II.- Magnitudes Electricas

Definiciones de las medidas eléctricas.

Son cuatro las unidades básicas (variables) de medida en electricidad el voltio, el amperio, el ohmio y el vatio.

Voltaje: También conocido como diferencia de potencial, es la fuerza con que son empujados los electrones a través de un conductor. La unidad de medida es el voltio (v), y el aparato que utilizamos para medir ese voltaje o fuerza se llama voltímetro, siendo el mismo colocado entre los puntos que se desea medir la diferencia de potencial o voltaje.

El voltio equivale a la presión eléctrica que se requiere para conseguir una intensidad de 1 amperio en una resistencia de 1 ohmio. El nombre de voltio se dio en honor de Alejandro Volta.

Corriente: El sentido de desplazamiento de los electrones es siempre desde el  material cargado negativamente, al cargado positivamente. Por lo tanto, el movimiento de carga eléctrica se produce desde el cuerpo negativo al positivo. Este movimiento de electrones a través del circuito es lo que se llama corriente eléctrica (corriente de electrones). Llamaremos intensidad a la cantidad de corriente eléctrica que circula por un conductor en la unidad de tiempo. La unidad de medida es el amperio (A). El aparato capaz de medir la intensidad  de una corriente eléctrica es el amperímetro, y se conectará en serie con el circuito en el cual se desea medir la intensidad, es decir de manera que la corriente eléctrica pase en su totalidad por este aparato. Un ampere es definido como la cantidad de electrones que circula por un conductor con una resistencia de 1 ohmio durante un segundo al aplicarle un voltio, en otras palabras es el equivalente a  6.260.000.000.000.000.000 de electrones aproximadamente, es decir, 6.26 trillones.

Resistencia Eléctrica: Es la oposición o resistencia ofrecida por un material al paso de la corriente eléctrica. Dicho de otra manera, es la dificultad que encuentran los electrones para desplazarse dentro de un cuerpo, su unidad de medida es el ohmio (  ).La resistencia de un cuerpo depende de tres factores: de su longitud, de su sección y de su composición (resistividad), el  aparato de medición de la resistencia se llama ohmimetro.

Potencia Eléctrica: Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”.
Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica. La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la letra “W”.

 

LEY DE OHM

La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán George Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:

Elec 151.      Tensión o voltaje (E), en volt (V).

2.      Intensidad de la corriente (I), en amper (A) o sus submúltiplos.

3.      Resistencia (R) de la carga o consumidor conectado al circuito en ohm (), o sus múltiplos.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más el paso de la corriente eléctrica que otros, cuando el valor de la resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en amperes también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, si la resistencia aumenta, la corriente disminuye y, viceversa, si la resistencia disminuye la corriente aumenta, siempre y cuando, en ambos casos, el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.

Por otro lado, de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

Postulado general de la Ley de Ohm:

El flujo de corriente en amperes que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada

Desde el punto de vista matemático, este postulado se puede representar por medio de la siguiente fórmula:      I=V/R

Asimismo:

V=IR        y     R=V/I

Cálculos Básicos

Sabiendo la LEY DE OHM es suficiente para la mayoría de los cálculos que se hacen en los circuitos eléctricos.

Elec 16

Teniendo en cuenta que el voltaje en el automóvil es un valor fijo y conocido V = 12 voltios, sabiendo también que el valor de la resistencia (R) es un valor que casi no se utiliza ya que en los manuales de características de los automóviles los datos que nos ofrecen normalmente sobre los dispositivos eléctricos son el valor de la Potencia en vatios (W) y de la Intensidad en amperios (A), por lo que utilizaremos la formula:

Elec 17

Utilizando la formula de la potencia podemos calcular un valor muy importante como es la intensidad que circula por los cables que alimentan un receptor eléctrico. Por ejemplo sabiendo que la potencia de las lámparas que se utilizan en las luces de cruce es de 55 vatios, aplicamos la formula:

Elec 18

Conociendo el valor de la intensidad que circula por los cables que alimentan un receptor eléctrico sabemos el grosor o sección del cable que debemos utilizar, cosa muy importante ya que si colocamos un cable de sección insuficiente, este se calentara pudiendo causar un incendio o cortocircuito. La sección de los cables que alimentan a receptores de bajo consumo suelen ser de 0,5 mm2. Pero recuérdese que, en el caso de alimentación de grandes consumidores, la sección o grosor del cable puede ser de valores muy superiores, hasta el máximo que suele llevar el motor de arranque, que se establece, por regla general, en unos 16 mm2 de sección.


 

MULTÍMETRO O TESTER  DIGITAL

Elec 19

Referencias:

1-      Display de cristal líquido.

2-      Escala o rango para medir resistencia.

3-      Llave selectora de medición.

4-      Escala o rango para medir tensión en continua (puede indicarse DC en vez de una línea continua y otra punteada).

5-      Escala o rango para medir tensión en alterna (puede indicarse AC en vez de la línea ondeada).

6-      Borne o “jack” de conexión para la punta roja, cuando se quiere medir tensión, resistencia y frecuencia (si tuviera), tanto en corriente alterna como en continua.

7-      Borne de conexión o “jack”  negativo  para la punta negra.

8-      Borne de conexión o “jack”  para poner la punta roja si se va a medir mA (mili amperes), tanto en alterna como en continua.

9-      Borne de conexión o “jack”  para la punta roja cuando se elija el rango de 20A máximo, tanto en alterna como en continua.

10-  Escala o rango para medir corriente en alterna (puede venir indicado AC en lugar de la línea ondeada).

11-  Escala o rango para medir corriente en continua (puede venir DC en lugar de una línea continua y otra punteada).

12-  Zócalo de conexión para medir capacitores o condensadores.

13-  Botón de encendido y apagado.

SELECCIÓN DE LAS MAGNITUDES Y ESCALAS O RANGOS

 

Voltaje DC

Elec 20Elec 21 Sabemos que el voltímetro se conecta en paralelo con el componente a medir, de tal manera que indique la diferencia de potencial entre las puntas.

Donde indica 200m el máximo es 200 milivolts (0,2 V), el resto se comprende tal cual están expresados por sus cifras. Por lo tanto para medir tensiones de batería del automóvil debemos elegir la de 20V. Si se está buscando caídas de tensión en terminales o conductores, podemos elegir una escala con un máximo más pequeño, luego de arrancar con un rango más elevado y así tener una lectura aproximada. Siempre hay que empezar por un rango alto, para ir bajando y así obtener mayor precisión. Cuando el valor a medir supere el máximo elegido, también indicará “1”en el lado izquierdo del display.

 

Corriente  DC

Para medir esta magnitud, hay que tener mucha precaución porque como amperímetro el tester se conecta en serie. Por lo tanto toda la corriente a medir se conducirá por su interior, con el riesgo de quemarlo. En el manual de uso el fabricante aconseja no solo el máximo de corriente que puede soportar sino además el tiempo en segundos (por ejemplo 15seg.).

La escala a utilizar es:

Elec 22Elec 23

Donde la escala indica el rango: 2m es 2mA (0,002 A); 20m es 20mA (0,02 A); 200m es 200mA (0,2 A) y por lo tanto 20 es 20 A.

 


 

Continuidad, prueba de diodos  y  resistencias

Tengamos en cuenta que para utilizar el multímetro en esta escala, el componente a medir no debe recibir corriente del circuito al cual pertenece y debe encontrarse desconectado. Los valores indicados en la respectiva escala, por ejemplo pueden ser:

Elec 24Elec 25

Continuidad mediante el sonar de un timbre o “buzzer”, por ejemplo cuando en un mazo de cables se busca con las puntas de prueba un extremo y el correspondiente desde el otro lado. Se activa un zumbido si la resistencia es menor de 30 Ohms (aproximadamente). Si la resistencia es despreciable (como debería ocurrir en un conductor), no solo sonará el buzzersino que además el display indicará 000. Cuando encuentra una resistencia, la indicación son los milvolts de caída de tensión, por la resistencia detectada, a mayor resistencia, mayor serán los mV indicados.

 

Prueba diodos, en un sentido (el inverso a su polaridad), indica el número “1” a la izquierda del display. Esto significa que está bloqueando la corriente (con una resistencia muy elevada) y por lo tanto no se encuentra en corto circuito. En cambio en la polaridad correcta, el display indica unos milivolts que dependen del tipo de diodo que se está probando, ya que si bien el diodo conduce conectando las puntas en la polaridad correcta, lo hace con resistencia apreciable. El instrumento fija una corriente de prueba de 1mA.

Resistencia, tenemos para elegir escalas o rangos con un máximo de: 200 Ohms, 2K (2 kiloOhms o 2000 Ohms), 20K (20000 Ohms) y 2M (2 MegOhms o 2 millones de Ohms) y en algunos testers figura hasta 20M.

Si el valor a medir supera el máximo de la escala elegida, el display indicará “1”a su izquierda. Por lo tanto habrá que ir subiendo de rango hasta encontrar el correcto.

Muchas veces se sabe de antemano cuanto debería medir y entonces por ejemplo, si es una bobina primaria de encendido, elegimos buzzer si primero queremos ver su continuidad y luego para el valor de la resistencia pasamos a 200. En cambio, para el bobinado secundario o los cables de bujías, usaremos la de 20K.

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III.- Componentes Electricos Automotrices

Interruptores

Los interruptores son utilizados para controlar el paso de los electrones hacia la carga, logrando así el control del funcionamiento de la misma. Existen una gran variedad y forma de ellos, pero el objetivo final es el mismo, el control del paso de los electrones para la activación o desactivación de las cargas.

Interruptor Simple (ON/OFF)

Elec 26Elec 27


Interruptor Doble Vía (ON/ON)   (ON/OFF/ON)

Elec 28Elec 29

Pulsadores

Elec 30Elec 31

Interruptores Combinados

Elec 32Elec 33

Relays

Elec 34Un relay no es mas que un interruptor (Simple o Doble Vía) activado mediante un electroimán. Su aplicación es muy amplia en el mundo automotriz gracias a su característica de activación mediante electricidad, este rasgo  permite el control o manejo de cargas que consumen mucha energía (Bomba de Gasolina, Ventiladores, etc.) a través de módulos electrónicos.


Elec 35Elec 36

Relay Desactivado

Elec 37

Relay Activado

Elec 38

Diagrama

Elec 39

Circuito ilustrativo del uso de Relay (Circuito para el abanico del Radiador)

Elec 40

 

 

Bombillos

Utilizados como indicadores y para iluminación,  son ampliamente empleados en el automóvil. Existe una gran variedad de tamaños y potencia de acuerdo a la necesidad

Elec 41Bombillo de 1 filamento para Tableros indicadores


Elec 42Bombillo de 1 filamento para Iluminación Interior.

Elec 43 Bombillo de 1 filamento para Iluminación Lateral, Porta placa, etc.

Elec 44Elec 45Bombillos de 1 y 2 Contactos para Frenos, ¼ Luz, Direccionales y Reversa

Bombillos para las Luces de Cruces

Elec 46

Cables Eléctricos y Fusibles

Estos elementos son utilizados para transportar los electrones desde la fuente de energía hasta la carga y además brindar protección en caso de problemas de sobrecarga. Los conductores son construidos normalmente de una aleación de aluminio y cobre y su principal característica es su baja resistencia al paso de los electrones, su capacidad de transporte de energía dependen de su diámetro y de la calidad de la aleación utilizada, resultando así diferentes calibres de conductores según indica la tabla siguiente:

          Tabla de Amperajes para los Conductores.

Calibre

Diámetro(mm)

ResistenciaOhmiocada 1000ft

CapacidadAmperes

OOOO

11.684

0.049

302

OOO

10.40384

0.0618

239

OO

9.26592

0.0779

190

0

8.25246

0.0983

150

1

7.34822

0.1239

119

2

6.54304

0.1563

94

3

5.82676

0.197

75

4

5.18922

0.2485

60

5

4.62026

0.3133

47

6

4.1148

0.3951

37

7

3.66522

0.4982

30

8

3.2639

0.6282

24

9

2.90576

0.7921

19

10

2.58826

0.9989

15

11

2.30378

1.26

12

12

2.05232

1.588

9.3

13

1.8288

2.003

7.4

14

1.62814

2.525

5.9

15

1.45034

3.184

4.7

16

1.29032

4.016

3.7

17

1.15062

5.064

2.9

18

1.02362

6.385

2.3

19

0.91186

8.051

1.8

20

0.8128

10.15

1.5

21

0.7239

12.8

1.2

22

0.64516

16.14

0.92

23

0.57404

20.36

0.729

24

0.51054

25.67

0.577

25

0.45466

32.37

0.457

26

0.40386

40.81

0.361

27

0.36068

51.47

0.288

28

0.32004

64.9

0.226

29

0.28702

81.83

0.182

30

0.254

103.2

0.142

31

0.22606

130.1

0.113

32

0.2032

164.1

0.091

39

0.0889

831.8

0.0175

40

0.07874

1049

0.0137

Los fusible en cambio son elementos de protección, están construido de una aleación de plomo y estaño dispuesta en una pequeña sección entre dos partes metálicas que sirven de conexión, esta pequeña sección de plomo y estaño se funde automáticamente al alcanzar el valor de corriente previsto, abriendo de esta manera el paso de los electrones y brindando la protección necesaria a los elementos del circuito eléctrico. Son construidos en una gran variedad de tamaños, formas y capacidades a fin de suplir las diferentes necesidades eléctricas.

Tipos de Fusibles

Elec 48

Fusible de Muelita

Elec 49  Normal          Elec 50    Mini              Elec 51   Maxi

Color CapacidadNormal y Mini CapacidadMaxi
Ámbar 2
Morado 3 100
Rosado 4
Mamey 5 40
Marrón 7.5 70
Rojo 10 50
Azul 15 60
Amarillo 20 20
Blanco 25 80
Verde 30 30
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IV.- Circuitos Electricos Basicos

Elec 52El cuerpo del automóvil es construido de metales, razón por la cual es empleado como conductor eléctrico. La carrocería del automóvil se convierte en una extensión del polo negativo (-), ahorrando de esta manera una buena cantidad de conductores dentro del ramal eléctrico

 

 

 

Elec 53El switch de encendido es el control master del sistema eléctrico, al activar el switch permitimos a los circuitos funcionar, al desactivarlo suprimimos el flujo de electrones a todos los circuitos principales, independientemente del estado de su interruptor de control.

 

 

Elec 54Las luces de parqueo o ¼ de luz es empleado como identificador del vehiculo durante las noches. Normalmente funcionan independiente del switch de encendido e incluyen dos bombillos en la parte delantera, 2 en la trasera,  porta placas,  bombillos laterales y bombillos para la iluminación del tablero y controles del interior del vehiculo.

Elec 55Las luces de frenos van ubicadas en la parte trasera del auto y le indican a los demás conductores cuando se presiona el pedal del freno. Consta de un interruptor normalmente cerrado ubicado en la parte superior del pedal del freno, se alimenta directamente de la batería a través de un fusible.

Elec 56La luz de reversa indica a los demás conductores que se ha colocado la marcha de retroceso y sirve para iluminar la parte posterior del coche durante se realiza marcha atrás. La activación de los bombillos es controlada a través de un interruptor colocado directamente en la transmisión o en la palanca selectora.

Elec 57Las bocinas o pitos sirven como mecanismos de precaución en caso de emergencia. En el guía del vehiculo se ubica un interruptor el cual envía una señal de tierra al relay de activación al ser presionado.

Elec 58Las Direccionales indican a los demás conductores la intención de doblar hacia la derecha o la izquierda. Su alimentación es controlada por el switch de encendido y la palanca de control esta ubicada el guía. El Flash es un interruptor auto controlado que proporciona las intermitencias a los bombillos.

Elec 59Las luces intermitentes son utilizadas en casos de emergencia o averías del coche. Emplean los mismos bombillos que las direccionales, constando de un switch combinado que cambia la alimentación del flash directamente a la batería a la vez que alimenta los cuatros bombillos al mismo tiempo.

Elec 60Algunos vehículos europeos vienen equipados con un sistema de precaución que enciende tenuemente y de forma continua las direccionales del lado que corresponde al cruce de los otros vehículos.

Elec 61Las luces de cruces son utilizadas para transitar durante las noches iluminando las partes oscuras. Los vehículos japoneses alimentar el común del bombillo con el terminal positivo, mientras utilizan un switch de doble vía para seleccionar el contacto de la alta o el de la baja.

Elec 62Los europeos utilizan la configuración clásica de colocar el negativo al común y utilizar un switch combinado para alimentar el positivo, alternándolo entre la alta y la baja según se requiera.

Elec 63Con este diagrama se proporciona un circuito totalmente nuevo para las luces de cruces, lo cual mejora el suministro a las mismas, aumentando su potencia. Los Relays son manejados con la instalación antigua, y el diagrama puede ser empleado tanto para la configuración de los autos japoneses como los europeos


Panel de instrumentos

Elec 64En todos los automóviles resulta necesario la presencia de ciertos instrumentos o señales de control en el tablero que permitan al conductor mantener la vigilancia de su funcionamiento con seguridad y cumpliendo con los reglamentos de tránsito vigentes. Aunque es variable el modo de operar y la cantidad de estos indicadores de un vehículo a otro en general pueden clasificarse en cuatro grupos:

  1. Instrumentos para el control de los índices de funcionamiento técnico del coche.
  2. Instrumentos para indicar los índice de circulación vial.
  3. Señales de alarma.
  4. Señales de alerta.

Instrumentos de control técnico.

Lo común es que en el tablero puedan existir los siguientes:

  1. Indicador de la temperatura del refrigerante del motor.
  2. Indicador del nivel de combustible en el depósito.
  3. Indicador del nivel de carga del acumulador.
  4. Indicador de la presión del aceite lubricante en el motor.
  5. Indicador de la velocidad de giro del motor.

Instrumentos para el control vial.

Normalmente son dos los indicadores:

  1. Indicador de la velocidad de circulación (velocímetro).
  2. Indicador de la distancia recorrida (odómetro).

Señales de alarma

Estas señales pueden ser luminosas, sonoras o ambas, y están destinadas a mostrar alarma en caso de fallo de alguno de los sistemas vitales para la seguridad vial o la integridad del automóvil. Las mas común es que estas señales den la alarma cuando:

  1. Falle el sistema de frenos.
  2. Exista valor bajo o nulo de la presión de aceite del motor.
  3. Exista valor bajo del nivel de combustible en el depósito.
  4. El generador no está produciendo electricidad.
  5. La temperatura del motor está demasiado alta.
  6. Avería en el sistema de inyección de gasolina.


Señales de alerta.

Estas señales no representan necesariamente una alarma, pero alertan al conductor el estatus de operación de alguno de los sistemas que están bajo su responsabilidad, a fin de mantenerlo informado de ello, y pueda hacer las modificaciones adecuadas al caso. Pueden ser luminosas, sonoras o ambas al igual que las de alarma. Entre ellas están:

  1. Indicador luminoso de la luz de carretera encendida.
  2. Indicador de la posición de la palanca de cambios, especialmente en los automáticos.
  3. Indicador luminoso de la aplicación del freno de mano con el encendido conectado.
  4. Las puertas no están bien cerradas y el encendido conectado.
  5. No está colocado el cinturón de seguridad de los pasajeros y el encendido conectado.
  6. Las llaves están en el interruptor de encendido y la puerta del conductor está abierta.

La creciente tendencia actual a la utilización microprocesadores electrónicos en los vehículos ha hecho que la responsabilidad de administrar los indicadores y la señales de alerta y alarma esté cada día mas en manos de estos dispositivos, ellos reciben la señal del sensor, la procesan y toman las decisiones pertinentes.

Indicador de lámina bimetálica

Elec 65A una lámina bimetálica se le acopla un resistencia eléctrica calefactora de manera que cuando por ella circula corriente eléctrica se calienta, y calienta también la lámina. Este calentamiento produce que la lámina bimetálica se deforme, o bien enderezándose, o bien encorvándose. El movimineto del extremo de la lámina se trasmite por medio de un mecanismo de palancas a la aguja del instrumento.
La resistencia calentadora se conecta en serie con el sensor de resistencia variable que monitorea la magnitud a medir.
Cuando cambia la resitencia eléctrica del sensor aumenta o disminuye, según el caso la corriente que circula por la resistencia calefactora, con esto cambia la temperatura de la lámina bimetálica y por tanto su deformación, lo que se traduce en el movimiento de la aguja que indica el valor de la magnitud medida.
Estos instrumentos no son gran exactitud no obstante la posición relativamente rígida de la aguja sujeta por la lámina bimetálica los hace muy apropiados para hacer mediciones de control de procesos donde la exactitud no es de gran prioridad y el instrumento está sometido a fuertes movimiento como en los indicadores de los automóviles.


Galvanómetro de cuadros cruzados

Elec 66Elec 67Elec 68

Las figuras muestran esquemas de la composición interna de estos galvanómetros, en las diferentes posiciones de la aguja indicadora.
Una armadura magnética acoplada perpendicularmente a la aguja indicadora y montada sobre un eje de rotación, está bajo la influencia de dos núcleos bobinados, primario y secundario que ejercen fuerzas en oposición sobre ella cuando se alimentan con electricidad.
si la bobina primaria se conecta directamente al voltaje del sistema (+V), el núcleo se magnetiza en el sentido indicado y atrae uno de los extremos de la armadura, la hace girar sobre su eje, y desplaza la aguja en la escala al valor máximo, como se puede ver en la figura 1.
Cuando la bobina secundaria se conecta al voltaje del sistema a través de la resistencia variable, también se magnetiza, y ejerce una fuerza de atracción sobre el otro extremo de la armadura, esta fuerza de atracción está en oposición a la de la de la bobina primaria, la armadura se moverá entonces en sentido contrario arrastrando la aguja, esto hace que esta se desplace y ocupe una posición de equilibrio en una zona intermedia en la escala, como se muestra en la figura del medio.
A medida que disminuya el valor de la resistencia variable, crecerá la fuerza magnética de oposición y la aguja seguirá desplazándose hacia el valor mínimo arrastrada por la armadura. Para cierto valor muy bajo de la resistencia variable la aguja puede alcanzar la posición de equilibrio en el valor mínimo de la escala.

Flota de Gasolina

Elec 69La figura  muestra un esquema de como está construido el sensor de nivel que se coloca en el tanque. El cuerpo metálico del sensor está montado en la superficie del depósito y tiene un flotador en el extremo de una palanca giratoria cuya posición dependerá del nivel del líquido. El otro extremo de la palanca del flotador tiene un contacto deslizante sobre una resistencia eléctrica que se mueve en sincronización con él, de manera que la posición del contacto sobre la resistencia también dependerá del nivel del líquido en el depósito.
Esta resistencia se conecta en serie con el indicador del tablero, de forma tal que el circuito se cierra a tierra por la vía resistencia .
Para cada valor del nivel en el depósito, corresponderá un valor de resistencia en serie con el indicador del tablero y por tanto una indicación de la aguja en la escala.

Sensor de Presion de Aceite
Elec 70Para esta función lo común es que se utilice un sensor provisto de un diafragma que se deforma en mayor o menor grado en dependencia de la presión que recibe, la deformación del diafragma mueve un contacto desplazable que se desliza sobre una resistencia eléctrica fija cambiando el valor de salida del sensor.

En la figura  puede verse un esquema representativo de como funciona este convertidor.
Este dispositivo está conectado en serie con el instrumento indicador del tablero de instrumentos, de manera que el circuito se completa a tierra aquí, a través del cuerpo metálico del dispositivo y de la unión roscada al motor. La corriente procedente del indicador del tablero entra por el tornillo de conexión y se cierra a tierra por medio de la resistencia eléctrica.
Cuando actúa la presión en el diafragma, este se deforma mas o menos en dependencia de la presión, y mueve el contacto deslizante haciendo cambiar la resistencia total del aparato y con ello, la posición de la aguja en la escala del indicador.

Velocímetros Mecanicos

Estos dispositivos sirven para indicar la velocidad de rotación de piezas en movimiento rotacional. Estos aparatos basan su funcionamiento en la fuerza de arrastre que recibe un disco conductor debido a las corrientes inducidas en él, cuando se encuentra muy cerca a un imán que gira.

Elec 71La figura  muestra un esquema de las partes interiores de uno de estos aparatos a fin de comprender su funcionamiento. El movimiento entra por el extremo de un eje como se muestra, en el otro extremo esta acoplado un imán permanente en forma de U que gira muy próximo a un disco, generalmente de aluminio. La rotación del imán produce un campo magnético rotacional que induce corriente eléctrica en el disco de aluminio, unos agujeros convenientemente hechos en el disco, dirigen las corrientes inducidas de forma tal, que se forman diminutas bobinas virtuales dentro de la masa del disco.
Estas bobinas tienden a seguir al campo rotacional generado por el imán debido a la atracción mutua, por lo que se produce una tendencia a  la rotación del disco. El disco no puede girar porque se lo impide un resorte en espiral acoplado a él por un extremo, y al cuerpo del dispositivo en el otro, no obstante el par generado vence parcialmente la fuerza del resorte y el disco gira cierto ángulo. Una aguja acoplada en el extremo del eje del disco indicará un valor en la escala.

Accesorios

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V.- Motor de Arranque

Elec 77El motor de arranque es un motor eléctrico que tiene la función de mover el motor térmico del vehículo hasta que éste se pone en marcha por sus propios medios (explosiones en las cámaras de combustión en el interior de los cilindros).
El motor de arranque consta de dos elementos diferenciados:
- El motor propiamente dicho que es un motor eléctrico (“motor serie” cuya particularidad es que tiene un elevado par de arranque).
- Relé de arranque: tiene dos funciones, como un relé normal, es decir para conectar y desconectar un circuito eléctrico. También tiene la misión de desplazar el piñón de arranque para que este engrane con la corona del volante de inercia del motor térmico y así transmitir el movimiento del motor de arranque al motor térmico.

Elec 78En la figura vemos resaltada la parte eléctrica del motor de arranque. Se ven claramente las dos bobinas eléctricas que forman el relé de arranque. También se ve el bobinado inductor y las escobillas, así como el circuito eléctrico exterior que siempre acompaña al motor de arranque.

 

Antes de desmontar el motor de arranque del vehículo tendremos que asegurarnos de que el circuito de alimentación del mismo así como la batería están en perfecto estado,  omprobando la carga de la batería y el buen contacto de los bornes de la batería, los bornes del motor con los terminales de los cables que forman el circuito de arranque.
En el motor de arranque las averías que mas se dan son las causadas por las escobillas. Estos elementos están sometidas a un fuerte desgaste debido a su rozamiento con el colector por lo que el vehículo cuando tiene muchos km: 100, 150, 200.000 km. esta avería se da con frecuencia. Las escobillas desgastadas se cambian por unas nuevas y solucionado el problema.
Otras averías podrían ser las provocadas por el relé de arranque, causadas por el corte de una de sus bobinas. Se podrá cambiar solo el relé de arranque por otro igual, ya que este elemento esta montado separado del motor. Pero en la mayoría de los casos si falla el motor de arranque, se sustituye por otro de segunda mano (a excepción si el fallo viene provocado por el desgaste de las escobillas).


 

Comprobación del motor de arranque .
Desmontando el motor de arranque del vehículo podemos verificar la posible avería fácilmente. Primero habría que determinar que elemento falla: el motor o el relé.
Elec 79El motor se comprueba fácilmente. si falla: conectando el borne de + de la batería al conductor (A) que en este caso esta desmontado del borne inferior (C) de relé y el borne - de la batería se conecta a la carcasa del motor (D) (en cualquier parte metálica del motor). Con esta conexión si el motor esta bien tendrá que funcionar, sino funciona, ya podemos descartar que sea fallo del relé de arranque.

El relé se comprueba de forma efectiva: conectando el borne + de la batería a la conexión (B) del relé (la conexión B es el borne 50 que recibe tensión directamente de la llave de contacto durante unos segundos hasta que arranca el motor térmico. del vehículo). El borne - de la batería se conecta a (D) y también al borne (C) del relé, comprobaremos como el núcleo de relé se desplaza y saca el piñón de engrane (una vez que comprobamos el desplazamiento del núcleo hay que desconectar el borne - de batería a (C) ya que sino podríamos quemar una de las bobinas del relé), esto significa que el relé esta bien de lo contrario estaría estropeado.

Elec 80Para comprobar el funcionamiento del conjunto motor-relé conectaremos primero (A) con (C) y después conectaremos el borne + de batería con el borne superior (E) y borne (B) o borne 50 del relé. El borne - de la batería se conecta con la carcasa del motor (masa). Cuando este montado el circuito, el motor de arranque funcionara. Para estar seguro de su perfecto estado conectaremos un amperímetro que nos dará una medida de intensidad que deberá ser igual a la preconizada por el fabricante para un funcionamiento del motor en vació.

Nota: No hay que hacer funcionar el motor de arranque en vació durante mucho tiempo ya que este tipo de motores si funcionan en vació tienden a envalarse y se destruyen. Solo hacer las comprobaciones durante unos pocos segundos.

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VI.- Alternadores

Elec 81El alternador es el encargado de proporcionar la energía electrica necesaria a los cosumidores del automóvil (encendido, luces, motores de limpia-parabrisas, cierre centralizado, etc.), tambien sirve para cargar la batería. Antiguamente en los coches se montaba una dinamo en vez de un alternador, pero se dejo de usar por que el alternador tiene menor volumen y peso para una misma potencia util. Ademas el alternador entrega su potencia nominal a un regimen de revoluciones bajo; esto le hace ideal para vehículos que circulan frecuentemente en ciudad, ya que el alternador carga la batería incluso con el motor funcionando a relentí.

Un alternador esta constituido básicamente por un campo generador de corriente alterna, compuesto por el inductor o rotor y el inducido o estaror, luego tenemos el puente de diodos que convierte la corriente alterna en corriente continua y por ultimo tenemos el control de voltaje que es el encargado de mantener el voltaje de salida en un valor constante, aproximadamente 14Vdc.

Comprobaciones en el alternador
Antes de comprobar cada elemento del alternador de forma individual, deberá efectuarse una limpieza de los mismos, eliminando la grasa, polvo y barro sin usar disolventes simplemente frotandolo con un trapo. Durante el desmontaje se miraran que no existe roturas, deformaciones ni desgastes excesivos.

Comprobación del rotor
Elec 821.- Comprobar la ausencia de grietas en el eje y en las masas polares, así como la ausencia de puntos de oxidación en los mismos.
2.- Limpiar los anillos rozantes con un trapo impregnado en alcohol, debiendo presentar una superficie lisa y brillante. En caso de aparecer señales de chispeo, rugosidad o excesivo desgaste, deberán ser repasados en un torno.
3.- Por medio de un ohmetro, comprobar la resistencia de la bobina inductora, aplicando las puntas de prueba sobre los anillos rozantes y nos tendrá que dar un valor igual al preconizado por el fabricante (como valor orientativo de de 4 a 5 ohmios). También se mide el aislamiento de la bobina inductora con respecto a masa es decir con respecto al eje para ello se aplica una de las puntas del ohmetro sobre uno de los anillos rozantes y la otra punta sobre el eje del rotor nos tendrá que dar una medida de resistencia infinita.


 

Comprobación del estator
Elec 831.- Comprobar que los arrollamientos situados en el estator se encuentran en buen estado, sin deformaciones y sin deterioro en el aislamiento.
2.- Por medio de un ohmetro comprobar el aislamiento entre cada una de las fases (bobinas) y masa (carcasa).
3.- Por medio de un ohmetro medir la resistencia que hay entre cada una de las fases teniendo que dar una medida igual a la preconizada por el fabricante (teniendo que dar un valor orientativo de 0,2 a 0,35 ohmios) según el tipo de conexionado del arrollamiento (estrella – triángulo). Las medidas deben de ser iguales entre las fases no debiendo de dar una resistencia infinita esto indicaría que el bobinado esta cortado.

Comprobación del puente rectificador

Elec 84En la mayoría de los alternadores, el equipo rectificador esta formada por una placa soporte, en cuyo interior se encuentran montados seis o nueve diodos, unidos y formando un puente rectificador hexadiodo o nanodiodo. Utilizandose para su comprobación un multimetro o ohmetro para comprobar los diodos, debiendo estar el puente rectificador desconectado del estator. Para la comprobación de los diodos se tiene en cuenta la característica constructiva de los mismos y es que según se polaricen dejan pasar la corriente o no la dejen pasar.

Comprobación de las escobillas

Elec 85- Comprobar que las escobillas se deslizan suavemente en su alojamiento del soporte y que el cable de toma de corriente no esta roto o desprendido de la escobilla.
- Comprobar que las escobillas asientan perfectamente sobre los anillos rozantes y que su longitud es superior a 10 mm; de ser inferior a esta longitud, cambiar el conjunto soporte con escobillas.
- Con un multimetro, comprobar la continuidad entre el borne eléctrico del portaescobillas y la escobilla, y ademas el aislamiento entre ambas con respecto a masa.

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VII.- Baterias Automotrices

Elec 86El tipo de acumulador más usado en el presente, dado su bajo costo, es la batería de
plomo y ácido sulfúrico con electrolito líquido. En ella, los dos electrodos están hechos de plomo y el electrolito es una solución de agua destilada y ácido sulfúrico. Cuando la batería está cargada, el electrodo positivo tiene un depósito de dióxido de plomo y el negativo es plomo. Al descargarse, la reacción química que toma lugar hace que, tanto la placa positiva como la negativa, tengan un depósito de sulfato de plomo

La Figuras 5.1 y 5.2 ilustran estos dos estados.

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Como el proceso químico libera gases (hidrógeno y oxígeno) se necesita que el conjunto
tenga ventilación al exterior. El diseño de las tapas de ventilación permite la evacuación de estos gases, restringiendo al máximo la posibilidad de un derrame del electrolito.

 

DENSIDAD DEL ELECTROLITO

En una batería de Pb-ácido el electrolito interviene en forma activa en el proceso electroquímico, variando la proporción de ácido en la solución con el estado de carga del acumulador. Cuando la batería está descargada, la cantidad de ácido en la solución disminuye. Si la batería está cargada, la cantidad de ácido en la solución aumenta. Este mecanismo tiene una derivación práctica: monitoreando la concentración del ácido se puede determinar el estado de carga de la batería. Este monitoreo se hace usando un densímetro,

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VIII.- Sistema de Ignicion

La función del sistema de ignición es suministrar la chispa de encendido para combustionar la mezcla de aire y carburante, esta acción debe de ser perfectamente sincronizada con el movimiento de los pistones para lograr la chispa en el momento exacto y poder obtener la mayor potencia en cada explosión. La bujía debe de producir la chispa justo antes de que el pistón alcance el punto muerto superior, así la mezcla entrara en combustión elevando la temperatura y generando una gran presión sobre el pistón empujando hacia abajo para lograr llevar la fuerza a la volanta a través del cigüeñal.

El sistema de ignición esta compuesto por varios elementos, entre ellos las bujías, el coil, los cables de bujías, el distribuidor, el modulo y el sensor de disparo.

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Bujías.- su trabajo es crear un arco eléctrico entre dos electrodos a partir de una tensión eléctrica, este voltaje ronda entre los 40,000 y 100,000 voltios. La bujía esta construida de un electrodo aislado por una capa de cerámica y otro que esta formado por el cuerpo mismo de la bujía

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Coil.- este es un transformador electromagnético que convierte el voltaje de la bateria(12Vdc) en el alto voltaje requerido para crear la chispa en las bujías.

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Distribuidor.- es un sistema mecánico de distribución del alto voltaje generado por el coil a cada una de las bujías. Consiste de una paleta plástica que tiene dispuesto sobre ella una placa metálica que va desde el centro a uno de sus extremos y se coloca sobre un eje giratorio que va conectado al cigüeñal o al eje de levas, para lograr la sincronización esta paleta gira dentro de un encapsulado plástico que tiene dispuesto en un área circular los contactos para cada una de las bujías, la paleta recibe la energía a través de su centro y la desplaza hasta su extremo, el cual al girar se encuentra con cada uno de los contactos  y descarga la energía a estos para ser transportada hasta la bujía y poder crear la chispa.

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Modulo.- es un circuito electrónico que maneja el coil para generar el alto voltaje, esto lo logra a través de interrumpir la corriente de alimentación de la bobina primaria del coil, lo cual produce un cambio brusco en el campo electromagnético del bobinado secundario, generando así una alta tensión.

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Sensor de disparo .- es un sensor electromagnético que produce una señal eléctrica cada vez que una punta metálica cruza cerca de su centro, esta señal es enviada al modulo para que interrumpa la corriente del coil, produciéndose así la alta tensión.

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Cables de Bujía.- son conductores eléctrico con un aislante de alta impedancia y con una resistencia eléctrica  predefinida y su función es transportar la energía desde el distribuidor hasta  las bujías

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I.- Estructura Basica

Recuerden la forma de aprendizaje, de lo general a lo particular, asi que primero una vista a la estructura que vamos a utilizar y la cual luego desarrollaremos.

Capitulo I.- Estructura del Automovil, Aqui veremos todo lo relativo a la estructura metalica, materiales de construccion y los sistemas de seguridad que han sido incorporado en el automovil

Capitulo II.- Tren y Suspension, el cuerpo del auto es una estructura rigida, por tal razon no tiene capacidad para absorver las irregularidades de la carretera, ni le es posible adpatarse a los diferentes terrenos, por tal razon los neumaticos no son colocados directamente a la estructura sino a traves de un sistema de suspension que le permite la flexion y la adaptabilidad.

Capitulo III.- Sistema de Guia (Cremallera y Sin Fin), aqui tratamos todo lo relativo al sistema de direccion de los automoviles, el auto no viaja en linea recta, por tanto necesita de un sistema para poder cambiar su direccion, segun sea requerido.

Capitulo IV.- Sistemas de Freno, la parte mas importante, si bien es cierto que el auto tiene que moverse, mucho mas importante es que logre detenerse, sobre todo a tiempo para evitar impactos. El sistema de frenado es el encargado de disipar la energia que tiene la masa en movimiento, un auto pesa mas de 2,000lb al desplazarse a 80km/h tiene una gran cantidad de energia por la inercia, si queremos detener esta masa entonces tenemos que disipar esa energia, esto lo realiza el sistema de frenado al convertir esta energia en calor a traves de la friccion.

Capitulo V.- Motores de Combustion Interna, la gran aficcion de todos nosotros, es el alma del auto, es la bestia que queremos domar y entender, es quien produce la energia necesaria para lograr el desplazamiento.

Capitulo VI.- Sistemas de Embrage y Transmisiones, producir la energia es responsabilidad del motor, pero entregarla a los neumaticos para que impulsen el auto de manera suave y lineal es responsabilidad de los sistemas de embrage y transmision.

Un Automovil cuenta con muchos otros sistemas, pero estos seran tratados en cursos apartes, como por ejemplo la electricidad, la electrononica, la refrigeracion, etc.

I.- Estructura Básica del Automovil

Un automóvil esta compuesto por aproximadamente mas de 7,000 piezas individuales, muchas de ellas forman parte de su estructura vital y otras son colocadas para comodidad, adaptabilidad o simplemente como accesorios. Pero en sentido general podemos dividir su estructura en seis  grandes bloques, chasis, tren y suspensión, frenos, motor, transmisión y el sistema eléctrico.

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Chasis es el cuerpo del auto, es una estructura metálica que debe de ser ligera y a la vez resistente para proporcionar seguridad a los pasajeros.

Tren y suspensión conjunto estructural que permite la flexibilidad del cuerpo sobre la superficie de la carretera para permitir adaptarse al terreno y a la vez direccional en el sentido correcto.

Frenos sistema para detener el movimiento del vehículo, trabaja en base a la fricción de un material de asbesto sobre una superficie metálica en forma de disco o tambor dispuesta en el centro de la goma.

 Motor generador de fuerza para desplazar el auto, se emplean mecanismo que logran su energía a partir de la quema un combustible fósil, aunque en la actualidad se esta comenzando a emplear la energía eléctrica.

 Transmisión mecanismo usado para llevar la fuerza generada por el motor a las gomas y además adecuar las revoluciones producidas por el motor a la fuerza y velocidad requerida para el desplazamiento del coche.

Sistema Eléctrico es el encargado de proporcionar la energía eléctrica empleada en el automóvil para el funcionamiento de las computadoras, sistema de ignición, motor de arranque y los accesorios

Diferentes tipos de chasis

El chasis es la estructura metálica que constituye el esqueleto del auto y sobre la cual se ensamblan todos los demás sistemas, esta consta de una sección interna que sirve de alojamiento para los pasajeros, otra que funciona para la colocación del motor y la transmisión, el baúl o sección de deposito de equipaje y por ultimo diferentes subsecciones que alojan el tren de rodaje. Dependiendo de la forma de construcción y de la rigidez requerida existen diferentes tipos de chasis.

Bastidor Independiente es aquel que dispone de un esqueleto metálico (bastidor)

de alta resistencia física y un cuerpo de material mas ligero que sirve de habitáculo, normalmente empleado en vehículos de carga.

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 Monocasco constituido en una sola pieza en la cual se combinan el bastidor y el cuerpo para lograr una sola estructura, construido generalmente de metales liguero y con una tecnología de chasis aplastable para fines de seguridad.

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Semichasis es una combinación del independiente y el monocasco, es básicamente un monocasco con un bastidor o medio chasis que es colocado en la parte frontal del auto donde va colocado el motor y el tren delantero.

 

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Tubular construido con diseños especiales a partir de una combinaciones de tubos, empleado para carros de competencia y vehículos especiales de altas prestaciones.

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II.- Tren y Suspension

Tren y Suspensión

Es un conjunto de partes metálicas  empleado para permitir la flexibilidad del cuerpo del auto y lograr la adaptabilidad y el control sobre las carreteras, así como lograr la dirección en el sentido deseado. Tenemos tres grandes componentes que logran realizar esta función

Sistema de Flexión.- Permite al cuerpo del vehiculo flexionarse sobre las carreteras a la vez que lo mantiene suspendido sobre los neumáticos, logrando así adaptarse a las irregularidades del camino. Inicialmente se emplearon hojas de acero flexible, las cuales podían ser dispuestas en grupos para lograr soportar mayor peso, regularmente conocido como sistema de muelles, fueron el soporte de los autos en los inicios y actualmente todavía es empleado en los vehículos de carga. Luego se desarrolla un sistema de flexión sobre el uso de esprines, esto permite mayor independencia de cada una de las ruedas, logrando así una mayor adaptabilidad y confort. Tenemos muchas configuraciones diferentes para el sistema de flexión, pero finalmente todas deben de cumplir con su objetivo principal, logrando un mayor confort, mientras otras se concentran en la estabilidad.

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Brazos de catre
su función es permitir la flexibilidad del chasis, para lograr adaptarse a los diferentes suelos.

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Bushing piezas construida de goma y metal, cuya función es permitir la flexibilidad a la vez que absorbe las vibraciones.

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Bola esférica Permite que el neumático delantero pueda girar sobre su propio eje, para lograr la dirección del auto.

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Rodamientos y Piña esta combinación de un rodamiento, una base metálica para su alojamiento y una base para la instalación del neumático(pina) es la que permite que el auto pueda deslizarse.

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Suspensión es el sistema que permite soportar el peso del vehículo y amortiguar el movimiento oscilatorio creado por los muelles

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Barra estabilizadora no siempre usada en los autos, su función principal es compensar el movimiento de las suspensiones independiente para estabilizar el auto en las curvas y virajes.

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III.- Sistemas de Direccion

Sistema de Guía conocido también como cremallera o sin fin del guía, permite la dirección del vehículo, su función principal es transformar el movimiento giratorio del volante en un desplazamiento horizontal que permita mover las ruedas de una manera coordinada en la dirección deseada. Sus partes fundamentales son:

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Volante o Guía de forma circular utilizado como instrumento de control de giro

Varilla del guía conecta el volante con el mecanismo de cremallera

Cremallera o Sin Fin mecanismo de engranajes que convierte el movimiento giratorio del volante en un desplazamiento horizontal que activa las ruedas en la dirección deseada

Rotula/Terminal brazos mecánicos usados para conectar la cremallera a las ruedas

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