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   O    T    N    E    I Sistemas de carga    M    I    N    E    T y arranque    N    A    M    Y    S    E   O    T   L    R   U    O   C     Í    P    S   H    N   E    A   V    R   E Esteban José Domínguez    T   D Sistemas de carga y arranque Esteban José Domínguez ACCESO Test de autoevaluación...

Description

Sistemas de carga y arranque Esteban José Domínguez

   O    T    N    E    I    M    I    N    E    T    N    A    M    Y    S    E   O    T   L    R   U    O   C     Í    P    S   H    N   E    A   V    R   E    T   D

Sistemas de carga y arranque Esteban José Domínguez

ACCESO Test de autoevaluación interactivos

ÍNDICE 1. Concep Conceptos tos y leyes de de la electricidad electricidad . . .6

Práctica Profesional:

1 La materia, el electrón y la electricidad . . . . . .8

Generación de corriente corriente inducida . . . . . . . . . . . . .64

básicos de la electricidad electricidad . . . . . . . .10 2 Principios básicos

Proceso de carga carga de una batería de plomo y ácido .65

3 Electricidad dinámica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Mundo Técnico:

4 Corriente eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Carreras Carre ras de cero cero emisiones emisiones en Alcañiz Alcañiz . . . . . . . . .66

fundamentales de la electricidad electricidad . .19 5 Ecuaciones fundamentales

Actividades finales  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 Evalúa tus conocimientos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Práctica Profesional:

4. Compo Componente nentess eléct eléctricos ricos y electrónic electrónicos os básicos básicos . . . . . . . . . . . .68 1 La electrónica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70

Realización de medidas de tensión, intensidad inten sidad y resis resistenc tencia ia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

electrónicos pasivos . . . . . . . . .71 2 Componentes electrónicos

Mundo Técnico:

4 Tipos de circuitos electrónicos . . . . . . . . . . . . .85

El primer coche eléctrico comercializado en España: el REVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Captadore adoress y generadore generadoress de señales señales . . . . . .89 5 Capt

2. Conc Conceptos eptos y leyes leyes del electromagnetismo electromagnetismo . . . . . . . . . . .30 campo magnético magnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 1 El campo Magnetism tismo o y electric electricidad idad . . . . . . . . . . . . . . .35 2 Magne

Actividades finales  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 Evalúa tus conocimientos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Práctica Profesional: Realización de la experiencia experiencia de Oersted . . . . . . .42 Comprobación de un relé empleando un polímetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43

Mundo Técnico: El Corvette con control magnético de suspensión . .44

3. Gener Generación ación de corrient corrientee . . . . . . . . . .46 .46 generación n de corriente corriente eléctri eléctrica ca . . . . . . .48 1 La generació 2 Principios básicos de la generación de la corriente eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 3 Leyes y fenómenos de autoinducción . . . . . . .54 4 Acción electroquímica de la corriente. Electrólisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

de combustib combustible le . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 5 Pilas de

Actividades finales  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 Evalúa tus conocimientos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63

electrónicos activos activos . . . . . . . . .78 3 Componentes electrónicos

Actividades finales  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94 Evalúa tus conocimientos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95 Práctica Profesional: Realización de un circuito con lámpara comandada por un potenciómetro potenciómetro . . . . . . . . . . . .96 Comprobar con un polímetro un captador de temperatura del motor (resistencia NTC) y cambiarlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97

Mundo Técnico: El proyecto Connected Car . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98

5. Circ Circuitos uitos básic básicos os . . . . . . . . . . . . . . .100 .100 simple de la ley de Ohm . . . . . . .102 1 Aplicación simple leyes de Kirchhoff Kirchhoff . . . . . . .106 2 Aplicación de las leyes condensadores . . . . . . . . .107 3 Acoplamiento de condensadores

Actividades finales  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110 Evalúa tus conocimientos  . . . . . . . . . . . . . . . . . .111 Práctica Profesional: Realización de un circuito con varias resistenci resis tencias as en serie serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112 .112 Comprobar un condensador de un encendido por platinos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113

Mundo Técnico: El motor Diesel ha evolucionado tanto o más que el de gasolina desde principios del siglo XX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114

˘

6. Equipos de medida eléctrica . . . . .116

Estructur ctura a del alternad alternador or . . . . . . . . . . . . . . .187 3 Estru

Voltímetro-amperímetro ro-amperímetro . . . . . . . . . . . . . . .118 1 Voltímet

corriente . . . . . . . . . . . . .190 4 Rectificación de la corriente

Polímetro etro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118 2 Polím

Funcionam ionamiento iento del del alternador alternador . . . . . . . . . .194 5 Func

osciloscopio opio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130 3 El oscilosc

eléctricas del alternador . . . .195 6 Características eléctricas

4 Equipos de diagnosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136

Actividades finales  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138 Evalúa tus conocimientos  . . . . . . . . . . . . . . . . . .139 Práctica Profesional: Medir la señal de un captador inductivo de un cambio automático empleando el osciloscopio de un equipo de diagnosis . . . . .140 Leer la memoria de averías, empleando el equipo de diagnosis diagnosis universal de Bosch . . . . .141

Mundo Técnico: Hella y Gutmann se alían para prestar servicios de diagnóstico en reparación de vehículo vehículoss en talleres talleres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142

Verific ificacion aciones es del alternad alternador or . . . . . . . . . . . .198 7 Ver Tipos os de alternad alternadores ores . . . . . . . . . . . . . . . . . .211 8 Tip 9 El regulador de los alternadores . . . . . . . . . .214

Actividades finales  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222 Evalúa tus conocimientos  . . . . . . . . . . . . . . . . . .223 Práctica Profesional: Desmontaje y verificación de un alternador con regulado reguladorr electrónic electrónico o incorporado incorporado . . . . . . .224

Mundo Técnico: Ford Focus ECOnetic (Stop-Start) . . . . . . . . . . . . .226

9. El circ circuit uito o de arra arranqu nquee . . . . . . . . . .228 .228 circuito de arranque arranque . . . . . . . . . .230 1 Misión del circuito

7. La batería batería . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144 .144 1 Características constructivas y eléctricas de las baterías . . . . . . . . . . . . . . .146

Procesos esos de trabajo trabajo con con baterías baterías . . . . . . . . .154 2 Proc 3 Mantenimiento de los acumuladores . . . . . .160

Avances nces en la la fabricación fabricación de de baterías baterías . . . . .165 4 Ava baterías . . . . . . . . . . . . . . .169 5 Acoplamiento de baterías

Motorr de arranque arranque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233 2 Moto Pruebas as y comproba comprobacione cioness . . . . . . . . . . . . . .242 3 Prueb 4 Mantenimiento del motor de arranque . . . .250 5 Sistema de arranque con pulsador (automát (aut omáticos icos)) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251 6 Sistema de arranque y parada automática Stop-Start Stop-Start . . . . . . . . . . . . . . . . . .252

Actividades finales  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174

7 Motor de arranque en los vehículos híbridos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257

Evalúa tus conocimientos  . . . . . . . . . . . . . . . . . .175

Actividades finales  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .262

Práctica Profesional: Comprobar el estado de carga de una batería . .176

Evalúa tus conocimientos  . . . . . . . . . . . . . . . . . .263 Práctica Profesional:

Localizar drenajes de corriente en un vehículo debido debid o a la descarga descarga de de la batería batería . . . . . . . . . . .177

Desmontaje y verificación de los componentes componentes de un motor de arranque . . .264

Mundo Técnico:

Mundo Técnico:

La batería: el alma del auto . . . . . . . . . . . . . . . . .178

El Ford Key Free (arranque y apertura sin llave) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .266

8. Circ Circuito uito de carga . . . . . . . . . . . . . . .180 Misión ón del circuit circuito o de carga . . . . . . . . . . . . .182 1 Misi 2 Principios de funcionamiento de los generadores de corriente corriente . . . . . . . . . .183

Anexos Ane xos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 Extracto normas DIN 40 700 ... 40 719 . . . . . . . . .269 Soluciones: Evalúa tus conocimientos . . . . . . . . .275

Y

CÓMO SE USA ESTE LIBRO Cada unidad de este libro comienza con un caso práctico inicial, que plantea una situación relacionada con el ejercicio profesional y vinculado con el contenido de la unidad de trabajo. trabajo. Pretende que comprendas comprendas la utilidad de lo que vas a aprender. aprender. Consta de una situación de partida y de un estudio del caso, que o bien lo resuelve o da pistas para su análisis a lo largo de la unidad. El caso práctico inicial se convierte en eje vertebrador de la unidad ya que se incluirán llamadas que hagan referencia a ese caso concreto, a lo largo del desarrollo de los contenidos.

El desarrollo de los contenidos aparece ordenado en epígrafes y subepígrafes y acompañado de numerosas ilustraciones, seleccionadas de entre los equipos y herramientas más frecuentes que te vas a encontrar al realizar tu trabajo. En los márgenes aparecen textos que amplían los contenidos y llamadas al caso práctico inicial. A lo largo del texto se incorporan actividades propuest pue stas as y ejemplos que ayudan a asimilar los conceptos tratados.

Como cierre de la unidad se proponen una serie de actividades finales para que apliques los conocimientos c onocimientos adquiridos y, a su vez, te sirvan como repaso. El apartado evalúa tus conocimientos consiste en una batería de preguntas que te permitirán comprobar el nivel de conocimientos adquiridos tras el estudio de la unidad.

IMPORTANTE Todas las actividades propuestas en este libro deben realizarse en un cuaderno de trabajo, nunca en el propio libro.

En la sección práctica profesional se plantea el desarrollo de un caso práctico, en el que se describen las operaciones que se realizan, se detallan las herramientas y el material necesario, y se incluyen fotografías que ilustran los pasos a seguir. Estas prácticas profesionales representan los resultados de aprendizaje que debes alcanzar al terminar tu módulo formativo.

La sección mundo técnico versa sobre información técnica de este sector y vinculada a la unidad. Es importante conocer las últimas innovaciones existentes en el mercado y disponer de ejemplos en la vida real de las aplicaciones de los contenidos tratados en la unidad. La unidad finaliza con el apartado en resumen, mapa conceptual con los conceptos esenciales de la unidad. Además, se incluyen en el apartado entra en Internet una serie de actividades para cuya resolución es necesario consultar diversas páginas web sobre componentes y equipos.

El libro termina con un anexo: • Extracto de normas DIN 40 700 ... 40 719

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Unidad 4

Conceptos y leyes de la electricidad

vamos a conocer... 1. La materia, el electrón y la electricidad 2. Principios básicos de la electricidad 3. Electricidad dinámica 4. Corriente eléctrica 5. Ecuaciones fundamentales de la electricidad PRÁCTICA PROFESIONAL Realización de medidas de tensión, intensidad y resistencia MUNDO TÉCNICO El primer coche eléctrico comercializado en España: el REVA

y al finalizar esta unidad... Conocerás los principios básicos de la electricidad. Podrás identificar los distintos tipos de corriente, alterna y continua. Conocerás los tres parámetros más importantes de un circuito eléctrico. Podrás realizar cálculos aplicando la ley de Ohm. Podrás calcular la intensidad que circula por un circuito conociendo la potencia instalada.

Conceptos y leyes de la electricidad

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CASO PRÁCTICO INICIAL

situación de partida Emilio tiene un ordenador portátil que conecta a la red eléctrica de su casa para poder trabajar con él; en muchas ocasiones trabaja con el ordenador en su coche y, cuando se descarga la batería, tiene que dejar de trabajar. Ha intentado cargarla en el coche, pero el adaptador que tiene su cargador no puede conectarse al encendedor para poder realizar la carga. La duda que se le plantea es si es posible cargar la batería de su ordenador en la red eléctrica de su coche. Cada día estamos más acostumbrados a convivir con la electricidad y sus circuitos eléctricos. La electricidad se emplea para al imentar los circuitos eléctricos y electrónicos de la televisión, el fri gorífico, la lavadora, el ordenador, la cámara de fotos, etc. Los automóviles, los trenes y los aviones también disponen de sofisticados circuitos eléctricos y electrónicos. Según las necesidades industriales del equipo o máquina que se trate, la electricidad se puede presentar de dos formas distintas: • Como corriente alterna. • Como corriente continua. La corriente alterna se puede transportar a grandes distancias desde las plantas generadoras hasta las ciudades, empleando las redes de alta tensión y los centros de transformación, es peligrosa su manipulación sin conocimientos, no se puede almacenar en baterías y para que funcione un equipo o máquina es necesario mantenerlo conectado a la red eléctrica. La energía se genera en el instante que se consume. La corriente continua, en cambio, se puede almacenar en baterías, permitiendo que los equipos funcionen sin conexión directa a la red. Los automóviles, las cámaras de fotos, los ordenadores portátiles, los teléfonos móviles, etc. funcionan con corriente continua y no es nada peligrosa su manipulación. Es posible rectificar la corriente alterna y transformarla en corriente continua y viceversa. Por ejemplo, las placas solares generan electricidad en corriente continua que se rectifica y transforma en alterna para poder ser transportada a través de la red eléctrica y poder ser consumida en las viviendas.

Para que Emilio pueda cargar la batería del ordenador portátil en su casa, tiene que conectar un transformador rectificador de 240 V en alterna a corriente continua de 19 V, que es la tensión de trabajo de la batería de su ordenador. En su coche necesita un transformador de 12 V a 19 V, no necesita rectificador de alterna a continua, ya que la corriente de su coche es continua. La conexión del transformador debe ser tipo «encendedor». El técnico en electromecánica, para poder trabajar y reparar los circuitos eléctricos de los vehículos, necesita conocer los fundamentos de la electricidad, las magnitudes eléctricas de la corriente continua, la tensión, la intensidad y la resistencia, y también debe conocer y poder aplicar las leyes que las relacionan entre sí (ley de Ohm, principalmente) así como el manejo de los equipos de medida: voltímetro-amperímetro, polímetro y osciloscopio.

a

Transformador de 12 V a 19 V en continua.

estudio del caso  Antes de empezar a leer esta unidad de trabajo, trata de contestar las siguientes preguntas. Después, analiza cada punto del  tema, con el objetivo de contestar a todas las preguntas de este caso práctico.

1. ¿Qué tipo de corriente se emplea en los vehículos? 2. ¿Qué tipo de corriente se emplea en las viviendas y talleres? 3. ¿Un equipo eléctrico se puede conectar a cualquier red eléctrica? 4. ¿Crees que un vehículo puede funcionar con cualquier tipo de corriente? Razona la respuesta.

5. ¿La corriente continua se puede rectificar y transformar en alterna? 6. ¿Qué ley relaciona las magnitudes eléctricas? 7. ¿Qué útiles eléctricos de medida se emplean en las reparaciones de electromecánica?

Unidad 1

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1. La materia, el electrón y la electricidad 1.1. Estructura de la materia vocabulario Materia Toda sustancia que tiene masa y ocupa un espacio.

Si dividimos la materia en partes lo más pequeñas posibles, manteniendo para cada una de ellas su naturaleza original, obtenemos pequeñas partículas denominadas moléculas. A su vez, las moléculas están divididas en átomos (del griego «sin división»). Si la molécula está formada por átomos iguales, la combinación es un elemento; mientras que si son átomos desiguales los que la forma, la combinación es un compuesto. Los átomos que conforman un elemento químico son todos iguales, pero diferentes de los átomos de los demás elementos químicos.

saber más Niels Bohr Niels Bohr nació en Copenhague el 7 de octubre de 1885, y murió en la misma ciudad, el 18 de noviembre de 1962. En 1911 escribió su doctorado sobre la teoría de los electrones de los metales. En 1913 desarrolló su modelo atómico en analogía a nuestro sistema planetario. Según su modelo, todos los electrones se mueven en órbitas circulares alrededor del núcleo atómico.

Materia (agua)

a

H H2O

O

Molécula de agua

Átomo de oxígeno

Átomos de hidrógeno H

Figura 1.1. Estructura de la materia.

1.2. El átomo Desde el punto de vista eléctrico, todos los átomos están constituidos por un núcleo central que está rodeado de una nube de partículas minúsculas denominadas electrones que giran en diferentes órbitas casi elípticas alrededor del núcleo, a una velocidad aproximada de 2.000 km/s. El núcleo a su vez está constituido por dos tipos de partículas, los protones y los neutrones, que esencialmente constituyen la masa del átomo.

saber más Masa del protón = Masa del neutrón = Masa de 1.837 electrones

Esta concepción planetaria del átomo fue enunciada por Bohr. La figura 1.2 representa el modelo atómico planetario. I

II

Núcleo

1ª órbita

Última órbita a

Figura 1.2. Modelo atómico de Bohr.

Conceptos y leyes de la electricidad

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1.3. Carga eléctrica Tanto los electrones como los protones poseen una propiedad denominada carga eléctrica. La carga eléctrica de los protones se considera positiva y la de los electrones negativa; los neutrones no tienen carga eléctrica. Dado que el átomo tiene igual número de protones con carga positiva que de electrones con carga negativa, es eléctricamente neutro.

1.4. Electrones de valencia Los electrones se mantienen en sus órbitas debido a la fuerza de atracción que ejerce el núcleo sobre ellos, siendo la fuerza de atracción débil para los electrones que se encuentran en la órbita más alejada del núcleo, llamada orbital de valencia. Los átomos tienden a completar su última órbita y mantenerse estables. Por ejemplo el cobre tiene 29 electrones repartidos del siguiente modo: en la primera órbita dos, en la segunda ocho, en la tercera 18 y en la última 1 electrón, el cobre, al tener un electrón libre en su última órbita, lo pierde con facilidad, el electrón libre, pasa con facilidad de un átomo a otro siendo el cobre un material que conduce la electricida...