Instituto Politécnico Nacional E.S.I.M.E Unidad Culhuacán
Unidad de aprendizaje: Electricidad y magnetismo
Profesor: Andonegui Sánchez Rubén
Uso de capacitor en la industria en CD Reóstato y potenciómetro potenciómetro Capacitor, bobina, bobina, resistencia resistencia y fuente variable
Alumno: Morales Morales López Ángel
Boleta: 2016350426 2016350426
Grupo: 2MM1
Carrera: Ingeniería Mecánica
Fecha de entrega: 10 octubre del 2016
Usos de los capacitores en la industria Capacitores en corriente alterna (CA) y corriente continua (CD)
Un capacitor se usa en corriente alterna para corregir la fase, por ejemplo en el arranque de motores monofásicos, desfasando la corriente de los bobinados de arranque y marcha, también efectúa la corrección del factor de potencia que detectan muy bajo los medidores de energía digitales en circuitos inductivos .En corriente directa por su condición de almacenamiento de energía se usan como filtros en circuitos rectificadores de directa y en circuitos osciladores en combinación con elementos inductivos formando circuitos resonantes (osciladores) que generan corrientes alternas a partir de una alimentación de corriente directa. Los usos más comunes de los capacitores son los siguientes: Acoplamiento y desacoplamiento (bloqueo)
Los capacitores de acoplamiento son utilizados para "enlazar" dos circuitos, este acoplamiento se realiza a través de una reactancia capacitiva común para los dos circuitos. El capacitor de desacoplamiento es aquel que provee un paso de baja impedancia hacia tierra, para prever un "acoplamiento" entre las etapas de un circuito. Un capacitor puede ser usado para bloquear voltajes de corriente continua (DC) debido a que una vez cargado, es en esencia un circuito abierto a la corriente continua, mientras que permite el paso de corriente alterna. Para lograr un acoplamiento efectivo es importante que la reactancia del capacitor sea baja para el rango total de frecuencia que deseamos acoplar, de otra manera ciertas frecuencias pueden ser atenuadas cuando se comparan con las demás frecuencias. El dieléctrico más utilizado para estos fines es el polipropileno y el policarbonato.
Derivación o "bypass
Por definición, un capacitor de bypass es un dispositivo que se emplea para conducir corriente alterna (AC) sobre uno o un grupo de componentes, y debe ofrecer una oposición imperceptible a las frecuencias que deben derivarse o mal dicho "bypassearse". El capacitor actúa como un conducto para la corriente alterna, derivando esta señal a tierra. Tres de los más importantes factores que se deben tener en cuenta cuando se selecciona un capacitor para derivar son: su impedancia, factor de disipación y su resistencia de aislamiento. Cuando este dispositivo se instala, sus terminales deben mantenerse lo más corto posible a fin de eliminar la inductancia parásita. Para esta aplicación se deben seleccionar los capacitores con dieléctrico de policarbonato, poliéster o polipropileno.
Corrección del Factor de Potencia
En un circuito de corriente alterna existe una relación entre la potencia que se consume realmente y la potencia aparente (voltaje por amperaje), que se expresa en forma porcentual o decimal. La corrección del factor de potencia consiste en incrementar el factor de potencia de una carga inductiva, agregando capacitancia. La eficiencia del sistema de generación, distribución o conversión de energía, se incrementa cuando opera a un factor de potencia cerca de 1. La manera más económica de lograrlo es instalando
capacitores para corregir dicho factor. Los capacitores deben ser capaces de soportar los transitorios de alto voltaje Así como las variaciones de tensión, sin dañarse.La mejor elección para esta aplicación son los capacitores de poliéster Kraft o los de Polipropileno.
Temporización, muestreo y retención
En este tipo de aplicaciones, el capacitor es usado como un medio de almacenamiento temporal hasta alcanzar la constante de tiempo, o en los circuitos de muestreo y retención, hasta que se complete una muestra. Para cambiar el voltaje a través del capacitor, es necesario cambiar la carga almacenada que demora un tiempo finito. Este fenómeno es el que se utiliza en los circuitos de temporización tales como osciladores, generadores de señales, y temporizadores con enclavamiento. Para la selección de los capacitores más adecuados para esta aplicación se debe tener en cuenta una extremada estabilidad de capacitancia, alta resistencia de aislamiento, relativamente baja ESR (resistencia equivalente en serie) y una baja absorción del dieléctrico. Los capacitores muy apropiados para esta aplicación son los de poliestireno.
Almacenamiento de Energía
Para ciertas aplicaciones se requiere tener pulsos breves pero de alta energía y en forma periódica, en vez de un flujo continuo de corriente. Como ejemplos tenemos los flashes electrónicos o la descarga capacitiva en los vehículos. Estos pulsos pueden tener cientos y hasta miles de amperios. El capacitor más adecuado para esta aplicación es el de película de Polipropileno.
Filtraje
Las fuentes de poder reciben energía de corriente alterna ya sea de la línea de suministro comercial, un grupo electrógeno o un inversor.En condiciones normales la corriente alterna es rectificada produciéndose una corriente continua pulsante, la cual debe ser "suavizada" para eliminar las variaciones de voltaje o rizado (en inglés Ripple). Este simple método utiliza un capacitor bastante grande o una combinación de capacitores e inductores. Los capacitores de poliéster son utilizados en fuentes de poder recias, y en fuentes de poder conmutadas o "switching" se usan los capacitores con dieléctrico de polipropileno por su baja ESR y por lata capacidad para manejar altas corrientes. Potenciómetro y Reóstato
La resistencia variable es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante. Este contacto móvil se llama cursor o flecha y divide la resistencia en dos resistencias cuyos valores son menores y cuya suma tendrá siempre el valor de la resistencia total.
Potenciómetros
Los potenciómetros y los reóstatos se diferencias entre sí, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, éstos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de voltaje.
Reóstatos
En el caso del reóstato, éste va conectado en serie con el circuito y se debe tener cuidado de que su valor (en ohmios) y su la potencia (en Watts) que puede aguantar sea el adecuado para soportar la corriente (amperios) que va a circular por él.
Los potenciómetros se utilizan para variar niveles de voltaje y los reóstatos para variar niveles de corriente
Normalmente los potenciómetros se utilizan en circuitos con poca corriente, pues no disipan casi potencia, en cambio los reóstatos son de mayor tamaño, por ellos circula más corriente y disipan más potencia.
Condensador variable
Un condensador variable es un condensador cuya capacidad puede ser modificada intencionalmente de forma mecánica o electrónica. Son condensadores provistos de un mecanismo tal que, o bien tienen una capacidad ajustable entre diversos valores a elegir, o bien tienen una capacidad variable dentro de grandes límites. Los primeros se llaman trimmers y los segundos condensadores de sincronización, y son muy utilizados en receptores de radio, TV, etcétera, para igualar la impedancia en los sintonizadores de las antenas y fijar la frecuencia de resonancia para sintonizar la radio. Variable mecánicamente
La distancia entre las placas, o la cantidad de área de la superficie de la lámina que coincide, puede ser cambiada. La forma más común dispone un grupo de láminas semicirculares de metal en un eje rotatorio (“rotor”) ubicándose en los huecos existentes
en una serie de láminas estacionarias (estátor) para que el área de solapamiento pueda cambiarse girando el eje. Se pueden usar como material dieléctrico láminas de plástico o de aire. Dependiendo de la forma de las placas rotatorias, se pueden crear varias funciones de capacidad según el ángulo, por ejemplo para obtener una escala de frecuencia lineal. Varios tipos de mecanismos de reducción de marchas se usan habitualmente para conseguir un control de sintonía más fino, por ejemplo para extender la variación de capacidad por un ángulo mayor, a menudo varias vueltas.
Tipos
Secciones múltiples
Mariposa
Estator fraccionario
Variable electrónicamente
El grosor de la capa reductora de un diodo semiconductor polarizado de forma inversa con el voltaje DC aplicado a través del diodo. Cualquier diodo muestra este efecto (incluyendo uniones p/n) en transistores), pero los dispositivos vendidos específicamente como diodos de capacidad variable (también llamados varactores) están diseñados con una gran área de unión y un perfil de dopaje específicamente diseñado para maximizar la capacidad. Su uso está limitado a bajas amplitudes de señal para evitar obvias distorsiones mientras que la capacidad se vería afectada por el cambio en el voltaje de la señal, impidiendo su uso en las fases de entrada de los receptores de comunicaciones RF de alta calidad, donde añadirían niveles inaceptables de intermodulación. En frecuencias VHF y UHF, por ejemplo en radio FM o sintonizadores de televisión, el rango dinámico está limitado por el ruido en vez de por los grandes requisitos de manejo de señales, y los varactores se usan comúnmente en el recorrido de la señal. Los varactores se usan para modular la frecuencia en osciladores y para hacer osciladores de alta frecuencia controlados por voltaje (VCOs), el componente del núcleo en sintetizadores de frecuencia PLL que son omnipresentes en los equipamientos de comunicaciones modernos. En el fondo Un oscilador de radio frecuencia, un sistema de control electrónico industrial basa su cometido en ala inducción de cargas eléctricas para variar parámetros establecidos.
Bobinas
Son elementos que generan un flujo magnético cuando por ellas pasan una corriente eléctrica. Su fabricación es un hilo conductor o material ferromagnético o de aire, su medida es en Henrio (h). Características de las bobinas La permeabilidad magnética : la sensibilidad de inductividad de las bobinas, los valores
mayores o menores que tiene las bobinas con la inductividad El factor de calidad : determina el valor óhmico que tiene el hilo de la bobina, para saber si la bobina es buena el valor de inductividad debe ser mayor al óhmico. Tipos de bobinas
Existen dos tipos de bobinas que son las fijas y las variables. FIJAS: las bobinas fijas se dividen en dos clases que son las de núcleo de aire y la de núcleo de sólido. La bobina de nucleó de aire : estas bobinas se utilizan en frecuencias elevadas, podemos encontrar las bobinas llamas solenoide que es un alambre de forma de espiral en la que circula corriente eléctrica. La bobina de nucleó de solido : esta bobina contiene permeabilidad magnética y por esto tiene valores altos de ductilidad, su nucleó es hecho de un material ferromagnético. También podemos encontrar otras bobinas ferromagnéticas que son: Las bobinas de nido de abeja: se utilizan en los radios para la sincronización de una onda media y larga, lo bueno de su estructura puede conseguir valores altos de inductividad en un volumen mínimo. Las bobinas de nucleó toroidal : una virtud de la bobina es que su flujo magnético no se dispersa hacia el exterior siendo estas muy buenas en el rendimiento y precisión. VARIABLES: estas bobinas son ajustables porque su conductividad se produce por el
desplazamiento del núcleo, también podemos encontrar bobinas blindadas que están recubiertas de un elemento metálico el cual su función es limitar el flujo electromagnético que es creado por la propia bobina, pero su problema es que puede afectar los elementos cercanos. Resistencias variables
Potenciómetro
Resistencias que varía manualmente entre cero y un valor indicado en el componente. Aplicaciones: regulación de la luminosidad de una bombilla
LDR light-dependent resistor - ( fotorresistencia )
Resistencia que varía en función de la luz que recibe. A más luz menos resistencia Aplicaciones: Encendido y apagado de las farolas de la calle . NTC Negative Temperature Coefficient – (coeficiente
de temperatura negativo) Resistencia que varía en función de la temperatura. A más temperatura menos resistencia. Aplicaciones: Regulación de un sistema de calefacción PTC Positive Temperature Coefficient – (coeficiente de temperatura positivo)
Resistencia que varía en función de la temperatura. A más temperatura más resistencia. Aplicaciones: Regulación de un sistema de calefacción.
Fuente variable
Una fuente variable regulada, es un dispositivo que, se le agrega un regulador de voltaje. La fuente variable regulada modera la cantidad de voltaje que necesita un circuito electrónico y convertir la corriente alterna que viene de los tomacorrientes a corriente directa que necesitan cada uno de los circuitos. Una fuente de alimentación regulada sirve para alimentar cualquier c ircuito o aparato electrónico con la única condición de que el aparato e n cuestión no consuma más corriente (amperaje) de l que puede entregar la fuente. Las fuentes no solo entregan voltaje sino también corriente dentro de un cierto r ango, es muy importante que no se le exija a la fuente más corriente de la que puede suministrar con seguridad. Componentes comunes:
Potenciómetro
Capacitores
Resistencia
Regulador de voltaje
diodos comunes Transformador
https://prezi.com/n37k14yffgzr/usos-de-los-capacitores/ http://unicrom.com/potenciometro-reostato-resistencia-resistor-variable/ http://roble.pntic.mec.es/jlop0164/archivos/condensadores.pdf https://es.scribd.com/doc/184451047/Bobinas-Variables https://www.electronicafacil.net/tutoriales/Las-bobinas.php http://fisica.unmsm.edu.pe/images/c/cc/Laboratorio-5.pdf