Qu ventajas e inconvenientes tiene cada uno de ellos? Haz un dibujo de cada sistema. Componentes
Esquema del montaje
Posibles aplicaciones de los montajes
CUESTIONES: 1.- Qu funcin cada elemento? 2.- Ventajas y desventajas
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Practica IV Analiza los siguientes trenes de mecanismos e indica con una flecha en qu sentido giran y qu elemento gira ms despacio.
Fundamenta
Componentes Practica V
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Observa el sistema de transmisin de la figura y contesta:
1) Cmo se l ama el sistema formado por 1 y 2. 2) Cmo se l ama el sistema formado por 3 y 4,3) Si 1 gira a la derecha, indica con una flecha en qu direccin gira cada elemento.
4) Si 1 da 6 vueltas, cuntas vueltas da 2?
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica VI Rodea con un crculo la respuesta correcta y fundamenta tu eleccin:
Fundamentacin
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica VII Analizar las transmisiones con dos y tres engranajes de la figura y razonar que el B sloincide en el sentido de giro del C y no en la relacin entre el nmero de vueltas que dan el
A y el C. Explica con tus palabras lo que crees que sucede en estas transmisiones.
Explicacin
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica VIII Observa los dibujos siguientes y atrvete a indicar el sentido de giro de la ltima polea.Aydate para ello de flechas. Indica adems la reduccin o amplificacin de cada una de
las poleas.
Explicacin
Prctica XProfesor: Nstor Horacio [email protected]
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Ests de acuerdo con estas afirmaciones? Tanto si es que s como si es que no razona y fundamenta tu respuesta.1) La transmisin por correas permite transmitir el movimiento entre ejes que se
encuentran alejados, reducindose de esta forma el tamao de las poleas.2) Las correas transmiten el movimiento sin apenas hacer ruido y absorben los
cambios bruscos de movimientos (frenazos, acelerones, etc.)3) Un dato a tener en cuenta es que las correas deben tener una tensin apropiada
para que no patinen, siendo esta tensin, en muchos casos, uno de los parmetros ms importantes a la hora de sacar rendimiento a una transmisin.
Respuesta
Profesor: Nstor Horacio Castieira
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica XI En el sistema de engranajes de la figura. Hacia dnde se mueve el engranaje G? Razona y fundamenta tu respuesta.
Fundamentacin
Profesor: Nstor Horacio Castieira
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Practica XII Un tornil o de Arqumedes es un dispositivo para elevar el agua desde ros y canales, en lugares de poca altitud. Investiga cmo es este invento, cmo funciona y qu otros usos tiene.
Otras aplicaciones
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Practica XIII En las imgenes siguientes, y suponiendo que la polea motriz sea la polea A, indica (en cada una de las poleas) si se consigue una multiplicacin, reduccin o simplemente una transmisin de movimiento. Razona y fundamenta tu respuesta
Respuesta
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica XIV Rellena las casil as (huecos) con las partes de la mquina de vapor. Explica que funcin cumple cada una de ellas.
Explicacin
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica XV Consigue poleas de plstico o metal (juguetes en desuso) y hace un sistema de poleas para elevar una carga. Grafica y construye el dispositivo. Componentes
Esquema del montaje:
Posibles aplicaciones del montaje:
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica XVI Consigue engranajes de plstico o metal (juguetes en desuso) y hace un sistema de poleas para elevar una carga. Grafica y construye el dispositivo. Componentes
Esquema del montaje:
Posibles aplicaciones del montaje:
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica XVIIEl siguiente mecanismo representa una barrera de paso a nivel
Indica el nombre de cada uno de los operadores empleados.
Explicar el funcionamiento del mecanismo.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica XVIII El siguiente dibujo representa una transmisin por correa-polea. Indicar sobre cada poleael sentido de giro que le corresponda si A (que es la conductora) lo hace en el sentido de
las agujas del reloj.
Prctica XIXEn el dibujo podemos ver un sistema de poleas escalonadas perteneciente a un taladro sensitivo. Segn la combinacin de poleas que elijamos podemos obtener diferentes
velocidades en el eje que mueve la broca.
En qu posicin tendremos que colocar la correa para obtener la mxima velocidad de
giro en la broca? Fundamenta tu eleccin.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Practica XX Indicar en el cuadro siguiente el tipo de palanca (1, 2 3er grado) al que pertenece cadauno de los mecanismos o mquinas citados. Tngase en cuenta que algunos/as son una
combinacin de diferentes tipos de palancas.
Fundamenta tu eleccin.
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Sistemas Elctricos
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Sistemas elctricos
INTRODUCCIN La electricidad es la forma de energa ms utilizada por el hombre. Gracias a ella, se puede hacer que funcionen las lmparas elctricas, las maquinarias, los electrodomsticos, las herramientas, los ordenadores, etc. Pero, qu es la electricidad?, cmo se produce?, cmo se transporta?, De qumanera se controla?, cmo se calcula?. A lo largo de este curso, se darn las respuestas adecuadas a estas y otras interrogantes relacionadas con las aplicaciones
elctricas. Produccin de la Energa Elctrica. Centrales elctricas La energa no se crea, est en la naturaleza y se puede transformar para sacar un rendimiento til. El hombre ha evolucionado en bienestar conforme encontraba utilidadesa la energa; pero el gran salto se consigui al transformar las distintas clases de energas primarias en electricidad. Un ejemplo: Antes, para poder aprovechar la fuerza del agua de
un ro, se utilizaba la noria y hacer que se moviera la piedra del molino. Esta noria debade estar necesariamente en la orilla del ro. La electricidad permite cambiar la noria por un motor, y colocarlo a muchos kilmetros del ro donde se genera la fuerza necesaria paramoverlo. Por tanto, el descubrimiento de poder transportar la energa a travs de unos
conductores, es lo que hace que la energa elctrica sea la ms interesante de todas las formas que aparecen en la naturaleza, unido esto a la posibilidad de almacenamiento en acumuladores adecuados, la hace que, adems, sea una de las formas ms
econmicas en transfrmala en otra clase de energa.
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Las centrales elctricas, son fbricas de produccin de Energa elctrica. Donde se transforma una Energa primaria en Energa elctrica.
Segn el tipo de Energa Primaria a transformar, las Central elctrica recibe diferente
denominacin: Central Hidrulica
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Las centrales hidroelctricas se instalan en ros, junto a represas capaces de embalsar suficiente cantidad de agua.En el fondo de la represa se abren unas tuberas que canalizan el agua a presin hasta las turbinas. El chorro de agua a presin hace girar la turbina y esta hace girar el rotor del
generador, produciendo energa elctrica.La potencia de este tipo de centrales depende del desnivel de agua existente entre la
represa y el caudal que atraviesa la turbina.
Central Trmica
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La central trmica de combustin es una instalacin que utiliza un combustible (Carbn,gas, o petrleo), para calentar agua que circula por la caldera donde se transforma en
vapor de agua. La energa cintica del vapor de agua se transfiere a la turbina, hacindola girar. Finalmente, esta energa, se convierte en energa elctrica en el generador.
Central nuclear
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La central trmica nuclear tiene un principio de funcionamiento similar a las otras centrales trmicas. La diferencia consiste en que el calor necesario para calentar el agua en la caldera proviene de la fisin nuclear de un mineral radiactivo. Esta reaccin se produce en el reactor de la central, una estructura de hormign armado revestida de plomo y aislado del resto del sistema y del exterior.
Central Mareomotriz La energa mareomotriz se debe a las fuerzas de atraccin gravitatoria entre la Luna, laTierra y el Sol. La energa mareomotriz es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares segn la posicin relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atraccin gravitatoria de esta ltima y del Sol sobre las masas deagua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes
mviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con
mecanismos de canalizacin y depsito, para obtener movimiento en un eje. Mediante suacoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generacin de electricidad, transformando as la energa mareomotriz en energa elctrica, una forma
energtica ms til y aprovechable. Es un tipo de energa renovable limpia.La energa mareomotriz tiene la cualidad de ser renovable, en tanto que la fuente de energa primaria no se agota por su explotacin, y es limpia, ya que en la transformacin energtica no se producen subproductos contaminantes gaseosos, lquidos o slidos. Sin embargo, la relacin entre la cantidad de energa que se puede obtener con los medios
actuales y el costo econmico y ambiental de instalar los dispositivos para su proceso han impedido una proliferacin notable de este tipo de energa.
Central solarLa central solar fotovoltaica esta formada por paneles fotovoltaicos que transforman la energa radiante del sol en energa elctrica. Cada panel fotovoltaico es un conjunto de 30
o 40 celdas fotovoltaicas conectadas entre si y colocadas dentro de una caja de vidrio o
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cubierta transparente. Cuando los rayos del sol inciden sobre los paneles fotovoltaicos, laenerga se absorbe en las celdas y se produce corriente continua en las terminales de cada una de ellas. Finalmente los inversores transforman esta corriente en corriente
alterna. El sistema posee acumuladores que sirven para almacenar energa elctrica.
Central solar trmica En la central solar trmica la luz del sol incide en un conjunto de espejos metlicos orientables - helistatos que la reflejan hacia una caldera ubicada en la parte superior de la torre. En la caldera y la torre existen caeras por donde circula un fluido que, al calentarse en la caldera, se almacena producindole vapor necesario para mover un turboalternador y generar energa elctrica.
Central elicaLa central elica o granja elica consta de un conjunto de aerogeneradores (1), distribuidos de tal manera que puedan aprovechar con eficacia la fuerza y la direccin de los vientos, y de un sistema de control elctrico encargado de conectar la central con la
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www.tecnologia-tecnica.com.ar red de distribucin elctrica. Los aerogeneradores transforman la energa del viento enenerga elctrica, esta energa se carga en las bateras (2) y luego sale hacia la red. El sistema posee acumuladores (3) que sirven para almacenar energa en pocas de escaso
viento.
Generadores elctricosLos generadores elctricos son mquinas que cuando se les proporciona un
movimiento, estas lo transforman en Energa Elctrica. Se basan en el Efecto Faraday que se resume as:Cuando se mueve un conductor metlico dentro de un campo magntico, sea un
imn o un electroimn, se engendra en dicho conductor una corriente elctrica y alcontrario, si se mueve el imn, o el electroimn, y se fija el conductor, tambin se
produce en el conductor dicha corriente.Los sistemas elctricos, basados en circuitos elctricos (y circulacin de corriente), se utilizan para transmitir seales y/o energa. En los circuitos elctricos podemos identificar
magnitudes, entre las que podemos mencionar: la tensin (volt), que como hemos dicho es anloga a la presin en los sistemas
hidrulicos y neumticos; la corriente (amper) anloga al flujo del fluido en los sistemas hidrulicos y neumticos; la resistencia (ohm). La resistencia de un conductor es proporcional a su longitud, e inversamente proporcional a su seccin transversal. La resistencia aumenta con la
longitud del conductor y con la disminucin de su seccin. la potencia (watt), igual a la tensin por la corriente.Profesor: Nstor Horacio [email protected]
63
www.tecnologia-tecnica.com.ar le energa (watt-hora), la potencia por el tiempo.
Como fuente de energa la electricidad ofrece muchas ventajas, es fcilmentetransportable, se puede transformar cmodamente en otras formas de energa (mecnica,
trmica, luminosa, qumica, etc.), es cmoda, es limpia, etc., pero requiere tener en cuenta condiciones de seguridad.La tensin para uso familiar en argentina es de 220 V (corriente alterna monofsica) y
para uso industrial de 380 V (corriente alterna trifsica). En los automviles normalmente
es de 12 V (corriente continua). Para disminuir las prdidas, en transmisiones a gran distancia, se eleva la tensin a varios miles de volt (13.200; 33.000; 66.000; 132.000 V, etc.),
la razn es que siendo la potencia puesta en juego igual al producto de la tensin por lacorriente, al aumentar la tensin disminuye el valor de la corriente circulante y como
consecuencia las prdidas en la lnea bajo forma de calor.
Modelo de circuito elctrico de una casa
Anlisis tcnico de un sistema elctricoPodemos tomar como ejemplo el sistema de distribucin de la energa elctrica de una
casa y hacer el correspondiente grafo de rbol.
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A continuacin desarrollamos una tabla de anlisis tcnico de un: distribucin de la energa elctrica de una casa.
Sistema de
El tomo
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Generalidades de los cuerpos:
Naturaleza: Llmese naturaleza al conjunto de los seres que nos rodean, y a los agentes que actan sobre ellos.Dichos seres se dividen en tres grupos, que forman los tres reinos: El animal, el vegetal y el mineral. A nosotros no interesa este ltimo (El mineral), que agrupa todos los cuerpos
inorgnicos, o carentes de vida.Materia: Es todo lo que ocupa lugar en el espacio y que impresiona a nuestros sentidos.
Por ejemplo: el agua, el aire, el hierro, etc. La materia, se puede transformar, pero no es posible, crearla ni destruirla. Cuerpo: Es toda cantidad limitada de materia.
Constitucin de la materia:
La experiencia diaria, nos demuestra la propiedad fundamental de la materia: la divisibilidad. Sin esta propiedad, seria imposible aserrar, limar, trabajar los materiales,
etc.Las partes mas pequeas obtenidas por estos medios mecnicos reciben el nombre de partculas. Estas estn formadas, por las l amadas molculas que son la menor parte del
cuerpo que puede existir en estado libre y en equilibrio, en condiciones normales. Las molculas, a su vez, estn constituidas por partes ms pequeas l amadas tomos.El tomo es como un sistema solar, en cuyo centro estara el ncleo atmico, y orbitando a su alrededor los electrones. El ncleo atmico est formado, por protones y neutrones. Los electrones tienen carga elctrica negativa, los protones tienen carga
elctrica positiva, y los neutrones tienen carga elctrica neutra. Inicialmente los tomos tienen carga elctrica neutra.
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Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de distinto signo se atraen.
En los conductores, sus tomos tienen electrones en las orbitas mas externas quenecesitan poca energa para salir de ellas. De hecho, estos tomos comparten estos electrones con tomos cercanos, con lo que forma la l amada nube electrnica" de los
metales.
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68
www.tecnologia-tecnica.com.ar En los materiales aislantes, los electrones estn fuertemente ligados a su rbita, siendo imposible sacarlos de ella.
Si imaginamos un conductor formado por una hilera de tomos, podemos ver como se
mueven los electrones por el conductor.
Los electrones de la ltima capa van pasando de un tomo al continuo. Se define como
Corriente Elctrica al movimiento de electrones por un material conductor.
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69
www.tecnologia-tecnica.com.ar Circuitos elctricos Para definir el concepto de de un circuito elctrico primero tenemos que distinguir sus componentes fundamentales, que son: Una fuente de alimentacin o generador (Pilas, bateras, dinamos, etc.), un material conductor (Cables o alambres); un interruptor (Llaves de un punto, de combinacin, etc.); y un receptor (Lmparas, motores, planchas, resistencias, electrodomsticos en general, etc.). Fuente de energa Transforman un tipo de energa determinado en energa elctrica. Pueden ser, pilas, bateras, generadores, etc.
Conductor Permiten la circulacin de cargas elctricas, son cables generalmente de cobre (Cu). Est formado por un alma conductora que puede ser de cable Haz de hilos o de alambre un solo hilo y en su exterior una capa de material aislante que puede ser de goma, plstico, etc.
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70
www.tecnologia-tecnica.com.ar Receptor Transforma la energa elctrica en otro tipo de energa, (lmparas, resistencias, motores, etc.).
InterruptorLa funcin de estos elementos es cortar o interrumpir el paso de la corriente elctrica, ypueden ser para exteriores o de embutir. Los hay de uno, de dos y de tres puntos, es
decir, unipolares, bipolares y tripolares.
El circuito bsico Los electrones (-) se concentran en el polo negativo, mientras que en el polo positivo, seconcentran los protones (+). Las cargas positivas van absorbiendo los electrones de los tomos prximos del conductor, a estos tomos se les pasa los electrones de los anteriores, y as sucesivamente hasta l egar a las proximidades del polo, que es quien
inyecta los electrones que faltan, ya que se los queda el polo positivo.El sentido que l evan los electrones en su movimiento es del polo (-) al polo (+) y se lo
denomina sentido real de la corriente elctrica.
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El sentido convencional de la corriente elctrica, es el sentido que se ha tomado como oficial por motivos histricos y es con el que vamos a trabajar.
TensinEl generador es una maquina que transforma un tipo de energa determinado en energa
elctrica.Lo que realmente sucede en su interior es que recibe los electrones en su polo positivo y les aplica una fuerza para mandarlos al polo negativo y despegarlos de las cargas positivas que son las que los retienen por atraccin. De este modo se consigue crear una diferencia de cargas entre los polos positivo y negativo. Pues bien, a la fuerza necesaria
para trasladar los electrones se la denomina FUERZA ELECTROMOTRIZ.Y a la diferencia de cargas existentes entre el polo positivo y el negativo se lo denomina
DIFERENCIA DE POTENCIAL o TENSIN.
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Por lo tanto, se denomina Tensin a la fuerza o empuje que provoca el movimiento de cargas elctricas a travs de un material conductor.Se simboliza con la letra (E), su unidad es el Volt (V) y se mide con un instrumento
l amado Voltmetro.
VLos mltiplos y submltiplos ms importantes del voltio son: Mltiplos Kilovolt (KV): 1Kv = 1.000 V Submltiplos Milivolt (mV): 1mV= 0,001 V Conexin del voltmetro:El Voltmetro es el aparato que como dijimos se utiliza para medir la tensin y se conecta
en paralelo con el circuito.
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El receptor Lo habamos definido anteriormente, como un elemento que transforma la energaelctrica en otro tipo de energa (calrica, lumnica, etc.). Como receptores y de manera bsica, se suelen usar elementos l amados resistencias (R), que son elementos que se
oponen al paso de la corriente elctrica.Estos receptores transforman fundamentalmente la energa elctrica, en calor, aunque en el caso de las lmparas, a pesar de que producen calor, su misin es esencialmente
producir energa lumnica.
La resistencia elctrica se simboliza con la letra (R) y su unidad de medida es el ohm (). Los mltiplos y submltiplos ms importantes son: Mltiplos: Kilohm (k ): 1 K = 1.000 Megaohm (M ): 1 M = 1.000.000 Submltiplos:
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Miliohm (m ): 1 m = 0,001 El aparato de medida utilizado para medir resistencia elctrica es el hmetro, y se conecta en paralelo al elemento que se quiere medir.
Corriente elctrica Se denomina corriente elctrica al movimiento de electrones por un material conductor. Ahora bien, se define carga elctrica (Q) o cantidad de electricidad al exceso de carga negativa o falta de carga positiva (electrones) de un cuerpo. Puesto que la carga del electrn es muy pequea, no se toma a esta como unidad de medida de la carga elctrica, sino que se toma a un conjunto de ellos que se denominaCULOMBIO (C), y que equivale a la carga de un total de 6,3 tril ones de electrones ( 1C=
6,3 x 10 Electrones).18
Entonces, vamos a hablar a partir de ahora, no de electrones, sino de (bolsitas) quecontienen 6,3 tril ones de electrones, es decir bolsitas de 1C de carga elctrica cada
una.
Intensidad de corriente elctrica (I)Profesor: Nstor Horacio [email protected]
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Se define intensidad de corriente (I) como la cantidad de electricidad (o carga elctrica) que circula en la unidad de tiempo (Seg). Se mide en amperes (A).
Medida de la intensidad de corriente elctricaComo dijimos anteriormente, la unidad de la corriente elctrica es el ampere. Sus
mltiplos y submltiplos son: Mltiplos: Kiloampere (kA)= 1kA = 1.000 A Submltiplos: Miliampere (mA) = 1 mA = 0,001 A Microampere (A) = 1 A = 0,0000001 AEl aparato de medida utilizado para medir esta magnitud se denomina Ampermetro, y se
conecta en serie al elemento que se quiere medir la intensidad.
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76
www.tecnologia-tecnica.com.ar Ley de Ohm En el circuito anterior vemos que con una tensin de 27 volt en el generador y una resistencia de 9 ohmios, el ampermetro marcaba una intensidad de 3 Amperios, existeuna relacin entre la intensidad, la tensin y la resistencia, l amada LEY DE OHM, cuyo enunciado dice que la intensidad de corriente que circula por un circuito elctrico es
directamente proporcional a la tensin aplicada e inversamente proporcional a laresistencia elctrica, o dicho de otra forma, a mas tensin y a mas resistencia menos
intensidad.
Trabajando con las tres variables podemos obtener tres posibilidades de actuacin con
esta ley:
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Tipos de corriente elctrica
Corriente continua (CC) Producida por, bateras, pilas o por generadores de corriente continua (Dinamos). Secaracteriza por que los electrones en su recorrido no cambian de sentido, es decir la
tensin es constante al valor de su polaridad.
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Corriente Alterna (CA)
Producida por generadores de corriente alterna (Alternadores). Se caracteriza porque loselectrones cambian su sentido constantemente, es decir, la tensin varia en valor y
polaridad.
Aislantes y conductoresAnteriormente vimos que los tomos de un aislante poseen los electrones muy ligados a sus orbitas, mientras que los conductores no, y por lo tanto, dichos electrones son compartidos por tomos cercanos permitindoles una movilidad que facilitara la creacin de una corriente elctrica. Ambos son fundamentales en un circuito elctrico. Los conductores permitirn la circulacin de electrones, y por lo tanto, que haya corriente elctrica. Los aislantes impedirn que los electrones circulen, y por lo tanto se fuguen por
caminos no deseados.
Ejemplos de aislantes: Plstico, goma, papel, algodn, porcelana, seda, etc.
Ejemplo de conductores:Profesor: Nstor Horacio [email protected]
79
www.tecnologia-tecnica.com.ar Platino, plata y oro (Son caros y empleados en sitios muy puntuales, como por ejemplo,en pequeos contactos), cobre, aluminio (empleados en instalaciones domiciliarias y
lneas de alta tensin), estao, zinc, mercurio, etc.
Resistividad y conductividadSe puede definir resistencia elctrica como la mayor o menor oposicin que ofrecen los cuerpos conductores al paso de la corriente elctrica. Como ya vimos su unidad es el ohm
() y se mide con un instrumento llamado hmetro.Esta mayor o menor oposicin depende de factores como, la longitud, la seccin (rea de su corte transversal) del cable y una constante que es caracterstica de cada tipo de
material, denominada RESISTIVIDAD (), cuya unidad de medida es:
A veces, en la resistividad se da otro dato que es la
CONDUCTIVIDAD (), que es
inverso a la resistividad, es decir:
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80
www.tecnologia-tecnica.com.ar La Resistividad es un dato que se obtiene en laboratorios, y por tanto viene dado en tablas. As se muestra a continuacin la resistividad de varios elementos:
Resistencia de un conductorComo dijimos, la resistencia elctrica depende de la seccin, la longitud y la resistividad y
existe una relacin entre ellas que est dada por la siguiente formula, teniendo en cuenta que la longitud se da en metros (m) y la seccin en milmetros cuadrados (mm ).2
La Resistencia depende de la naturaleza del conductor, de su longitud y de su seccin, de tal modo que: A mayor Longitud, mayor Resistencia. A mayor Seccin, menor Resistencia
Ejemplo: Utilizando la formula anterior con diferentes materiales conductores, y modificando la longitud y la seccin del conductor:
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Cobre
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Aluminio
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Influencia de la temperatura sobre la resistividadAnteriormente afirmamos que la resistividad es una CONSTANTE que depende de cada material, dijimos algo que es una "verdad a medias". La resistividad es efectivamente una constante que depende de cada material, es decir, un valor que no cambia, pero esto es verdad SI LA TEMPERATURA NO CAMBIA. Si se produce un cambio de la temperatura, dicho valor de resistividad cambia, haciendo que aumente o disminuya, (esto tambin
depende de cada material) la resistencia del mismo.El cambio de valor de la resistividad con la temperatura es otra constante, denominada coeficiente de temperatura (). Algunos de estos coeficientes son los que se muestran a
continuacin:
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84
www.tecnologia-tecnica.com.ar La relacin entre el coeficiente de temperatura, la temperatura y la resistencia es la siguiente:
Siendo:
Ejemplo:
Vamos a suponer que tenemos un conductor de 250 m de longitud y 0,75 mm de2
seccin, comprobemos como varia su resistencia cambiando la temperatura y el tipo de
material.
Cobre (Cu)
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Aluminio (Al)
Estao (Sn)
Resistencia de los aislantes. La rigidez dielctrica. Ya dijimos al principio de esta Unidad que los materiales aislantes o dielctricos evitabanel paso de electrones por zonas no deseadas evitando accidentes de esa manera, y protegiendo a personas e instalaciones elctricas. Su resistencia es de varios mil ones de ohmios y su resistividad altsima. Pero sta se ve modificada enormemente por cambios de temperatura o de humedad, de manera que en vez de dar la resistencia de un aislante en ohmios, se suele dar otro dato denominado RIGIDEZ DIELCTRICA, que no es otra cosa que la tensin capaz de perforar al material aislante. Lo que sucede tras esta perforacin suele ser la destruccin del aislante, debido a las altas temperaturas que se alcanzan al pasar la intensidad de corriente por l. No se mide en ohmios, sino en kV/mm (kilovoltiospor milmetro de espesor del aislante). Este dato depende de la temperatura, humedad,
tiempo de aplicacin de esa tensin y otros muchos factores. Por lo tanto, podemos decir
que no es un dato constante.Profesor: Nstor Horacio [email protected]
86
www.tecnologia-tecnica.com.ar Un ejemplo claro de esto son las tormentas. El aire es aislante. Cuando una nube pasa conuna diferencia de cargas respecto a la tierra tan alta, que la diferencia de potencial entre nube y tierra supera la rigidez dielctrica del aire, se produce la ruptura del aislante (aire) en forma de lo que conocemos como rayo. A continuacin viene el trueno, que no es ms que el sonido producido por el aire al expandirse repentinamente debido al calentamiento
producido precisamente por la energa que ha liberado el rayo.
Potencia elctricaEn fsica se define Potencia como el trabajo realizado en la unidad de tiempo, es
decir, trabajo partido tiempo. Puesto que trabajo y energa son lo mismo, diremos pues
que la Potencia es la energa consumida o liberada en la unidad de tiempo.Cuando decimos que es energa consumida o liberada (o cedida) en la unidad de
tiempo, es porque hay dos elementos que realizan las operaciones opuestas, es decir, uno cede y el otro consume. Es lgico, puesto que la energa sabemos que no se crea ni se destruye solo se transforma, y por lo tanto, si un elemento consume es porque
hay otro que suministra o cede.
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87
www.tecnologia-tecnica.com.ar Bien, pues el elemento que cede potencia elctrica es el generador (pila, alternador, dinamo...), resistencias). As, la expresin de la potencia es P = V x I y su unidad es el Watt (W). Esta expresin la podemos interpretar como: Potencia cedida que es igual a la tensin del generador por la intensidad; o como Potencia consumida que es igual a la tensin de la resistencia por la intensidad que circula por ella. Jugando con la ley de ohm, podemos obtener dos expresiones ms:
y
el
elemento
que consume potencia elctrica es el receptor (las
Como V = R x I, sustituimos, de manera que P = R x I x I = Rxl .2
Interpretacin: la potencia que consume una resistencia es igual al valor hmico de la misma por la intensidad que circula por ella al cuadrado. Tambin sabemos que I = V / R. y al sustituir tenemos que P = V x V / R = V / R Interpretacin: la potencia que consume una resistencia es igual a2
la tensin que tiene la misma al cuadrado partido por el valor hmico. Ejemplo: Podemos comprobar lo visto hasta ahora, modificando los valores de tensin del generador y el valor de la resistencia del circuito:
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Mltiplos y submltiplos El watt o vatio, posee mltiplos y submltiplos que veremos a continuacin. Mltiplos Kilowatt = 1kW= 1000W Megawatt= 1MW = 1.000.000W Submltiplos:Miliwatt= 1MW= 0,001W
El aparato de medida empleado para medir esta magnitud se denomina watimetro. Porexplicarlo de manera breve, internamente consta de un voltmetro y un ampermetro que realizan la multiplicacin V x l y hacen que la aguja indique la potencia. Por tanto, tiene
cuatro bornes de conexin: Dos para el voltmetro. Se conectan en PARALELO Dos para el ampermetro. Se conectan en SERIE
Normalmente, tanto en los bornes del voltmetro como en las del ampermetro, una de ellas suele ir marcada con un punto, asterisco o algn otro tipo de marca. Este borne corresponde al POSITIVO del aparato correspondiente. Se puentean los dos,
conectndolos tal y como se ve en las figuras:
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Energa Elctrica
Cuando vimos la Potencia Elctrica, una de las cosas que dijimos fue que la Potencia es laEnerga en la unidad de tiempo, es decir, P = E/I. Si despejamos esta expresin,
obtendremos que E = P x t. es decir, la Energa es la Potencia (en vatios) consumida a lolargo del tiempo (en segundos). Se mide en JULIOS (J), aunque existen otras unidades
ms conocidas. As:
Si la potencia la ponemos en Kw y el tiempo en horas (E = k\V x h) obtendremos
las energa en KILOVATIO-HORA (Kw-h) Si multiplicamos por 0,24, es decir, E =0,24 x P x t, obtendremos la energa en CALORAS (Cal). Caballo vaporLa potencia que desarrol a una mquina en un segundo se mide en caballos de vapor
(CV). La relacin que existe entre un caballo de vapor y el vatio es la misma que en mecnica:
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Ejemplo de clculo
El problema ms comn es el de averiguar qu cantidad de corriente consume un motor de determinados caballos.
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Los conductores pueden agruparse entre s en serie, en paralelo, o en montaje mixto (que es la combinacin de serie y paralelo a la vez). Resistencias en serieSe l ama montaje en serie cuando las resistencias se disponen unas a continuacin de otras, de tal modo, que todas sean recorridas por la misma corriente, donde se
observan las siguientes particularidades:
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En un circuito serie la intensidad de corriente I es constante, ya que los electrones no tienen otro camino por recorrer.
Si en los extremos de este circuito se aplica una diferencia de potencial de V voltios, lacorriente en este circuito y, por consiguiente, en cada conductor es:
La diferencia de potencial entre los extremos de cada conductor es de:
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Resistencias en paralelo
Cuando todos los principios de las resistencias estn todos unidos en un solo punto y todos los finales estn todos unido en otro, se dice que estn agrupados en paralelo o derivacin.
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Hallar el valor del conjunto de resistencias conectadas en paralelo, equivale a encontrar el valor de una resistencia que sustituya a todo el conjunto por otra de similar valor.
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RTtiene un valor equivalente al conjunto R1R2y R3La corriente en un circuito paralelo La corriente al l egar al punto A se reparte entre todas las resistencias R , R , R de modo1 2 3
que cada conductor ser recorrido por corriente I , I , I de tal modo que la suma de ellas1 2 3
es igual a la corriente total que l ega al punto A.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Dos resistencias en paralelo
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La resistencia de dos resistencias en derivacin es igual al producto de las resistencias, dividido por su suma.
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Ejemplos de actividades en sistemas Elctricos:1) Conexin de una llave de un punto con una lmpara.Al accionar el interruptor la lmpara se encender.
2) Conexin de una llave de un punto con dos lmparas una a continuacin de la otra. (Circuito serie). En este circuito al accionar el interruptor las lmpara se enciende pero su poder lumnicodisminuye (Cada de tencin)
Al accionar el interruptor las lmparas se encendern con una cada de tencin.
3) Conexin de una llave de un punto con dos lmparas paralelas entre s. (Circuito Paralelo). En este circuito al accionar el interruptor las lmparas se encendern con todo su poder lumnico, lacorriente al llegar al punto A (Nudo o nodo) se derivara y pasara por cada lmpara para encontrarse en el punto
B.
Al accionar el interruptor las lmparas se encender ya que la corriente al l egar al punto a se derivara y pasara por cada lmpara.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar 4) Conexin de dos interruptores de un punto uno a continuacin del otro (En serie) con una lmpara.
Para que la lmpara encienda se deber accionar el interruptor A y el interruptorB.
5) Conexin de dos interruptores de un punto uno paralelo al otro (En paralelo) con una lmpara.Para que la lmpara encienda se deber accionar el interruptor A o el interruptor B.
6) Conexin de una llave de un punto con una lmpara y paralelo a esta conexin un tomacorriente.
Al accionar el interruptor la lmpara se encender. Paralelamente a esto, si conectamos algn artefacto al toma corriente, este funcionara.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar 7) Conexin de dos tomacorrientes en paralelo con cable a tierra. En la conexin de dostomacorrientes en paralelo,
cada tomacorriente es independiente del otro. Elcable a tierra es una medida de seguridad obligatoria en las instalaciones elecricas.
8) Conexin de dos l aves de combinacin con una lmpara. Al accionar el interruptor A lalmpara se encender, y se podr apagar con el interruptor B. Dicha accin se podr hacer de forma viceversa,
encendiendo la lmpara con B y apagndola con A.
Al accionar el interruptor de combinacin A la lmpara se encender y se podr apagar desde el interruptor B.
9) Conexin de un tubo fluorescente para 15-20-30-40-y 60 wattAl accionar el interruptor se enciende el tubo fluorescente. A: Balastro - B: Tubo - C: Arrancador
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www.tecnologia-tecnica.com.ar 10) Conexin de dos porta tubos simples un porta arrancador y una reactancia simple.Al accionar el interruptor se enciende el tubo fluorescente.
11) Conexin de un tubo fluorescente de 105 watt
Al accionar el interruptor se
encender el tubo fluorescente. A: Balastro B Tubo
12) Circuito de conexin de tanque.
En la instalacin de llave flotante, la bomba
encender cuando el tanque lo requiera.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar 13) Circuito conexin cisterna.En la instalacin de llave flotante, la bomba encender cuando el tanque cisterna lo
requiera.
14) Circuito conexin tanque y cisterna combinados.
15) Conexin de una campanil a de botn pulsador y un transformador.
Al accionar el pulsador se encender la campanil a y al soltarlo, la misma se apagara.A: Transformador B campanilla C: Pulsador
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www.tecnologia-tecnica.com.ar 16) Campanil a 220 voltAl accionar el pulsador se encender la campanil a y al soltarlo, la misma se apagara.A campanilla B: Pulsador
17) Conexin de una lmpara con una l ave de cuatro vas.
En este circuito la lmpara ser comandada por cualquiera de los interruptores de combinacin.
18) Foto control para lmparas de hasta 1500 Watt.En la instalacin de Foto Control, la lmpara encender cuando el sensor se active por falta de luz.
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Actividades Practica I Mando directo de una lmpara de a travs de un interruptor de un punto. (Al accionar elinterruptor la lmpara se encender y al accionarlo nuevamente la lmpara se apagara).
Componentes e instrumentacin:
Esquema del montaje:
Posibles aplicaciones del montaje:
CUESTIONES: 1.- Cul es la funcin qu realiza el interruptor? 2.- Qu pasar si en vez de una lmpara en su lugar colocamos un motor?
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Practica II Mando directo de tres lmpara de a travs de tres interruptores de un punto. (Al pulsarcada interruptor las lmparas que comandan cada uno se encender y al pulsarlos nuevamente las lmparas se apagaran).
Componentes e instrumentacin:
Esquema del montaje
Posibles aplicaciones del montaje:
Cuestiones 1.- Cul es la funcin qu realiza cada interruptor? 2.- Qu pasar si se accionan los tres interruptores a la vez?
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Practica III Conexin de dos llaves de combinacin con una lmpara. Componentes e instrumentacin
Esquema del montaje
Posibles aplicaciones del montaje
Cuestiones 1.- Cul es la funcin qu realiza cada interruptor?2.- Qu pasar si se accionan los dos interruptores a la vez?
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Practica IV Conexin de un interruptor que comande una lmpara y un tomacorriente en paralelo a este circuito (Interruptor lmpara). Componentes e instrumentacin
Esquema del montaje
Posibles aplicaciones del montaje
Cuestiones 1.- Cul es la funcin qu realiza el interruptor? 2.- Cul es la funcin qu realiza el tomacorriente?
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Practica V Conexin de dos lmparas con dos interruptores de un punto y un tomacorriente en paralelo a estos. (Los interruptores comandaran las lmparas y el tomacorriente estar en paralelo con el circuito) Componentes e instrumentacin
Esquema del montaje
Posibles aplicaciones del montaje
Cuestiones 1.- Cul es la funcin qu realiza el interruptor? 2.- Cul es la funcin qu realiza el tomacorriente?
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica VI Conexin de dos lmparas en paralelo, con dos interruptores de combinacin y un tomacorriente en paralelo a estos. Componentes e instrumentacin
Esquema del montaje
Posibles aplicaciones del montaje
Cuestiones 1.- Cul es la funcin qu realizan los interruptores? 2.- Cul es la funcin qu realiza el tomacorriente? 3.- Qu sucede si accionas los dos interruptores a la vez?
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica VII Crear un sistema de l enado de tanque, en el cual la bomba se encender, cuando el tanque lo requiera y con la condicin de que sea de noche. Componentes e instrumentacin
Esquema del montaje
Posibles aplicaciones del montaje
Cuestiones
1.- Cul es la funcin qu realizan cada uno de los componentes del sistema?
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica VIII Crear un sistema de l enado de tanque, en el cual la bomba se encender, cuando el tanque lo requiera y con la condicin de que sea de noche. En dicho sistema al l enarse el tanque, deber sonar una alarma avisando de este hecho. Componentes e instrumentacin
Esquema del montaje
Posibles aplicaciones del montaje
Cuestiones
1.- Cul es la funcin qu realizan cada uno de los componentes del sistema?
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Prctica VII Disear un sistema de alarma con los componentes anteriormente vistos. Componentes e instrumentacin
Esquema del montaje
Posibles aplicaciones del montaje
Cuestiones
1.- Cul es la funcin qu realizan cada uno de los componentes del sistema?
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Sistemas Neumticos e Hidrulicos
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Sistemas Neumticos Los sistemas neumticos son sistemas que utilizan el aire u otro gas como medio para latransmisin de seales y/o potencia. Dentro del campo de la neumtica la tecnologa se ocupa, sobre todo, de la aplicacin del aire comprimido en la automatizacin industrial
(ensamblado, empaquetado, etc.)Los sistemas neumticos se usan mucho en la automatizacin de mquinas y en el
campo de los controladores automticos. Los circuitos neumticos que convierten laenerga del aire comprimido en energa mecnica tienen un amplio campo de aplicacin (martil os y herramientas neumticas, dedos de robots, etc.) por la velocidad de reaccin
de los actuadores y por no necesitar un circuito de retorno del aire.En los sistemas neumticos, el movimiento del mbolo de los cilindros de los actuadores es ms rpido que en los mecanismos hidrulicos. (Por ejemplo, el taladro y el martil o
neumtico, responden muy bien a las exigencias requeridas en estos casos).Un circuito neumtico bsico puede representarse mediante el siguiente diagrama
funcional.
Los circuitos neumticos utilizan aire sometido a presin como medio para transmitir fuerza. Este aire se obtiene directamente de la atmsfera, se comprime y se prepara para
poder ser utilizado en los circuitos.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Vlvula 3/2
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Vlvula 5/2
Los actuadores neumticos, dispositivos que convierten energa neumtica en energa mecnica, pueden ser de dos tipos: cilindro neumtico (para movimientos lineales) y motor neumtico (para movimiento rotatorio continuo). Vlvulas neumticasLos mandos neumticos estn constituidos por elementos de sealizacin, elementos de mando y un aporte de trabajo. Los elementos de sealizacin y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan vlvulas. Los sistemas neumticos
e hidrulicos estn constituidos por:
Elementos de informacin. rganos de mando. Elementos de trabajo.
Para el tratamiento de la informacin de mando es preciso emplear aparatos que controlen y dirijan el fluido de forma preestablecida, lo que obliga a disponer de una serie de elementos que efecten las funciones deseadas relativas al control y direccin del flujo del aire comprimido. En los principios de la automatizacin, los elementos rediseados se mandan manual o mecnicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando a distancia, se utilizan elementos de comando por smbolo neumtico (cuervo). Actualmente, adems de los mandos manuales para la actuacin de estos elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumticos, electro-neumticos yProfesor: Nstor Horacio [email protected]
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www.tecnologia-tecnica.com.ar automticos que efectan en su totalidad el tratamiento de la informacin y de la amplificacin de seales.La gran evolucin de la neumtica y la hidrulica han hecho, a su vez, evolucionar los procesos para el tratamiento y amplificacin de seales, y por tanto, hoy en da se
dispone de una gama muy extensa de vlvulas y distribuidores que nos permiten elegir el sistema que mejor se adapte a las necesidades.Hay veces que el comando se realiza manualmente, y otras nos obliga a recurrir a la electricidad (para automatizar) por razones diversas, sobre todo cuando las distancias son
importantes y no existen circunstancias adversas. Las vlvulas en trminos generales, tienen las siguientes misiones:
Distribuir el fluido Regular caudal Regular presin
Las vlvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la direccin, as como la presin o el caudal del fluido enviado por el compresor o almacenado en un depsito. Segn su funcin las vlvulas se subdividen en 5 grupos:
1.2. 3. 4. 5.
Vlvulas de vas o distribuidoras Vlvulas de bloqueo Vlvulas de presin Vlvulas de caudal Vlvulas de cierre
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Circuitos Hidrulicos Hay dos tipos de circuitos neumticos. 1. Circuito de anil o cerrado: Aquel cuyo final de circuito vuelve al origen evitandobrincos por fluctuaciones y ofrecen mayor velocidad de recuperacin ante las fugas, ya
que el flujo llega por dos lados.2. Circuito de anil o abierto: Aquel cuya distribucin se forma por ramificaciones las
cuales no retornan al origen, es ms econmica esta instalacin pero hace trabajar ms a los compresores cuando hay mucha demanda o fugas en el sistema. Estos circuitos a su vez se pueden dividir en cuatro tipos de sub-sistemas neumticos:1. 2. 3. 4.
Sistema manual Sistemas semiautomticos Sistemas automticos Sistemas lgicos
Sistemas Hidrulicos Los fluidos, ya sean lquidos o gases son importantes medios para transmitir seales y/o potencias, y tienen un amplio campo de aplicacin en las estructuras productivas. Los sistemas en el que el fluido puesto en juego es un lquido se llaman sistemas hidrulicos. El lquido puede ser, agua, aceites, o substancias no oxidantes y lubricantes, para evitar problemas de oxidacin y facilitar el desplazamiento de las piezas en movimiento. Los sistemas hidrulicos tienen un amplio campo de aplicacin, podemos mencionar, adems de la prensa hidrulica, el sistema hidrulico de accionamiento de los frenos, elevadores hidrulicos, el gato hidrulico, los comandos de mquinas herramientas o de los sistemas mecnicos de los aviones, etc., en estos casos el lquido es aceite. Estos mecanismos constan de una bomba con pistn de dimetro relativamente pequeo, que al trabajar genera una presin en el lquido, la que al actuar sobre un pistn de dimetro mucho mayor produce una fuerza mayor que la aplicada al pistn chico, y que es la fuerza utilizable.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar Los circuitos hidrulicos bsicos estn formados por cuatro componentes: un depsitopara guardar el fluido hidrulico, una bomba para forzar el fluido a travs del circuito, vlvulas para controlar la presin del fluido y su flujo, y uno o ms actuadores que convierten la energa hidrulica en mecnica. Los actuadores realizan la funcin opuesta a la de las bombas. El depsito, la bomba, las vlvulas de control y los actuado-res son
dispositivos mecnicos.
En los circuitos hidrulicos el fluido es un lquido, que es capaz de transmitir presin a lo largo de un circuito cerrado (En los circuitos hidrulicos el liquido retorna al depsito despus de realizar un trabajo).
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Este es un ejemplo de elevador hidrulico:
Ventajas y desventajas de los sistemas hidrulicos Algunas ventajas: El fluido hidrulico acta como lubricante y adems puede transportar el calor generado hacia un intercambiador. Los actuadores, aun pequeos, pueden desarrol ar grandes fuerzas o pares.; operar en forma continua sin daarse; etc. Algunas desventajas: La potencia hidrulica no es tan fcilmente disponible, en comparacin con l potencia
elctrica. El costo de un sistema hidrulico en general es mayor que el de un sistema elctrico
semejante que cumpla la misma funcin; etc.Profesor: Nstor Horacio [email protected]
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www.tecnologia-tecnica.com.arAmpliacin conceptual de sistemas Neumticos e Hidrulicos
Introduccin Una de las aportaciones a la automatizacin de los procesos industriales ms recientes lohan supuesto la neumtica y la hidrulica, que consisten en la aportacin de presin sobre un fluido (aire o un lquido, normalmente aceites especiales) y, a travs de la
energa acumulada sobre ellos, efectuar un trabajo til.A t alrededor puedes ver muchos ejemplos en los que se emplean sistemas neumticos o hidrulicos: las puertas de algunos autobuses y trenes se accionan con aire comprimido, y algunos camiones, autobuses y otros vehculos grandes tienen frenos accionados por aire comprimido, as como las atracciones de feria, etc. Incluso se puede or el aire que se est usando cuando estos sistemas estn
ejecutndose.
Autobs con puertas accionadas automticamente
En la industria, los sistemas neumticos tienen muchas aplicaciones. Hoy se empleanmuchas herramientas de ese tipo, incluidas el taladro del dentista, y la muy conocida (y
ruidosa) perforadora neumtica, maquinas para ajustar las tuercas de las ruedas, etc.
Destornil ador neumtico
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Maquina neumtica para ajustar las tuercas de las ruedas
Perforadora neumtica
Los sistemas neumticos e hidrulicos tienen los mismos elementos que cualquier otro tipo de circuito, como por ejemplo los elctricos.En estos, la pila suministra la energa, que es conducida por los cables, y controlada por
los interruptores hasta l egar al elemento receptor o consumidor.
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www.tecnologia-tecnica.com.ar En el siguiente cuadro puedes ver la equivalencia entre los elementos de un circuito elctrico y uno neumtico o hidrulico.
El circuito neumticoLos circuitos neumticos estn formados por una serie de elementos que tienen por misin la creacin de aire comprimido, su distribucin y control para efectuar un trabajo til por medio de unos elementos actuadores l amados cilindros. Como acabamos de decir, el elemento
fundamental es el aire comprimido, que acumula energa en la compresin y la libera para efectuar trabajo. El aire empleado est tomado de la atmsfera, pero, antes
de su uso, es preciso aumentar la presin por medio los compresores y acondicionarlo. Los compresoresTiene por misin tomar aire de la atmsfera y acumular energa en forma de presin sobre l para convertirla con posterioridad en energa til como
consecuencia de la expansin de ese aire.
Compresor y deposito
El sistema est formado por un motor, alimentado normalmente por electricidad, o combustibles lquidos (Nafta o Gasoil), segn el tipo de motor que acciona el compresor, yProfesor: Nstor Horacio [email protected]
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www.tecnologia-tecnica.com.ar dependiendo del sistema utilizado para comprimir el aire, los compresores pueden serrotativos y alternos. La utilizacin de un tipo u otro depende de las necesidades de caudal
y presin requeridas por la instalacin.Al igual que en los circuitos elctricos, en neumtica se utiliza una serie de smbolos para simplificar su representacin y los compresores se identifican como puedes ver en la
siguiente ilustracin.
Compresores Rotativos
El eje del motor est acoplado a un elemento giratorio que provoca la compresin de un determinado volumen de aire de forma intermitente. Segn el elemento giratorio, pueden ser de paletas