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MANUAL DEL

SISTEMA ELÉCTRICO DE LA MOTOCICLETA

Electrotecnia y medición de parámetros eléctricos

Objetivos específicos  Analizar los conceptos básicos de la electrotecnia para su aplicación en la medición de parámetros eléctricos.  Medir parámetros eléctricos en circuitos de diferentes configuraciones teniendo en cuenta la magnitud, rango de medición y el aparato de medida.

1. Electrotecnia. Conceptos básicos de electricidad 1.1 Corriente eléctrica Es el movimiento de los electrones a través de un conductor. Según el tipo de desplazamiento diferenciamos entre corriente continua y alterna.

1.2 Tipos de corriente Corriente continua Los electrones se desplazan siempre en el mismo sentido. Este tipo de corriente la suministra una batería y tiene polaridad positiva.

Corriente alterna Es aquella que cambia de polaridad en función del tiempo. Una característica de esta es que es de forma sinusoidal (adquiere la forma de la función seno).

La rectificación de la corriente alterna es una corriente pulsante en este caso, puede ser positiva o negativa.

En la corriente alterna los electrones cambian de sentido en su movimiento 50 veces por segundo en el caso europeo y 60 veces por segundo en América. El movimiento descrito por los electrones en este caso es sinusoidal.

Elementos Función^ Símbolos

Generadores

Suministra energía eléctrica acumulada en pilas o generada dinamo.

Conductores

Materiales que sirven de unión entre los distintos operadores del circuito y permiten el paso de corriente eléctrica.

Receptores

Operadores que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía

útil: Resistencia (calorífica) Bombilla (luminosa) Timbre o Zumbador (sonora) Motor (mecánica, cinética)

Elementos de maniobra y control

Sin necesidad de modificar las conexiones del circuito permite gobernar a voluntad su funcionamiento. Abren y cierran el circuito a voluntad. Interruptores Pulsadores Conmutadores

Elementos de protección

Elementos intercalados en el circuito que protegen las instalaciones Fusibles

5. Tipos de circuitos eléctricos Para comprender y realizar cálculos en los circuitos eléctricos es imprescindible conocer la Ley de Ohm. En un circuito eléctrico, hay tres formas de conexionar los generadores y los receptores: en serie, en paralelo y mixto.

5.1 Serie Los elementos de un circuito están conectados en serie cuando se colocan uno a continuación de otro formando una cadena, de modo que la corriente que circula por un determinado elemento será la misma que para el resto.

 Asociación de generadores en serie La tensión equivalente Ve será igual a la suma de todas las pilas conectadas en el mismo sentido, con este tipo de conexión conseguimos mayor voltaje o tensión para el circuito.

 Asociación de resistencias en serie Como ya vimos en un circuito en serie la intensidad del circuito y la intensidad que atraviesa cada receptor es la misma, y el voltaje total es igual a la suma de los voltajes de cada receptor: IT = I 1 = I 2

Aplicamos la ley de Ohm

I · Re = I · R 1 + I · R 2 I · Re = I · (R 1 + R 2 ) Re = R 1 + R 2

La Resistencia equivalente en un circuito en serie es igual a la suma de las resistencias del circuito.

 Semiconductor Son materiales cuya conductividad se encuentra entre los conductores y los dieléctricos o aisladores. Un ejemplo de ellos es el germanio y el silicio.

 Elementos semiconductores (resistores o resistencias) Los circuitos electrónicos necesitan incorporar resistencias. Es por esto que se fabrican un tipo de componentes llamados resistores cuyo único objeto es

Los resistores del 1 % llevan cinco bandas de color : Cuatro para el valor y una para la tolerancia. Los resistores de valor inferior a 1W llevan la tercera banda de color oro, que representa la coma. Por ejemplo, una resistencia de colores amarillo, violeta, oro, oro tiene un valor de 4,7 W y una tolerancia del 5 %.

Ejemplo 1 Una conexión en serie de tres resistores tiene la resistencia total de 6 K ¿Qué valor tiene R 2 si R 1 tiene la resistencia de 800 y R 3 la de 400 ?

RT = 6K  = 6000 R 2 = RT – (R 1 + R 3 ) R 1 = 800  R 2 = 6000  - 1200 = R 3 = 400  R 2 = 4800 

EJERCICIOS

1. Los resistores R 1 = 250 y R 2 = 500 están conectados en serie a 220 V. Calcule: a). La resistencia b). La corriente c). Las tensiones parciales.
2. La resistencia total de una conexión en serie, de 3 resistores, es de 300. Se conoce que : R 1 = 80 y R 2 = 180, y fluye una corriente de 200 mA. Calcule V y R 3

3.Sea el Circuito

Datos V = 6V V 2 = 2V I = 0.3A

Calcule R 1 y R 2

4. Sea el Circuito

Datos I = 10 mA (0,01A) R 1 = 200 R 2 = 0,12 R 3 = 0,008 M (8,000)

5.2 Circuito paralelo Los elementos de un circuito están conectados en paralelo cuando todos ellos están conectados a los mismos puntos y por tanto, a todos se les aplica el mismo voltaje o tensión.

 Asociación de generadores en paralelo Se deben conectar siempre pilas del mismo voltaje y en el mismo sentido. La tensión equivalente es la misma que la de una de las pilas. En este caso conseguimos aumentar la duración de las pilas. Ve = Vi Todos los elementos del circuito tienen el mismo voltaje, es decir: VT = V 1 = V 2 = V 3

 Asociación de resistencias en paralelo Como podemos observar, en un circuito en paralelo la intensidad del circuito es igual a la suma de las intensidades de cada receptor:

IT = I 1 + I 2 + I 3

Aplicamos la ley de Ohm: y por tanto:

 Conexión en Paralelo de Resistores

Ejemplo 1 Los resistores R 1 =60,R 2 = 30 y R 3 = 20 están conectados en paralelo a 60V. Dibuje el circuito y anote los valores eléctricos. Calcule:

• La resistencia equivalente
• La conductancia total:
• La corriente total:

Las corrientes parciales

R R 1 R 2 R 3

R =  

• G = S mS R

- I = A

V

R

U

- I 1 = A

V

R

U

1

 ; I 2 = A

V

R

U

2

 I 3 = A

V

R

U

3

Ejemplo 2 Los resistores R 1 = 36,R 2 =48 y R 3 = 60 están conectados en paralelos

Calcule:

• La resistencia equivalente
• La conductancia total

Datos R 1 = 36 R 2 = 48 R 3 = 60

RT =

1 2 3

R R R

R =  15 , 3 

Es una necesidad de este trabajo de investigación en dar a conocer ciertos aspectos importantes que deben de tenerse en cuenta al hacer mediciones con el multímetro, daremos al final las aplicaciones en el automóvil así como las pruebas respectivas tanto en el alternador, en el motor de arranque , pruebas de otros elementos en la motocicleta.

En un automóvil se efectúan muchos procesos de trabajo mediante maquinas eléctricas, estos pueden ser generadores o alternadores. Es por ello que será necesario conocer a fondo tanto en la estructura como de su funcionamiento para hacer reparaciones.

En este trabajo se hace menciona los tipos de medición que deberán realizarse en estos tipos de maquinas eléctricas, conoceremos además un poco de los elementos semiconductores como son los diodos, daremos las formas de realizar la medición.

7. Manejo del voltímetro

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 (miliamperes), 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.

Aclaración: la corriente alterna o AC, es aquella que se produce mediante generadores electromagnéticos, de tal forma que en el caso de nuestro país, fluye cambiando el polo positivo (polo vivo) a negativo (polo neutro), 50 veces por segundo. Por esto la corriente domiciliaria se dice que tiene un voltaje de 120 V a una frecuencia de 50 HZ (Hertz), (tener en cuenta que un Hertz es un cambio de polo vivo a polo neutro en un segundo). La razón para que la tensión en el uso domiciliario sea alterna, es que resulta menos costosa que la continua, ya que se la puede suministrar más directamente desde la usina, sin rectificarla a corriente continua.

Las baterías y pilas proveen una corriente continua o DC por DirectCurrent, es decir que en todo instante la corriente fluye de positivo a negativo. Para el caso de los automóviles es más simple proveerse de un alternador o generador que rectifica la corriente alterna en continua mediante los diodos rectificadores que posee en su interior.

 Utilidad del tester digital Es muy importante leer el manual de operación de cada multímetro en particular, pues en él, el fabricante fija los valores máximos de corriente y tensión que puede soportar y el modo más seguro de manejo, tanto para evitar el deterioro del instrumento como para evitar accidentes al operario. El multímetro que se da como ejemplo en esta explicación, es genérico, es decir que no se trata de una marca en particular, por lo tanto existe la posibilidad que existan otros con posibilidad de medir más magnitudes.

Con un tester digital podemos tener una lectura directa de la magnitud que se quiere medir (salvo error por la precisión que el fabricante expresa en su manual de uso).

En cambio con el tester analógico (o de aguja), tenemos que comparar la posición de la aguja con respecto a la escala, lo cual trae aparejado dos errores, como el de apreciación (que depende del ojo o buena vista del operario) y el error de paralaje (por la desviación de la vista) que muchas veces no respeta la dirección perpendicular a la escala. A todo esto debemos sumarle el error de precisión del propio instrumento, lo cual hace evidente que resulta mucho más ventajoso la lectura de un tester digital.

 Tensión en DC

Sabemos que como 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 en 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:

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.

 Capacitancia o capacitores

Utilizamos la escala indicada como CX y su zócalo:

CX quiere decir “capacidad por”, según el rango seleccionado con la llave (3): · 20 u es 20 uf resultando uf la unidad microfaradio (1uf= 1f x 10-6), es decir el uf es la millonésima parte del faradio (20uf son 0,00002 faradios). Por lo tanto el rango 20u es el máximo, es decir la mayor capacidad que puede medir este tester.

2u es 2uf (2f x 10-6 = 0,000002 f). Además en otros multímetros podemos encontrar: · 200n es 200 nanofaradios (1nf= 1f x 10-9 f) o sea 200nf = 0,0000002 f. · 20n es 20 nanofaradios o sea 20nf= 0,00000002 f. · 2000 p es 2000 pf (2000 picofaradios), teniendo en cuenta que 1pf= 1 f x 10- entonces 2000pf = 0,000000002 f. Consideraciones importantes: Para los automóviles con encendido por platinos los valores de capacidad pueden ir de 0,20 uf a 0,28 uf, por lo tanto es mejor medir en el rango de 2u.

En valor alto de capacidad puede demorar unos segundos en alcanzar la lectura final. Siempre los capacitores deben estar descargados, antes de conectarlos al zócalo. Cuando se trata de capacitores de papel de estaño (como el de los sistemas de platinos) no hace falta respetar polaridad en el zócalo. Pero existen capacitores utilizados en electrónica, que tiene marcada la polaridad y en estos casos se debe tener en cuenta que, por ejemplo la conexión superior del zócalo es positiva y la inferior es negativa (consultar el manual de uso en cada caso).

Otras magnitudes

Existen multímetro genéricos que además miden frecuencia en KiloHertz (KHz) y mediante un zócalo adicional (parecido al de capacitores) y una termocupla o conector especial, pueden medir temperatura en 0C.

La frecuencia en KHz generalmente tiene un rango único de 20KHz (20000 Hz), que para encendido e inyección electrónica es poco sensible o resulta una escala demasiado grande. Pues necesitamos medir frecuencias que van desde

Si tiene que medir una batería común de 9V, debemos elegir una escala que sea mayor y que esté lo más cercana posible a este valor, la llave selectora del tester se debe posicionar en la zona DCV en el valor 20V.

En la siguiente imagen, puede observar, que existen tres clavijas para conectar las puntas de medición:

Clavija de corriente hasta 10A : en él se conecta la punta de color rojo, sólo para medir corriente hasta 10 A. Esta clavija no la utilizará nunca.

Clavija de V, Ω. Aquí se conecta la punta de color rojo, cuando quiera medir tensión, resistencia o corriente.

Clavija de masa : en él, se conecta la punta de color negro.

ATENCIÓN: Si no conocemos el valor a medir, para no correr con el riesgo de quemar el tester, debemos elegir la escala máxima y realizar la medición. Luego, si esta escala es grande o no nos permite obtener la precisión deseada, elegiremos otra menor y así sucesivamente.

En la siguiente tabla se pueden observar los distintos valores de lectura del tester dependiendo esto de la escala que este seleccionada, para medir una tensión continua de 12.23V

Cuanto más cerca se seleccione la escala respecto del valor a medir, más precisa será la medición.

El 1 que se lee en la escala de 2000mV, indica que se fue de rango, es decir que el valor que estaría midiendo es mayor al máximo permitido en dicha escala. Deberá prestar mucha atención de no sobrepasar el valor máximo, ya que de lo contrario se corre el riesgo de arruinar el instrumento.

Medición de Tensión

Para realizar la medición deberá someter al tester a la misma tensión que quiera medir, entonces el tester debe estar en paralelo con el elemento (resistencia, pila, etc.).

Pasos para la medición

1. Colocar las puntas : la de color negro en la clavija de masa y la de color rojo en la de tensión (V).
2. Seleccionar la zona DCV (tensión continua) o ACV (tensión alterna) y la escala con la perrilla selectora.
3. Conectar las puntas en paralelo con el elemento. En este punto deberá tener en cuenta si la tensión a medir es continua o alterna.

Si es continua deberá conectar la punta de color rojo en el terminal positivo y la punta de color negro en el negativo, de lo contrario obtendrá un valor negativo. Este valor negativo indica que los polos reales (+ y -) son opuestos a la posición de las puntas.

ATENCIÓN: Los tester analógicos, poseen una aguja para indicar la medición, si en estos tester se invirtieran las puntas, la aguja tiende a girar para el lado contrario a las agujas de un reloj, arruinando al instrumento.

En el caso de la tensión alterna, es indiferente cómo se coloquen las puntas ya que se mide su valor eficaz.

Medición de resistencia y continuidad Para medir la resistencia (resistores) o continuidad (circuito), deberá colocar la llave selectora del tester en la posición ohms y en la escala que corresponda. Las puntas del tester se colocan en los extremos del elemento del cual se desee