tics en la vida cotidiana prepa en linea modulo 1.pptx
Fundamentos de electricidad_y_electronica_(1)
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FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA
Estudiantes
Sarah Mazuera, Laura Ospina, Maria José Ramos, Valentina Satizabal, Daniela Zapata
Institución Educativa Liceo Departamental
Grado 10-2
Área: Tecnología
Santiago de Cali
Año lectivo 2021
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TABLA DE CONTENIDO
1 La Electrónica…Laura Ospina
2 Transporte de la Corriente... Laura Ospina
3 Términos Básicos de la Electrónica… Laura Ospina
4 La Resistencia...Sara Mazuera
5 Resistencia Variable…Sara Mazuera
6 Subtemas sobre Resistencia...Sara Mazuera
7 Condensadores...Sara Mazuera
8 Subtemas sobre Condensadores...Sara Mazuera
9 Diodos...Maria Jose Ramos
10 subtemas sobre diodos...Maria Jose
10 Transitores...Maria Jose Ramos
12 Motores...Maria Jose Ramos
13 Servos Motores y Relés...Valentina Satizabal
14 Mapas conceptuales y Conclusiones...Daniela Zapata
15 Evidencias...Daniela Zapata
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LA ELECTRÓNICA
La electrónica es una rama de la física, la cual se encarga de estudiar los electrones u otras
partículas cargadas electrónicamente, definiéndolos, comprendiendo sus aplicaciones,
propiedades, su emisión, flujo y control.
La electrónica, por su naturaleza, trata con circuitos eléctricos los cuales comprenden
componentes activos (de uso) tales como transistores, diodos, sensores, condensadores
eléctricos, motores, interruptores, etc.
Imagen 1.
TRANSPORTE DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
La electricidad, por otro lado, se define como el flujo constante de electrones cargados entre
dos polos (negativo y positivo) a través de un medio conductor.
Es decir, es el camino que recorre la electricidad desde su producción hasta su distribución.
Dicha corriente eléctrica es caracterizada por varias propiedades, como la intensidad,
potencia o tensión.
A continuación se presenta una imagen explicativa del transporte de corriente eléctrica.
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Imagen 2.
TÉRMINOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA
Para comprender qué es y cómo funciona la electricidad y la electrónica, es fundamental
tener claros ciertos conceptos, tales como:
- Voltaje: El voltaje es la tensión eléctrica, la fuerza con la que se mueven los
electrones. Se representa con la letra V, por la unidad de medida voltios. Su fórmula
es: Voltaje igual a intensidad de la corriente por resistencia (V= IR), también
denominada Ley de OHM.
Imagen 3.
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- Amperaje: El amperaje es la intensidad de la corriente eléctrica, se refiere a la
cantidad de electrones que fluyen a través de un conductor en un tiempo determinado.
Su unidad de medida son los amperios, representados por la letra A.
- Potencia: Es la cantidad de energía absorbida por un elemento en un momento
específico, es decir, el consumo eléctrico de un dispositivo. Su fórmula es: Potencia
igual a voltaje por intensidad (P= VI) Llamada también Ley de Watt.
Imagen 4.
- Resistencia: Es la fuerza que se opone al flujo de corriente eléctrica mediante
un conductor, es decir, es la resistencia que presenta un material al flujo de
electrones que lo atraviesen. Su unidad de medida son los ohmios, que se
expresan con la letra griega omega Ω
- Componente electrónico: Es un dispositivo que forma parte de un circuito
eléctrico, tales como lo son los condensadores, transistores, etc. Funcionan con
voltaje y consumen cierto amperaje.
Imagen 5.
6. 6
En la imagen previamente presentada, pueden evidenciarse las diferentes fórmulas de los
componentes de un circuito eléctrico.
Referencias: https://www.fundacionendesa.org/es/recursos/a201908-transporte-de-
electricidad
https://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica
https://platzi.com/blog/cinco-conceptos-basicos-electronica/
LA RESISTENCIA
La resistencia eléctrica es un dispositivo cuya función es la de oponerse al paso de la
corriente eléctrica en un circuito. Dicha característica de oposición ante el paso de la corriente
eléctrica, produce una serie de efectos (efectos caloríficos, efectos químicos, efectos
magnéticos, efectos lumínicos y efectos fisiológicos) de los cuales podemos aprovecharnos y
por los cuales las resistencias eléctricas son utilizadas.
La
resistencia se mide en ohmios, que se simbolizan con la letra griega omega (Ω). Se
denominaron ohmios en honor a Georg Simon Ohm (1784-1854), un físico alemán que
7. 7
estudió la relación entre voltaje, corriente y resistencia. Se le atribuye la formulación de la ley
de Ohm.
Todos los materiales resisten en cierta medida el flujo de la corriente. Estos se incluyen en
tres amplias categorías:
● Aislantes: Son los materiales que presentan alta resistencia y restringen el flujo de
electrones, algunos ejemplos de estos son: la goma, el papel, el vidrio, la madera y el
plástico.
● Conductores: Al contrario de los aislantes, son los que ofrecen muy poca resistencia,
donde los electrones presentes en el flujo de la corriente se pueden mover fácilmente.
Ejemplos: Plata, cobre, oro y aluminio.
● Semiconductores: Son elementos que tienen una conductividad eléctrica inferior a la
de un conductor metálico pero superior a la de un buen aislante. El semiconductor
más utilizado es el silicio, que es el elemento más abundante en la naturaleza, después
del oxígeno.
En un circuito electrónico las resistencias fijas se representan por los símbolos mostrados en
la figura:
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Finalmente, podemos concluir que las resistencias son el componente electrónico más común.
Son una pieza crítica en la mayoría de los circuitos eléctricos. Y juegan un rol muy
importante en una de las ecuaciones más comunes, la ley de Ohm.
RESISTENCIAS VARIABLES
Este tipo de resistores presentan la particularidad de que su valor puede modificarse a su
voluntad. Para variar el valor óhmico disponen de un cursor metálico que se desliza sobre el
cuerpo del componente, de tal forma que la resistencia eléctrica entre el cursor y uno de los
extremos del resistor dependerá de la posición que ocupe dicho cursor. Entre los extremos del
potenciómetro el valor siempre es el mismo; pero entre un extremo y el punto intermedio
tendremos una resistencia variable desde 0 al valor especificado. Su símbolo es el de la figura
adjunta:
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Podemos clasificar las resistencias variables así:
Resistencias cuyo valor óhmico ajustamos nosotros:
● Potenciómetros: Un potenciómetro es uno de los dos usos que posee la resistencia o
resistor variable mecánica. El usuario al manipularlo, obtiene entre el terminal central
y uno de los extremos una fracción de la diferencia de potencial total, se comporta
como un divisor de tensión o voltaje.
● Trimmers: Su finalidad y forma de operar es la misma que la de los potenciómetros,
con una excepción: Suelen ser más pequeños y carecen del mando para accionarlos.
Para ajustarlos se usa una herramienta que recuerda a un destornillador. Van
montados en el interior de los equipos y el usuario no tiene acceso a ellos desde el
exterior. Esto quiere decir que un trimmer regula un asunto que escapa a la
competencia del usuario, estando más bien dedicados a un técnico o personal
cualificado.
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Resistencias cuyo valor óhmico cambia sin nuestra intervención:
● PTC: La PTC aumenta la resistencia con la temperatura. Se utilizan
fundamentalmente en motores para detectar el calentamiento de sus bobinados.
Los márgenes de temperatura de la NTC y la PTC son inferiores a los 400 grados.
● NTC: La NTC disminuye su valor al aumentar la temperatura. Para su identificación
siguen los mismos códigos que las resistencias.
Se utilizan principalmente, para alarmas y regulación de temperaturas, termostatos,
etc.
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● Varistor o VDR: La VDR o varistor se caracteriza porque disminuye drásticamente
su resistencia cuando se incrementa bruscamente la tensión. Es decir ante un
incremento anómalo de la tensión su resistencia se hace casi nula.
Se utilizan para proteger contactos móviles de contactores , relés, interruptores,.
Situados en paralelo con ellos disipa la sobreintensidad que se produce en los
accionamientos.
También se utilizan como protector de sobretensiones.
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● LDR: Las resistencias LDR varían su valor en función de la luz que reciben, en la
oscuridad presentan una resistencia muy alta, disminuyendo ésta a medida que
incrementamos la luz ambiental.
En conclusión, las resistencias variables se caracterizan en (como su nombre lo indica) en la
variabilidad de la R en distintos valores, dependiendo de la graduación que se le dé al
elemento.
LOS CONDENSADORES
Un condensador es un componente eléctrico que almacena carga eléctrica en forma de
diferencia de potencial para liberarla posteriormente.
También suele llamarse capacitor eléctrico. En la siguiente imagen vemos diferentes tipos:
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¿Cómo almacena la carga el condensador?
Para almacenar la carga eléctrica, utiliza dos placas o superficies conductoras en forma de
láminas separadas por un material dieléctrico (aislante).
Estas placas son las que se cargarán eléctricamente cuando lo conectemos a una batería o a una
fuente de tensión. Las placas se cargarán con la misma cantidad de carga (q) pero con distintos
signos (una + y la otra -).
Una vez cargado ya tenemos entre las dos placas una d.d.p o tensión, y estará preparado para
soltar esa carga cuando lo conectemos a un receptor de salida.
El material dieléctrico que separa las placas o láminas suele ser aire, tantalio, papel, aluminio,
cerámica y ciertos plásticos, depende del tipo de condensador. Un material dieléctrico es usado
para aislar componentes eléctricamente entre sí, por eso deben de ser buenos aislantes.
En el caso del condensador separa las dos láminas con carga eléctrica.
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La cantidad de carga eléctrica que almacena se mide en Faradios.
Código de los condensadores
Los condensadores tienen un código de colores, similar al de las resistencias, para calcular el
valor de su capacidad, pero OJO en picofaradios (10-12
Faradios).
El primer color, nos dice el valor de la primera cifra de la capacidad, el segundo el de la
segunda y el tercero el del factor de multiplicación, que es 10 elevado al número del código
del color.
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El cuarto color nos indica la tolerancia, el porcentaje que puede variar del valor teórico (el
sacado de los 3 primeros colores) de su capacidad. Por ejemplo 10%, 20%, etc.
Si un condensador tiene un valor de 1000pF y una tolerancia del 10%, quiere decir que el
valor real puede oscilar entre un 10% más o un 10% menos.
Podría valer entre 900 y 1100 pF, aunque normalmente se ajustan bastante al valor teórico, en
este caso 1000pF.
El quinto color nos indica la tensión de trabajo del condensador, es decir tensión a la que se
carga.
En conclusión, los condensadores no son más que dispositivos que permiten la carga y
descarga de energía y por lo tanto el almacenamiento de las mismas en el tiempo que sea
necesario. Por tanto, son dispositivos que evitan el disparo repentino del flujo de energía
almacenando una cantidad de la misma dentro de ellos.Por tanto, son dispositivos que evitan
el disparo repentino del flujo de energía almacenando una cantidad de la misma dentro de
ellos
Referencias:
https://www.areatecnologia.com/electricidad/condensador.html
http://servidotresjj.blogspot.com/2009/06/laboratorio-resistencias-variables.html
https://www.enerxia.net/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=547:electron
ica-tipos-de-resistencias-variables&catid=19&Itemid=142
https://sites.google.com/site/componenteselectronicostecno/home/resistencias-variables
http://dfs.uib.es/GTE/education/industrial/tec_electronica/teoria/resistores_variables.pdf
http://www.ieslosalbares.es/tecnologia/Electronica4eso/resistencias_variables.html
https://cursos.mcielectronics.cl/2019/06/18/resistencias/
http://electromagnetismoingcivil.blogspot.com/p/conclusiones-de-resistencia.html
https://www.fluke.com/es-co/informacion/blog/electrica/que-es-la-resistencia
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DIODOS:
El diodo es un componente electrónico que solo permite el flujo de la electricidad en un solo
sentido, debido a esto su funcionamiento se parece a un interruptor el cual abre o cierra los
circuitos. Este dispositivo está conformado por dos tipos de materiales diferentes los cuales se
traducen a dos terminales, un ánodo (+) y un cátodo (-).
imagen 1.
COMPOSICIÓN: El diodo está construido por dos tipos de materiales un “P” y un “N”
MATERIAL TIPO P. Este material se obtiene a través de un proceso de dopado, en el cual
se añaden átomos al semiconductor para aumentar el número de cargas positivas.
MATERIAL TIPO N. Se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, en este proceso
también se añaden átomos al semiconductor, pero con la diferencia que se aumenta el número
de cargas negativas o electrones.
imagen 2.
17. 17
¿CÓMO FUNCIONA? Al tener dos terminales podemos polarizar de dos formas (directa e
inversa) diferentes a los diodos y su funcionamiento depende mucho del tipo de polarización
que le ponga.
POLARIZACIÓN DIRECTA: El ánodo se conecta al positivo de la fuente de voltaje y el
cátodo se conecta al negativo, con esta configuración el diodo actúa como un interruptor
cerrado.
imagen 3.
POLARIZACIÓN INVERSA: El ánodo se conecta al negativo de la fuente de voltaje y el
cátodo al positivo, en esta configuración la resistencia del diodo aumenta en grandes
cantidades y esto hace que actué como un interruptor abierto.
imagen 4.
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TIPOS DE DIODOS.
DIODO LED:
Los diodos emiten una luz cuando la corriente eléctrica pasa a través de ellos. Pero para que
estos puedan encender deben de polarizarse de manera directa. El ánodo y el cátodo en un led
es observar las terminales y siempre la más corta es el cátodo.
imagen 5.
DIODOS RECTIFICADORES:
Los diodos rectificadores son utilizados en las fuentes de voltaje para poder convertir la
corriente alterna(CA) en corriente directa (CD). Son usados en circuitos en los cuales han de
pasar grandes corrientes a través del diodo.
imagen 6.
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PUENTES RECTIFICADORES:
Existen los de media y de onda completa. Actualmente podemos encontrar encapsulados
especiales que contienen los cuatro diodos requeridos. Tienen cuatro pines o terminales: los
dos de salida de DC son marcados con + y -, los de entrada de AC están rotulados con el
símbolo ~.
imagen 7.
DIODOS ZENER:
Se usan para mantener un voltaje fijo. Pueden ser utilizados en polarización inversa para
mantener fijo el voltaje entre sus terminales.
se les puede distinguir de los diodos comunes por su símbolo y su código ya que suelen ser
BZX o BZY.
imagen 8.
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DIODOS DE SEÑAL:
Los diodos de señal son usados en los circuitos para procesar señales eléctricas débiles, por lo
que solo son requeridos para pasar pequeñas corrientes de hasta 100 mA.
imagen 9.
DIODOS DE PROTECCIÓN PARA RELÉS:
Se basa en la protección de transistores y circuitos integrados. Cuando deja de circular corriente
el campo cae y se genera un breve pero alto voltaje, el cual es muy probable que dañe los
transistores ellos previene que el voltaje que se genera sea lo suficiente alto como para causar
algún daño a los dispositivos.( imagen 10)
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TRANSISTORES:
Tipo de dispositivo electrónico semiconductor, capaz de modificar una señal eléctrica de
salida como respuesta a una de entrada.
dispositivo de uso común en numerosos aparatos, como relojes, lámparas, tomógrafos,
celulares, radios, televisores y, sobre todo, como componente de los circuitos integrados.
Imagen 11.
PARTES:
construidos por cristales semiconductores que dependiendo de su estructura interna pueden
ser denominados como material N o material P. En todos los transistores siempre se colocan
dos cristales de un material y uno del otro.
Imagen 12.
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¿CÓMO FUNCIONAN?
Tienen múltiples funcionalidades y están dadas por dos características esenciales; una
polarización correcta y por la utilización de sus diferentes regiones de funcionamiento
.
REGIONES DE FUNCIONAMIENTO:
Cuentan con tres regiones de funcionamiento y cada una funciona diferente, ya sea como
interruptor abierto, cerrado o como amplificador. El uso de estas regiones se basa en la
cantidad de voltaje que circule por la base del transistor.
Imagen 13.
Región De corte:
Un transistor entra en región de corte cuando el voltaje de la base es nulo o menor a 0.6v, ya
que que no logra activar el paso de corriente entre el colector y el emisor.
Imagen 14.
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Región de saturación:
Es el caso contrario a la de corte, ya que cuando el voltaje que circula por la base supera al
establecido por el fabricante, satura al transistor y este permite la circulación entre colector y
emisor como si fuera un cable normal.
Imagen 15.
Región activa:
Se logra cuando el voltaje de la base está en un rango intermedio entre la región de saturación
y la de corte. El transistor es capaz de amplificar las señales de entrada las veces que tenga el
valor de ß ya que este multiplica la corriente del transistor.
Imagen 16.
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CONFIGURACIONES Y POLARIZACIONES:
Al utilizar un transistor como interruptor digital es fácil ya que el circuito eléctrico es
bastante sencillo. Si se utiliza un transistor NPN el emisor se coloca a tierra, el colector a
voltaje y la base actúa como interruptor o se utiliza un transistor PNP se invierten las
terminales, el colector a tierra y al emisor se le pone voltaje.
Imagen 17.
MOTORES:
Máquinas eléctricas rotatorias. Transforman una energía eléctrica en energía mecánica de
rotación en un eje.
Imagen 18.
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¿CÓMO FUNCIONAN?
Tanto los motores de corriente continua, como los de corriente alterna funcionan por inducción
electromagnética, un campo magnético que produce una fuerza rotatoria por un conductor que
lleva corriente eléctrica. Las causas que producen la rotación en los de c.c y c.a no son las
mismas.
Imagen 19.
COMPOSICIÓN.
Dentro de las características fundamentales de los motores eléctricos, éstos se hallan
formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son:
Estator: Elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la
rotación del motor.
Rotor: Elemento de transferencia mecánica, ya que de él depende la conversión de energía
eléctrica a mecánica.
Carcasa: Es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su
fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación.
Base: Elemento en donde se soporta toda la fuerza mecánica de operación del motor.
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Caja de conexiones: Elemento que protege a los conductores que alimentan al motor,
resguardando los de la operación mecánica del mismo.
Tapas: Elementos que van a sostener en la gran mayoría de los casos a los cojinetes o
rodamientos que soportan la acción del rotor.
Cojinetes: Contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan
para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que
se consuma menos potencia.
Imagen 20.
Imagen 21.
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SERVOMOTORES
Un servomotor (también llamado Servo) es un dispositivo similar a un motor de corriente
continua, que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de
operación, y mantenerse estable en dicha posición. Está conformado por un motor, una caja
reductora y un circuito de control.
Imagen 22.
https://www.industriasgsl.com/blog/post/para-que-sirve-un-servomotor-usos-y-aplicaciones
¿Qué se puede hacer con un servomotor?
El servomotor industrial está integrado por una transmisión interna que es la que permite su
control. Es posible, por ejemplo, cambiar ángulos de posición, para corregir tareas. El motor
servo suele tener un tamaño pequeño, funciona dentro de circuito cerrado y suelen tener
potencia angular destacable.
Imagen 23.
https://www.areatecnologia.com/electricidad/servomotor.html
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¿Cuáles son los tipos de servomotores que existen?
Existen dos tipos de servomotores: los digitales y los analógicos. Ambos mantienen algunas
similitudes, ya que poseen una estructura casi idéntica. Sin embargo, su diferencia radica en
que los servomotores digitales añaden un microprocesador en su circuito de control.
Al mismo tiempo existen dos subtipos entre los servomotores de corriente continua, que son
los convencionales de escobilla y los que no poseen escobillas al ser de nueva tecnología.
También se debe considerar que de acuerdo con sus características de rotación, los
servomotores se pueden clasificar en:
Servomotores de rango de giro limitado: son los más comunes y permiten una rotación de
180 grados, por lo que son incapaces de dar una vuelta completa a su eje.
Servomotores de rotación continua: son capaces de girar 360 grados y su funcionamiento es
similar al de un motor convencional, pero con cualidades propias de un servo, es decir, que su
posición y velocidad se pueden controlar.
Por último y según su tipografía, los servomotores se pueden clasificar en:
● Motor tipo Brush DC
● Motor inducido de tres fases AC
● Motor a pasos
● Brushless servomotor (A C Y D C )
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https://www.fabricantes-maquinaria-industrial.es/tipos-de-servomotores/amp/
RELÉS
El relé es un dispositivo electromagnético. Funciona como un interruptor controlado por un
circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de
uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.
Fue inventado por Joseph Henry en 1835.
Formados por una ampolla de vidrio, en cuyo interior están situados los contactos (pueden ser
múltiples) montados sobre delgadas láminas metálicas. Dichos contactos se cierran por medio
de la excitación de una bobina, que está situada alrededor de dicha ampolla.
Imagen 25.
https://www.ugr.es/~amroldan/enlaces/dispo_potencia/reles.htm
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Tipos de relés
Existen multitud de tipos distintos de relés, dependiendo del número de contactos, de su
intensidad admisible, del tipo de corriente de accionamiento, del tiempo de activación y
desactivación, entre otros. Cuando controlan grandes potencias se llaman contactores en lugar
de relés. Aquí algunos ejemplos :
Relé de estado sólido
Se llama relé de estado sólido a un circuito híbrido, normalmente compuesto por un
optoacoplador que aísla la entrada, un circuito de disparo, que detecta el paso por cero de la
corriente de línea y un triac o dispositivo similar que actúa de interruptor de potencia.
Imagen 26.
Relé de corriente alterna
Cuando se excita la bobina de un relé con corriente alterna, el flujo magnético en el circuito
magnético, también es alterno, produciendo una fuerza pulsante, con frecuencia doble, sobre
los contactos
Imagen 27.
https://coparoman.blogspot.com/2014/03/aplicacion-de-un-relevador-encapsulado.html?m=1
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Relé térmico
Un relé térmico es un dispositivo de protección que funciona contra las sobrecargas y
calentamientos, por lo que se utiliza principalmente en motores, con lo que se garantiza
alargar su vida útil y la continuidad en el trabajo de máquinas, evitando paradas de
producción y garantizando volver a arrancar de forma rápida
Imagen 28
https://es.wikihow.com/probar-un-rel%C3%A9
Relé encapsulado
Los relevadores encapsulados son una alternativa cuando, se requiere que un interruptor (o un
sensor) aparezca en diferentes líneas. A partir del siguiente circuito de una instalación
estudiemos su control con lo antes expuesto . Tenemos un relevador de control por cada
flotador
Imagen 29.
https://www.mundodelmotor.net/rele/
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CONCLUSIONES
La electrónica es una rama de la física, la cual se encarga de estudiar los electrones u otras
partículas cargadas electrónicamente, definiéndolos , comprendiendo sus aplicaciones,
propiedades, su emisión, flujo y control. La electricidad, por otro lado, se define como el
flujo constante de electrones cargados entre dos polos (negativo y positivo) a través de un
medio conductor.
Es decir, es el camino que recorre la electricidad desde su producción hasta su distribución.
Dicha corriente eléctrica es caracterizada por varias propiedades, como la intensidad,
potencia o tensión. a lo que llamamos como transporte de corriente.
Para comprender qué es y cómo funciona la electricidad y la electrónica, es fundamental
tener claros ciertos conceptos, tales como: voltaje (El voltaje es la tensión eléctrica),
amperaje (: El amperaje es la intensidad de la corriente eléctrica,) potencia ( Es la cantidad
de energía absorbida por un elemento en un momento específico), resistencia ( Es la fuerza
que se opone al flujo de corriente eléctrica mediante un conductor, ), componente electrónico
(Es un dispositivo que forma parte de un circuito eléctrico). ante estos tenemos en cuenta
subtemas que componen de cierto modo su funcionamiento como lo son: resistencia,
resistencia variable, condensadores diodos, transistores, motores, servomotores, relés.
Estos subtemas nos ayudan a comprender el funcionamiento de la electricidad y la
electrónica, ante un conjunto de acción de corriente que cada una compone para un
funcionamiento óptimo ante cualquier función dada por una corriente: (electricidad), o por
una función: (electrónica) para su función, distribución y su composición.