VOCABULARIO TÉCNICO UTILIZADO EN ELECTRICIDAD

Aislante

Cuerpo mal conductor del calor y la electricidad.

Alternador

Dinamo generadora de corriente alterna.

Batería

Sistema eléctrico que permite la acumulación de energía y su posterior suministro.

Bornes

Extremo al cual se unen los hilos conductores de un aparato eléctrico.

Central eléctrica

Instalación industrial para la producción de energía eléctrica.

Circuito eléctrico

Camino que sigue la corriente eléctrica de uno a otro polo del generador.

Cobre

Elemento químico metálico de color rojizo, tenaz, dúctil, maleable y uno de los mejores conductores de la electricidad.

Conmutador

Dispositivo eléctrico que sirve para que una corriente eléctrico cambie de conductor.

Conductor

Cuerpo que deja pasar fácilmente a través de su masa el calor y la electricidad.

Corriente eléctrica

Paso de electricidad entre dos puntos de diferente potencial a través de un conductor.

Dinamo

Máquina destinada a convertir la energía mecánica en eléctrica.

Elementos de control

Elementos que nos permiten maniobrar con el circuito conectando y desconectando sus diferentes elementos según nuestra voluntad.

Elementos de protección

Elementos que tienen la misión de proteger a la instalación y sus usuarios de cualquier avería que los pueda poner en peligro.

Electricidad

Forma de energía debida a la separación o movimiento de los electrones que forman los átomos.

Electrón

Componente del átomo que lleva carga eléctrica negativa.

Energía

Capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de luz, calor, movimiento, etc.

Esquema eléctrico

Representación gráfica y simbólica de un circuito eléctrico.

Fluorescente

Propiedad que tienen algunos cuerpos de emitir luz cuando se exponen a ciertos rayos del espectro.

Fusible

Hilo o chapa metálica, fácil de fundirse, que se coloca en algunas partes de las instalaciones eléctricas, para que cuando la corriente sea excesiva, la interrumpa fundiéndose.

Generador

Circuito o dispositivo que engendra señales eléctricas.

Interruptor

Aparato destinado a interrumpir el paso de la corriente eléctrica por un circuito.

Paralelo

Circuitos conectados de tal modo que la corriente circulante se divide entre los dos.

Potencia

Trabajo producido por unidad de tiempo.

Protón

Partícula que entra en la composición de los núcleos atómicos, con carga eléctrica positiva.

Pulsador

Botón que, al ser pulsado, pone en funcionamiento un aparato eléctrico.

Receptor

Son los componentes que reciben la energía eléctrica y la transforman en otras formas más útiles para nosotros como: movimiento, luz, sonido o calor.

Resistencia

Mayor o menor dificultad que opone un cuerpo a ser atravesado por una corriente eléctrica.

Serie

Sistema de conexión de dos o más elementos de un circuito eléctrico, de forma tal que por todos ellos circula la misma intensidad.

Símbolo

Representación gráfica de un elemento eléctrico.

Voltaje

Potencial eléctrico expresado en voltios.

CONSTRUCCION DE UNA PILA CASERA.

Explicación

Una pila casera se construye con una lámina de cobre y otra de zinc introducidas en una disolución acuosa de sulfato de cobre. Ambas láminas, llamadas electrodos, se unen mediante un conductor electrónico (por ejemplo un hilo de cobre). En esta situación, los átomos de zinc se oxidan, pierden electrones y pasan a la disolución como iones positivos. Simultáneamente, los iones positivos de cobre que están en la disolución se reducen, ganan electrones y se depositan como átomos de cobre metálico sobre el electrodo de cobre.

Entre las reacciones que se presentan en el cátodo (electrodo con carga positiva), se encuentra la reacción de reducción ya que el cobre gana electrones. Lo que indica que la barra de cobre gana peso.

En cuanto al la reacción del ánodo (electrodo con carga negativa), se tiene una reacción de oxidación, puesto que el zinc pierde electrones, lo cuál significa que la barra de zinc pierde peso.

Por lo tanto en una pila se está produciendo:
- Una reacción química de oxidación y otra de reducción
- Una corriente eléctrica de 1ª especie o electrónica a través del hilo que une los dos electrodos
- Una corriente eléctrica de 2ª especie o iónica a través de la disolución en la que están sumergidos los electrodos.
Si alguno de estos fenómenos deja de producirse, la pila deja de funcionar. Por ejemplo:
- Si se acaba el Zn o el Cu2+, no puede producirse la oxidación o la reducción. Esto es lo que ocurre cuando se "gasta" una pila.
- Si se abre el circuito electrónico, no puede producirse la corriente electrónica. Es lo que ocurre cuando apagamos el aparato eléctrico que "funciona a pilas"


Practica

Para hacer la practica Se necesita un frasco de cristal de boca ancha, un trozo de tubería de cobre que esté limpia, una tira de zinc o un sacapuntas metálico, dos cables eléctricos, un vaso de vinagre, un LED (diodo emisor de luz) o cualquier otro aparato que funcione con pilas.
A continuación se prepara el experimento:

• Se llena el frasco de cristal con vinagre.
• Con un extremo de uno de los cables, se conecta el sacapuntas o tira de zinc y con un extremo del otro cable, se conecta la tubería de cobre. Se introducen ambos elementos en el frasco con vinagre.
• Los extremos libres de los dos cables se conectan bien a cada Terminal del LED o bien a los dos polos de la porta pilas del aparato. Conectar la polaridad, en el caso del reloj, de forma correcta. El polo positivo con la tubería de cobre y el negativo al sacapuntas o tira de zinc.
• ¿Qué ocurre con el LED?

Explicación: Las pilas tienen dos electrodos que suelen ser dos metales (en nuestro caso la tira de zinc o el magnesio del sacapuntas y el cobre de la tubería) y un electrolito, que es la sustancia que permite conducir la corriente eléctrica (en nuestro caso es el vinagre). La pila que estamos fabricando tiene una intensidad de corriente muy baja por lo que sólo podemos hacer funcionar algo que requiera una potencia muy pequeña, como es el caso del LED.

COMO PROLONGAR LA VIDA DE LAS BATERIAS

Atmel amplía la vida de la batería con sus nuevos MCU AVR picoPower. Esta tecnología reduce el consumo a 650 nA en modo power-save y a 100 nA en power-downArtículo realizado por el Dpto. Técnico de ATMEL Anatronic, S.A.

Atmel® Corporation,empresa representada en España por Anatronic, S.A.,ha anunciado los primeros microcontroladores AVR® en incorporar una tecnología de ahorro de energía que ofrece vida de batería de varios años en control de iluminación, seguridad, entrada sin llave, ZigBee™ y otras aplicaciones que pasan la mayoría de su tiempo en modo ‘sleep’. La tecnología picoPower™ reduce el consumo ‘power-save’ a sólo 650 nA, incluso con el reloj operando a 32 kHz y detección superior ‘brown-out’, lo que supone la menor cifra de la industria.

Nuevos dispositivos
Los dos dispositivos picoPower disponibles son el ATmega169P con controlador LCD de 4 X 25 segmentos, y el microcontrolador de propósitos generales ATmega165P. Ambos modelos tienen 16 Kbytes de memoria Flash, 512 bytes de EEPROM y 1Kbytes de SRAM. También se caracterizan por un ADC de 10 bit, USART, SPI Two-Wire-Interface y operación de 1.8 a 5.5 V con rendimiento de hasta 16 MIPS. La compañía incorporará otros catorce microcontroladores AVR picoPower en los próximos doce meses.Los dispositivos picoPower consumen menos de 340 µA en modo activo, 150 µA en modo parado a 1 MHz, 650 nA en modo ‘power-save’ y 100 nA en modo ‘power-down’, siendo compatibles en pines, prestaciones y código con la gama AVR existente en el mercado.

Nuevas aplicaciones
Según Asmund Saetre, Responsable de Marketing de AVR de Atmel, “las baterías ‘multi-year’ se están convirtiendo en una exigencia para una amplia variedad de aplicaciones. A la gente no le gusta la idea de tener que cambiar la batería en su llave de coche o sistema HVAC doméstico. La duración de la pila es tan importante que forma parte de la especificación ZigBee.Los productos ZigBee deben poseer una vida de batería de al menos dos años para obtener la certificación”.“Los sistemas para los que se ha desarrollado picoPower comparten un atributo: pasan la mayor parte del tiempo sin hacer nada, pero tienen características que consumen energía innecesaria incluso en modo ‘sleep’. Aunque se ahorren nanoamperios por aquí y por allí, esto no parece ser esta la mejor solución en sistemas que suelen permanecer inactivos. La mejora en el consumo en modo ‘sleep’ puede aumentar en años la duración de la batería del producto final. Por lo tanto, Atmel se ha centrado en la eliminación o reducción drástica del consumo de osciladores, detectores ‘brown-out’, fuga de pines I/O, y cómo lograr MCU con la menor potencia del mercado”, concluye Saetre.

Nueva Tecnología
La tecnología picoPower de Atmel utiliza una amplia variedad de técnicas innovadoras que eliminan el consumo innecesario en modos ‘power-down’. Estas incluyen un oscilador de cristal de 32 kHz de potencia ultra baja, inutilización y reconexión automática de circuitería de detección ‘brown out’ (BOD) durante modos ‘sleep’, un registrador de reducción de potencia que reduce la energía de los periféricos, y registradores de inutilización de entrada digital que desconectan las entradas digitales a pines específicos.

Reloj en tiempo real (RTC) de 300 nA y 32 kHz
Muchos sistemas deben mantener un registro del tiempo incluso cuando están apagados. Atmel ha optimizado su oscilador de cristal de 32 kHz para reducir el consumo total de potencia del dispositivo con un RTC de sólo 650 nA.

BOD preciso de 2 µS con modo ‘sleep’
Los detectores Brown-Out (BOD) revelan cuando la fuente de alimentación se encuentra por debajo del límite requerido para la operación y, entonces, realiza un power-on-reset para proteger datos valiosos. Sin esta protección, un fallo podría cuasar un daño catastrófico en el controlador e inutilizarlo.La precisión de los BOD es directamente proporcional a la corriente que consumen. Los BOD de baja o cero potencia tienden a ser lentos e imprecisos, mientras que los dispositivos rápidos consumen mucha más energía.
Como los BOD suelen permanecer en modo ‘sleep’, representan una disminución de la vida de la batería. Por consiguiente, muchos vendedores de MCU de ultra baja potencia sacrifican precisión y velocidad para reducir el consumo de corriente.Atmel ha llevado a cabo una nueva solución, creando un BOD con la corriente suficiente para ofrecer detección precisa a 1.8, 2.7 y 4.5 V con un tiempo de respuesta de 2 microsegundos. La potencia se reduce al desactivar automáticamente el BOD durante modo ‘sleep’ y se activa cuando el controlador “se despierta”, antes de ejecutar cualquier instrucción. Este modelo dota de protección superior con menos pérdida de energía.

BATERIAS Ni-Cd

1. Ventajas y desventajas:

Las baterías de Nicad presentan una serie de ventajas frente a las normales:

Pueden recargarse
Son mucho más robustas en construcción y por tanto menos propensas que las pilas normales a perder el electrolito.
Tienen una resistencia interna extremadamente baja
Mantienen l tensión prácticamente constante durante casi el 90% del ciclo de descarga.
Las dos últimas características son importantes. La baja impedancia interna permite asociar varios elementos en serie; Mantener la tensión constante facilita su uso en cámaras de video.


Los inconvenientes de las Nicad son:
Su tensión es 1,2V frente a 1,5V de las pilas normales. Esto supone un 20% menos de tensión
Debido a su bajísima impedancia interna no se pueden cargar a tensión constante ya que se generarían corrientes muy elevadas q producen el calentamiento de la nicad y su destrucción.


Construcción interna:
La batería está formada por unos electrodos de hidróxido de níquel y de hidróxido de cadmio separados entre si por una lámina porosa. El electrolito es hidróxido de potasio. La reacción química es:
Cd + 2Ni OH + 2H 2 O <==> Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2


Carga Descarga

2. Capacidad de una batería:

Se mide en A*h o mA*h. Se representa con la letra C. Una batería que tiene por ejemplo C=500 quiere decir que puede suministrar una corriente de 500 mA durante una hora (250 mA durante 2 horas, 125 mA durante 4 horas... etc.)
El término C se utiliza también para definir la corriente de carga. Una corriente de 1C significa que la batería se cargará con la misma corriente que puede suministrar durante una hora.
En el ejemplo anterior 1C = 500 mA
Normalmente las baterías se cargan a 0,1C durante 14 horas.


3. Ciclo de carga:

En principio sería suficiente cargar la batería a 0,1C durante 12 horas, pero en el momento inicial de la carga, la batería no almacena la energía que se le suministra. La energía inicial se utiliza para reconstruir los electrodos y producir gas.
Si se excede el tiempo de carga la batería aguanta la sobrecarga (a 0,1C). Si se intenta cargar una batería parcialmente llena llega un momento en el que la batería deja de almacenar carga y convierte toda la energía en calor.
La temperatura ambiente mínima para realizar la carga oscila entre 0º y 10ºC, la máxima entre 40º y 60ºC. Los fabricantes aconsejan siempre realizar la carga entre 20º y 25ºC. A temperaturas inferiores la carga de la batería se reduce y, por tanto, hay que reducir la corriente de carga. A temperaturas superiores la capacidad se reduce aun más.
Es posible cargar la nicad a corrientes inferiores a 0,1C pero entonces desconocemos cual será su tiempo de carga ya que la variación no es proporcional. El mayor inconveniente es que cargar una nicad a corrientes inferiores a 0,1C reduce su capacidad efectiva, esto se denomina "efecto memoria" y consiste en que «La nicad se da cuenta de que esta siendo cargada a una corriente inferior y dice:"¡ah! luego mi capacidad es inferior" y ajusta su capacidad a ese valor». Como la batería no queda totalmente llena, al intentar cargarla de nuevo reduce aun mas su capacidad, después de unos ciclos de carga no completa una nicad puede quedar inservible.
Por tanto, nunca se debe cargar una nicad parcialmente o cargarla estando parcialmente cargada ya que el "efecto memoria" se desencadena.

Mantener una Nicad cargada:

Si se quiere mantener una nicad siempre en su carga máxima y se descarga "completamente" con regularidad es posible dejarla en carga continua a una corriente inferior a 0,1C. En cambio, si la batería va a descargarse solo muy rara vez se recomienda que una vez cargada se reduzca la corriente de carga a un valor muy pequeño denominado "corriente de goteo"

Carga rápida:

Todas las nicad admiten la carga rápida, es decir, a corrientes superiores a 0,1C pero deben seguirse las precauciones indicadas por el fabricante. En general, se pueden cargar Nicads a un ritmo entre 2 y 5 veces mas rápido que el normal siempre y cuando la temperatura sea mayor que 20ºC e inferior a 45ºC. La carga rápida debe hacerse con un temporizador y un sensor de temperatura que detengan la carga rápida de forma automática o la reduzcan a valores seguros.

4. Almacenamiento y mantenimiento de la carga:

Las nicad se pueden almacenar casi indefinidamente en cualquier estado de carga a una temperatura entre - 40ºC y +50ºC. Las baterías parcial o totalmente cargadas pierden gradualmente su carga. Esta descarga es mayor cuanto mayor es la temperatura.
A causa del efecto de las diferentes temperaturas y periodos de almacenamiento no es posible conocer el estado de una nicad cuando se compra. Por ello es recomendable cargar las nicad antes de utilizarlas la primera vez.

5. Precauciones para asegurar una larga vida útil:

Una nicad tratada con cariño puede recargarse hasta 1000 veces. Según aumentan el número de cargas, aunque sea con todo cuidado la nicad disminuye su capacidad. Una Nicad ha dejado de ser útil cuando su capacidad baja al 70% de la nominal.

Precauciones para asegurar una larga vida útil:

No soldar directamente sobre los terminales de la nicad a no ser que tenga terminales de soldadura incorporados. En caso de tenerlos es recomendable pinzar con unos alicates dicho terminal para evitar que el calor de la soldadura llegue a la nicad.
Evitar las bajas temperaturas durante el proceso de carga.
no cortocircuitarlas y evitar pedir corrientes muy elevadas.
No descargar completamente una nicad, una batería totalmente descargada no puede volver a cargarse.
No dejar en sobrecarga una nicad cargándose a una corriente superior a 0,1C.
Cargar las baterías nuevas antes de usarlas.