modulo 10 montaje electrico

Módulo XOPERACIONES BÁSICAS DE MONTAJEDE SISTEMAS ELÉCTRICOS

Objetivos del módulo.

CONTENIDOS:

UNIDAD DIDÁCTICA 10.1

CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE LA ELECTRICIDAD.


LEYES FUNDAMENTALES DE ELECTRICIDAD.


TENSIÓN. INTENSIDAD. RESISTENCIA. POTENCIA.


UNIDADES DE MEDIDAS ELÉCTRICAS.


CORTAR Y PELAR CABLES DE DISTINTAS GALGAS.


ENTALLAR PINES.


MONTAR CONECTORES DE DIFERENTES TIPOS.


SOLDADURA ELÉCTRICA.


MANEJO DE CABLES DE DIFERENTES TIPOS Y MAZOS.


EMBRIDAR Y RETENCIONAR MAZOS.


MONTAJE DE MAZOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS.

PÁG.

7

29

46

78

93

107

115

125

133139

147


MASAS ELÉCTRICAS. EMPALMES Y FÉRRULAS.


MONTAJE DE EQUIPOS ELÉCTRICOSY ELECTRÓNICOS.


MONTAJE DE CENTRALES.


PRUEBA DE CONTINUIDAD.


TRATAMIENTOS DE CARÁTULAS LUMINOSAS.


CUIDADOS NECESARIOS CON FIBRA ÓPTICA.

PÁG.

179

189

195

211

219

165

Objetivos del módulo.

OBJETIVO GENERAL DEL MÓDULO.

Conocer y relacionar de forma teórico-práctica el conjunto de herramientas y sus técnicas de manejo de cara al montaje de los sistemas eléctricos aeronáuticos.

Comprender de las normas básicas y mínimas necesarias en el montaje de instalaciones eléctricas en el sector aeronáutica.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL MÓDULO.

• Identificar los diferentes tipos de cables, sus características principales y los primeros procesos a seguir en fabricación y/ó reparación de cableados aeronáuticos.

• Analizar tanto teórica como prácticamente cuáles son los diferentes tipos de terminales y otros tipos de uniones eléctricas, la forma de identificarlos, cómo y con qué tipo de herramientas se grapan, sus procesos de montaje y las normas aplicables para su realización.

• Identificar los diferentes tipos de conectores y sus accesorios, cómo y con qué tipo de herramientas se insertan, sus procesos de montaje y las normas aplicables para su realización.

• Conocer tanto teórica como prácticamente cuáles son los procesos de soldadura blanda aeronáutica, las herramientas y las normas aplicables para su realización.

• Analizar teóricamente cuáles son los procesos aplicables para realizar el manejo y almacenamiento de un mazo.

• Aplicar los procesos y las normas para realizar la fabricación manejo y almacenamiento de un mazo.

• Distinguir las herramientas, técnicas de manejo y procedimientos empleados durante la fase de comprobación de la continuidad eléctrica de las instalaciones (mazos y centrales) y equipos que conforman los diversos sistemas del avión.

• Conocer y aplicar los diferentes tipos de instalaciones, sus procesos de montaje y las normas aplicables para su realización.

• Identificar los diferentes tipos de equipos eléctricos y electrónicos, la forma de identificarlos, sus procesos de montaje y las normas aplicables para su realización.

• Conocer tanto teórica como prácticamente cuales son los diferentes tipos de unidades de control ( centrales ), la forma de identificarlos, sus procesos de montaje y las normas aplicables para su realización.

Módulo X OPERACIONES BÁSICAS DE MONTAJE DE SISTEMAS ELÉCTRICOS

6

• Apreciar las técnicas de manejo y procedimientos empleados durante la fase de montaje de instalaciones de cableado eléctrico donde aparezca fibra óptica, con cuyas características especiales y cuidados adicionales debe estar familiarizado el montador de instalaciones aeronáuticas.

• Analizar tanto teórica como prácticamente cuales son los procesos y las normas aplicables para conocer los tipos de carátulas y paneles iluminados.

• Conocer los procesos y las normas aplicables para conocer los tipos de carátulas y paneles iluminados.

• Conocer el grupo de precauciones que se han de tener en cuenta durante las fases de empaquetado, transporte, comprobaciones previas e instalación del cableado óptico.

Unidad Didáctica 10.1 CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD

7

UNIDAD DIDÁCTICA 10.1:

CONOCIMIENTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD

ÍNDICE DE LA UNIDAD

CONTENIDOS TEÓRICOS 8

10.1.1. Concepto de electricidad. 8 10.1.2. Formas de producción de la electricidad. 10 10.1.2.01. Producción de electricidad por calor. 10 10.1.2.02. Producción de electricidad por rozamiento. 11 10.1.2.03. Producción de electricidad por acción química. 11 10.1.2.04. Producción de electricidad por acción de la luz. 12 10.1.2.05. Producción de electricidad por presión. 13 10.1.2.06. Producción de electricidad por acción magnética. 13 10.1.3. Concepto de corriente eléctrica. 14 10.1.3.01. Sentido de la corriente eléctrica. 15 10.1.4. Medición de la corriente eléctrica. 15 10.1.5. Concepto de fuerza electromotriz. 16 10.1.6. Concepto de resistencia eléctrica. 17 10.1.6.01. Conductores y aislantes. 17 10.1.6.02. Parámetros resistivos. 17 10.1.6.03. Medición de la resistencia eléctrica. 1810.1.6.04. Códigos de colores de las resistencias. 19

RESUMEN O IDEAS CLAVES 21

ACTIVIDADES PRÁCTICAS DE AULA/ ACTIVIDADES DE TALLER 22

EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN 25

SOLUCIONES A LOS EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN 27


8

CONTENIDOS TEÓRICOS

10.1.1. Concepto de electricidad.La materia, en su nivel más elemental, se compone de átomos cuya estructura y peso varían enormemente de un tipo de materia a otra. Sin embargo, hay una característica común en todas estas partículas elementales en las que se divide la materia: su composición, formada por un núcleo y por un número variable de electrones que se mueven alrededor de dicho núcleo (ver Fig. 1).

Fig. 1. Modelo de átomo de Rutherford. (Imagen: es.wikipedia.org)

Precisamente, todos los fenómenos eléctricos que ocurren en la naturaleza se deben a la presencia de estas minúsculas partículas que poseen los átomos llamadas electrones.

La electricidad (el fenómeno eléctrico) se debe, bien al movimiento de los electrones de unos lugares a otros, bien por la existencia de un número mayoritario o deficitario de electrones en una determinada región y en un instante dado.

Estos electrones que giran alrededor del núcleo del átomo tienen una carga negativa. Cuantos más electrones tenga un átomo más cargas negativas tendrá éste.


9

Sin embargo, el núcleo de todos los átomos está cargado positivamente con un número de cargas positivas igual al número de cargas negativas de los electrones que giran a su alrededor. Precisamente, son los protones, unas partículas alojadas en el interior del núcleo del átomo, las que contienen estas cargas positivas.

El átomo, en condiciones normales, es eléctricamente neutro, porque el número de cargas positivas (protones) es igual al número de cargas negativas (electrones).

Los electrones se encuentran atraídos por el núcleo atómico debido a la presencia de poderosas fuerzas de atracción existentes entre el núcleo y los alrededores de éste. Esto evita que los electrones salgan desprendidos de los átomos que conforman la materia.

Sin embargo, en ciertos materiales, denominados materiales conductores eléctricos, las fuerzas de atracción existentes entre el núcleo y los electrones más alejados (situados en las órbitas más distantes) son muy débiles. Por ello, estos electrones más alejados, pueden desprenderse de sus átomos comenzando un movimiento errático.

Estos electrones que comienzan un movimiento fortuito se denominan electrones libres y son los responsables de la creación de la corriente eléctrica.

Un material deficitario de electrones se considera cargado positivamente, porque el número de cargas positivas (protones) supera al número de cargas negativas (electrones).

Por el contrario, un material con exceso de electrones se considera que está cargado negativamente, ya que el número de electrones supera al de protones.

Por último, podemos decir que entre los materiales cargados aparecen fuerzas de atracción o de repulsión, dependiendo del signo (positivo o negativo ) de la carga.

Las cargas del mismo signo, ya sean positivas o negativas se repelen, mientras las cargas de distinto signo se atraen (ver Fig. 2).

Fig. 2. Fuerzas de atracción /repulsión entre cargas eléctricas. (Imagen: es.wikipedia.org)


10

10.1.2. Formas de producción de la electricidad.Para que se produzca electricidad es necesario que se desprendan electrones (cargas negativas) de los átomos que componen la materia.

Hay materiales en los que esta tarea de liberación de electrones es más sencilla que en otros. Se trata de los materiales conductores eléctricos.

Sin embargo, para provocar este desequilibrio de cargas en los átomos de los materiales hemos de inducir un determinado estímulo externo en forma de energía.

Fundamentalmente, las fuentes de energía presentes en la naturaleza capaces de producir electricidad son las siguientes:

- Por calor.- Por rozamiento.- Por influencia química.- Por la acción de la luz.- Por presión.- Por interacción magnética.

10.1.2.1. Producción de electricidad por calor.

Si aplicamos calor a la unión de dos metales de diferente naturaleza, por ejemplo níquel-cromo por un lado y aluminio-cromo por otro, aparece una carga eléctrica (ver Fig. 3). Además, cuanto mayor sea la energía calorífica empleada, mayor será la carga eléctrica inducida.

Fig. 3. Unión termopar de níquel-cromo y aluminio-cromo. (Imagen: Luis M. Benítez)

A este tipo de unión de dos metales de diferente naturaleza se le llama termopar y tiene aplicaciones en la industria aeronáutica como sensor de temperatura.

Es típico el uso de cables termopares formados por un cable de crómel (aleación de cromo y níquel al 20/80) y un cable de alúmel (aleación de aluminio y níquel al 2/98) en las instalaciones eléctricas de los aviones.


11

10.1.2.2. Producción de electricidad por rozamiento.

Otra forma de conseguir que los electrones se liberen de sus átomos es cuando se frotan entre sí materiales de diferente naturaleza, consiguiendo, de esta forma, que los electrones que pertenecen a uno de los materiales se desprendan de los átomos del material original y vayan a parar a los átomos del otro material.

El material que cede electrones queda cargado positivamente, mientras que el material que adopta electrones queda cargado negativamente. Además, esta carga es estática (electricidad estática) ya que los cuerpos permanecen cargados hasta que no se vuelva a actuar externamente sobre ellos.

Hay varias formas mediante las cuales un material cargado con electricidad estática se puede descargar:

- A través de un conductor que una ambos materiales cargados estáticamente (el cargado positivamente con el cargado negativamente).

- Mediante el contacto directo de los dos materiales cargados estáticamente.- A través de una chispa eléctrica (arco voltaico) que se produce entre los materiales cargados

estáticamente cuando se encuentran próximos.

Como ejemplos de materiales que se cargan fácilmente de electricidad estática podemos citar la fibra de vidrio, el caucho, el nylon, la fibra de carbono, etc., materiales que, como podemos intuir, están muy presentes en la construcción aeronáutica.

10.1.2.3. Producción de electricidad por acción química.

Este método de liberación de electrones de los átomos de la materia es el que se emplea en las pilas y baterías.

Una pila no es más que un recipiente cerrado que contiene un líquido llamado electrolito en el seno del cual se encuentran sumergidos dos placas de metales de diferente naturaleza (ver Fig. 4).

Básicamente, el líquido electrolito está liberando electrones de una de las placas y transportándolos hacia la otra placa. Cuando se desencadena este mecanismo se produce un exceso de carga negativa en una de las placas (terminal o borna negativa), mientras que la otra placa queda cargada positivamente (terminal o borna positiva).

La reacción química producida entre el electrolito y las placas metálicas es un mecanismo de producción de cargas eléctricas arrancando electrones a una de las placas metálicas (borna positiva o cátodo) y conducidas hacia la otra placa metálica (borna negativa o ánodo).


12

Fig. 4 Funcionamiento esquemático de una célula Daniell. (Imagen: es.wikipedia.org)

Si no hay conexión eléctrica entre la placa negativa y la placa positiva, llegaría un momento en que ambas placas quedasen totalmente cargadas y ya no pasarían más electrones de una placa a la otra.

Sin embargo, si conectamos un hilo conductor entre el terminal negativo y positivo, los electrones de la placa negativa serían conducidos, a través del referido conductor, hacia la placa positiva (se tendería a un equilibrio de cargas). Quedaría ahora nuevo “espacio vacío” en la placa negativa para que el electrolito arranque nuevos electrones de la placa positiva y los conduzca hacia la placa negativa.

Sin embargo, este proceso cíclico no es eterno y las pilas se agotan cuando, internamente, el electrolito ya no consigue arrancar más electrones a la placa positiva para llevarlos a la placa negativa. En este caso, la acción química del electrolito se ha consumado y la pila ya no es capaz de proporcionar más energía eléctrica.

10.1.2.4. Producción de electricidad por acción de la luz.

Es el mecanismo de producir electricidad que llevan a cabos las fotocélulas o células fotoeléctricas. Éstas consisten en un conjunto formado, básicamente, por tres capas de materiales diferentes: una capa interior de metal, una capa exterior de material semitransparente y otra capa intermedia de material fotosensible (ver Fig. 5).

La capa interior metálica típicamente es de hierro.

La capa exterior es de un material capaz de dejar pasar la luz hacia la siguiente capa o capa intermedia.

Por último, la capa intermedia es de un material que reacciona con la radiación luminosa desprendiendo electrones hacia las capas colindantes, es decir, hacia la lámina de hierro y la lámina semitransparente. Típicamente, se compone de materiales semiconductores como aleaciones de selenio con diversos tipos de dopados.


13

Fig. 5 Esquema de una fotocélula

10.1.2.5. Producción de electricidad por presión.

Existen algunos materiales en la naturaleza que son capaces de proporcionar carga eléctrica cuando se ven sometidos a una presión, como por ejemplo el cuarzo, la turmalina o las sales de Rochelle.

Cuanta mayor presión se ejerza sobre estos materiales, mayor cantidad de carga eléctrica será generada.

No es un mecanismo muy común para proporcionar energía eléctrica, ya que la cantidad de energía mecánica que hay que emplear es muy alta.

10.1.2.6. Producción de electricidad por acción magnética.

Se produce corriente eléctrica en un conductor eléctrico cuando un campo magnético se mueve en las proximidades de dicho conductor.

Es necesario, por lo tanto, que exista movimiento relativo entre el conductor eléctrico y el campo magnético. Se plantean, por tanto dos situaciones por las que se puede generar corriente eléctrica por acción magnética:

Movimiento de un imán próximo a un conductor eléctrico (Fig. 6).

Si movemos un imán transversalmente a un conductor eléctrico se produce una corriente eléctrica inducida a través de dicho conductor.


14

Fig. 6 Corriente inducida por el movimiento de un imán junto a un conductor

Movimiento de un conductor eléctrico próximo a un imán (Fig. 7).

Si movemos un conductor eléctrico de forma transversal con respecto a un imán se produce una corriente inducida que circula a través del referido conductor.

Fig. 7 Corriente inducida por el movimiento de un conductor junto a un imán

La forma aquí descrita es la manera de producción de electricidad empleada por los generadores y alternadores eléctricos.

10.1.3. Concepto de corriente eléctrica.Para explicar el concepto de corriente eléctrica supongamos un hilo de un material conductor que presenta un extremo positivo y el otro extremo negativo. Al tratarse el hilo de un material conductor (por ejemplo, cobre o aluminio), existirán en el material electrones libres, los cuales se moverán atraídos por el extremo positivo y repelidos por el extremo negativo.


15

Se produce por tanto un flujo de carga negativa desde el extremo negativo del hilo conductor hacia el extremo positivo denominado flujo electrónico o corriente eléctrica.

Esta diferencia de cargas eléctricas en los extremos del hilo conductor puede ser lograda gracias a la incorporación de una pila eléctrica.

Es, precisamente, la pila la encargada de proporcionar la fuerza que se necesita para que los electrones libres del hilo circulen a lo largo de éste desde el polo negativo (ánodo) hasta el polo positivo (cátodo). También, internamente, la pila se encargará de trasladar este exceso de electrones libres, que han viajado al terminal positivo, hacia el terminal negativo a través del electrolito. Se produce así un bucle cerrado en el que se mueven continuamente los electrones desde el extremo cargado negativamente del hilo hasta el extremo cargado positivamente (ver Fig. 4).

Este movimiento ordenado de electrones es lo que se denomina corriente eléctrica.

10.1.3.1. Sentido de la corriente eléctrica.

Sabemos que, en un circuito cerrado formado por una pila y un hilo conductor conectado entre sus bornas, hay un flujo de electrones que circulan desde el terminal negativo hacia el terminal positivo.

Sin embargo, según convenio, el sentido que adoptaremos para estudiar la corriente eléctrica será justamente el contrario. Es decir, interpretaremos a la corriente eléctrica como un flujo de cargas positivas imaginarias (imaginarias porque las únicas cargas que se propagan son los electrones que están cargados negativamente) que se trasladan desde el terminal positivo de una pila o generador hacia el terminal negativo (justamente al contrario que el sentido de movimiento de los electrones).

Este último será el criterio que adoptaremos a la hora de estudiar y analizar circuitos y sistemas eléctricos. Se puede concluir diciendo que, según este criterio adoptado, la dirección de la corriente es opuesta a la dirección real del flujo de electrones.

10.1.4. Medición de la corriente eléctrica.La unidad elemental de carga eléctrica es la cantidad de carga negativa que posee el electrón.Sin embargo, a la hora de trabajar con cargas eléctricas no se trabaja con la carga del electrón directamente sino con una unidad física llamada culombio. Un culombio es aproximadamente 6,24 x 1018 veces la carga de un electrón.

No obstante, muchas veces no resulta tan interesante trabajar con magnitudes físicas como la carga eléctrica sino que es más atractivo hacerlo con magnitudes físicas que representen el flujo de carga durante un instante determinado en un punto concreto.

A este flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo se le denomina intensidad de corriente, y la unidad física empleada es el amperio. Se puede definir el amperio, por lo tanto, como la cantidad de culombios que pasan por un punto concreto del conductor por unidad de tiempo.

segundoCulombio

AmperiosC

A1

11;

11

1 ==


16

El aparato de medida empleado para conocer la intensidad de corriente que circula por un determinado conductor se denomina amperímetro.

El amperímetro debe conectarse de forma que puedan “contar” todos los electrones por unidad de tiempo que pasan por el hilo conductor, y la única manera de conseguirlo es abrir la línea conductora e intercalar en ella el amperímetro. Este tipo de conexión se denomina conexión en serie (ver Fig. 8).

Fig. 8 Conexión en serie de un amperímetro con una bombilla para medir corriente

10.1.5. Concepto de fuerza electromotriz.Hemos estudiado que la corriente eléctrica se debe al movimiento en un determinado sentido (de la parte negativa a la parte positiva) de los electrones libres de un material conductor. Además, este movimiento de cargas continuará siempre y cuando persista la diferencia de cargas entre los extremos del hilo conductor.

Esa diferencia de carga sólo puede ser mantenida por una fuente externa que entregue la energía necesaria para mover los electrones. Dicha fuente proporciona energía externa (química, luz, calor, magnética, etc.) que se transforma en energía eléctrica potencial, responsable de mantener la diferencia de cargas que motiva el movimiento de los electrones.

Esta energía eléctrica potencial origina lo que se denomina fuerza electromotriz (f.e.m.), responsable de producir la corriente eléctrica (haciendo mover a los electrones de negativo a positivo).

La fuerza electromotriz es una magnitud física eléctrica que se mide en una unidad llamada voltio.

Podemos intuir que si unimos por un material conductor dos cuerpos con diferencia de cargas (uno más positivo que el otro o viceversa), se producirá un flujo de electrones siempre hacia el cuerpo cargado más positivamente. Entre ambos cuerpos existe una diferencia de energía potencial capaz de producir corriente eléctrica. Esto es lo que se denomina diferencia de potencial entre dos cuerpos (o dos puntos).

La diferencia de potencial entre dos puntos (siempre de un punto referido a otro, que se toma como referencia) es una magnitud física eléctrica que se mide también en voltios.

El aparato de medida empleado para conocer la diferencia de potencial que existe entre dos puntos se denomina voltímetro.

El voltímetro debe conectarse en un circuito de sus dos terminales de medida hagan contacto con los dos puntos entre los cuales se desea medir la diferencia de potencial. Este tipo de conexión se denomina conexión en paralelo (ver Fig. 9).


17

Fig. 9 Conexión en paralelo de un voltímetro con una bombilla para medir diferencia de potencial entre sus terminales

Se ha de tener en cuenta que el voltímetro tiene polaridad, es decir, tiene un terminal positivo de medida y otro negativo. Por ello, el resultado de la medición será diferente en función de cómo conectemos ambos terminales de medida (será del mismo valor pero de signo contrario).

10.1.6. Concepto de resistencia eléctrica.Hemos comentado que la corriente eléctrica depende de los electrones libres que se encuentran en el material conductor. Además, cuanta mayor densidad de electrones libres contenga el material, mayor facilidad para establecer una corriente eléctrica.

Entonces, un material que contenga pocos electrones libres no deja pasar con facilidad la corriente eléctrica. Se dice, que este tipo de materiales con pocos electrones libres, se oponen a la corriente.

Con todo esto, podemos definir una nueva magnitud física eléctrica denominada resistencia como la capacidad de oponerse a la corriente eléctrica que posee un determinado material.

10.1.6.1. Conductores y aislantes.

Los materiales se pueden clasificar en tres grandes grupos según su resistencia eléctrica: conductores, aislantes y semiconductores.

Un material conductor ofrece muy poca resistencia al paso de la corriente eléctrica. Por lo tanto, este tipo de materiales, como el cobre, aluminio, plata, oro, etc., se emplean para conducir o transportar la corriente eléctrica.

Un material aislante (también conocidos como dieléctricos) ofrece una gran oposición al paso de la corriente eléctrica. Por ello, este tipo de materiales, como el caucho, los materiales cerámicos, ciertos plásticos, y otros, son empleados para impedir el tránsito de la corriente o para aislar los materiales conductores entre sí.

10.1.6.2. Parámetros resistivos.

Existen una serie de parámetros que contribuyen, aumentando o disminuyendo, la resistencia de un determinado material. Se trata de los siguientes parámetros resistivos:


18

Naturaleza eléctrica del material.

En la naturaleza cada material conductor posee una determinada concentración de electrones libres dispuestos a transportar la electricidad. Así, materiales conductores como la plata, el cobre, el aluminio o el hierro poseen diferentes resistencias.

Longitud del material.

Otro parámetro que afecta a la resistividad (capacidad de un material de ofrecer resistencia) de un material es la longitud del mismo. A mayor longitud de un mismo material, mayor resistencia. Es decir, a mayor longitud en un hilo conductor, hemos de proporcionar mayor fuerza electromotriz (f.e.m.) desde la fuente para producir una misma intensidad de corriente.

Área o sección del material.

A diferencia de lo que ocurría con la longitud, el área o sección del material conductor es inversamente proporcional a la resistividad de éste. Es decir, a mayor sección de conductor, menos será la resistencia del material.

Por lo tanto, a menor sección en un hilo conductor, hemos de proporcionar mayor f.e.m. desde la fuente para producir una misma intensidad de corriente.

Temperatura del material.

En los materiales empleados como conductores, cuanto más calientes se encuentren éstos, mayor resistencia al tránsito de la corriente encontraremos.

La respuesta a este fenómeno radica en que el calor aumenta la energía de los electrones libres haciendo que éstos se muevan erráticamente en lugar de hacerlo de forma ordenada de la parte negativa del conductor a la parte positiva.

10.1.6.3. Medición de la resistencia eléctrica.

La resistencia es una magnitud física eléctrica que se mide en una unidad denominada ohmio.

El símbolo que representa gráficamente al ohmio es la letra griega Ω.

Los dispositivos concebidos para medir la resistencia de los materiales se denominan óhmetros y se usan colocando sus terminales de medida entre los extremos del material para el cual se quiere conocer su resistencia. Debemos asegurarnos que a través del material no circula intensidad de corriente alguna y que tampoco está sometido a ninguna diferencia de potencial (ver Fig. 10).

Fig. 10 Conexión del óhmetro para medición de la resistencia de una bombilla (circuito principal abierto o sin corriente)


19

El principio de funcionamiento de estos aparatos es muy sencillo: poseen una batería interna capaz de proporcionar una f.e.m. de prueba que hace que circule una cierta intensidad de corriente a través del material cuya resistencia queremos conocer. A continuación, al aparato se comporta como un amperímetro, es decir, mide intensidad. Por último, mediante una ley física conocida como la ley de Ohm (que ya veremos en sucesivos capítulos), conocidas la f.e.m. y la intensidad, se calcula la resistencia del material.

10.1.6.4. Códigos de colores de las resistencias.

Usando un óhmetro somos capaces de conocer la resistencia de un determinado material.

Sin embargo, la mayoría de los fabricantes de componentes eléctricos, nos hacen esta tarea aún más sencilla a través del uso de código de bandas de colores que incorporan sobre la propia resistencia. Este sistema de codificación de las resistencias es conocido como bandas de colores de extremo a centro.

Fig. 11 Códigos de bandas de colores “extremo a centro” más usuales en las resistencias.( Imagen: José Aladro. Tomada de www.planetadirecto.com.)

En la resistencia de la izquierda (Fig. 11), observamos el método de codificación mediante bandas de colores más extendido. En el cuerpo de la resistencia hay cuatro bandas de colores que, considerándolos a partir de un extremo y en dirección al centro, indican el valor óhmico de este componente.

El número que corresponde al primer color indica la primera cifra, el segundo color la segunda cifra y el tercer color indica el número de ceros que siguen a la cifra obtenida, con lo que se tiene el valor efectivo de la resistencia. El cuarto anillo, o su ausencia, indica la tolerancia.

Podemos ver que la resistencia de la izquierda (ver Fig. 11) tiene los colores amarillo-violeta-naranja-oro, de forma que, según la tabla de la figura 12, podríamos decir que tiene un valor de: 4-7-3 ceros, con una tolerancia del 5%, o sea, 47000 Ω ó 47 KΩ. La tolerancia indica que el valor real estará entre 44650 Ω y 49350 Ω (47 KΩ ± 5%).

La resistencia de la derecha (ver Fig. 11), por su parte, tiene una banda más de color y es que se trata de una resistencia de precisión. Esto además es corroborado por el color de la banda de tolerancia, que al ser de color rojo indica que es una resistencia del 2%. Éstas tienen tres cifras significativas (al contrario que las anteriores, que tenían 2) y los colores son marrón-verde-amarillo-naranja, de forma que según la tabla de abajo podríamos decir que tiene un valor de: 1-5-4-4 ceros, con una tolerancia del 2%, o sea, 1540000 Ω ó 1540 KΩ ó 1.54 MΩ. La tolerancia indica que el valor real estará entre 1509.2 KΩ y 1570.8 KΩ (1.54 MΩ ± 2%).


20

Fig. 12 Tabla de código de colores en las resistencias.( Imagen: José Aladro. Tomada de www.planetadirecto.com.)


21

Resumen o ideas clave Tenemos que concebir a la electricidad como un fenómeno físico originado por cargas

eléctricas estáticas o en movimiento y por su interacción.

Dichas cargas eléctricas pueden ser negativas o positivas. Las primeras se deben a los electrones, que son unas partículas contenidas en la corteza de los átomos. Las segundas se deben a los protones, que son unas partículas que tienen los núcleos atómicos. Las cargas eléctricas se miden en culombios.

La electricidad se puede producir en la naturaleza de muy diversas formas, a saber:

- Por calor.- Por rozamiento.- Por influencia química.- Por la acción de la luz.- Por presión.- Por interacción magnética.

El movimiento ordenado y en un sentido establecido de electrones libres, que son los elec-trones más exteriores de la corteza atómica de los materiales conductores, es conocido como corriente eléctrica. La corriente eléctrica se mide en amperios.

El sentido de la corriente eléctrica siempre es desde la parte más negativa del material con-ductor hacia la parte más positiva del mismo. Para mantener dicho movimiento de cargas negativas por el seno del conductor necesitamos la presencia de una fuente externa.

La causa externa encargada de mantener una diferencia de potencial capaz de mantener el movimiento ordenado y en un sentido de electrones se denomina fuerza electromotriz. La fuerza electromotriz se mide en voltios.

La resistencia eléctrica de un material nos da una idea de la oposición que éste ofrece al paso de la corriente eléctrica. En función de este parámetro, los materiales se clasifican en conductores, aislantes y semiconductores.

Resumen


22

Señalar la/s opción/es correcta/s en cada unas de las siguientes preguntas:

1) Los electrones libres de un conductor:

No contienen carga eléctrica al haber sido neutralizados cuando salieron de sus órbitas.

Contienen siempre carga negativa.

Contienen carga negativa algunas veces y otras veces carga positiva.

2) Los fenómenos de naturaleza eléctrica son motivados por:

La concentración excesiva de átomos de un material conductor en un instante dado.

El movimiento de electrones de unos sitios a otros.

La diferencia en las concentraciones de electrones en unos lugares e instantes determinados.

3) Con relación a las cargas eléctricas:

Las cargas eléctricas positivas y negativas se atraen mutuamente.

Las cargas eléctricas positivas se atraen mutuamente pero las cargas eléctricas negativas se repelen mutuamente.

Las cargas eléctricas negativas se atraen mutuamente pero las cargas eléctricas positivas se repelen mutuamente.

En la naturaleza, las cargas positivas y negativas no tienen acción alguna. Sólo se produce cuando hay f.e.m. aplicada.

4) Supongamos una pila que tiene un hilo conductor conectando sus terminales positivo y negativo. Podemos afirmar que:

Los electrones acumulados en el terminal negativo de la pila se desplazan, a través del hilo, al terminal positivo de la misma pila.

Los electrones acumulados en el terminal positivo de la pila se desplazan, a través del hilo, al terminal negativo de la misma pila.

El electrolito es el encargado de transportar los electrones, dentro de la pila, desde el terminal negativo hasta el terminal positivo.

El electrolito es el encargado de transportar los electrones, dentro de la pila, desde el terminal positivo hasta el terminal negativo.

Actividades prácticas de aula/actividades de taller


23

5) No habrá corriente eléctrica inducida en un hilo conductor eléctrico si:

Un campo magnético se desplaza transversalmente al hilo conductor.

Es el hilo conductor el que se desplaza transversalmente al campo magnético.

Se desplaza una bobina realizada con el hilo conductor en el seno de un campo magnético.

La bobina realizada con el hilo conductor permanece fija en el seno de un campo magnético.

6) ¿Qué es el culombio?:

La unidad de la magnitud eléctrica intensidad de corriente.

La unidad de la magnitud eléctrica tensión.

La unidad de la magnitud eléctrica carga eléctrica.

Ninguna de las anteriores.

7) ¿Qué es el amperio?:

La unidad de carga eléctrica.

El número de electrones que hay en un material cargado eléctricamente.

La cantidad de cargas eléctricas por unidad de tiempo que circula por un punto determinado de un conductor.

8) ¿Cuál es la unidad utilizada para medidas de diferencia de potencia?:

Vatio.

Voltio.

Ohmio.

Amperio.


24

9) Debemos conectar el voltímetro, cuando vayamos a realizar una medición, de forma que:

El terminal negativo del voltímetro esté unido al punto más positivo, y el terminal positivo del voltímetro esté unido al punto más negativo.

Se interrumpa el paso de la corriente eléctrica para que el voltímetro pueda contar los electrones por segundo que lo atraviesan.

El terminal positivo del voltímetro esté unido al punto más positivo, y el terminal negativo del voltímetro esté unido al punto más negativo.

10) En una resistencia eléctrica:

Cuanta mayor sección transversal, mayor resistencia tendremos.

Cuanto mayor sea la temperatura del material, menor resistencia.

Cuanta menor longitud del material, mayor resistencia tendremos.

La resistividad del material dependerá de la naturaleza del propio material.

11) La unidad de medición de resistencia eléctrica es:

Amperio.

Voltio.

Ohmio.

Culombio.

12) Calcular el valor de resistencia de un resistor con bandas de colores: roja, verde, amarilla (roja en un extremo):

25.000 Ω.

4.500 Ω.

2.500 Ω.

452 Ω.


25

Ejercicios de Autoevaluación

Señala la opción/ opciones que consideres correcta/as.

1) Señalar cuál de las siguientes afirmaciones es correcta cuando nos referimos a los electrones libres:

Un átomo que pierde un electrón de su órbita queda cargado negativamente.

Un átomo que pierde un electrón de su órbita queda cargado positivamente.

Los materiales deficitarios de electrones quedan cargados negativamente.

Los materiales con exceso de electrones quedan cargados positivamente.

2) Una descarga eléctrica se produce cuando:

Se produce un desplazamiento de electrones desde la parte cargada negativamente hasta la parte cargada positivamente.

Se produce un desplazamiento de átomos desde la parte cargada positivamente hasta la parte cargada negativamente.

Se produce un desplazamiento de átomos desde la parte cargada negativamente hasta la parte cargada positivamente.

Se produce un desplazamiento de electrones desde la parte cargada positivamente hasta la parte cargada negativamente.

3) El fenómeno de la corriente eléctrica consiste exactamente en:

Un movimiento errático de electrones libres en un conductor.

Un movimiento errático de electrones libres desde la parte cargada negativamente de un conductor hasta la parte cargada positivamente.

Un movimiento ordenado de átomos y errático de electrones desde la parte del conductor cargada positivamente hasta la parte cargada negativamente.

Un movimiento ordenado y en un mismo sentido de electrones libres desde la parte cargada negativamente de un conductor hasta la parte cargada positivamente.


26

4) Supongamos que tenemos dos materiales cargados eléctricamente con electricidad estática y cargas desiguales. Si ponemos un hilo conductor que los una, ocurrirá:

Se produce una tensión en el material con menor cantidad de carga negativa.

Se produce una corriente eléctrica desde la parte cargada más negativamente hasta la parte cargada más positivamente, de forma indefinida.

Se produce una corriente eléctrica desde la parte cargada más negativamente hasta la parte cargada más positivamente, hasta que ambos materiales se equilibren de cargas.

No produce corriente alguna porque no existe una fuente externa capaz de proporcionar f.e.m. que mueva los electrones libres.

5) Señalar las afirmaciones que no son verdaderas, suponiendo que aplicamos una f.em. constante a un determinado material resistivo:

A menor resistencia del material, menor será la intensidad de corriente que circule a su través.

A menor resistencia del material, mayor será la intensidad de corriente que circule a su través.

A mayor resistencia del material, mayor será la intensidad de corriente que circule a su través.

A mayor resistencia del material, menor será la intensidad de corriente que circule a su través.

6) Si tenemos una resistencia con tres bandas de color naranja, tendremos:

Una resistencia de 3,3 kΩ.

Una resistencia de 330 kΩ.




27

Soluciones a losEjercicios de Autoevaluación

Señala la opción/ opciones que consideres correcta/as.

1) Señalar cuál de las siguientes afirmaciones es correcta cuando nos referimos a los electrones libres:

Un átomo que pierde un electrón de su órbita queda cargado negativamente.

Un átomo que pierde un electrón de su órbita queda cargado positivamente.

Los materiales deficitarios de electrones quedan cargados negativamente.

Los materiales con exceso de electrones quedan cargados positivamente.

2) Una descarga eléctrica se produce cuando:

Se produce un desplazamiento de electrones desde la parte cargada negativamente hasta la parte cargada positivamente.

Se produce un desplazamiento de átomos desde la parte cargada positivamente hasta la parte cargada negativamente.

Se produce un desplazamiento de átomos desde la parte cargada negativamente hasta la parte cargada positivamente.

Se produce un desplazamiento de electrones desde la parte cargada positivamente hasta la parte cargada negativamente.

3) El fenómeno de la corriente eléctrica consiste exactamente en:

Un movimiento errático de electrones libres en un conductor.

Un movimiento errático de electrones libres desde la parte cargada negativamente de un conductor hasta la parte cargada positivamente.

Un movimiento ordenado de átomos y errático de electrones desde la parte del conductor cargada positivamente hasta la parte cargada negativamente.

Un movimiento ordenado y en un mismo sentido de electrones libres desde la parte cargada negativamente de un conductor hasta la parte cargada positivamente.


28

4) Supongamos que tenemos dos materiales cargados eléctricamente con electricidad estática y cargas desiguales. Si ponemos un hilo conductor que los una, ocurrirá:

Se produce una tensión en el material con menor cantidad de carga negativa.

Se produce una corriente eléctrica desde la parte cargada más negativamente hasta la parte cargada más positivamente, de forma indefinida.

Se produce una corriente eléctrica desde la parte cargada más negativamente hasta la parte cargada más positivamente, hasta que ambos materiales se equilibren de cargas.

No produce corriente alguna porque no existe una fuente externa capaz de proporcionar f.e.m. que mueva los electrones libres.

5) Señalar las afirmaciones que no son verdaderas, suponiendo que aplicamos una f.em. constante a un determinado material resistivo:

A menor resistencia del material, menor será la intensidad de corriente que circule a su través.

A menor resistencia del material, mayor será la intensidad de corriente que circule a su través.

A mayor resistencia del material, mayor será la intensidad de corriente que circule a su través.

A mayor resistencia del material, menor será la intensidad de corriente que circule a su través.

6) Si tenemos una resistencia con tres bandas de color naranja, tendremos:





Unidad Didáctica 10.2 LEYES FUNDAMENTALES DE ELECTRICIDAD

29


LEYES FUNDAMENTALES DE ELECTRICIDAD



10.2.1. Concepto de circuito eléctrico. 30 10.2.2. Ley de Ohm. 30 10.2.3. El circuito eléctrico serie. 32 10.2.3.01. Intensidad de corriente en circuitos serie. 33 10.2.3.02. Tensión en circuitos serie (segunda ley de Kirchhoff). 33 10.2.3.03. Ley de Ohm en circuitos serie. 34 10.2.3.04. El divisor de tensiones en un circuito serie. 34 10.2.4. El circuito eléctrico paralelo. 35 10.2.4.01. Tensión en circuitos paralelos. 36 10.2.4.02. Intensidad de corriente en circuitos paralelos (primera ley de Kirchhoff). 36 10.2.4.03. Ley de Ohm en circuitos paralelos. 37


ACTIVIDADES PRÁCTICA DE AULA/ ACTIVIDADES DE TALLER 40




30


10.2.1. Concepto de circuito eléctrico.El circuito eléctrico es el camino eléctrico formado por el conductor en el cual transitan los electrones desde la parte más negativa a la parte más positiva, y por la fuente externa de f.e.m., capaz de proporcionar la diferencia de potencial necesaria para mantener esta circulación.

Se han de producir, por tanto, dos condiciones para que exista circuito eléctrico:

- Existir una fuente externa de f.e.m. que proporcione la energía eléctrica necesaria que haga moverse a los electrones de forma determinista (no erráticamente) y en un mismo sentido.

- Existir un camino eléctrico sin interrupciones para que los electrones puedan desplazarse desde el polo negativo hasta el polo positivo de la fuente.

Cuando se dan ambas condiciones se dice que tenemos un circuito eléctrico cerrado a través del cual circulará corriente eléctrica. Sin embargo, si este camino eléctrico cerrado es cortado o interrumpido, se dice que tenemos un circuito eléctrico abierto por el que no circulará corriente (ver Fig. 1).

FuenteBombilla iluminada

Circuito cerrado

FuenteBombilla apagada

Circuito abierto

Figura 1 Ejemplos elementales de circuitos cerrado y abierto


31

Además, la velocidad con la que circulan las cargas eléctricas a través del circuito eléctrico será proporcional a la f.e.m. aplicada. Cuanto más f.e.m. proporcione la fuente externa, mayor será la velocidad de las cargas en el circuito, es decir, mayor será la intensidad de corriente.

Por el contrario, si la corriente se encuentra en su camino eléctrico algún tramo resistivo (resistencia eléctrica), su velocidad decrece, es decir, disminuye la intensidad de corriente. En el ejemplo de la Fig. 1, la bombilla es un ejemplo de resistencia.

10.2.2. Ley de Ohm.Existe una relación fija entre las magnitudes eléctricas más elementales: f.e.m., intensidad y resistencia:

- En un circuito eléctrico, con una resistencia fija o constante, podemos aumentar la intensidad de corriente si aumentamos la f.e.m.

- En un circuito eléctrico, con una f.e.m. aplicada constante, disminuiremos la intensidad de corriente si aumentamos la resistencia.

Dicho de otro modo, la intensidad de corriente eléctrica es directamente proporcional con la f.e.m. aplicada, e inversamente proporcional a la resistencia.

Con todo esto, pasamos a exponer la ley de Ohm que vincula matemáticamente estas tres magnitudes físicas eléctricas con lo que acabamos de estudiar:

RV

IARESISTENCI

MEFINTENSIDAD == ;

...

La intensidad que circula por un circuito eléctrico es el cociente de dividir la f.e.m. (tensión o diferencia de potencial) aplicada por la resistencia.

A continuación, mediante operaciones algebraicas elementales, podemos extraer las fórmulas para la tensión (= f.e.m.) y la resistencia:

IV

RINTENSIDAD

MEFARESISTENCI

RIVARESISTENCIINTESIDADMEF

==

×=×=

;...

;...


32

Figura 2 Circuito eléctrico elemental mostrando las tres magnitudes eléctricas relacionadas en la ley de Ohm

Como regla nemotécnica suele emplearse el triángulo de la Fig. 3. En él, taparemos con un dedo la letra del triángulo cuyo valor deseamos conocer, y la fórmula para calcular su valor quedará formada con las otras dos letras restantes.

Figura 3 Triángulo nemotécnico para la ley de Ohm

A la hora de realizar cálculos empleando la fórmula de la ley de Ohm, hemos de asegurarnos que:

• La intensidad se encuentra siempre expresada en AMPERIOS.

• La f.e.m. está expresada en VOLTIOS.

• La resistencia se presentará en OHMIOS.


33

10.2.3. El circuito eléctrico serie.Dos o más fuentes están en serie cuando están colocadas una a continuación de la otra. Además está conexión concatenada ha de respetar la polaridad de las fuentes, es decir, se han de conectar siempre terminales negativos con positivos y viceversa (ver Fig. 4):

Figura 4 Conexión en serie de tres fuentes

De similar forma podemos tener una agrupación serie de dos o más resistencias cuando éstas se encuentran conectadas en cadena, es decir, una a continuación de la otra. Ahora bien, a diferencia de la fuente, la resistencia no tiene polaridad (ver Fig. 5):

Figura 5 Conexión en serie de tres resistencias

En el caso de la unión serie de fuentes, hemos de saber que sus tensiones se suman. Es decir, si tenemos conectadas en serie tres fuentes capaces de proporcionar tensiones de V1, V2 y V3 voltios respectivamente, a efectos de cálculo, es como si tuviésemos sólo una fuente de tensión VT = V1 + V2 + V3 .

De la misma forma que el voltaje de las fuentes en serie se suma, las resistencias en serie también se suman. Es decir, si tenemos tres resistencias en serie R1, R2 y R3 , a efectos de cálculo, es como si tuviésemos sólo una resistencia de valor RT = R1 + R2 + R3 .

Se denomina circuito serie puro a aquél que está constituido únicamente por resistencias colocadas en serie.

10.2.3.1. Intensidad de corriente en circuitos serie.

En los circuitos serie, como sólo existe un camino eléctrico para la corriente, toda la intensidad pasa por cada una de las resistencias que están colocadas en serie. Es decir, pasa la misma intensidad de corriente por cada elemento del circuito (ver Fig. 6).

Vt

R1 R2 R3

I1 I2 I3

It = I1 = I2 = I3

V1 V2 V3

Vt = V1 + V2 + V3


34

Figura 6 Circuito serie

La intensidad total que circula por el circuito eléctrico (It) es igual a la intensidad que circula por cada

resistencia (I1, I

2 e I

3).

10.2.3.2. Tensión en circuitos serie (segunda ley de Kirchhoff).

Como en los circuitos serie la intensidad que circula por cada resistencia es la misma, aplicando la ley de Ohm ( RIV ×= ), podemos deducir la caída de tensión o caída de potencial en cada de estas resistencias (ver Fig. 6) como sigue:

11 RIV t ×=

22 RIV t ×=

33 RIV t ×=

Es decir, la f.e.m. suministrada por la fuente va cayendo sucesivamente en cada resistencia, de forma que, si sumamos las caídas de tensión en cada una de estas resistencias, obtenemos la caída de tensión entre las bornas positiva y negativa de la fuente.

El enunciado anterior es conocido como la segunda ley de Kirchhoff y se puede resumir de la siguiente forma: la suma de las caídas de tensión en las resistencias de un circuito cerrado es igual a la tensión total aplicada al circuito.

10.2.3.3. Ley de Ohm en circuitos serie.

En un circuito como en el de la figura 6, la ley de Ohm se puede describir como exponemos a continuación:

321 IIII t ===

321 RRRRt ++=

321 VVVVt ++=

( )321 VVVIRIV tttt ++×=×=

10.2.3.4. El divisor de tensiones en un circuito serie.

Una aplicación directa de los circuitos serie es el llamado divisor de tensiones.

Se usa este montaje eléctrico elemental (ver Fig. 7) cuando tenemos una tensión muy grande a la entrada de un sistema eléctrico y queremos reducirla e imponerle un valor deseado.


35

Vent

Vsal

R1

R2

Figura 7 Circuito divisor de tensiones

Para calcular la relación existente entre la tensión de entrada (Vent) y la tensión de salida del circuito (Vsal), aplicaremos la ley de Ohm como sigue:

La resistencia serie total del circuito es:

21 RRRt +=

La intensidad que recorre el circuito es:

21 RR

V

R

VI ent

t

entt +

==

Por último, la tensión que cae en la segunda resistencia es:

enttsal VRR

RRIV ×

+=×=

21

22

De la fórmula anterior podemos extraer que cuanto más grande sea la segunda resistencia en comparación con la primera resistencia, mayor será la tensión de salida.

Además, eligiendo convenientemente las resistencias y conocida la tensión de entrada, podemos ajustar la tensión de salida al valor que deseemos.

10.2.4. El circuito eléctrico paralelo.Dos o más fuentes de la misma f.e.m. están en paralelo cuando están colocadas una al lado de la otra. (ver Fig. 8):


36

Figura 8 Conexión en paralelo de tres fuentes

De similar forma podemos tener una agrupación paralela de dos o más resistencias cuando éstas se encuentran conectadas una al lado de la otra (ver Fig. 9):

Figura 9 Conexión en paralelo de tres resistencias

En el caso de la unión en paralelo de fuentes del mismo potencial (misma f.e.m.) sus intensidades se suman. Es decir, si tenemos conectadas en paralelo tres fuentes con la misma tensión de V voltios, a efectos de cálculo, es como si tuviésemos sólo una fuente con la misma tensión pero proporcionando una intensidad 321 IIIIT ++= .

En el caso de la unión de dos o más resistencias en paralelo, y a efectos de cálculo, la situación no es tan trivial como en el caso de la agrupación de resistencias en paralelo. En este caso no es correcto decir que la resistencia total equivalente de varias resistencias en paralelo es la suma de todas ellas, como ocurría en el caso serie.

Ya veremos en capítulos siguientes como se calcula la tR .

Se denomina circuito paralelo puro a aquél que está constituido únicamente por resistencias colocadas en paralelo.

10.2.4.1. Tensión en circuitos paralelos.

En un circuito paralelo, como el mostrado en la Fig. 10, la tensión en bornas de cada resistencia (tensión de caída), es siempre la misma.


37

Vt

R1 R2 R3

V1

It

V2 V3

I1 I2 I3

It = I1 + I2 + I3

Vt = V1 = V2 = V3

Fig. 10 Circuito paralelo

Es decir, la tensión suministrada por la fuente (TV ) es la misma que la tensión que cae en cada resistencia

( 321 , VyVV ).

10.2.4.2. Intensidad de corriente en circuitos paralelos (primera ley de Kirchhoff).

En un circuito serie como el mostrado en la Fig. 10, la intensidad TI suministrada por la fuente se divide

en cada el ramal formado por cada una de las resistencias. Ahora, a diferencia del caso serie, la intensidad que atraviesa cada resistencia no es la misma, sino que depende del propio valor de resistencia.

Cuanto mayor sea el valor de la resistencia del ramal paralelo, menor será la intensidad de corriente que la atraviese. Esto es porque la corriente siempre tiende a derivarse por los caminos eléctricos que presenten menor resistencia.

Además, como la corriente generada por la fuente se reparte entre cada ramal paralelo, es lógico pensar que la suma de las intensidades que circulan por cada uno de estos ramales es igual a la intensidad total suministrada por la fuente.

El enunciado anterior es una aplicación directa de la primera ley de Kirchhoff y se puede resumir diciendo: la suma de las intensidades de todas las corrientes que entran en el nudo es igual a la suma de las intensidades de todas las que salen de él.

Por ello, con todo lo anterior y aplicando la ley de Ohm en cada ramal, obtenemos la intensidad que circula por cada ramal paralelo:

11 R

VI t=

22 R

VI t=

33 R

VI t=

Aplicando la primera ley de Kirchhoff tenemos:

ttttt

T VRRR

RRRRRRV

RRRR

V

R

V

R

VIIII ×

×××+×+×

=×

++=++=++=

321

213132

321321321

111


38

De esta forma podemos ver cuál es la resistencia equivalente de tres resistencias en paralelo. Comparando con la ecuación anterior:

313221

321

RRRRRR

RRRIV Tt ×+×+×

×××=

TTt RIV ×=

313221

321

RRRRRR

RRRRT ×+×+×

××=

10.2.4.3. Ley de Ohm en circuitos paralelos.

En un circuito, como en el de la figura 10, la ley de Ohm se puede escribir como exponemos a continuación:

321 VVVVT ===

321 IIIIT ++=

313221

321

RRRRRR

RRRRT ×+×+×

××=

( )313221

321321 RRRRRR

RRRIIIRIV TTT ×+×+×

×××++=×=


39

Resumen o ideas clave El circuito eléctrico representa al camino seguido por la corriente eléctrica, desde la borna

negativa de la fuente externa que proporciona la f.e.m. necesaria para el movimiento de electrones, hasta la borna positiva de dicha fuente.

Mediante la conocida ley de Ohm se relacionan las tres magnitudes elementales en elec-tricidad, como son la tensión, la intensidad y la resistencia.

La primera ley de Kirchhoff nos dice, básicamente, que la tensión que proporciona la fuente externa, es la misma que la suma de tensiones caídas en los diversos elementos del circuito (ecuaciones de mallas).

La segunda ley de Kirchhoff nos dice, básicamente, que la suma de las intensidades que entran en un nodo es igual a la suma de las intensidades que salen de dicho nodo (ecua-ciones de nodos).

Un tipo básico de circuito eléctrico es el circuito resistivo serie. En él, aplicando la ley de Ohm y la segunda ley de Kirchhoff, podemos deducir la resistencia total equivalente del circuito.

Otra configuración básica de circuito eléctrico es el circuito resitivo paralelo. En él, apli-cando la ley de Ohm y la primera ley de Kirchhoff, podemos extraer la resistencia total equivalente del circuito.

Resumen


40

Actividades práctica de aula/actividades de taller


1) Calcular la resistencia del siguiente circuito eléctrico, sabiendo que entre sus bornas hemos medido 12 voltios y la intensidad que atraviesa el circuito es de 3 amperios.

I = 3 amperios

V = 12 voltiosR = ¿?

2) Hallar la resistencia total equivalente del siguiente circuito eléctrico:

R1 = 1K R2 = 470 R3 = 120

3) ¿Cuál es la resistencia total equivalente en un circuito serie conformado por tres resistencias de 200 ohmios, 68 kiloohmios y 1 megaohmio, respectivamente?.

4) Diseñar un circuito eléctrico divisor de tensión resistivo de forma que una tensión de entrada de 28 voltios sea reducida a una tensión de salida de 5 voltios.

5) Calcular el valor de la resistencia total equivalente en los siguientes casos:

Dos resistencias de 20 Ωk y 12 Ωk .

Dos ramales en paralelo, uno con dos resistencias en serie de 20 Ωk y 33 Ωk , y otro ramal con una resistencia de 8 Ωk .


41

6) Calcular la intensidad que suministrará una fuente externa colocada entre los puntos A y B del siguiente circuito, sabiendo que dicha fuente ofrece una diferencia de potencial de 28 voltios.

10 K

5 K

5 K

2 K

4 K

2 K

A B

7) Tres lámparas (resistencias puras) están conectadas en serie. La resistencia de cada una de las dos primeras es 64 ohmios y la resistencia de la tercera es 52 ohmios. ¿Cuál será la intensidad de corriente que pasa por las lámparas cuando la serie de las tres a una fuente de alimentación de 240 voltios?.

1,25 A.

0,75 A.

1,33 A.

2,5 A.

8) Un divisor de tensión está formado por dos resistencias, siendo la resistencia total equivalente del circuito de 100 ohmios. La tensión aplicada ( entradaV ) es de 100 voltios y la tensión reducidad ( salidaV ) es de 40 voltios. Calcular cada una de las dos resistencias del circuito.

70 y 30 ohmios.

20 y 80 ohmios.

50 y 50 ohmios.

60 y 40 ohmios.

9) Cuatro resistencias de 20, 40, 50 y 100 ohmios están conectadas en paralelo entre los terminales de una fuente de 100 voltios. ¿Cuál es la intensidad de la corriente total del circuito?.

15 A.

10,5 A.

8,5 A.

10 A.


42

10) Tenemos cuatro resistencias idénticas formando un cuadrado. Hay una fuente de 90 voltios conectada entre los vértices opuestos del cuadrado. ¿Cuál es la tensión entre bornas de cada una de las resistencias?.

30, 30, 30, 30 voltios.

90, 30, 30, 30 voltios.

45, 45, 45, 45 voltios.

90, 90, 90, 90 voltios.


43



1) Calcular la intensidad que circula por el siguiente circuito eléctrico, sabiendo que éste tiene una resistencia de 12 kΩ y hemos aplicado una tensión de 28 voltios.

I = ¿?

V = 28 voltios R = 12 kilohmios

2) ¿Cuál es el valor de la cuarta resistencia R4 en un circuito serie de resistencia total equivalente RT = 67Ω y constituido por tres resistencias más con valores R1 = 10Ω, R2 = 15Ω y R3 = 27Ω?

3) Se ha averiado una resistencia de 22 kΩ y tolerancia del 10 %. En nuestro almacén, disponemos de resistencias de valores 120 kΩ, 220 kΩ, 47 kΩ, 33 kΩ y 120 kΩ pero ninguna de 22 kΩ. ¿Qué combinación de estas resistencias en paralelo podríamos usar para sustituir a la resistencias de 22 kΩ averiada?.

4) Responder a las siguientes preguntas sobre el circuito siguiente:

1, 45

3,5

1,5

A B

Calcular la resistencia total equivalente del circuito.

La intensidad que circula por la resistencia de 1,45 Ω es de 10 A. ¿Se pueden conectar los terminales A y B a los terminales de fuente de alimentación de 20 voltios sin que haya peligro de cortocircuito?.


44



1) Calcular la intensidad que circula por el siguiente circuito eléctrico, sabiendo que éste tiene una resistencia de 12 kΩ y hemos aplicado una tensión de 28 voltios.

I = ¿?

V = 28 voltios R = 12 kilohmios

Aplicando la ley de Ohm obtenemos:

28 ν I = = 0,00233 A = 2,33 mA

12.000 Ω

2) ¿Cuál es el valor de la cuarta resistencia R4 en un circuito serie de resistencia total equivalente RT = 67 Ω y constituido por tres resistencias más con valores R1 = 10 Ω, R2 = 15 Ω y R3 = 27 Ω?

La solución sería: R4 = 15 Ω

3) Se ha averiado una resistencia de 22 kΩ y tolerancia del 10 %. En nuestro almacén, disponemos de resistencias de valores 120 kΩ, 220 kΩ, 47 kΩ, 33 kΩ y 120 kΩ pero ninguna de 22 kΩ. ¿Qué combinación de estas resistencias en paralelo podríamos usar para sustituir a la resistencias de 22 kΩ averiada?.

La combinación elegida es:

120 K

120 K

33 K


45

4) Responder a las siguientes preguntas sobre el circuito siguiente:

1, 45

3,5

1,5

A B

Calcular la resistencia total equivalente del circuito.

2,5 Ω.

La intensidad que circula por la resistencia de 1,45 Ω es de 10 A. ¿Se pueden conectar los terminales A y B a los terminales de fuente de alimentación de 20 voltios sin que haya peligro de cortocircuito?.

Sí, la corriente será de 8 A.


46


TENSIÓN. INTENSIDAD. RESISTENCIA. POTENCIA



10.3.1. Corriente continua vs. corriente alterna. 47 10.3.1.01. Formas de onda de la corriente. 47 10.3.1.02. Ondas senoidales. 48 10.3.2. Tensión, intensidad y potencia. 52 10.3.3. Resistencias. 54 10.3.4. Inductancias o bobinas. 56 10.3.4.01. Ley de Ohm extendida a circuitos inductivos. 58 10.3.4.02. Potencia en circuitos inductivos. 60 10.3.4.03. Factor de potencia en circuitos inductivos. 60 10.3.5. Capacidades o condensadores. 61 10.3.5.01. Ley de Ohm extendida a circuitos capacitivos. 64 10.3.5.02. Potencia en circuitos capacitivos. 66 10.3.5.03. Factor de potencia en circuitos capacitivos. 69





Unidad Didáctica 10.3 TENSIÓN. INTENSIDAD. RESISTENCIA. POTENCIA

47


10.3.1. Corriente continua vs. corriente alterna.Cuando estudiamos el concepto de corriente eléctrica describimos que ésta estaba constituida por un flujo de cargas negativas (electrones libres) que se desplazaban desde la parte negativa hasta la parte positiva de la fuente. Además, comentamos que este movimiento era ordenado y siempre en la misma dirección.

Pues bien, la definición anterior de corriente eléctrica es perfectamente válida cuando nos referimos a la corriente continua (representada por las siglas CC o DC, en inglés). Sin embargo, en la naturaleza también existe otro tipo de corriente denominada corriente alterna (representada por las siglas CA o AC, en inglés).

Cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido, del polo negativo al polo positivo, se habla de corriente continua (CC o DC). Las pilas y las baterías producen este tipo de corriente. Existen también unas máquinas eléctricas denominadas generadores de DC que proporcionan corriente continua, pero ésta ha sido previamente transformada de alterna a continua.

Por el contrario, cuando los electrones no circulan en un sentido único, sino alterno, cambiando de sentido constantemente, hablamos de corriente alterna (CA o AC). Esto se consigue porque los terminales o bornas de la fuente del circuito están continuamente intercambiando su polaridad. Los alternadores, dinamos y generadores de AC son las máquinas eléctricas que proporcionan este tipo de corriente.

La corriente alterna es preferida a la corriente continua en entornos industriales, viviendas, etc. debido a que es más fácil de producir (menos costoso) y más eficiente a la hora de transportarla (se precisa de menor sección de conductor para transportar la energía eléctrica).

Sin embargo, hay determinados sistemas eléctricos y electrónicos que sólo funcionan con corriente continua, como ocurre con la mayoría sistemas electrónicos y algunos sistemas eléctricos.

10.3.1.1. Formas de onda de la corriente.

Las formas de onda son representaciones gráficas donde podemos visualizar fácilmente la evolución de magnitudes eléctricas interesantes, como la tensión y la intensidad, a lo largo del tiempo.


48

Normalmente, estas representaciones son gráficas X-Y, como las mostradas en las Figuras. 1 y 2, donde en el eje X encontramos el tiempo y en el eje Y encontramos la magnitud eléctrica en cuestión (tensión, intensidad, y otros).

Como se aprecia en la Fig. 1, las formas de ondas en corriente continua son líneas rectas paralelas al eje X. Esto se debe, a que la corriente continua siempre circula en la misma dirección y con la misma velocidad. Por ello, ninguna magnitud eléctrica, ya sea tensión, intensidad, etc., cuyos valores dependen de los parámetros anteriores, no van a sufrir alteración en sus valores con respecto al tiempo.

Forma de Onda de una Tensión DC

0

1

2

3

4

0 1 2 3 4

Tiempo (segundos)

Ten

sió

n (

volt

ios)

TENSIÓN

Figura 1 Forma de onda de una tensión DC

En cambio, en el caso de la corriente alterna, las formas de onda de tensión, intensidad, etc. sí sufren cambios a lo largo del tiempo. En este caso la dirección y/o la velocidad de las cargas eléctricas en el circuito va a ser variable con el tiempo, por que también variarán con éste las magnitudes de tensión, intensidad, etc. (ver Fig. 2).

Forma de Onda de una Tensión AC

0

1

2

3

4

0 1 2 3 4

Tiempo (segundos)

Ten

sió

n (

volt

ios)

TENSIÓN

Figura 2 Forma de onda de una tensión AC

En función de la forma que adopte la gráfica para el caso AC estaremos hablando de formas de onda cuadradas, triangulares (como la de la Fig. 2), dientes de sierra, aleatorias (cuando presentan una forma errática), sinusoidales o senoidales, y otros.

Precisamente son estas últimas, las senoidales, las formas de onda más típicas en corriente alterna.


49

10.3.1.2. Ondas senoidales.

Las formas de ondas periódicas son aquellas, en las que un determinado patrón, se repite constantemente en el tiempo. A este patrón repetitivo se le denomina ciclo. Las formas de onda senoidales son una clase de formas de onda periódicas.

En este tipo de formas de onda, la magnitud eléctrica representada: tensión, intensidad, etc., aumenta primero desde cero hasta un máximo y luego disminuye hasta cero en un sentido. A continuación sigue disminuyendo hasta un mínimo en este mismo sentido. Tras alcanzar dicho mínimo, vuelve a aumentar hasta cero en sentido contrario (ver Figuras 7, 8 y 9).

Como se ha visto, la magnitud física aumenta hasta el máximo y disminuye hasta cero en una polaridad (positiva), mientras que luego sigue disminuyendo hasta un mínimo para a continuación aumentar hasta cero en otra polaridad (negativa) (ver Figuras 7, 8 y 9).

Toda señal que se repite en el tiempo, posee una frecuencia (f). La frecuencia es una nueva magnitud física eléctrica cuya unidad característica de medición es el hertzio (representado como Hz). Podemos definir hertzio como el número de veces que se repite la onda en un segundo. Por ello, hablar de hertzio o de ciclos por segundo es lo mismo (ver Fig. 3).

También, en formas de ondas periódicas, se habla de periodo (T). Se define a esta magnitud como el tiempo en que tarda la forma de onda en completar un ciclo completo (ver Fig. 3).

Figura 3 Conceptos de periodo y frecuencia en señales senoidales. (Imagen: Agustín Borrego)

Otro concepto importante cuando se habla de ondas senoidales es el de fase. La fase es una magnitud eléctrica que se mide en unidades de ángulos, como grados o radianes. Se define la fase como la situación instantánea en el ciclo, de una magnitud eléctrica (tensión, intensidad, etc.) que varía periódicamente.

Se entenderá mejor el concepto de fase si se contempla la onda senoidal como la trayectoria de un punto sobre un círculo de 360º. Un ciclo o periodo de la señal senoidal abarca los 360º.


50

Figura 4 Concepto de fase en señales senoidales. (Imagen: Agustín Borrego)

Se dice que dos formas de onda senoidales no están en fase o se encuentran desfasadas cuando no coinciden en el tiempo los pasos por puntos equivalentes de dichas formas de onda.

Figura 5 Concepto de desfase entre dos formas de onda senoidales de la misma frecuencia (Imagen: Agustín Borrego)

Desde el punto de vista puramente matemático, podemos representar la forma de onda senoidal mediante la siguiente ecuación (ver Fig. 6):

( )βω +××= tsenoAta 0)(

Donde:

0A Es la amplitud de la magnitud eléctrica (tensión, intensidad, etc.) representada por la forma de onda.

f×= πω 2 Es la frecuencia angular (radianes/seg.) y f la frecuencia en hertzios.

t Es el tiempo en segundos.

β Es la fase inicial en radianes.


51

Figura 6 Parámetros característicos de una señal senoidal

Como valores significativos de la señal senoidal tendremos a los siguientes:

- Valor instantáneo ( ( )tA ). Es el valor que toma la magnitud eléctrica representada por la forma de onda en cada instante de tiempo.

- Valor pico a pico ( ppA ). Diferencia en el valor del pico positivo (máximo) y del pico negativo (mínimo).

- Valor medio ( medA ). Es un valor que se refiere a un semiciclo y vale π

02 AAmed

×= .

- Valor eficaz ( A ó rmsA ). Este valor es el que produce el mismo efecto eléctrico de su equivalente en corriente continua. La mayoría de las medidas de magnitudes senoidales se realizan con este parámetro. En una onda senoidal el valor eficaz vale

20A

A=.


52

Onda senoidal (T=1)

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100

Tiempo X 20 (segundos)

Vo

ltaj

e (v

olt

ios)

Figura 7 Forma de onda senoidal

×= t

TsenoV

π2 , con t el tiempo y T = 1 seg. el periodo

Onda senoidal (T=2)

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100


Vo

ltaj

e (v

olt

ios)


×= t

TsenoV


Onda senoidal (T=4)

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100


Vo

ltaj

e (v

olt

ios)


×= t

TsenoV



53

10.3.2. Tensión, intensidad y potencia.Tensión.

Podemos definir a la tensión eléctrica o voltaje como la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un circuito eléctrico. No tiene sentido, por lo tanto, hablar de tensión en un solo punto, sino de tensión entre dos puntos.

A la tensión proporcionada por una fuente se le denomina fuerza electromotriz (f.e.m.) y es ésta la causante de que los electrones libres del medio conductor se muevan ordenadamente en dirección polo negativo a polo positivo.

La tensión es una magnitud eléctrica fundamental que se mide en voltios (V).

En corriente continua (DC), el valor que adoptará la tensión no variará con el tiempo. Será un valor constante. De esta forma la onda de una tensión DC tendrá una apariencia semejante a la representada en la Fig. 1. Es decir, se tratará de una línea horizontal cuyo valor en el eje Y será un único valor en voltios.

En corriente alterna (AC), el valor de la tensión será variable con el tiempo. Hay multitud de formas de onda que pueden representar a tensiones alternas. Las más importantes son las senoidales.

Intensidad.

La intensidad de corriente eléctrica se define como la cantidad de carga eléctrica que pasa por la sección de un material conductor en una unidad de tiempo.

Sabemos que la carga es una magnitud eléctrica que se mide en culombios (C). De esta forma, a la unidad expresada en culombios por segundos (C/s) se le conoce como amperio (A). El amperio es la unidad fundamental de intensidad de corriente eléctrica.

De la misma forma que ocurría con el voltaje, la intensidad puede darse tanto continua (DC) como alterna (AC). En ambos casos, la evolución será como la explicada en párrafos anteriores cuando nos referíamos a la tensión.

La ley de Ohm es la ley matemática encargada de relacionar los parámetros de tensión e intensidad en los circuitos eléctricos puramente resistivos (donde sólo hay resistencias). En capítulos próximos veremos cómo será la relación de esas magnitudes en función de la naturaleza eléctrica del circuito: circuitos resistivos, inductivos y capacitivos.

Potencia.

Por último, como magnitud eléctrica fundamental, sólo nos queda por estudiar a la potencia eléctrica.

La potencia, en su definición general, es el trabajo realizado por una fuerza en la unidad de tiempo. Trabajo se produce siempre y cuando dicha fuerza origine algún tipo de movimiento.

Pues bien, con estos conceptos anteriores aclarados, en un circuito eléctrico, la diferencia de potencial entre dos puntos origina una tensión que, cuando se conectan dichos puntos entre sí, se produce el movimiento de los electrones y, consecuentemente, de la intensidad de corriente. Se trata, pues, de un ejemplo de fuerza que realiza un trabajo.


54

Por ello, definimos a la potencia eléctrica como la magnitud que describe la velocidad a la que se realiza el trabajo al moverse los electrones de un punto a otro del circuito.

En un circuito eléctrico, la potencia suministrada para que se produzca el movimiento de electrones procederá de la fuente. Se dice, por tanto, que la fuente es el elemento activo del circuito.

Los demás elementos del circuito eléctrico (resistencias, conductores, etc.) serán los elementos pasivos, porque no producen potencia, sino que, más bien, la consumen.

Sabemos que la energía no se crea ni se destruye, sino que, simplemente, se conserva. Pues bien, la energía o potencia suministrada por la fuente se pierden en los elementos pasivos del circuito transformándose en energía o potencia calorífica. A esta conversión de energías es lo que se denomina efecto Joule.

La potencia eléctrica es una magnitud fundamental en electricidad y se mide en unidades denominadas vatios (w). Se define el vatio como la velocidad a la que se realiza el trabajo en un circuito eléctrico por el cual circula una corriente de un amperio cuando hay aplicada una f.e.m. de un voltio.

De la anterior definición podemos extraer la fórmula de la potencia eléctrica:

)( amperiovoltiovatioIVP

IntensidadTensiónPotencia

×=×=×=

Si, además, trabajamos en un circuito puramente resistivo, es aplicable perfectamente la ley de Ohm, que dice:

IVRR

VIRIV ==×= ;;

Usando la ley de Ohm en la definición matemática de la potencia podemos volver a escribir la fórmula de potencia eléctrica como:

RV

RIIVP2

2 =×=×=

Si trabajamos en circuitos DC, tanto la tensión (V) como la intensidad de corriente (I) son invariantes en el tiempo. De esta forma se puede concluir afirmando que, en corriente continua, la potencia es una magnitud eléctrica constante en el tiempo (siempre el mismo valor).

Sin embargo, al trabajar en circuito AC, donde la tensión (V) y la intensidad (A) van a variar a lo largo del tiempo, tendremos que la potencia, puesto que se definió como el producto de ambas magnitudes, será también otra magnitud variable con el tiempo. El aparato eléctrico capaz de medir potencias se denomina vatímetro.

10.3.3. Resistencias.Hemos definido a los circuitos resistivos como aquellos que sólo están constituidos por elementos eléctricos que no contienen inductancias ni capacidades, sólo resistencias.


55

Hemos estudiado la presencia de resistencias en circuitos de corriente continua (DC). En estas circunstancias, son perfectamente aplicables las leyes de Ohm y de Kirchhoff (1ª y 2ª). Es decir, tendremos:

V = I × R (ley de Ohm)

∑ Ientrantes en un nodo = ∑ Isalientes en un nodo (1ª ley de Kirchhoff)

Ventrantes en un nodo = ∑ Vcaídas en las resistencias (2ª ley de Kirchhoff)

Además, cuando trabajamos con corriente alterna (AC) y en circuitos resistivos, las fórmulas y leyes anteriores son también perfectamente válidas. En estos casos, típicamente se trabaja con valores eficaces en lugar de valores instantáneos.

Al aplicar tensión alterna en las bornas de una resistencia, la intensidad de corriente que la atraviesa sigue exactamente a la tensión. Es decir, cuando la tensión aumenta, la intensidad también aumenta; cuando la tensión disminuye, la intensidad disminuye; y en el instante preciso en que la tensión cambia de polaridad, el sentido de la corriente se invierte.

Se dice que las formas de onda de la tensión AC y la intensidad AC están en fase en circuitos resistivos (ver Fig. 10).

De esta forma, la forma de onda de la potencia instantánea, estará en fase con la tensión y la intensidad. Además, la potencia siempre será positiva en estas circunstancias, al tener tanto tensión como intensidad siempre el mismo signo (ver Fig. 10).

Figura 10 Formas de onda de tensión AC, intensidad AC y potencia AC en circuitos resistivos

En AC, la potencia consumida en el circuito es la media aritmética de todos los valores instantáneos de la potencia. Este valor de potencia también se puede obtener multiplicando entre sí los valores eficaces de tensión e intensidad:


56

2maxV

Veficaz =

2maxI

I eficaz =

22maxmaxmax PIV

IVP eficazeficazmedia =×

=×=

El valor de potencia consumida en un circuito (potencia media) es la mitad del máximo valor de potencia instantánea.

10.3.4. Inductancias o bobinas.Si variamos el valor de la intensidad de la corriente que recorre un circuito, éste tiende a oponerse a que realice dicha variación. Esta propiedad de oponerse a los cambios de la corriente se denomina inductancia.

La inductancia (representada en los circuitos eléctricos según la Fig. 11) se encuentra en elementos eléctricos como las bobinas o inductores. El inductor o bobina típicamente se compone de un hilo conductor enrollado alrededor de un núcleo de material ferroso. De esta forma acrecentamos el carácter inductivo del conductor.

La inductancia es otra magnitud eléctrica importante y se mide en unidades denominadas henrios (H).

L

Figura 11 Representación gráfica de la bobina en un circuito eléctrico

Cuando la corriente circula a través de un conductor se produce un campo magnético a su alrededor, de forma que al aumentar la intensidad aumenta dicho campo magnético inducido (expansión del campo magnético). De la misma forma, al disminuir la intensidad de corriente, disminuye el campo magnético inducido (contracción del campo magnético).

Esta expansión y contracción del campo magnético produce una f.e.m. de autoinducción cuyo efecto es oponerse a cualquier cambio que se produzca en el valor de la intensidad de corriente. Cuanto mayor sea la variación de la intensidad de la corriente, mayor será dicha oposición.

Sin embargo, en circuitos de corriente continua (DC) la variación de la intensidad de la corriente es nula. Es decir, la intensidad de corriente permanece invariable con el tiempo. En corriente continua, una bobina o inductancia se comporta como un conductor ideal. Es como si tuviésemos, una resistencia de valor cero ohmios.


57

Según la ley de Ohm, consecuentemente, podemos deducir que en DC la caída de tensión de una bobina o inductor es nula al no presentar resistencia ninguna. O dicho de otra forma, no se genera f.e.m. inducida en la bobina.

Sin embargo, en un circuito de corriente alterna (AC) la cosa es diferente. En este caso la intensidad de corriente varía con el tiempo y sabemos que la inductancia se opone a dichas variaciones. Además esta oposición es tanto más intensa cuanto mayor sea la tasa de variación de la corriente (frecuencia).

Cuando la intensidad de corriente AC está aumentando, se está almacenando energía en la bobina. Sin embargo, cuando la intensidad de corriente disminuye, la energía almacenada es devuelta al circuito.

Con todo esto, podemos definir el concepto de reactancia inductiva como la oposición a la corriente eléctrica que presenta una inductancia. La reactancia inductiva depende, fundamentalmente, de dos factores: la frecuencia (f) de la intensidad y el valor de la inductancia (L) de la bobina. Matemáticamente, la reactancia inductiva, denotada como LX , queda como sigue: LfX L ××= π2 , con f expresado en hertzios (Hz) y L en henrios (H).

En circuitos inductivos puros, constituidos únicamente por bobinas o inductancias, la intensidad de corriente no varía de forma pareja con la tensión como ocurría en los circuitos resistivos puros, en donde tensión e intensidad estaban en fase.

Ahora la intensidad alcanza su máximo ¼ de ciclo después de que lo haga la tensión. Se dice, por tanto, que tensión e intensidad están desfasadas 90º en circuitos inductivos puros, y que es la intensidad la que está desfasada 90º respecto de la tensión. (Ver Fig. 12).

Figura 12 Formas de onda de tensión AC, intensidad AC y potencia AC en circuitos inductivos

Sin embargo, en la práctica los circuitos inductivos puros no existen. Siempre hay resistencias. En estos casos prácticos, el ángulo de desfase o de retraso de la intensidad con respecto a la tensión será menor de 90º. Es más, este ángulo dependerá de la relación entre la reactancia inductiva y la resistencia del circuito.


58

El ángulo de desfase se puede calcular mediante la fórmula:

R

Xtg L=φ , donde φ es el ángulo de desfase.

Cuando la reactancia inductiva sea igual a la resistencia, podemos ver fácilmente que el ángulo de desfase es de 45º. Es decir, la intensidad está retrasada 45º respecto de la tensión (ver Fig. 13).

Figura 13 Formas de onda de tensión AC e intensidad AC en circuitos con resistencia igual a la reactancia inductiva

10.3.4.1. Ley de Ohm extendida a circuitos inductivos.

En el caso de circuitos puramente inductivos y con fuentes de corriente alterna (AC), como en el de las Figuras. 14 y 15, se puede aplicar la ley de Ohm sustituyendo el parámetro de la resistencia (R) por el de reactancia inductiva ( LX ).

La ley de Ohm extendida a circuitos puramente inductivos quedará de la siguiente forma:

LXIV ×=

Además, las leyes de la intensidad y de la tensión de Kirchhoff son también perfectamente aplicables.

En el caso del circuito inductivo serie de la Fig. 14, podemos afirmar que la corriente total que atraviesa el circuito también atraviesa a cada una de las bobinas. Y la tensión proporcionada por la fuente es igual a la caída de tensión en cada una de las inductancias.


59

L1

L2

L3

Vt

AC

It

I1

I2

I3

V1

V2

V3

Vt = V1 + V2 + V3It = I1 = I2 = I3

Figura 14 Circuito serie inductivo

Con todo lo anterior tendremos que la ley de Ohm para un circuito serie inductivo quedará como sigue:

321 IIIIT ===

( )321321 LLLTT XXXIVVVV ++×=++=

Por tanto, 321 LLLLT XXXX ++=

321 LLLLT ++=

Es decir, en un circuito inductivo serie las inductancias se suman para calcular la inductancia total resultante. Esto era lo mismo que ocurría para el caso de las resistencias en el circuito resistivo serie.

En el caso del circuito inductivo paralelo de la Fig. 15, la corriente total que atraviesa el circuito se divide en cada uno de los ramales de cada inductancia. Ahora la tensión que cae en cada una de las inductancias, es la misma que la que proporciona la fuente en todo momento.

I1

V1

Vt

AC

I2

V2

I3

V3 Vt = V1 = V2 = V3It = I1 + I2 + I3

It

L1 L2 L3

Figura 15 Circuito inductivo paralelo


60

Al igual como hicimos en el circuito resistivo paralelo, podemos exponer las fórmulas del circuito paralelo inductivo:

321 VVVVT ===

++×=++=

321321

111

LLLTT XXX

VIIII

Por tanto, 321

213132

321

1111

LLL

LLLLLL

LLLLT XXX

XXXXXX

XXXX ×××+×+×

=++=

Entonces, 213132

321

LLLLLL

LLLLT XXXXXX

XXXX

×+×+×××

=

213132

321

LLLLLL

LLLLT ×+×+×

××=

De esta forma hemos calculado la inductancia total equivalente de tres inductancias en paralelo.

10.3.4.2. Potencia en circuitos inductivos.

En un circuito inductivo puro ya vimos que la intensidad está desfasada (retrasada) 90º respecto de la tensión aplicada.

Como se puede apreciar en la Fig. 12, la potencia en este tipo de circuitos es una forma onda donde la mitad de ésta es positiva y la otra mitad es negativa. Además, podemos apreciar que la forma de onda de la potencia es del doble de frecuencia que las formas de onda de la tensión e intensidad respectivamente.

La parte positiva de la potencia representa la potencia que la fuente suministra al circuito para generar campo magnético en cada una de las inductancias o bobinas. Además, esa potencia (energía) queda almacenada en las inductancias al no haber ningún elemento resistivo que pueda deshacerse de ella en forma de calor. Las inductancias ideales no tienen resistividad alguna y, por lo tanto, no transforman la energía eléctrica en calorífica.

Por el contrario, la parte negativa de la potencia representa la potencia que las inductancias devuelven al circuito. Esta potencia ha sido previamente almacenada por cada inductancia del circuito durante un semiciclo positivo.

En conclusión, es intuitivo observar que la potencia consumida (en media) por un circuito inductivo puro es nula. Es decir, la parte de potencia entregada hacia el circuito (semiciclo positivo de la forma de onda de la potencia) es idéntica a la potencia entregada desde el circuito (semiciclo negativo de la forma de onda de la potencia).

10.3.4.3. Factor de potencia en circuitos inductivos.

En circuitos DC el producto de la tensión y la intensidad se denomina potencia.


61

En circuitos AC, donde la tensión y la intensidad están en fase, el producto de la tensión eficaz por la intensidad eficaz se denomina potencia media o potencia verdadera.

Sin embargo, en circuitos AC donde la tensión y la intensidad no estén en fase, como ocurre en los circuitos inductivos, al producto de la tensión por la intensidad se le denomina potencia aparente y su unidad de medida es el voltio-amperio.

En este tipo de circuitos, donde intensidad y voltaje están desfasados, sólo hay consumo de potencia verdadera en la parte resistiva del mismo. La fórmula de la potencia verdadera quedaría como sigue (haciendo uso de nuevo de la ley de Ohm en la fórmula de la potencia):

( )vatiosenmedidaRV

RIPverdadera2

2 =×=

( )amperiosvoltioenmedidaIVPaparente −×=

De esta forma, si el circuito es inductivo puro, la potencia verdadera es nula pero la potencia aparente no es nula.

En circuitos resistivos puros, la potencia verdadera coincide con la potencia aparente.

Con todo esto, definimos un nuevo concepto eléctrico llamado factor de potencia (FP) como el cociente entre la potencia verdadera y la potencia aparente.

IV

RV

IVRI

P

PFP

aparente

verdadera

×=

××==

22

En circuitos inductivos puros, al ser la potencia verdadera nula, el factor de potencia también será nulo (FP = 0).

En circuitos resistivos puros, al ser la potencia verdadera igual a la potencia aparente, el factor de potencia será la unidad (FP = 1).

De esta forma, podemos intuir que, a medida que el desfase entre la tensión y la intensidad se va haciendo menor (desde los 90º hasta los 0º) el factor de potencia va aumentando (desde 0 hasta 1). O lo que es lo mismo, al disminuir el ángulo de desfase entre tensión e intensidad, aumenta la potencia verdadera o potencia real.

10.3.5. Capacidades o condensadores.Si variamos el valor de la tensión de un circuito, observamos que el circuito tiende a oponerse a dicha variación.

Se define la capacidad como la oposición que ofrece un circuito a las variaciones de tensión (observar la diferencia con la inductancia, que era la oposición de un circuito a las variaciones de intensidad).

Los dispositivos eléctricos que proporcionar capacidad a un circuito son los denominados condensadores. Los condensadores están constituidos típicamente por un par de placas metálicas separadas por un dieléctrico.


62

C

Figura 16 Representación gráfica de la bobina en un circuito eléctrico

La capacidad es otra magnitud eléctrica importante y se mide en unidades denominadas faradios (F).

Al aplicar una tensión a un circuito dotado de capacidades, las placas de éste empiezan a cargarse de cargas positivas, en un lado, y negativas, en el otro.

Lógicamente, los electrones tenderán a viajar desde el polo negativo de la fuente hasta el polo positivo. Pero, cuando llegan al condensador, se interrumpe este trayecto y los electrones quedan almacenados en una de las placas. De forma análoga, los electrones de la otra placa, son, a su vez, atraídos por el polo positivo de la fuente, quedando dicha placa cargada positivamente. Se dice, por ello, que un condensador o capacidad es un almacén de cargas eléctricas: cargas positivas en una placa y cargas negativas en la otra.

Llega un momento en que las placas del condensador ya no pueden abarcar más cargas y, en este preciso momento, la corriente se detiene (este tiempo es denominado tiempo de carga del condensador y suele ser muy breve). Esto es, precisamente, lo que sucede en corriente continua (DC). El condensador, tras un estado inicial transitorio de carga, se comporta como un circuito abierto, no permitiendo el paso de la corriente eléctrica.

Sin embargo, en corriente alterna (AC) la cosa es diferente. La polaridad de los terminales de la fuente está cambiando constantemente (periódicamente) y la placa que acumulaba en un semiciclo positivo de la tensión cargas negativas pasa, en el semiciclo negativo siguiente, a acumular cargas positivas. Lo mismo ocurriría con la placa que acumula cargas positivas durante el semiciclo positivo de la corriente, que, durante el semiciclo negativo, pasa a acumular cargas negativas.

De esta forma existe un movimiento de cargas, originado por la reiterada carga y descarga del condensador (al variarse la tensión), que origina una corriente eléctrica también de alterna.

Además, cuanto más frecuentemente varíe la tensión, menor será la oposición de la capacidad a la corriente. Por ello, en DC, donde la frecuencia de variación de la tensión es nula, la oposición a la corriente es enorme (teóricamente infinita o circuito abierto).

Con todo esto, podemos definir el concepto de reactancia capacitiva como la oposición a la corriente eléctrica que presenta una capacidad. La reactancia capacitiva depende, fundamentalmente, de dos factores: la frecuencia (f) de la tensión y el valor de la capacidad (C) del condensador. Matemáticamente, la reactancia inductiva, denotada como CX , queda como sigue:

CfX C ××

−=π2

1, con f expresado en hertzios (Hz) y C en faradios (F).


63

En circuitos capacitivos puros, constituidos únicamente por condensadores, la intensidad de corriente no varía de forma pareja con la tensión como ocurría en los circuitos resistivos puros, en donde tensión e intensidad estaban en fase.

Ahora la tensión alcanza su máximo ¼ de ciclo después de que lo haga la intensidad. Se dice, por tanto, que tensión e intensidad están desfasadas 90º en circuitos capacitivos puros, y que es la tensión la que está desfasada 90º (retrasada) respecto de la intensidad. (Ver Fig. 17).

Tensión, intensidad y potencia en circuitos capacitivos

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97

Tiempo X20 (segundos)

Vo

ltio

s (V

), A

mp

erio

s (A

), V

atio

s (W

)

Intensidad

Tensión

Potencia

Figura 17 Formas de onda de tensión AC, intensidad AC y potencia AC en circuitos capacitivos

Sin embargo, en la práctica los circuitos capacitivos puros no existen. Siempre hay resistencias. En estos casos prácticos, el ángulo de desfase o de retraso de la tensión con respecto a la intensidad será menor de 90º. Es más, este ángulo dependerá de la relación entre la reactancia inductiva y la resistencia del circuito.

Matemáticamente, el ángulo de desfase se puede calcular mediante la fórmula:

R

Xtg C−

=φ , donde φ es el ángulo de desfase.

Cuando la reactancia capacitiva sea igual a la resistencia en valor absoluto, podemos ver fácilmente que el ángulo de desfase es de -45º. Es decir, la tensión está retrasada 45º respecto de la intensidad (ver Fig. 18).

Al ser la reactancia capacitiva siempre una magnitud negativa y al ser la resistencia siempre una magnitud positiva, el cociente entre ambos será siempre un valor negativo. Por ello, el ángulo resultante φ tendrá, consecuentemente, un valor negativo, a diferencia del caso inductivo-resistivo. Ello es así porque, ahora,


64

es la tensión la que está retrasada respecto de la corriente (o la corriente adelantada respecto de la tensión). Justamente lo contrario ocurría en el caso inductivo-resistivo.

Tensión e intensidad (R = XL)

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97


Vo

ltio

s (V

) y

Am

per

ios

(A)

Intensidad

Tensión

Figura 18 Formas de onda de tensión AC e intensidad AC en circuitos con resistencia igual a la reactancia capacitiva

10.3.5.1 Ley de Ohm extendida a circuitos capacitivos.

En el caso de circuitos puramente capacitivos y con fuentes de corriente alterna (AC), como en el de las Figuras 19 y 20, se puede aplicar la ley de Ohm sustituyendo el parámetro de la resistencia (R) por el de reactancia capacitiva ( CX ).

La ley de Ohm extendida a circuitos puramente capacitivos quedará de la siguiente forma:

CXIV ×=

Además, las leyes de la intensidad y de la tensión de Kirchhoff son también perfectamente aplicables.

En el caso del circuito capacitivo serie de la Fig. 19, podemos afirmar que la corriente total que atraviesa el circuito también atraviesa a cada una de los condensadores. Y la tensión proporcionada por la fuente es igual a la caída de tensión en cada una de las capacidades.


65

C1

C2

C3

Vt

AC

It

I1

I2

I3

V1

V2

V3

Figura 19 Circuito serie capacitivo

Con todo lo anterior tendremos que la ley de Ohm para un circuito serie capacitivo quedará como sigue:

321 IIIIT ===

( )321321 CCCTT XXXIVVVV ++×=++=

Por tanto, 321 CCCCT XXXX ++=

Sin embargo, si recordamos la definición de reactancia capacitiva:

CfX C ××

−=π2

1

Volvemos a describir la expresión anterior de la reactancia capacitiva total equivalente:

++×

×−=

××−+

××−+

××−=

321321

11121

21

21

21

CCCfCfCfCfX CT ππππ

De esta forma, podemos ver que la capacidad total resultante de un circuito serie es:

321

1111CCCCT

++=

322131

321

CCCCCC

CCCCT ×+×+×

××=

Es decir, ahora, a diferencia del caso serie inductivo y resistivo, la capacidad total resultante de un circuito capacitivo serie no es la suma de todas las capacidades del circuito.


66

En el caso del circuito capacitivo paralelo de la Fig. 20, la corriente total que atraviesa el circuito se divide en cada uno de los ramales de cada capacidad. Ahora es la tensión que cae en cada una de las capacidades la misma que la proporciona la fuente en todo momento.

I1

AC

I2 I3

Vt = V1 = V2 = V3It = I1 + I2 + I3

It

C1

V1C2

V2

C3V3

Figura 20 Circuito paralelo capacitivo

Al igual que como hicimos en el circuito resistivo e inductivo paralelo, podemos exponer las fórmulas del circuito paralelo capacitivo:

321 VVVVT ===

++×=++=

321321

111

CCCTT XXX

VIIII

Por tanto, ( )321321

2111

CCCfXXX

XCCC

CT ++×−=++= π

De esta forma, 321 CCCCT ++=

En un circuito capacitivo paralelo la capacidad total resultante es la suma de cada una de las capacidades del circuito.

10.3.5.2. Potencia en circuitos capacitivos.

En un circuito capacitivo puro vimos que la tensión aplicada está desfasa (retrasada) 90º respecto de la intensidad.

Como se puede apreciar en la Fig. 17, la potencia en este tipo de circuitos es una forma onda donde la mitad de la onda es positiva y la otra mitad es negativa. Además, podemos apreciar que la forma de onda de la potencia es del doble de frecuencia que las formas de onda de la tensión e intensidad respectivamente.

La parte positiva de la potencia representa la potencia que la fuente suministra al circuito para acumular carga eléctrica en cada una de las capacidades o condensadores. Además, esa potencia (energía) queda


67

almacenada en las capacidades al no haber ningún elemento resistivo que pueda deshacerse de ella en forma de calor. Las capacidades ideales no tienen resistividad alguna y, por lo tanto, no transforman la energía eléctrica en calorífica.

Por el contrario, la parte negativa de la potencia representa la potencia que las capacidades devuelven al circuito. Esta potencia ha sido previamente almacenada en forma de carga en las placas de cada capacidad del circuito durante un semiciclo positivo.

En conclusión, es intuitivo observar que la potencia consumida (en media) por un circuito capacitivo puro es nula (al igual que ocurría en un circuito inductivo puro, como ya vimos). Es decir, la parte de potencia entregada hacia el circuito (semiciclo positivo de la forma de onda de la potencia) es idéntica a la potencia entregada desde el circuito (semiciclo negativo de la forma de onda de la potencia).

10.3.5.3. Factor de potencia en circuitos capacitivos.

Sin embargo, en circuitos AC donde la tensión y la intensidad no estén en fase, como ocurre en los circuitos capacitivos, al producto de la tensión por la intensidad se le denomina potencia aparente y su unidad de medida es el voltio-amperio.

En este tipo de circuitos, donde intensidad y voltaje están desfasados, sólo hay consumo de potencia verdadera en la parte resistiva del mismo. La fórmula de la potencia verdadera quedaría como sigue (haciendo uso de nuevo de la ley de Ohm en la fórmula de la potencia):

( )vatiosenmedidaRV

RIPverdadera2

2 =×=

( )amperiosvoltioenmedidaIVPaparente −×=

De esta forma, si el circuito es capacitivo puro, la potencia verdadera es nula pero la potencia aparente es distinta de cero.

En circuitos resistivos puros, la potencia verdadera coincide con la potencia aparente.

Con todo esto, haciendo uso del concepto eléctrico denominado factor de potencia (FP), que ya definimos cuando explicamos la potencia de los circuitos inductivos, tenemos:

IV

RV

IV

RI

P

PFP

aparente

verdadera

×=

××==

22

En circuitos capacitivos puros, al ser la potencia verdadera nula, el factor de potencia también será nulo (FP = 0).

En circuitos resistivos puros, al ser la potencia verdadera igual a la potencia aparente, el factor de potencia será la unidad (FP = 1).

De esta forma, podemos intuir que, a medida que el desfase entre la intensidad y la tensión se va haciendo menor (desde los 90º hasta los 0º) el factor de potencia va aumentando (desde 0 hasta 1). O lo que es lo mismo, al disminuir el ángulo de desfase entre intensidad y tensión, aumenta la potencia verdadera o potencia real. Es exactamente lo mismo que ocurría en el caso de los circuitos inductivos.


68

Resumen o ideas claveEn corriente continua (DC), el movimiento de electrones que constituye la corriente eléc-

trica siempre es en el mismo sentido y con la misma velocidad. Es decir, la intensidad de corriente es una magnitud invariable con el tiempo.

En corriente alterna (AC), el movimiento de electrones que constituye la corriente eléctrica no es siempre en el mismo sentido ni con la misma velocidad. Es decir, la intensidad de corriente es una magnitud variable en el tiempo, normalmente, de forma cíclica o perió-dica.

Para estudiar de forma cualitativa y cuantitativa las características más importantes de la corriente eléctrica alterna hemos de familiarizarnos con unas representaciones gráficas X-Y (tiempo-magnitud) denominadas formas de onda.

Mediante el análisis gráfico y/o matemático de las formas de onda, podemos interpretar claramente conceptos como el de amplitud, frecuencia, periodo, fase, etc.

También, existen una serie de conceptos asociados a las formas de ondas senoidales (las más utilizadas para describir la corriente AC), como son: valor instantáneo, valor de pico, valor pico a pico, valor medio, valor eficaz. Estos valores son muy importantes de cara a interpretar correctamente determinados fenómenos eléctricos más complejos.

La tensión eléctrica, entendiéndola como la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un circuito eléctrico para mantener el movimiento de electrones, puede darse tanto en DC como en AC. En corriente continua (DC), el valor que adoptará la tensión no variará con el tiempo. Será un valor constante. En corriente alterna (AC), el valor de la tensión será variable con el tiempo.

Resumen


69

La intensidad de corriente eléctrica, entendiéndola como la cantidad de carga eléctrica que pasa por la sección de un material conductor en la unidad de tiempo, puede darse, también, tanto en DC como en AC. En el caso DC, el flujo de electrones (cargas negati-vas) es siempre de la misma velocidad y en el mismo sentido. En el caso AC, el flujo de electrones varía en velocidad y en sentido.

Entendemos por potencia eléctrica a la magnitud que describe la velocidad a la que se realiza el trabajo al moverse los electrones de un punto a otro del circuito. En un circuito la potencia necesaria para que se produzca el movimiento de electrones es suministrada por la fuente. Los demás elementos del circuito (resistencias, conductores, etc.) no sumi-nistran potencia, sino que la consumen. En DC, la potencia adquiere un valor constante con el tiempo, mientras que en AC adquiere un valor variable con el tiempo.

En AC, entendemos por potencia verdadera como el producto de la tensión eficaz por la intensidad eficaz (se mide en vatios). Entendemos por potencia aparente al producto de la intensidad por la tensión (se mide en voltio-amperios).

En el estudio de la potencia eléctrica en circuitos AC, definimos el factor de potencia como el cociente entre la potencia verdadera y la potencia aparente.

Se denomina resistencia a la oposición que ofrece un cuerpo al paso de la corriente eléc-trica (se mide en ohmios). Un circuito es resistivo cuando únicamente posee resistencias. En circuitos resistivos puros:

- La tensión está en fase con la intensidad.- La potencia está en fase con la tensión y la intensidad pero posee el doble de

frecuencia.- La potencia aparente es igual a la potencia verdadera. FP = 1.- Se pueden aplicar en AC las leyes de Ohm y Kirchhoof.

Se denomina inductancia a la oposición que ofrece un circuito a los cambios de la intensi-dad de corriente (se mide en henrios). Un circuito es inductivo cuando únicamente posee inductancias. En circuitos inductivos puros:

- La intensidad está desfasada 90º respecto a la tensión.- Se define el concepto de reactancia inductiva, que depende proporcionalmente de la

frecuencia y en el valor de inductancia.- La potencia aparente es la consumida por la inductancia y la potencia verdadera es la

consumida por la resistencia. Por ello, en circuitos inductivos FP = 0.- Se pueden aplicar en AC las leyes de Ohm y Kirchhoof sustituyendo R por Xl.

Se denomina capacidad a la oposición que ofrece un circuito a los cambios de la tensión (se mide en faradios). Un circuito es capacitivo cuando únicamente posee capacidades. En circuitos capacitivos puros:

- La tensión está desfasada 90º respecto a la intensidad.- Se define el concepto de reactancia capacitiva, que depende inversamente proporcional

de la frecuencia y la capacidad.- La potencia aparente es la consumida por la capacidad y la potencia verdadera es la

consumida por la resistencia. Por ello, en circuitos capacitivos FP = 0.- Se pueden aplicar en AC las leyes de Ohm y Kirchhoof sustituyendo R por Xc.


70


1) Si en un circuito de corriente alterna nuestro amperímetro marca una intensidad de corriente eficaz de 10 A. ¿Cuál es el valor de intensidad pico o máxima?.

6,37 A.

7,07 A.

10 A.

14,14 A.

2) ¿Cuál es el valor de tensión eficaz en un circuito de corriente alterna donde la tensión de pico o máxima es de 100 voltios?

63,7 v.

70,7 v.

100 v.

141,4 v.

3) Si tenemos una señal senoidal (AC) con un periodo de una milésima de segundo, ¿cuál es su frecuencia?.

1 Hz.

10 Hz.

100 Hz.

1000 Hz.

4) En un circuito de corriente alterna puramente resistivo, ¿cuál es la relación de fase entre la intensidad y la tensión aplicada?.

La tensión adelanta a la intensidad.

La intensidad adelanta a la intensidad.

La intensidad y la tensión están en fase.

La tensión permanece constante pero la intensidad varía periódicamente.

5) Calcular el consumo de una resistencia de 200 ohmios que es alimentada con una fuente de tensión eficaz 100 voltios.

100 w.

70 w.

50 w.

35 w.

Actividades prácticas de aula/actividades de taller


71

6) En un circuito de corriente alterna donde hay una inductancia:

La resistencia que ofrece la inductancia a la corriente aumenta con la frecuencia de la fuente AC.

La resistencia que ofrece la inductancia a la tensión aumenta con la frecuencia de la fuente AC.

La resistencia que ofrece la inductancia a la corriente disminuye cuando aumenta frecuencia de la fuente AC.

La resistencia que ofrece la inductancia a la tensión disminuye cuando aumenta la frecuencia de la fuente AC.

7) En un circuito de corriente alterna puramente inductivo:

La intensidad alcanza su valor máximo cuando la tensión es siempre máxima.

La intensidad alcanza su valor máximo cuando la tensión está retrasada 90º con respecto a la intensidad.

La intensidad alcanza su valor máximo cuando la tensión se reduce a la mitad de su valor de pico o máximo.

La intensidad alcanza su valor máximo cuando la tensión disminuye hasta cero.

8) En un circuito de corriente alterna inductivo puro, la relación de la frecuencia de la forma de onda de potencia y las formas de onda de la tensión e intensidad será:

Igual a la cuarta parte de la frecuencia de éstas.

Igual a la mitad de la frecuencia de éstas.

Lo mismo que la frecuencia de éstas.

El doble de la frecuencia de éstas.

9) En un circuito de corriente alterna donde el valor de resistencia total es igual al valor de reactancia inductiva total, el factor de potencia vale:

0.

0,5.

0,75.

1.



72

10) Si tenemos dos condensadores idénticos conectados en serie, ¿cuál es la capacidad total resultante?.

La cuarta parte de la capacidad de cada condensador.

La mitad de la capacidad de cada condensador.

La misma capacidad de cada condensador.

El doble de la capacidad de cada condensador.

11) Si tenemos cinco condensadores idénticos conectados en paralelo, ¿cuál es la capacidad total resultante?.

La quinta parte de la capacidad de cada condensador.

La misma capacidad de cada condensador.

Cinco veces la capacidad de cada condensador.


12) La forma de onda de la intensidad de corriente con respecto a la forma de onda de la tensión en un circuito de corriente alterna donde la resistencia es igual a la reactancia capacitiva:

Adelanta a la onda de tensión en 45º.

Está retardada con respecto a la onda de tensión en 45º.

Adelanta a la onda de tensión en 90º.

Está retrasada con respecto a la onda de tensión en 90º.

13) ¿Qué ocurre al ir aumentando progresivamente el valor de resistencia en un circuito de corriente alterna capacitivo?.

El ángulo de fase aumenta y la potencia positiva llega a ser mayor que la potencia negativa.

El ángulo de fase aumenta y la potencia positiva llega a ser menor que la potencia negativa.

El ángulo de fase disminuye y la potencia positiva llega a ser menor que la potencia negativa.

El ángulo de fase disminuye y la potencia positiva llega a ser mayor que la potencia negativa.


73



1) En corriente alterna (AC), el valor eficaz de una magnitud eléctrica es lo mismo que:

Su valor de pico.

Su valor medio.

Su valor de raíz cuadrada de la media de los cuadrados.

Su valor del cuadrado de la raíz de la media de los cuadrados.

2) En circuitos de corriente alterna puramente resistivos, una de las siguientes fórmulas de la potencia es falsa.

2maxP

Pmedia =

eficazeficazmedia IVP ×=

2maxmax IV

Pmedia

×=

max707,0 PPmedia ×=

3) Describe qué es inductancia.

4) En circuitos de corriente alterna donde tenemos resistencias y bobinas, se cumple que:

La potencia verdadera y la potencia aparente son iguales.

La potencia negativa excede de la potencia positiva.

Al aumentar la resistencia aumenta la potencia verdadera consumida.

No puede haber consumo de potencia aparente.

5) Explica qué es capacidad.


74

6) En un circuito de corriente alterna donde tenemos un condensador:

La resistencia que ofrece la capacidad a la corriente aumenta con la frecuencia de la fuente AC.

La resistencia que ofrece la capacidad a la tensión aumenta con la frecuencia de la fuente AC.

La resistencia que ofrece la capacidad a la corriente disminuye cuando aumenta frecuencia de la fuente AC.

La resistencia que ofrece la capacidad a la tensión disminuye cuando aumenta la frecuencia de la fuente AC.

7) Describe las formas de onda de la tensión, intensidad y potencia en circuitos AC puramente resistivos, inductivos y capacitivos.


75



1) En corriente alterna (AC), el valor eficaz de una magnitud eléctrica es lo mismo que:

Su valor de pico.

Su valor medio.

Su valor de raíz cuadrada de la media de los cuadrados.

Su valor del cuadrado de la raíz de la media de los cuadrados.

2) En circuitos de corriente alterna puramente resistivos, una de las siguientes fórmulas de la potencia es falsa.

max707,0 PPmedia ×=

3) Describe qué es inductancia.

Es el efecto eléctrico que actúa para oponerse a las variaciones de la intensidad de la corriente eléctrica que pasa por una bobina.

4) En circuitos de corriente alterna donde tenemos resistencias y bobinas, se cumple que:

La potencia verdadera y la potencia aparente son iguales.

La potencia negativa excede de la potencia positiva.

Al aumentar la resistencia aumenta la potencia verdadera consumida.

No puede haber consumo de potencia aparente.

5) Explica qué es capacidad.

Es el efecto que se opone en las variaciones de tensión de un circuito eléctrico.


76

6) En un circuito de corriente alterna donde tenemos un condensador:

La resistencia que ofrece la capacidad a la corriente aumenta con la frecuencia de la fuente AC.

La resistencia que ofrece la capacidad a la tensión aumenta con la frecuencia de la fuente AC.

La resistencia que ofrece la capacidad a la corriente disminuye cuando aumenta frecuencia de la fuente AC.

La resistencia que ofrece la capacidad a la tensión disminuye cuando aumenta la frecuencia de la fuente AC.

7) Describe las formas de onda de la tensión, intensidad y potencia en circuitos AC puramente resistivos, inductivos y capacitivos.

En circuitos resistivos:


77

En circuitos inductivos:

En circuitos capacitivos:

Tensión, intensidad y potencia en circuitos capacitivos

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97

Tiempo X20 (segundos)

Vo

ltio

s (V

), A

mp

erio

s (A

), V

atio

s (W

)

Intensidad

Tensión

Potencia


78


UNIDADES DE MEDIDA ELÉCTRICAS



10.4.1. Unidades de medida eléctricas básicas. 81 10.4.2. Simbología eléctrica aeronáutica básica. 83



Unidad Didáctica 10.4 UNIDADES DE MEDIDAS ELÉCTRICAS

79


10.4.1. Unidades de medida eléctricas básicas.En capítulos anteriores ya hemos estudiado las principales magnitudes eléctricas. Ahora, en este apartado, pondremos, a modo de compendio, una tabla-resumen de las unidades en la que se expresan cada una de esas magnitudes.

Magnitud (símbolo) Fórmula/equivalencia principal Unidad (símbolo) Observaciones

Carga eléctrica ( q ) 181024,6 × veces la carga de un electrón. Culombio ( C )Se trata de una

constante eléctrica.

Intensidad de corriente( I )

segCA=

Amperio ( A )

RVI = (ley de Ohm)

Resistencia eléctrica ( R )

Sl

R ×= ρ

Ohmio (Ω)ρ Es la resistividad del medio, l la longitud y

S la sección.

IVR = (ley de Ohm)

Tensión (V ), fuerza electromotriz (f.e.m.) o diferencia de potencial

RIV ×= Voltio (V )

Tensión eficaz ( eficazV ) 2maxV

Veficaz = Voltio (V )En circuitos AC, con V e

I en fase.


80

Magnitud (símbolo) Fórmula/equivalencia principal Unidad (símbolo) Observaciones

Intensidad eficaz ( eficazI ) 2maxI

I eficaz = Amperio ( A )En circuitos AC, con V e

I en fase.

Potencia eléctrica ( P )

IVP ×=

RIR

VP ×== 2

2Vatios (W) En circuitos DC.

Potencia eléctrica media( mediaP )

22maxmaxmax PIV

IVP eficazeficazmedia =×

=×= Vatios (W) En circuitos AC, con V e I en fase.

Potencia eléctrica verdadera ( mediaP ) R

VRIPverdadera

22 =×= Vatios (W) En circuitos AC en

general.

Potencia aparente( aparenteP )

IVPaparente ×= Voltio-amperio (VA)

En circuitos AC en general.

Factor de potencia(FP ) (W / VA)

En circuitos AC en general.

Inductancia ( L )l

ANL

××=2µ

Henrio (H)

µ La permeabilidad, N el número de

espiras, A el área de la sección del bobinado u l la

longitud.

Reactancia inductiva( LX ) LfX L ××= π2 Ohmio (Ω)

Capacidad ( C ) d

SC

×= 0ε

(condensador plano) Faradio (F)S la superficie de las

placas, d la distancia entre placas y 0ε una

cca. del dieléctrico.

Reactancia capacitiva( CX ) Cf

X C ××−=

π21

Ohmio (Ω)

Ángulo de desfase (φ ) R

Xtg L=φ Radianes

(rad)

En circuitos AC del tipo R-L

(resistivos -inductivos)

Ángulo de desfase (φ )R

Xtg C−

=φ Radianes (rad)

En circuitos AC del tipo R-C

(resistivos-capacitivos)

Cuando estudiamos corriente alterna, vimos las características más destacables de las formas de onda senoidales, que son:

( )βω +××= tsenoAta 0)(


81

donde:

0A Es la amplitud de la magnitud eléctrica (tensión, intensidad, etc.) representada por la forma de onda.

f×= πω 2 Es la frecuencia angular (radianes/seg.) y f la frecuencia en hertzios (Hz).

t Es el tiempo en segundos.

β Es la fase inicial en radianes.

Valor instantáneo A(t). Es el valor que toma la magnitud eléctrica representada por la forma de onda en cada instante de tiempo.

Valor pico a pico App. Diferencia en el valor del pico positivo (máximo) y del pico negativo (mínimo).

Valor medio medA . Es un valor que se refiere a un semiciclo y vale π

02 AAmed

×= .

Valor eficaz ( A ó rmsA ). Este valor es el que produce el mismo efecto eléctrico de su equivalente en corriente continua. La mayoría de las medidas de magnitudes senoidales se realizan con este parámetro.

En una onda senoidal el valor eficaz vale 20A

A= .

10.4.2. Simbología eléctrica aeronáutica básica.A continuación se muestra, también en forma de tabla, una relación de símbolos gráficos que nos ayudarán a interpretar correctamente los distintos elementos que se pueden aparecer en un esquema eléctrico en el ámbito aeronáutico.

Símbolo Descripción

Corriente continua (DC).

Corriente alterna (AC).

Polaridad positiva.

Polaridad negativa.

Fase eléctrica.

Corriente trifásica, corriente formada por tres líneas de tensión desfasadas 120º entre ellas si están equilibradas. Sin neutro.


82


Corriente trifásica con neutro.

Apuntando a un elemento eléctrico (resistencia, condensador, etc.), indica parámetro ajustable.

Conexión a masa tipo tornillo (retorno de la corriente o negativo de la fuente).

Conexión de masa de chasis de equipo.

Unidad o panel completo.

Unidad o panel incompleto.

Señal eléctrica AC y su sentido.

Cable eléctrico.

Unión de cables conectados.

Barras de conexión eléctrica para la distribución de la corriente.

Cable encapsulado o encapuchado.


83


Conexión de tornillo o espárrago.

Conexión soldada o grapada.

Conexión “poke home” realizada por el proveedor.

Conexión de conductores flotantes (a realizar en el interior).

Conexión faston.

Cable apantallado de tres hilos.


84


Cable coaxial.

Pletina de puenteado eléctrico.

Empalme eléctrico de dos conductores.

Conector eléctrico fijo o receptáculo.

Conector eléctrico móvil.

Conectores fijo y móvil incompletos.

Cables trenzados.

Cable cudriaxial.

Cable twinaxial.

Cable de fibra óptica.


85


Módulo de regleta. Conexión con pines.

Módulo de regleta. Conexión con tornillo.

Módulo de regleta con diodo incorporado.

Resistencia.

Resistencia variable.

Terminal de carga.


86


Condensador.

Inductancia.

Bobina.

Interruptor 1 polo 1 vía. (ON/OFF).

Interruptor 2 polos 1 vía. (ON/OFF).

Interruptor 1 polo 2 vías. (ON/OFF).

Interruptor 1 polo 3 vías. (ON/ON/ON).

Interruptor 1 polo 2 vías. (ON/MOM/ON). Posición central OFF.

Interruptor 1 polo 2 vías. (MOM ON/MOM/ON). Posición central OFF.


87


Conmutador rotario 1 polo 3 vías. Corta antes de conectar.

Conmutador rotario 1 polo 3 vías. Conecta antes de conectar.

Pulsador 1 circuito actuación temporal. Normalmente abierto.

Pulsador 1 circuito actuación fija. Normalmente cerrado.

Pulsador 2 circuitos actuación temporal. Retorno con resorte.

Pulsador 1 circuito actuación temporal. Retorno con resorte.

Pulsador 1 circuito actuación fija.

Pulsador 2 circuitos actuación fija.

Fusible.

Breaker o interruptor automático.

Breaker o interruptor automático de 3 polos.


88


Interruptor 1 polo 2 vías. (ON/ON).

Interruptor 2 polos 2 vías. (ON/ON).

Interruptor bipolar 2 vías. (ON/MOM/ON).

Pulsador 1 circuito actuación temporal con resorte de retorno.

Contactor.

Pulsador 1 circuito actuación fija.


89


Generadores DC y AC.

Motores eléctricos DC y AC.

Vatímetro.

Amperímetro.

Voltímetro.

Diodo.

Diodo Zener.


90


Transistor bipolar tipo pnp.

Transistor bipolar tipo npn.

Diodo fotosensible.

Diodo emisor (led).

Amplificador operacional.

Lámpara.

Antena.

Batería.

Transformador monofásico.


91



1) ¿Cómo se describe este símbolo: ?.

Corriente alterna.

Corriente continua.

Fase eléctrica.



Conector eléctrico fijo o repectáculo.

Cuadro.


Diodo.

Diodo Zener.

Diodo fotosensible.


92




Corriente alterna.

Corriente continua.

Fase eléctrica.



Conector eléctrico fijo o repectáculo.

Cuadro.


Diodo.

Diodo Zener.

Diodo fotosensible.

Unidad Didáctica 10.5 CORTAR Y PELAR CABLES DE DISTINTAS GALGAS

93


CORTAR Y PELAR CABLES DE DISTINTAS GALGAS



10.5.1. Tipos de cables. 94 10.5.1.01. Introducción. 94 10.5.1.02. Diámetro del cable. 94 10.5.1.03. Cables usados en aviones EADS-CASA. 95 10.5.2. Identificación simbólica de cables. 97 10.5.2.01. Identificación simbólica de cables. 97 10.5.3. Cortar y pelar cables. 99 10.5.3.01. Cortar y pelar cables. 99 10.5.2.02. Herramientas de cortar y pelar cables. 99 10.5.3.03. Proceso para pelar cables. 100





94


10.5.1. Tipos de cables.10.5.1.1. Introducción.

Los distintos fabricantes de cables existentes investigan y desarrollan nuevas tecnologías y necesidades que van requiriendo la aviación, siendo cada día más modernos e innovadores.

Para ello deben garantizar que el material ofrecido al mercado, está cumpliendo con las normas internacionales existentes para la seguridad y garantía de calidad que se requieren a este tipo de producto tan especial.

Cada fabricante identifica los productos con su propio nombre, lo que nosotros designaremos como P/N (PART NUMBER) ó número de parte ó número de pieza.

El cable es suministrado en carretes, bobinas ó rollos de distintos tamaños y longitudes, y estarán identificados con una etiqueta donde figuran los siguientes datos:

• Nombre del fabricante.

• P/N fabricante.

• Fecha (mes y año de fabricación).

• Número del lote, para nosotros este número es el que nos garantiza su trazabilidad.

• Longitud total de cable en el carrete, en metros.

Este número de lote de fabricación nos servirá para poder investigar en caso de fallo ó defecto en un cable montado sobre avión, si es puntual en una zona del carrete utilizado o pudiera ser una partida de fabricación completa, y pudiese afectar a otros mazos fabricados con el mismo lote.


95

Sobre el cable se marcará, de forma indeleble, la referencia del producto, país de origen, la identificación del fabricante y año de fabricación.

Los circuitos eléctricos y electrónicos que componen un avión, utilizan para su funcionamiento gran variedad de cables distintos, dependiendo de la función para la cual hayan sido diseñados.

Tienen características distintas en su alma ó conductor como en sus aislantes ó fundas. Existen diferentes tipos: simples, trenzados, trenzados y apantallados, coaxiales, triaxiales, y otros.

Sus aislantes son especiales; siendo de teflón, kapton, poliamidas, etileno, tetrafluoroetileno, y otros. Una de sus características principales es el de ser ignífugos y por lo tanto no propagan las llamas en caso de fuego.

Las almas y pantallas están compuestas por metales conductores que según sean sus características de fabricación, estarán compuestos por: cobre sin protección, cobre-plateado, cobre-estañado, cobre-niquelado, aluminio sin protección, níquel-cromo, níquel-aluminio, y otros.

10.5.1.2. Diámetro del cable.

El diámetro ó sección de los cables utilizados en aeronáutica se designan con el nombre de GALGA ó las siglas AWG.

Se identifican con números pares y van por orden secuencial “cuanto mayor sea el número, menor diámetro ó sección”, siendo más usados en la actualidad los siguientes:

24, 22, 20, 18, 16, 14, 12, 10, 8, 6, 4, 2, 0, 2/0 (doble cero), 3/0 (triple cero) y 4/0 (cuatro cero). Siendo por ejemplo la galga 22 más fina que la galga 20, pero más gruesa que la 24.

Frente a la gran variedad de normas y p/n de fabricantes existentes es imposible numerar en este curso, utilizaremos para su máxima comprensión y utilización las recogidas de forma genérica en las normas de EADS-CASA, mostrada aquí de forma reducida.

10.5.1.3. Cables usados en aviones EADS-CASA.

Cantidadde cables básicos

Códigodel cable básico

Materialde la pantalla

Galga(AWG)

Material deCubierta Exterior

Númerode la Norma

CAN68551 – 20 SD 1T23


96

GALGAS CABLES BASICOS

MATERIAL DE LA PANTALLA

MATERIAL DE LA CUBIERTA EXTERIOR

LAS MÁS USADAS SON: 24, 22, 20, 18, 16, 14, 12, 10,

8, 6, 4, 2, 0, 2/0, 4/0 A MÁS ALTO ES EL Nº

MÁS FINO ES EL CABLE

PUEDE HABER DE 1 A 4

EXCEPTO EL CF QUE ES DE 1 A 3

U = SIN PANTALLA T = COBRE ESTAÑADO N = COBRE NIQUELADO

00 =SIN FUNDA 06, 07, 11, 23 Y 99 = VARIAN DE COLOR Y

SON DISTINTOS MATERIALES.

Designación de un cable monoconductor del tipo M16878/4 (TEFLON)

Colordel Aislante

Númerode la Norma

CAN68551-B F

Número dehilos o venillas

Materialdel conductor

Galga(AWG)

Cables eléctricos termopares.

El cable eléctrico termopar es un cable especial que se utiliza para transmisiones de señales, por ejemplo: circuito de temperatura de frenos, indicadores de motores y otros.

Está formado por dos conductores, uno de cromel (aleación de níquel-cromo) y otro de alumel (aleación de níquel-aluminio). La pantalla es de cobre estañado.

Los colores de sus fundas son: blanco la del cromel, verde la del alumel y blanca la funda.

Para identificarlos en planos y otros, conductor de cromel, como material no magnético, será indicado con el signo positivo (+) y el de alumel, como magnético, con signo negativo (-).

Figura 1 Cable termopar

Cables de radiofrecuencias. Los cables de radiofrecuencia se caracterizan por los siguientes rasgos:


97

• Son cables especiales que se utilizan para transmisiones y comunicación (radio frecuencias).

• Existen dos tipos: simples y compuestos (un solo conductor ó más).

• El conductor o alma puede ser monofilar ó multifilar (una ó varias venillas).

• Pueden llevar una o más pantallas (mallas) simples o dobles.

• El alma siempre va separada de la pantalla con un aislante (dieléctrico) y una funda exterior si es Coaxial, y entre pantallas si es Triaxial.

• Los conductores y pantallas son de cobre sin protección, cobre estañado ó cobre plateado.

• Las impedancias varían según sus especificaciones de fabricación (50 ohmios, 75 ohmios y otros).

Ejemplo cable Coaxial

Conductor Pantalla simple ó doble

Dieléctrico Funda exterior

Ejemplo cable Triaxial

Conductor 1º pantalla simple ó doble 2º pantalla simple ó doble

Dieléctrico Aislante Funda exterior

10.5.2. Identificación simbólica de cables.

10.5.2.1. Identificación simbólica de cables.

Debido a la gran cantidad de cables y distintos tipos que se montan en un avión, sería muy difícil de reconocerlos y diferenciarlos entre ellos para realizar cualquier trabajo de fabricación, reparación y principalmente documentarlos.

Para poder identificarlos se utiliza la norma CAN10127, consistente en una designación simbólica formada por números y letras.


98

Normas genéricas.

• Se imprimen con caracteres legibles y permanentes, se pueden marcar con:- Máquina manual (este sistema ya no se usa en la actualidad).- Máquina automática, tanto para marcado directo en el cable o sobre manguitos de

identificación. - Máquina láser para marcado directo sobre el cable; este sistema es el más usado en la

actualidad.

• Los manguitos de identificación son del tipo termocontraíbles.

• El cable estará identificado en todo su recorrido con una distancia entre ellas no superior a 35 cm. y de 10 cm. en los extremos.

• Los cables con longitud inferior a 10 cm. no se marcarán obligatoriamente, pero sí estarán identificados en los esquemas.

• En los aviones prototipos, se puede identificar solamente en los extremos o puntos de conexión.

• En cajas de reles y unidades de control (centrales U/C ó C/U), sólo se marcan el número del cable, el segmento, la galga y la letra “N” si es negativo.

Ejemplo de identificación de un cable:

2 P A 35 B 22 N ALML

• (2) Número de Unidad.• (P) Letra de función del circuito.• (A) Letra de designación del circuito.• (35) Numero del cable dentro del circuito.• (B) Letra del segmento del cable.• (22) Galga del cable.• (N) Letra de masa, fase o termopar.• (ALML) Sufijo, indica composición del cable o color.

Número de Unidad.

Se utiliza cuando hay más de un cable con el mismo número. Suele ser utilizado para diferenciar un cable perteneciente a lados simétricos de avión. Ejemplo: número 1 lado izquierdo y número 2 lado derecho.

Letra de función del circuito y de designación del circuito.

Se utilizan para identificar a que circuito y esquema eléctrico pertenece.

Ejemplo: DS = Circuito temperatura de frenos.

Numero del cable dentro del circuito.

Lo utilizamos para numerar el cable dentro del mismo circuito y de forma correlativa empezando por el número 1. Ejemplo: LA1A20, LA2A22...


99

Letra del segmento del cable.

Se utiliza para distinguir el segmento al que pertenece como consecución de un mismo cable que forma bucle, empezando por la letra A (en mayúsculas no se usan la letra I ni la O), si hubiese más letras de las mayúsculas, pasamos al abecedario en minúsculas.

Ejemplo de cables empalmados:

1A20 1B20 1C20

Galga del cable.

Diámetro o sección del cable.

Letra de masa o fase.

Utilizaremos letra de masa o fase cuando sea un cable de masa o termopar.

Sufijo, indica composición del cable o color.

Se utiliza para identificar cables de colores pertenecientes a un mismo grupo. Por ejemplo: un cable apantallado de 3 conductores (WH, BL, RED), Cables especiales termopares. Alumel (ALML), cromel (CHROM), hierro (IRON), constatan (CONST) , o cobre (COP).

10.5.3. Cortar y pelar cables.10.5.3.2. Cortar y pelar cables.

Para que un cable pueda ser instalado en conectores, terminales o empalmes, es necesario que previamente se efectúe la operación de pelado en el extremo de conexión del mismo, para eliminar el aislamiento en dicha zona y dejar al descubierto el conductor.

En el caso de instalación en conectores, se pelará el extremo del cable una longitud tal, que una vez introducido el conductor hasta el fondo de la cavidad del contacto a soldar o grapar, quede una pequeña porción del conductor desnudo entre la parte trasera del contacto y el aislamiento del cable, siendo ésta no superior a 1 milímetro.

En el caso de instalar terminales de orejeta, se pelará el extremo del cable a una longitud que, una vez introducido el conductor en su alojamiento, sobresalga máximo 1 mm desde la parte delantera del barrilete hacia la punta del terminal.

Las herramientas que deberán utilizarse para efectuar las operaciones de corte y pelado de cables eléctricos son: alicates de corte electrónicos, cizallas, tijeras de electricista, navajas de electricista, pelacables manual, pelacables térmicos y otras con distintas variantes.


100

10.5.2.2. Herramientas de cortar y pelar cables.

Figura 2 Cizalla manual Figura 3 Cortador 35-053 de Ideal

Figura 4 Tijeras de electricista con funda 841.4 de MACOM Figura 5 Cutter 844.D de Facom

Figura 6 Pelacables Térmico Figura 7 Pelacables Manual Automático

10.5.3.3. Proceso para pelar cables.

En primer lugar se seleccionará la longitud del conductor o cable indicada en la documentación aplicable. Escogeremos a continuación la herramienta adecuada en función de la galga del conductor a cortar.

Introducir el conductor en la herramienta y efectuaremos el corte poniendo especial atención, para que éste sea perfectamente perpendicular al conductor y no se deforme ni deshilache el aislamiento. Seleccionaremos el pelacables adecuado en función de la galga y tipo de conductor. Por último comprobaremos que las cuchillas se encuentran en perfecto estado de uso.


101

Figura 8 Cuchilla de pelacables manual Figura 9 Detalle del pelacables manual con su part number y galgas. en operación de pelado

Se determinará, a continuación, la longitud de pelado, la cual dependerá de la dimensión de la cavidad del contacto, más la tolerancia de pelado que para cada caso en particular deberá existir entre la parte trasera del contacto o terminal y el aislante del conductor.

Seguidamente se ajustarán con sumo cuidado las herramientas para el pelado y se sostendrá el conductor perpendicularmente a las cuchillas o mordazas.

Posteriormente se utilizará el pelacables adecuado, siguiendo las instrucciones aplicables a cada tipo seleccionado según se indica a continuación:

• Seleccionaremos la galga del conductor a pelar en las cuchillas.

• Debemos tener cuidado con la longitud a pelar.

• Se presionarán los mangos de la tenaza y se llevará a cabo el pelado. Antes de cerrarse los mangos del pelacables y en el momento de separarse las cuchillas se retirará el conductor pelado.

Después del pelado, se comprobarán que no aparezca en el cable, los principales defectos representados en las imágenes y tabla siguientes (defectos inaceptables del conductor y en el apantallado):

Figura 10 Pelado correcto Figura 11 Pelado incorrecto


102

Figura 12 Pelado incorrecto Figura 13 Pelado incorrecto

NOTA: Estas figuras representan un cable con un único conductor, pero este tipo de defectos es aplicable de igual forma, a cables multiconductores y coaxiales

Tabla I

Pelado de cables con Cutter y Navaja de Electricista.

Cuando se utilice este método para el pelado de conductores, deberá ponerse especial atención en no dañar los hilos del conductor.


103

Figura 14 Pelado de cables con navaja

Una vez realizado el pelado con cutter o navaja, se cortará la pantalla para dejar preparado el cable para siguientes procesos de conexión.

Este tipo de procesos será utilizado básicamente para todos los tipos de cables apantallados y coaxiales.

L1

L2L2

Figura 15 Longitud de pelado

La longitud de pelado L1 y L2 que se debe realizar en cada tipo de cable apantallado o coaxial será definida por las normas aplicables a cada proceso y/ó montaje de los diferentes elementos pedidos en documentación de fabricación.


104

Actividades prácticas de aula/actividades de tallerRealizar ejercicios prácticos de pelados de cables simples y apantallados de distintas galgas.

Cortar y pelar ambos extremos:

• Cables simples de galga 22.

• Cables simples de galga 20.

• 2 Cables simples de galga 12.

• 2 Cables simples de galga 8.

• 2 Cables doble apantallado de galga 20 ó 22.

• 2 Cables triples apantallado de galga 20 ó 22.

• 2 Cables coaxiales.


105



1) La identificación de los cables se realiza para:

Reconocer el circuito, galga y segmento al que pertenece.

Reconocer el tipo de cable, el circuito, galga y segmento al que pertenece.

Para que nunca existan dos cables iguales.

No es necesario identificar los cables.

2) Podemos reconocer un cable termopar por las características:

Trenzado monofilar apantallado de color verde y blanco.

Tiene un conductor de cobre (no magnético).

Trenzado multifilar apantallado de color verde y blanco.

Tiene un conductor de alumel (magnético).

3) ¿Qué diferencia existe entre un cable coaxial y uno triaxial?:

Uno es para los sistemas de radiofrecuencias y el otro no.

No existe ninguna diferencia entre ellos.

Uno tiene dos pantallas y el otro tres.

Uno tiene pantalla / s y otro dobles pantallas separadas.

4) ¿Cómo se indica en la documentación la sección o diámetro de los cables?:

Con el signo awg.

Con el signo m/m (milímetros).

Con el signo #.

Con el signo awg ó.


106



1) La identificación de los cables se realiza para:

Reconocer el circuito, galga y segmento al que pertenece.

Reconocer el tipo de cable, el circuito, galga y segmento al que pertenece.

Para que nunca existan dos cables iguales.

No es necesario identificar los cables.

2) Podemos reconocer un cable termopar por las características:

Trenzado monofilar apantallado de color verde y blanco.

Tiene un conductor de cobre (no magnético).

Trenzado multifilar apantallado de color verde y blanco.

Tiene un conductor de alumel (magnético).

3) ¿Qué diferencia existe entre un cable coaxial y uno triaxial?:

Uno es para los sistemas de radiofrecuencias y el otro no

No existe ninguna diferencia entre ellos

Uno tiene dos pantallas y el otro tres

Uno tiene pantalla / s y otro dobles pantallas separadas.

4) ¿Cómo se indica en la documentación la sección o diámetro de los cables?:

Con el signo awg

Con el signo m/m (milímetros)

Con el signo #

Con el signo awg ó #

Unidad Didáctica 10.6 ENTALLAS PINES

107


ENTALLAR PINES



10.6.1. Tipos de contactos. 108 10.6.2. Código de colores. 109 10.6.3. Máquinas de grapado. 110 10.6.4. Preparación y proceso de grapado. 111





108


10.6.1. Tipos de contactos.Los contactos son elementos metálicos utilizados para realizar interconexiones eléctricas.

Nos podemos encontrar básicamente con dos tipos de contactos, los contactos machos (pin=P) y los contactos hembras (socket=S), llamados de forma genérica pines.

La forma de ambos es muy variada y suelen ser redondeados, aunque también existen de forma plana, con forma de arpa, para cables coaxiales, para cables triaxiales y otros.

La conexión entre cable y contacto, dependiendo del fabricante, puede ser grapado, soldado o termo soldado.

Sus materiales de composición también son variados, aunque el más utilizado en aeronáutica suele ser una aleación de cobre con una protección superficial dorada.

La diferencia principal para distinguir un contacto macho de uno hembra se encuentra en la zona central hacia la parte de interconexión entre ambos.

La zona central hacia la parte grapada o soldada, que es donde se aloja el cable, (llamado cilindro de recepción) suelen ser iguales en ambos casos.


109

Figura 1 Contactos macho y hembra

10.6.2. Código de colores.Para identificar y reconocer los contactos se utiliza un sistema de codificación por colores llamado bin code o código binario, basado en el código de colores internacional que se utiliza para conocer los valores de resistencias y condensadores.

Tabla I


110

Ejemplo para reconocer el bin code de un contacto.

1º DIGITO ROJO 2

2º DIGITO AZUL 6 -265

3º DIGITO VERDE 5

Figura 2 Bin code

En el caso que el part number de un contacto fuera MS31029 seria el p/n leído MS31029-265.

10.6.3. Máquinas de grapado.Para realizar los grapados de los distintos tipos de contactos, existen una gran variedad de herramientas, cada una de ellas específicas según su fabricante. La más usual es la herramienta manual M-22520/1-01 con sus torretas más básicas M-22520/1-02 y /1-04, que se utiliza para realizar trabajos de reparación o fabricación de series cortas. Esta tenaza está diseñada para realizar grapados en contactos de tamaño 20, 16 y 12 también para cables de galga 12 hasta 26.

Figura 3 Tenaza M22520/1.01


111

Barrilete del código de galgas

Color rojo = contacto tamaño 20

Color azul = contacto tamaño 16

Color amarillo = contacto tamaño 12

Figura 4 Torreta M22520/1.02

10.6.4. Preparación y proceso de grapado.Para realizar el grapado de un contacto se deberá realizar los siguientes procesos:

• Pelar el cable con el pelacables manual seleccionando la galga con su número en la cuchilla y a una longitud igual al cilindro de recepción del contacto más 1 mm como máximo.

• Abrir la tenaza, presionando los mangos hasta que salte el trinquete autofrenable y soltando los mangos.

• Presionar el gatillo de la torreta hasta que salte hacia fuera el barrilete del código de galgas.

• Girar el barrilete hasta elegir el color asociado al contacto a grapar (20, 16 y 12).

• Seleccionar en el posicionador rotativo, el número que le corresponde a la galga del conductor a grapar.

• Introducir el contacto entre las mordazas de la tenaza y apretar suavemente los mangos hasta que quede sujeto pero sin deformarlo.

• Introducir el conductor pelado hasta el fondo y presionar los mangos de la tenaza hasta que se efectúe el grapado, que será cuando salte el trinquete de la tenaza.

Figura 5 Seleccionador rotativo de galgas


112

Ejemplos de inserción y acercamiento de contacto a las mordazas:

Figura 6 Proceso y grapado final de un contacto macho

Actividades prácticas de aula/actividades de tallerCortar y pelar ambos extremos:

• 2 Cables simples de galga 22 y grapar 1 pin y 1 socket en cada cable.




113



1) La tenaza de grapado con torreta mod. M22520/1-01, sirve para grapar contactos:

Casquillos de empalmes amp.

Contactos de conectores de galga 12 a 20.

Terminales de galgas pequeñas.

Contactos de conectores de galga 24 y 26.

2) ¿Para qué sirve el taladro que tienen los contactos en el lateral del cilindro de recepción?:

No es por nada en especial, sólo un proceso de fabricación.

Sirve para el caso de ser soldado, salga el estaño sobrante por él.

Sirve para inspeccionar que el conductor está alojado correctamente.

Sirve para anclar y bloquear el contacto en su conector.

3) ¿Qué longitud hay que pelar en un conductor antes de graparlo en un contacto?:

La longitud que veamos más adecuada, según el tipo de contacto.

La dimensión del cilindro de recepción más 2 m/m.

La dimensión del cilindro de recepción más 1 m/ como máximo.

La dimensión del cilindro de recepción más 1 m/m como mínimo.


114


1) La tenaza de grapado con torreta mod. M22520/1-01, sirve para grapar contactos:

Casquillos de empalmes amp.

Contactos de conectores de galga 12 a 20.

Terminales de galgas pequeñas.

Contactos de conectores de galga 24 y 26.

2) ¿Para qué sirve el taladro que tienen los contactos en el lateral del cilindro de recepción?:

No es por nada en especial, sólo un proceso de fabricación.

Sirve para el caso de ser soldado, salga el estaño sobrante por él.

Sirve para inspeccionar que el conductor está alojado correctamente.

Sirve para anclar y bloquear el contacto en su conector.

3) ¿Qué longitud hay que pelar en un conductor antes de graparlo en un contacto?:

La longitud que veamos más adecuada, según el tipo de contacto.

La dimensión del cilindro de recepción más 2 m/m.

La dimensión del cilindro de recepción más 1 m/ como máximo.

La dimensión del cilindro de recepción más 1 m/m como mínimo.

Unidad Didáctica 10.7 MONTAR CONECTORES DE DIFERENTES TIPOS

115


MONTAR CONECTORES DE DIFERENTES TIPOS



10.7.1. Tipos de conectores. 116 10.7.2. Montaje de conectores. 119 10.7.2.01. Inserción de contactos en conectores. 119 10.7.3. Accesorios para conectores. 121 10.7.3.01. Tipos de bridas para conectores. 121 10.7.4. Montaje bridas para conectores. 122





116


10.7.1. Tipos de conectores.Los conectores son elementos utilizados como interconexión con equipos o entre otros conectores, para dar servicio de corriente eléctrica o señal a los diversos circuitos del avión.

Básicamente se pueden catalogar en cuatro tipos: cuadrados, redondos, rectangulares y coaxiales.

Sus tamaños, materiales de fabricación y configuraciones son muy variadas, dependiendo del diseño requerido a los fabricantes. Éstos suministran por catálogos, estando recogidos algunos de ellos bajo normas internas, para una rápida búsqueda de información.

Los conectores pueden ser fijos o móviles. Los fijos tienen varias formas de fijación, dependiendo de la zona donde serán montados, según sea dicha zona presurizada (el conector será tipo estanco) o zona no presurizada (el conector será de tipo no estanco).

Se entiende por zona presurizada aquella destinada al pasaje del avión (fuselaje), incluyendo cabina de pilotos y los depósitos de combustible, y como zona no presurizada el resto.

Los contactos son machos o hembras, según los tipos de contactos descritos en capítulos anteriores. Las bornas de los conectores estarán designadas con números o letras o números y letras.

El tipo de interconexión entre conectores o con equipos, también es variado, realizando la unión entre ellos: tipo bayoneta, rosca paso fina, rosca paso ancha, autocle, anclaje por presión, con horquillas con tornillos y otros.


117

Figura 1 Conectores cuadrados, redondos y rectangulares del tipo fijo móvil, fijo no presurizado y fijo presurizado

Tipos decontactos

Cantidadde contactos

GuíaTamaño

de la carcasa

Tratamiento superficial de la

carcasa

Númerode la Norma

CAN68251 – 24 61 P N A

TAMAÑO DE LA CARCASA POSICIÓN DE LA GUÍA PRINCIPAL

MATERIAL DE LA CARCASA

DESDE LA 8 (MÁS PEQUEÑA)HASTA LA 24 (MÁS GRANDE), POR PARES.

8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 Y 24VISTO SIEMPRE DE FRENTE

A = CONDUCTOR NIQUELADO

El part number deberá estar impreso en el conector, para poder obtener la información necesaria sobre él y poder reconocerlo al realizar un montaje o reparación.

Vamos a usar como ejemplo un conector del tipo redondo, con p/n genérico CAN68251,CAN68252 Y CAN68253:

Ejemplo de conector fijo no presurizado:

Conector móvil = CAN68253 interconecta con el CAN68251 y CAN68252

Conector fijo presurizado = CAN68252


118

N = NORMAL GIRO = W, X, Y, Z

Figura 2 Vista y sección de conector CAN68251 fijo (no presurizado)

Figura 3 Vista y sección de conector CAN68252 fijo (presurizado)


119

Figura 4 Vista y sección de conector CAN68253 móvil

10.7.2. Montaje de conectores.10.7.2.1. Inserción de contactos en conectores.

Una vez realizado el proceso de grapado de conductores en los contactos, se procederá a insertarlos en el conector.

Para ello se seleccionará la borna del conector indicada en la documentación o dibujo de conexionado.

Utilizando el útil insertor/extractor apropiado, se procederá a la inserción con sumo cuidado, pues los interiores de los conectores son muy delicados y al realizar estas operaciones podrían quedar dañados.

El color del insertor está asociado a color de su código de grapado. El extractor suele ser de color blanco y está unido con el extractor.

Figura 5. Insertores/extractores básicos


120

Para insertar, deslizaremos el cable por la ranura existente en el insertor o el extractor, según la operación que realicemos, bien sea insertar el cable en el conector o extraerlo del interior de éste para el desmontaje del cable.

Figura 6 Proceso inserción del cable en insertor/extractor

Una vez insertados los cables en sus bornas correspondientes, realizaremos una prueba de tracción tirando suavemente de los cables para garantizar el correcto anclaje de los contactos.

También se inspeccionará visualmente el montaje y anclaje de contactos, mirando el conector por la zona destinada a interconexión (zona delantera del conector).

Figura 7 Zona a inspeccionar una vez anclados todos los contactos


121

10.7.3. Accesorios para conectores. 10.7.3.1. Tipos de bridas para conectores.

Las bridas de conectores son accesorios que se montan a continuación del conector. Su función es sujetar los cables en la salida del conector para evitar que sufran daños por la vibración recibida.

Van roscadas en la parte trasera del conector, si pertenecen al grupo de conectores redondos y su forma es variada dependiendo de la función que tenga asignada.

De los muchos tipos de bridas existentes veremos a continuación algunas de ellas, para que sirvan de ejemplo:

Figura 8 Brida con prolongación Acodada 90º Figura 9 Brida Acodada 90º

Figura 10 Brida recta con almena Figura 11 Brida recta con prolongación

Figura 12 Brida recta


122

10.7.4. Montaje bridas para conectores.Una vez terminado el proceso de inserción de contactos y realizadas las pruebas de tracción en el conector, se montará la brida de sujeción, roncándola si es de tipo redondo o con el sistema de anclaje que lleve si es de un tipo de conector distinto.

Si el tipo de brida usada lleva sistema de cierre trasero por dos semibridas, se montará alrededor de los cables un tipo de cinta (silicona), con la cantidad de vueltas suficiente para que sujete éstos al conjunto completo de la brida.

Figura 13 Brida con sistema de cierre por 2 semibrida. Figura 14. Brida con sistema de cierre por banda ajustable

Una vez realizado el apriete de la brida, comprobaremos que no ha quedado mal anclada realizando un pequeño movimiento en su anillo de zona de roscado, para garantizar el correcto asentamiento.

Figura 15 Anillo de apriete roscado

Actividades prácticas de aula/actividades de tallerRealizar las siguientes pruebas:

• Pruebas de inserción y extracción de contactos en un conector.• Realizar montaje de brida, sobre conector con cables montados.• Montaje cinta de silicona en brida .


123



1) Los tipos de conectores son:

Redondos, rectangulares y cuadrados.

Redondos, rectangulares y cuadrados y coaxiales.

Redondos, rectangulares y coaxiales.

Hay muchos tipos, imposible de nombrar todos.

2) ¿Qué diferencia hay entre un conector fijo y otro estanco?:

No existe ninguna diferencia, es el mismo.

El primero es fijo y el segundo móvil.

Los dos son fijos, pero el segundo se utiliza en zonas presurizadas.

El primero se utiliza para contactos machos y el segundo para contactos hembras.

3) ¿Para qué se utiliza el insertor/extractor?:

Para grapar contactos, según el tipo de contacto.

Para insertar contactos, según el tipo de contacto.

Para insertar o extraer contactos, según el tipo de contacto.

Para extraer contactos, según el tipo de contacto.


124



1) Los tipos de conectores son:

Redondos, rectangulares y cuadrados.

Redondos, rectangulares y cuadrados y coaxiales.

Redondos, rectangulares y coaxiales.

Hay muchos tipos, imposible de nombrar todos.

2) ¿Qué diferencia hay entre un conector fijo y otro estanco?:

No existe ninguna diferencia, es el mismo.

El primero es fijo y el segundo móvil.

Los dos son fijos, pero el segundo se utiliza en zonas presurizadas.

El primero se utiliza para contactos machos y el segundo para contactos hembras.

3) ¿Para qué se utiliza el insertor/extractor?:

Para grapar contactos, según el tipo de contacto.

Para insertar contactos, según el tipo de contacto.

Para insertar o extraer contactos, según el tipo de contacto.

Para extraer contactos, según el tipo de contacto.

Unidad Didáctica 10.8 SOLDADURA ELÉCTRICA

125


SOLDADURA ELÉCTRICA

ÍNDICE DE LA UNIDAD.


10.8.1. Soldadura blanda en aeronáutica. 126 10.8.1.01. Material de aportación. 126 10.8.1.02. Desoxidantes. 126 10.8.1.03. Limpieza de las superficies a soldar. 127 10.8.1.04. Pelado de conductores a soldar. 127 10.8.1.05. Estañado de la zona pelada del conductor. 128 10.8.1.06. Potencia en vatios del soldador. 128 10.8.1.07. Normas generales para soldadura. 128 10.8.1.08. Procedimiento para soldar. 129 10.8.1.09. Limpieza de las soldaduras. 129





126


10.8.1. Soldadura blanda en aeronáutica.

10.8.1.1. Material de aportación.

Se nombra como material de aportación al compuesto metálico que se añade para realizar una unión eléctrica entre dos puntos a través de soldadura.

Estos metales de aportación empleados para soldadura de conexiones eléctricas en aviación deben cumplir requisitos según especificaciones recogidas en normas.

Usaremos como referencia un extracto de la norma I+D-P-068:

• Para cables de cobre con baño de estaño y cables coaxiales usar estaño tipo SN60WRP o SN60WRD.

• Para cables de cobre con baño de plata y conexiones plateadas usar estaño tipo SN62WRP o SN62WRD.

• Para aplicaciones en regletas con circuito impreso y semiconductores (diodos) donde los límites de temperatura tenga mucha importancia, usar estaño tipo SN63WRP o SN63WRD.

10.8.1.2. Desoxidantes.

No se utilizará desoxidante adicional alguno en aquellos materiales de aportación que ya lo contengan.

Los únicos desoxidantes permitidos en conexiones eléctricas de aviones, consistirán en una mezcla de alcohol y colofonia (una parte en peso de colofonia por ocho de alcohol).

Las mezclas de alcohol y colofonia se preparan en pequeñas cantidades y se mantendrán herméticamente cerrado para evitar su evaporación.


127

En el caso de tener que usar desoxidante, se empleará la cantidad mínima para obtener una buena soldadura.

10.8.1.3. Limpieza de las superficies a soldar.

Las superficies de las partes a soldar han de estar libres de óxidos, grasas y materias extrañas, para lo cual y como norma general, procederemos al limpiado de los conectores con alcohol, tricloroetileno, naftas u otros disolventes aprobados.

Los óxidos se eliminaran por abrasión según procedimiento específico.

10.8.1.4. Pelado de conductores a soldar.

El pelado de los cables se efectuará con las herramientas que sean más adecuadas, pelacables manual o cuchilla (herramientas estudiadas en la unidad 10.5).

Para el pelado de cables pertenecientes a equipos de aviónica estos métodos no se pueden usar, debiendo realizar el pelado con pelaclables térmicos especiales.

La longitud del pelado del conductor será el necesario para realizar una buena soldadura y que evite el daño al aislante o alguna otra zona de las partes de la conexión, siendo la distancia ideal la profundidad del contacto a soldar más 1mm. aproximadamente.

Como orientación las dimensiones del pelado serán las indicadas a continuación:

Tamaño del contacto Pelado

20 3 mm

16 6 mm

12 8 mm

8 16 mm

4 16 mm

0 20 mm

Al pelar el conductor ha de tenerse cuidado de no dañar ni cortar ningún hilo, si esto ocurriese no se podrá exceder de los límites siguientes:

Hilos dañados o cortados admisible

Material del conductor Galgas Nº de hilos

Cobre 22 a 12 Ninguno

Cobre 10 2

Cobre 8 a 4 4

Cobre 2 a 0 12

Aluminio Todos Ninguno


128

10.8.1.5. Estañado de la zona pelada del conductor.

La zona estañada del conductor ha de ser la necesaria para lograr la unión de los hilos que lo forman con la menor cantidad posible de material de aportación.

Como norma en cables normales se estaña la mitad de la zona pelada.

Existen dos procedimientos para el estañado de conductores:

• Inmersión de la mitad de la punta pelada del conductor en un recipiente con estaño fundido.

• Aplicación a la mitad de la punta pelada del conductor de estaño con el soldador.

10.8.1.6. Potencia en vatios del soldador.

Actualmente se emplean soldadores de temperatura controlada, con los cuales podemos seleccionar la temperatura más idónea para cada tipo de conexionado.

Dependiendo del grosor del cable deberemos seleccionar la potencia y la punta adecuada para el soldador, según las tablas siguientes:

Galga del cable Potencia del soldador

20 a 16 65 vatios

14 a 12 100 vatios

10 a 8 200 vatios

10.8.1.7. Normas generales para soldadura.

• La clase de soldadura empleada no debe deteriorar ninguno de los elementos a soldar.

• El calor aplicado para la soldadura será controlado para no provocar daños en el aislante ni en ningún otro componente.

• Las superficies a soldar estarán convenientemente limpias y secas.

• Utilizaremos el tipo de material de aportación adecuado a los materiales a soldar.

• Seleccionaremos la punta y la potencia adecuada para el tamaño del contacto a soldar.

• La punta del soldador ha de estar limpia de óxidos y fundentes, frotaremos frecuentemente la punta del soldador en un trapo húmedo.

• Se empleará la cantidad mínima indispensable de material de aportación para lograr una buena soldadura.

• Mantendremos la conexión inmóvil hasta que se enfríe la soldadura.


129

• En caso de montaje de conectores utilizaremos un orden lógico para soldar de tal manera que las sucesivas intervenciones con el soldador no deterioren las soldaduras ya efectuadas.

• Cuando la soldadura resulte defectuosa, la eliminaremos y repetiremos todo el proceso.

10.8.1.8. Procedimiento para soldar.

• Comprobar que el soldador está con la temperatura óptima para comenzar. Limpiar la punta con una esponja o trapo húmedo.

• Aplicaremos la punta del soldador a la copa del contacto a soldar hasta conseguir que funda el estaño que contiene, si estuviese preestañado de fabricación, para su eliminación.

• Una vez pelado el conductor se estañará la punta de éste y se introducirá en la copa del contacto hasta que tope en el fondo de la misma, añadiéndole desoxidante si fuera necesario.

• Aportaremos material de estaño, si fuese necesario, para terminar la soldadura.

• Mantendremos la soldadura inmóvil hasta que esta se enfríe teniendo especial cuidado en mantener el paralelismo y rectitud adecuados entre el conductor y el contacto soldado.

10.8.1.9. Limpieza de las soldaduras.

Después de haber realizado todas las conexiones se examinarán, por si tuviesen un exceso de estaño, juntas frías y residuos de fundentes. Si existe alguno de estos defectos realizar los pasos siguientes:

• Quitar el sobrante de estaño con el soldador, al que se abra limpiado antes con un trapo frotándolo fuertemente.

• Desarmar las juntas frías, eliminando todos los restos de estaño y volver a realizar el proceso.

• Proceder a su limpieza con alcohol etílico aplicado con un cepillo de cerdas suave o un pincel de pelo corto y duro para la eliminación de residuos de fundentes, restos de desoxidantes o cualquier otro tipo de residuos.

10.8.1.10. Inspección de las soldaduras.

Se inspeccionarán visualmente todas las soldaduras siendo motivo de rechazo cualquiera de los problemas que indicamos:

• Junta Fría (soldadura con superficie de apariencia granular de enyesamiento).

• Junta Alterada (soldadura con superficie agrietada o irregular).

• Calor excesivo (soldadura con apariencia grisácea y arrugada).

• Soldadura Parcial.

• Aislante chamuscado o quemado o inserciones de conexiones quemadas.


130

• Gotas o rastros de soldadura.

• Exceso de material de aportación (quitaremos el sobrante de soldadura).

• Material de aportación fuera de la copa de soldadura en las conexiones de conectores.

• Restos de desoxidantes o exceso de fundentes.

Actividades prácticas de aula/actividades de tallerRealizar varios ejercicios consistentes en la práctica de soldar cables en contactos individuales, sobre pantallas de cables apantallados y un conector.


131



1) En soldadura ¿qué es material de aportación?.

Flux.

Desoxidante.

Alcohol.

Estaño.

2) En el supuesto de tener que soldar un conector cuyos contactos presentan oxidación, ¿qué método debemos utilizar para eliminarlo?.

Limpiar dichos contactos con métodos abrasivos autorizados.

No es necesario ningún proceso especial.

Limpiar dichos contactos con productos químicos adecuados.

Estañarlos utilizando gran cantidad de desoxidantes.

3) En el supuesto de tener que soldar un conector cuyos contactos presentan grasas o materias extrañas ¿qué método debemos utilizar para eliminarlo? .






132


Señala la opción / opciones que consideres correcta/s.

1) En soldadura ¿qué es material de aportación?.

Flux.

Desoxidante.

Alcohol.

Estaño.

2) En el supuesto de tener que soldar un conector cuyos contactos presentan oxidación, ¿qué método debemos utilizar para eliminarlo?.





3) En el supuesto de tener que soldar un conector cuyos contactos presentan grasas o materias extrañas, ¿qué método debemos utilizar para eliminarlo?.





Unidad Didáctica 10.9 MANEJO DE CABLES DE DIFERENTES TIPOS Y MAZOS

133


MANEJO DE CABLES DE DIFERENTES TIPOS Y MAZOS



10.9.1. Preparación de mazos para su almacenamiento. 134 10.9.1.01. Finalización del proceso de fabricación de mazos. 134 10.9.1.02. Proceso de almacenaje. 135 10.9.2. Cuidados especiales en el manejo de mazos. 135 10.9.2.01. Tratamiento especial en manejo y transporte de mazos. 135 10.9.2.02. Manejo de mazos en el montaje sobre avión. 136




134


10.9.1. Preparación de mazos para su almacenamiento.

10.9.1.1. Finalización del proceso de fabricación de mazos.

Desde el comienzo de fabricación hasta su finalización se debe tener extremadamente cuidado con los cables que componen un mazo por ser un producto especial, delicado y de coste elevado.

En el proceso de fabricación de mazos siempre se utiliza las órdenes de producción; encontrando al final de éstas, una operación donde se pide al operario que proteja todas las conexiones y conectores con tapones y bolsas de plástico.

Esta operación se realiza para protegerlos de posibles golpes y polvo en cualquiera de sus desplazamientos a ubicaciones en almacenes o cuando son despachados para su montaje.

Después de terminar el mazo sobre el tablero de fabricación, se enrosca en forma de rueda con un diámetro no inferior a 500 mm, con el objetivo de que no sufra ningún tipo de curvatura que pudiese dañar al mazo.

En mazos que estén terminados con proceso de enmallado, se embolsarán todos los ramales de forma independiente, con el objeto de no dañar la malla por roce entre los propios ramales o con cualquier otro objeto. En el resto de mazos se envolverán con plástico del tipo burbujas.


135

10.9.1.2. Proceso de almacenaje.

El tipo de almacenaje que requieren los mazos necesitan de un proceso muy controlado desde que son terminados en el taller hasta su ubicación final, existiendo normas para su correcto cumplimiento.

Algunos controles mínimos para su almacenaje son:

• La superficie de ubicación debe ser lisa, en posición horizontal y sin ningún tipo de objetos que pudiesen dañarlos, no debiéndose situar los mazos sobre superficies irregulares.

• No se deben amontonar unos sobre otros y si esta situación fuera necesaria por falta de espacio se intercalaran entre ellos algún tipo de protección como ejemplo los plásticos de burbujas, y nunca mas de 500 mm de altura.

• Las zonas de ubicación deben estar limpias, sin polvo y exentas de objetos que puedan interferir como pueden ser cajas u otros mazos.

• Deben estar correctamente protegidos e identificados en su ubicación.

10.9.2. Cuidados especiales en el manejo de mazos.

10.9.2.1. Tratamiento especial en manejo y transporte de mazos.

Los mazos son productos delicados y algunos de ellos de gran longitud y peso, por ello, se tendrán cuidados especiales tanto en su manejo como en su transporte.

En el caso de fabricación de un mazo de gran longitud se intentará enrollar en forma de rosco, si no fuese posible por necesidades de diseño o no conveniente por la imposibilidad de curvarlo sin dañarlo, se aplicará en la medida de lo posible, el tipo de transporte más adecuado que este mazo requiera; ello conlleva un peso suficiente como para que sea movido y transportado por varias personas.

El personal encargado de estas operaciones deberá conocer los procedimientos de transporte y almacenaje.

Siempre que sea requerido transporte entre instalaciones y factorías distintas a las de fabricación se aplicarán las normativas de embalajes vigentes y/o pedidas por el cliente, éstas suelen ser cajas de cartón o madera rellenos con diversos tipos de materiales aislantes que puedan evitar los posibles golpes.


136

10.9.2.2. Manejo de mazos en el montaje sobre avión.

El proceso de manejo de mazos en el avión se debe realizar con precaución por ser uno de los trabajos de montaje catalogados como especiales, pues son muy delicados y vulnerables frente a los roces y golpes.

Debido a su maleabilidad es necesario extremar las precauciones al realizar su montaje, sobre todo al ser conducidos por toda la estructura a través de taladros de paso, cuadernas y largueros.

Cualquier roce fuerte que se produzca puede provocar la rotura de la funda aislante de los cables y posible contacto de los conductores con la chapa, lo cual provocaría averías y reparaciones de alto costo.


137



1) Al finalizar un mazo, se enroscará con una cota no inferior a:

2500 m/m.

500 c/m.

2500 c/m.

500 m/m.

2) La ubicación de un mazo en el almacén deberá estar:

Sin identificar, pues el almacenero sabe dónde los guarda.

No es necesario una limpieza excesiva, pues están plastificados.

Correctamente identificada y limpia de objetos extraños.


3) ¿Por qué se deben extremar precauciones en el manejo de mazos?.

Son muy rígidos y se parten con los golpes.

Se doblan con facilidad y son frágiles al roce.

Son muy duros y pueden dañar la estructura de avión.


138



1) Al finalizar un mazo, se enroscará con una cota no inferior a:

2500 m/m.

500 c/m.

2500 c/m.

500 m/m.

2) La ubicación de un mazo en el almacén deberá estar:

Sin identificar, pues el almacenero sabe dónde los guarda.

No es necesario una limpieza excesiva, pues están plastificados.

Correctamente identificada y limpia de objetos extraños.


3) ¿Por qué se deben extremar precauciones en el manejo de mazos?.

Son muy rígidos y se parten con los golpes.

Se doblan con facilidad y son frágiles al roce.

Son muy duros y pueden dañar la estructura de avión.

Unidad Didáctica 10.10 EMBRIDAR Y RETENCIONAR MAZOS

139


EMBRIDAR Y RETENCIONAR MAZOS



10.10.1. Ruteado de mazos. 140 10.10.1.01. Conducción y tendido. 140 10.10.2. Retencionado de mazos. 141 10.10.2.01. Proceso de retencionado. 141 10.10.3. Terminación de mazos. 142





140


10.10.1. Ruteado de mazos.

10.10.1.1. Conducción y tendido.

Para la fabricación de un conjunto o pieza, debemos tener todos los elementos necesarios, como son: la orden de fabricación, el/los dibujo/s implícitos, los materiales que lo componen y normas y/o procesos necesarios y documentados.

Cuando se va a fabricar un mazo de cables se utiliza un tipo de útil especial llamado tablero, el cual puede estar en posición horizontal, vertical o en ángulo.

Sobre este tablero deberá estar dibujado el conjunto a fabricar en formato de escala 1:1. Utilizaremos un sistema llamado form board, donde el plano de fabricación sobre formato de papel es a tamaño real.

El plano se monta sobre el tablero o tableros, dependiendo de la longitud del mazo.

Una vez situado el plano, comenzaremos el tendido de los cables, que consiste en ir situando éstos sobre el tablero ayudados por la I.T. (instrucciones de conexionado). Se irán conduciendo entre ambos extremos de conexionado, teniendo en cuenta que las distintas salidas o bifurcaciones podrán pertenecer a distintas rutas, por lo tanto el tendido y ruteado son fundamentales a la hora de fabricación de un mazo.

Las rutas se utilizan para dar direcciones en mazos y/o ramales, que serán identificadas con placas o banderolas, y servirán como referencia a utilizar en el montaje de mazos en el avión.


141

Etiqueta de elemento Etiqueta de ruta

Etiqueta de identificación del conjunto

Figura 1 Dibujo de fabricación de un mazo eléctrico

10.10.2. Retencionado de mazos.10.10.2.1. Proceso de retencionado.

Describiremos el concepto del proceso, para atado simple, usando la norma de EADS-CASA designada como CAN 68050.

Esta norma establece el proceso de atado de mazos de cables eléctricos mediante trozos de cintas o cuerdas y bandas ajustables.

El proceso de ejecución será el siguiente:

Enrollaremos la cinta o cuerda alrededor del mazo según la figura 2.

Efectuaremos una vuelta de ballestrinque (nudo marinero), seguido de un nudo en cruz y con un segundo nudo con doble lazada.

Cortaremos los extremos de la cinta a 10 mm. del mazo aproximadamente.

Figura 2 Proceso de retencionado s/can68050


142

En el caso que el atado individual se realice con bandas de plástico ajustables se debe tener en cuenta que NO podrán ser utilizadas en las siguientes condiciones:

• En temperaturas ambientales que superen los 85ºc.

• Sobre cables coaxiales o mazos que los contengan, que no tengan aislantes dieléctricos rígidos.

• En zonas donde el exceso del material de corte de la brida o fallos en la brida montada, permitan al plástico caer dentro de partes móviles.

• Sobre grupos o mazos de cables que serán arrastrados a través de espacios ajustados o inaccesibles durante la instalación final en el avión.

Figura 3 Banda ajustable

10.10.3. Terminación de mazos.Seguiremos por establecer el proceso de terminación, de forma general, en la fabricación de un mazo.

Para ello, repasaremos los pasos a realizar desde el principio:

1. Realizar el tendido y la conducción sobre el tablero de fabricación, ayudados por la I.T.

2. Grapar los contactos en conectores de banco, también llamados de cabeza.

3. Insertar los contactos en conectores y montar las bridas de sujeción de cables.

4. Retencionar el mazo en toda su longitud.

5. Grapar terminales en zonas donde estén documentados según proceda.

6. Montar el resto de conectores, repitiendo puntos 2 y 3, para conectores de tablero.

7. Aplicar las etiquetas de identificación de los conectores, rutas y part number del conjunto. Estas etiquetas se sujetan al mazo con bandas ajustables o con cuerda descritas en la unidad anterior.

8. Realizar pruebas de continuidad y aislamiento.

Una vez realizados todos estos procesos realizaremos una inspección final, en la cual repasaremos los siguientes puntos:


143

• Apretar todas las bridas de conectores y sus tornillos.

• La cinta de silicona, usada para las bridas de conectores, debe estar correctamente situada y tener la cantidad necesaria para que no se muevan los cables.

• Las retenciones montadas no deben estar flojas, ni cables sin retencionar.

• Montaje de todas las etiquetas de identificación.

• Montajes de cintas “tip”, de referencia para situar un punto específico del mazo o ramal en un punto concreto del avión.

Figura 4 Vista de un conector y conducción del mazo sobre tablero

Figura 5 Vista trasera de bridas con posibles errores de terminación de cinta y/o cierre por mal apriete


144

Actividades prácticas de aula/actividades de tallerManejar el método de retencionado con atados simples, mediante prácticas, con cables usados en ejercicios anteriores, utilizando cuerda y bandas ajustables proporcionadas por el formador.


145



1) ¿Qué es un form borrad?.

Plano de conexionado de un mazo a escala 1:5.

Plano de ruteado de un mazo a escala 1:1.


Plano de fabricación de un mazo a escala 1:1.

2) ¿Qué es una I.T.?.

Documento de proceso conexionado de un conjunto.

Dibujo del conexionado de un conjunto.

Documento del conexionado de un conjunto.

3) En la fabricación de un mazo ¿Qué es el “Tip”.?.


Pieza o útil situado sobre el tablero.

Cinta de referencia que se monta en el tablero.

Resultados de los nervios al fabricar un mazo.


146



1) ¿Qué es un form borrad?.


Plano de ruteado de un mazo a escala 1:1.


Plano de fabricación de un mazo a escala 1:1.

2) ¿Qué es una I.T.?.

Documento de proceso conexionado de un conjunto.


Documento del conexionado de un conjunto.

3) En la fabricación de un mazo ¿Qué es el “Tip”.?.


Pieza o útil situado sobre el tablero.

Cinta de referencia que se monta en el tablero.

Resultados de los nervios al fabricar un mazo.

Unidad Didáctica 10.11 MONTAJE DE MAZOS ELÉCTRICOS EN ESTRUCTURA

147


MONTAJE DE MAZOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS



10.11.1. Tendido de mazos. 148 10.11.1.01. Nota Técnica NT-0-ASO-02/028. 148 10.11.1.02. Sistemas eléctricos y rutas de montaje. 158 10.11.2. Montaje de bridas. 159 10.11.2.01. Montaje de bridas. 159 10.11.3. Conexionado y acondicionado. 161 10.11.3.01. Tipos de conexionado. 161 10.11.3.02. Acondicionado. 162





148


10.11.1. Tendido de mazos.10.11.1.1. Nota Técnica NT-0-ASO-02/028.

En este capítulo analizaremos la descripción de los requerimientos que deben cumplir las instalaciones de mazos de cables eléctricos en programas aeronáuticos, excluyendo el cableado dentro de cajas y unidades de control, para conseguir que las citadas instalaciones alcancen un adecuado grado de fiabilidad y mantenibilidad en servicio.

Generalidades:

El diseño, la fabricación e instalación de los mazos de cableado eléctrico deberá conseguir los siguientes objetivos:

• Seguridad en vuelo, optimizando la fiabilidad de los sistemas y minimizando las interferencias y acoplamientos entre ellos.

• Facilidad de mantenimiento, desmontaje y sustitución del cableado.

• Mínimo coste de la instalación.

Los cables deben ser dimensionados para:

• Tener suficiente resistencia mecánica.

• No exceder la máxima caída de tensión admisible.

• Estar protegidos por los elementos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos.

• Cumplir los requerimientos de máxima corriente admisible.


149

• Minimizar la posibilidad de rotura por fatiga, utilizando conductores formados por múltiples venas.

• Impedir la formación de óxidos, utilizando conductores de cobre cuya protección exterior sea la adecuada a la temperatura máxima prevista.

Para facilitar la instalación y el mantenimiento, el cableado debe disponerse en mazos y rutas de no más de 50 milímetros de diámetro en las bridas de fijación a la estructura. Si no están instalados en conductos o manguitos aislantes, los cables de los mazos individuales deben ser atados entre sí, y éstos deben mantenerse cuando se agrupan varios mazos en una misma ruta.

Dentro de los conductos o manguitos aislantes los cables deben estar libres, sin ataduras entre ellos, al objeto de permitir la reparación o sustitución de uno de ellos sin afectar a los demás.

En todos los casos, las distancias que se citan deben tener en cuenta la flecha del mazo entre soportes, de forma que las distancias se cumplan incluso en la posición más desfavorable que pueda ocupar el mazo.

El tendido de mazos debe realizarse teniendo en cuenta lo siguiente:

• El cableado debe ser soportado, por medio de elementos de fijación normalizados, a intervalos no mayores de 600 milímetros en mazos abiertos (mazos no instalados dentro de conducto), 1 metro para mazos dentro de conducto y 350 milímetros dentro de pilones.

• Los soportes deben ser de tipo y tamaño adecuado, fijando los mazos en su posición de forma segura, sin causar daños a los cables.

• Las bridas deben impedir el movimiento de los mazos en cualquier dirección.

• El atado no es una alternativa válida al embridado.

• Los mazos deben atravesar las bridas en la dirección del eje de las mismas, y la deformación de la goma de las bridas, por desalineamiento, no es aceptable.

• El cableado instalado en zonas donde se puedan acumular líquidos se debe conducir y proteger de forma que se impidan los daños que le puedan causar estos líquidos.

• Las bridas de plástico ajustables (de tirón) deben ser adecuadas a las condiciones de uso, y no se deben emplear en los siguientes casos:

1. Cuando el fallo de la brida pueda permitir que el mazo tenga contacto con partes que puedan dañar el aislamiento de los cables.

2. Cuando la temperatura total (ambiente más elevación por el mazo) exceda del límite de utilización de las mismas.

3. Cuando el fallo de la brida le permita caer en partes móviles.

4. En zonas de alta vibración.

5. En áreas de condiciones ambientales severas, tales como huecos de tren, cerca de superficies de mando y otras.


150

6. Para retener algunos cables dentro de un mazo o algunos mazos dentro de un tendido.

• El uso de manguitos aislantes para protección del cableado debe mantenerse al mínimo y, cuando se utilicen, se debe prever en ellos orificios de drenaje para la eliminación de líquidos que puedan acumularse en su interior.

• El uso de conductos para cables se debe reducir al mínimo y, serán de uno de los tipos siguientes:

1. Rígidos de un material aislante.

2. Metálicos con un aislamiento interior.

3. Flexibles de un material aislante.

Roce de mazos con bordes de partes metálicas o no metálicas.

Cualquier contacto entre cables eléctricos y bordes de partes metálicas o no metálicas debe ser impedido. Para este propósito, los soportes y elementos de fijación deben ser diseñados para conseguir una separación que haga imposible cualquier contacto, debiendo respetarse las siguientes distancias mínimas en mazos sin protección:

• Mazo instalado sin brida en el punto de cruce con el borde, a 25 mm de estructura o equipo bajo él.

• Mazo instalado sin brida en el punto de cruce con el borde, a 20 mm de estructura o equipo al lado o encima de él.

• Cuando estas distancias no se puedan conseguir, se debe instalar un soporte en línea con el obstáculo, de forma que la distancia entre él y el mazo sea permanente y, al menos, igual a 10 mm.

Figura 1 Distancias mínimas de mazos no protegidos a filos

Si el mazo está protegido, la distancia mínima a partir que presenten filos o pliegues cortantes será de 10 mm.


151

Figura 2 Distancias mínimas de mazos protegidos a filos

Roces de mazos con partes planas de la estructura u otros componentes.

Cualquier contacto entre cables eléctricos y partes planas de la estructura o de otros componentes debe ser impedido. Para este propósito, los soportes y elementos de fijación deben ser diseñados para conseguir una separación que haga imposible cualquier contacto.

Figura 3 Separación entre mazos y partes planas

Cuando el contacto no pueda ser impedido por medio de distancia, el mazo debe tener una protección exterior o la superficie de la parte plana debe protegerse, en cuyo caso se permite el contacto soportando el mazo de manera que se impida movimiento relativo entre ellos.

Roces de mazos con tuberías y conductos.

Para prevenir contaminación del cableado en caso de fugas, los mazos deben ser conducidos por encima de las tuberías y equipos que transportan líquidos. Cuando esto no sea posible, el mazo debe cruzarse con la tubería formando un cierto ángulo, evitando conducciones paralelas.

Las terminaciones de cables (conectores, regletas y otros) no se deben posicionar bajo tuberías, racores de unión o accesorios que contengan líquidos. Debe impedirse que un cable, al romperse, pueda entrar en contacto con una tubería o accesorio de combustible.


152

Los mazos de cables eléctricos no se deben posicionar bajo uniones de tuberías o bajo equipos que contengan fluidos inflamables. Si fuera imposible cumplir la instrucción anterior los mazos de cables, se deben instalar en un conducto.

La distancia mínima entre cables y tuberías de líquidos inflamables u oxígeno debe ser de 50 mm. Esta distancia puede ser reducida a 15 mm si las tuberías conducen líquidos o gases tales como aire, agua, nitrógeno, etc.

En todo caso, para distancias más cortas, los cables deben ser conducidos bajo conductos y/o soportados para prevenir cualquier riesgo de contacto, manteniendo una separación de 13 milímetros como mínimo entre un mazo de cables, protegido o no, y una tubería de oxígeno o combustible. La distancia entre una tubería de oxígeno y un cable coaxial debe ser mayor de 15 mm.

Los mazos eléctricos o conductos con mazos no deben ser soportados por tuberías, ni directa ni indirectamente. Cualquier conexión entre tuberías y mazos se debe hacer con el único objetivo de mantener distancia entre ambos.

Figura 4 Separación entre mazos protegidos y tuberías

Roces de mazos con cables de mando o partes móviles.

La distancia mínima entre cables eléctricos y cables de mando o partes móviles debe ser de 50 mm.

En todo caso, para distancias más cortas, los cables deben ser conducidos bajo conductos y/o soportados para prevenir cualquier riesgo de contacto, siendo el mínimo aceptable de 10 mm.


153

Figura 5 Separación entre mazos y partes móviles

Roces entre mazos.

Los mazos deben ser separados entre sí por medio de fijaciones independientes. Si no fuera posible, deben ser atados entre sí en el punto de contacto.

• Zonas de baja vibración:

Los mazos pueden ser atados entre sí usando cuerda de retencionar, según se indica en la siguiente figura.

Figura 6 Eliminación de roces entre mazos

Los mazos pueden ser fijados entre sí usando separadores y bridas ajustables (de tirón), según se indica en la siguiente figura. De esta forma los filos de las bridas no aprisionan los mazos, empleando una sola brida en mazos paralelos y dos bridas en caso de mazos que se cruzan. También pueden ser fijados entre sí usando separadores y cuerda de retencionar.



154

• Zonas de media y alta vibración:

En las zonas de media y alta vibración, uno de los mazos debe ser protegido contra roces, fijándose después al otro mazo con cuerda de retencionar, según la figura siguiente.


Los mazos pueden ser fijados entre sí usando bridas, de forma similar a lo especificado para mazos y tuberías, debiendo quedar claramente detallado en la documentación aplicable su montaje y posición.

Los mazos paralelos sólo se deben unir cuando el espacio disponible sea limitado (pasos por aligeramientos), y siempre que no entren en conflicto con restricciones electromagnéticas.

Figura 9 Unificación de distintas rutas de mazos en una sola brida

Roces de mazos con sus conductos.

Para evitar el roce de un mazo con su conducto, un punto de brida debe ser instalado a la entrada y salida de los conductos de mazos de cables, garantizando que el mazo quede guiado por el eje del conducto e impidiendo el roce con los bordes de las bocas de entrada y salida del conducto.

Los bordes de los conductos deberán estar diseñados y fabricados para evitar daños en los mazos (abocardados). En conductos no abocardados, el mazo debe ser soportado y protegido por una cinta o manguito en la entrada y salida.

Cableado próximo a partes móviles.

El cableado fijado a elementos con movimiento relativo a otros elementos (tales como bisagras, poste de mando, volante de control y superficies de control de vuelo) debe ser instalado o protegido de tal manera


155

que se impida el deterioro por el citado movimiento. Esto incluye la abrasión por el roce de un cable con otro y el exceso de torsión y doblado del mazo. El mazo debe ser instalado en las bisagras de forma que trabaje a torsión mejor que a doblado.

Los cables en las proximidades de las unidades reemplazables (LRUS) deben ser protegidos contra el daño producido por la flexión, abrasión, tracción y otros efectos del frecuente desmontaje y sustitución de las unidades.

Figura 10 Instalación de mazos en partes móviles

Acumulación de líquidos.

Cuando el mazo llega en sentido descendente a un conector, regleta, panel o caja de conexiones, debemos prever un lazo de drenaje en el mazo, de forma que, por gravedad, la posible condensación abandone el mazo antes de penetrar en los elementos de conexión.

Los conectores sellados con pasta sellante están exentos de cumplir este requerimiento.

Figura 11 Lazo de drenaje en el mazo para evitar condensación


156

Radios de curvatura.

Para evitar deformaciones peligrosas en los cables, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones acerca del radio de doblado de los cables, medidos siempre en la parte interior del elemento de que se trate.

Para cables sueltos y mazos abiertos (mazos no instalados dentro de conductos), excepto cables coaxiales, de termopar y mazos que los contengan, individualmente conducidos y soportados, el mínimo radio de curvatura admisible es de diez veces el diámetro exterior del cable de mayor diámetro del mazo. En un punto de ramificación, se cumplirá el mismo requisito con respecto a los cables que se segregan del mazo general. Si un cable usado como conexión de pantalla o puente debe plegarse sobre sí mismo en un mazo, el radio de curvatura en el pliegue no debe ser inferior a tres veces el diámetro del cable.

Para cables de termopar, el radio mínimo de curvatura es de veinte veces su diámetro.

Los cables coaxiales flexibles deben tener un radio mínimo de doblado de seis veces su diámetro exterior.

Los cables coaxiales semirrígidos deben tener un radio mínimo de doblado de diez veces su diámetro exterior.

El radio mínimo de doblado de los mazos protegidos por conductos deben ser seis veces el diámetro exterior del conducto. En ningún caso el radio de doblado de un mazo protegido por conducto puede ser menor de diez veces el diámetro del cable de mayor diámetro incluido en su interior.

Tendido de cables coaxiales.

El tendido de mazos de cables que contengan cables coaxiales estará sujeto a los siguientes requerimientos adicionales.

• Todos los elementos soportados serán instalados de forma que no ejerzan más presión que la mínima requerida para evitar el deslizamiento del mazo.

• La presión será distribuida en toda la periferia del mazo o del cable si es individualmente soportado.

• El elemento de fijación no debe deformar la geometría del cable, de forma que las características eléctricas del mismo no se vean alteradas.

• Para atar los mazos que contengan cables coaxiales se empleara:- Preferiblemente cinta de acuerdo con la norma MIL-T-43435 o equivalente.- Bridas de plástico, de acuerdo con la norma MIL-S-23190 o equivalente. Instaladas con

las herramientas adecuadas, pueden ser usadas para atar mazos que contengan cables coaxiales con dieléctrico rígido. La tensión de la herramienta debe limitarse para no deformar la geometría del cable coaxial.

Zonas de combustible.

Todas las líneas que lleven cables al interior de los depósitos de combustible deben instalarse en canalizaciones apantalladas y separadas de las demás líneas del avión. De esta forma se evita inducciones electromagnéticas y la posibilidad de que el fuego originado en un mazo ajeno al depósito de combustible afecte al mazo que entra en el mismo.


157

Dentro de los depósitos de combustible, o adyacente a ellos, no se instalarán los mazos en conductos metálicos. Los conductos utilizados serán de un material compatible con el tipo de combustible y tendrán siempre la superficie del interior completamente lisa para evitar el daño por la fricción con los conductores. Si se emplean manguitos para aumentar la protección en el interior de los conductos, debe asegurarse mediante bridas la correcta posición de los mismos.

Dentro de los depósitos de combustible no se permite el uso de elementos que, al desprenderse, pudieran provocar atascos o cortocircuitos en las bombas de combustible, como cuerda de atar, cintas de protección, alambre de frenado, bridas plásticas de tirón, y otros.

Los empalmes en los cables de los sistemas relacionados con el combustible deben limitarse a los incluidos en los planos de diseño. Cualquier reparación en la instalación de estos cables, que implique la adición de nuevos empalmes, debe contar con la aceptación del departamento de diseño.

Los elementos eléctricos del interior de los depósitos de combustible no deben tener protecciones plateadas, siendo preferible la protección niquelada. El uso de elementos con protección de plata debe ser aprobado por diseño.

Zonas de altas temperaturas.

Con el objeto de prevenir el deterioro del aislamiento de los cables, los mazos se deben mantener separados de equipos que puedan someterlos a altas temperaturas, tales como resistencias, toberas de salida de gases, conductos de aire caliente, y otros. De forma que se impida que la temperatura del cable en servicio supere la máxima admisible para el tipo de cable que se trate.

Zonas de góndolas de tren.

Todos los mazos instalados en góndolas de tren deben ser protegidos por conductos u otras protecciones. Tubo flexible, cinta resistente a la abrasión o malla exterior son aceptables cuando el mazo es adecuadamente soportado. Cuando usamos tuberías, debemos prever un taladro de drenaje en todos los puntos donde se puede producir acumulación de líquidos y, en tendidos horizontales, en el punto más bajo entre cada dos puntos de brida consecutivos.

Creces en longitudes de cables y mazos.

No deben existir excesivas creces en el tendido ni en la conexión de un mazo a un equipo, sin embargo, y además de las creces para drenajes, se deben prever creces para evitar tensiones en los mazos y para permitir:

• 2 Sustituciones en las terminaciones de cables desde galga 12 a galga 24.

• 1 Sustitución en las terminaciones de cables desde galga 10 a 0000 y coaxial.

• Ausencia de tensiones y deformación en la goma de las bridas en los tramos curvos.

• Ausencia de tensiones en las barras de conexión y en la conexión de cables a piezas móviles.

• Desmontaje de todos los elementos de paneles y consolas sin abrir o desmontar los paneles, teniendo en cuenta que no exista riesgo de deterioro cuando el equipo está en su lugar.

Cuando el cableado termina en un conector o regleta, (excluyendo conectores de RF), debemos prever un mínimo de una pulgada para poder reemplazar el conector. Este exceso debe estar entre el conector y


158

la segunda brida del mazo a partir de él, lo que significa que, con el conector desconectado y la primera brida desmontada, el cableado debe permitir que la cara frontal del conector se extienda 25 mm más allá del punto normalmente requerido para realizar la conexión. El exceso para conectores sellados (potting) debe ser la longitud del tramo sellado más una pulgada.

Para evitar roturas, el ángulo máximo de doblado de la orejeta de un terminal en el montaje se limita a 30º para galgas comprendidas entre 10 y 0000, y 45º para galgas comprendidas entre 12 y 24, con un radio mínimo de plegado de 2 mm. En circunstancias especiales, las orejetas de los terminales de galgas comprendidas entre 12 y 24 se pueden doblar 90º una sola vez.

En cada extremo conectado a un terminal de orejeta se debe dejar un exceso de cable, para futuros reemplazos del terminal, igual a dos veces la longitud de la zona común de cable y terminal, excepto para cables de cobre de galga 2 y superiores y cables de aluminio de galga 4 y superiores, donde el mínimo será una vez la longitud de la zona común de cable y terminal.

El exceso se debe dejar en las proximidades del terminal, y disponible para reemplazo del terminal en el mantenimiento.

El cableado se instalará de forma que se impidan las tensiones en los cables y en las conexiones debidas a dilataciones de la estructura por temperatura, deformación de la estructura por el movimiento del avión y otros.

En tramos rectos se debe prever un exceso en la longitud del mazo que permita una flecha mínima de 1,5 mm., según se muestra en la figura, y que este exceso no represente un conflicto con las anteriores restricciones citadas en otros apartados.

Figura 12 La longitud del mazo debe permitir una flecha mínima de 1,5 mm

El cableado conectado a equipos instalados sobre amortiguadores debe permitir el libre movimiento del bastidor, garantizando la ausencia de roces del mazo en todas las posiciones posibles del equipo.

10.11.1.2. Sistemas eléctricos y rutas de montaje.

Sistema eléctrico:

Sistema que distribuye la corriente generada por el motor del avión y las baterías a los distintos sistemas. Los cables que forman este sistema son casi todos de las galgas 00, 0, 4, 8 y 12, todos ellos sin apantallar.

Desde las baterías y el generador del motor los cables que entran en el avión son de la 00 que, una vez conectados a las cajas Pc, se van reduciendo de galga para conectarse a los armarios eléctricos situados en cabina. Éstos a su vez distribuyen la corriente a los paneles de fusibles automáticos (breakers).


159

Aviónica:

Sistema de distribución de datos. Relaciona los diferentes equipos básicos de navegación y comunicación. Los cables que forman este sistema son casi todos de las galgas 22 y 20 apantallados de 1,2 y 3 hilos. También forman parte de este sistema los coaxiales que dan servicio a las antenas del avión.

Sistemas varios:

Aquí nos encontramos los sistemas de misión y otros sistemas opcionales que, a petición del cliente, se pueden incluir en la configuración del avión. Los cables que forman estos sistemas son casi todos apantallados, coaxiales y triaxiales. En algunos casos los mazos están completamente enmallados para protegerlos de las interferencias.

Generalidades.

Todas las instalaciones eléctricas aeronáuticas van separadas, además de por su utilidad ( sistema eléctrico, aviónica y otros ), por rutas de fabricación. Estas rutas van integradas en el mismo mazo y nos obligan, según documentación, a separarlas del montaje. Lo que significa que como mínimo irán por soportes y bridas distintas.

Este sistema de rutas es utilizado para evitar las posibles interferencias que puedan tener los diferentes sistemas del avión.

Es importante estudiar bien la documentación de montaje antes de tender el mazo sobre el avión, pues así se evitan daños innecesarios a los cables y determinaremos el lugar más idóneo para empezar a introducirlo en el avión.

Durante el tendido del mazo se debe comprobar que todos los conectores y ramales llegan correctamente y sin tensiones a sus lugares de conexión. Esto lo realizaremos conectando y sujetando con bridas de tirón el mazo a los soportes. Si el mazo llevara en su configuración los Tip’s comprobaremos que éstos coinciden con las bridas al montaje.

Una vez realizado el tendido sobre avión comenzaremos a embridar teniendo en cuenta todo lo dispuesto en la NT-0-ASO-02/028.

10.11.2. Montaje de bridas.10.11.2.1. Montaje de bridas.

La brida es el elemento fijador de los mazos eléctricos y debe impedir el movimiento de éstos en cualquier dirección.

La norma que regula el tipo de brida que se usa en el montaje es la MS21919. Éstas son bridas redondas con una protección de goma y un pequeño tacón que impide el contacto de los cables con la parte metálica de las bridas. Para el montaje de coaxiales existe otro tipo de brida ( achatadas y con tacón) cuya norma es NAS1714.

En ningún caso se admite que dicho tacón pise total o parcialmente algún cable y no es aceptable la deformación o el deterioro de la brida.


160

Figura 13 Bridas

En los motores se montan bridas que soportan altas temperaturas. Son de diferente material a las montadas en el fuselaje tanto en su parte metálica como en la protección de goma.

Si tenemos que situar varias bridas en un mismo soporte lo realizaremos de la siguiente manera:

En torreta.Distanciador

Doble palometa Palometa/Torreta

En palometa

Figura 14 Distribución de bridas en un mismo soporte


161

10.11.3. Conexionado y acondicionado.10.11.3.1. Tipos de conexionado.

Los diferentes tipos de conexionado en el montaje de un sistema eléctrico aeronáutico son los siguientes:

Conexionado de una zona de corte.

Es el que realizamos mediante un conector fijo en la estructura (soporte) y un conector móvil. Para ello tendremos en cuenta el tipo de conector fijo que sea (presurizado o no).

Para el tipo de conectores presurizados pondremos especial atención de no perder ni deteriorar el anillo de goma que realiza la presurización. Esto lo conseguiremos impregnando con vaselina dicho anillo de goma.

Los conectores no presurizados van cogidos a la estructura mediante tornillo, arandela y tuerca autofrenable. Se debe tener en cuenta que la posición del tornillo no impida el correcto acoplamiento del conector móvil.

Figura 15 Conexionado de una zona de corte, regleta y masa

Conexionado de equipos.

Este tipo de conexión se realizará mediante un conector móvil a un equipo del avión. Aunque parezca una operación sencilla tendremos cuidado de centrar bien los conectores para no doblar los pines.

Conexionado de zonas de regleta y masas.

Es la conexión realizada en un módulo de regleta y tornillo o barrilete de masa. Son cables que salen directamente del mazo y, mediante pines o terminales, son conexionados. Se debe comprobar que el módulo de regleta montado en la estructura tiene la configuración correcta, que el tornillo de masa está suficientemente apretado y que al introducir los pines en los módulos o barriletes éstos quedan bien anclados.


162

10.11.3.2. Acondicionado.

Este proceso, una vez terminado el tendido, embridado y conexionado el mazo, lo realizaremos para conseguir el correcto cumplimento de la NT-0-ASO-02/028. Es una verificación previa que debe hacer todo montador y consiste en evitar el posible roce de los mazos con cualquier parte. Ningún trabajo queda terminado si no está realizado este proceso. Para ello tendremos en cuenta las siguientes consideraciones:

• Roces de mazos entre sí o con la estructura.

• Distancias de mazos al filo de equipos o estructuras.

• Correcto embridado ( tamaño apropiado y sin pisar cables ).

• Los tornillos sobresaldrán un mínimo de 2 y un máximo de 5 hilos de rosca.

• Estética de la instalación.

Figura 16 Bodega acondicionada

La correcta realización del proceso de acondicionado nos permitirá preparar el avión para su entrega a cliente, evitará averías innecesarias en el proceso de pruebas y la terminación con los máximos niveles de calidad exigidos.

Actividades prácticas de aula/actividades de tallerRealizar ejercicios prácticos de embridado de mazos sobre estructura, conexionado de regletas y masas, acondicionado y terminación de la instalación.


163



1) ¿Qué distancia mínima debe existir entre mazos y partes móviles?.

20 mm en cualquier caso.

50 mm y 10 mm si van bajo conductos y/o soportados.


La misma que para los tubos de oxigeno y combustible.

2) ¿Pueden los mazos rozar entre sí?.

Sí, en cualquier caso.

Sí, siempre que sea en una zona de baja vibración.

No, para evitarlo los ataremos entre sí en el punto de contacto.

No, para evitarlo los protegeremos con helicoidal.

3) ¿Debemos dejar los atados dentro de las protecciones?.

No, sólo dejaremos las banderolas de identificación del mazo.

Sí, para mantener las rutas separadas.

No, esto nos permitirá la reparación o sustitución del cableado.

Sí, porque es un trabajo innecesario quitarlos.

4) ¿Puede pisar el tacón de goma de las bridas algún cable del mazo?.

Sí, siempre que no toque la parte metálica.

No, en ningún caso.


164



1) ¿Qué distancia mínima debe existir entre mazos y partes móviles?.


50 mm y 10 mm si van bajo conductos y/o soportados.


La misma que para los tubos de oxigeno y combustible.

2) ¿Pueden los mazos rozar entre sí?.

Sí, en cualquier caso.

Sí, siempre que sea en una zona de baja vibración.

No, para evitarlo los ataremos entre sí en el punto de contacto.

No, para evitarlo los protegeremos con helicoidal.

3) ¿Debemos dejar los atados dentro de las protecciones?.

No, sólo dejaremos las banderolas de identificación del mazo.

Sí, para mantener las rutas separadas.

No, esto nos permitirá la reparación o sustitución del cableado.

Sí, porque es un trabajo innecesario quitarlos.

4) ¿Puede pisar el tacón de goma de las bridas algún cable del mazo?.

Sí, siempre que no toque la parte metálica.

No, en ningún caso.

Unidad Didáctica 10.12 MASAS ELÉCTRICAS. EMPALMES Y FÉRRULAS

165


MONTAJE DE TERMINALES, EMPALMES Y FÉRRULAS



10.12.1. Terminales preaislados. 166 10.12.1.01. Máquinas de grapado. 168 10.12.2. Empalmes. 171 10.12.2.01. Tipos de empalmes. 171 10.12.3. Férrulas. 174 10.12.3.01. Tipos de férrulas. 174





166


10.12.1. Terminales preaislados.Los terminales, empalmes y férrulas son elementos de unión para conexiones eléctricas, y cada cual cumplen misiones especificas.

Los terminales más usados en aviones CASA son los numerados con p/n AS25036, y se regularizan por dicha norma. Los colores básicos más utilizados son: rojo, azul y amarillo.

El p/n recogido en los planos y documentaciones aplicables será el utilizado con su número de norma genérica y tres dígitos que serán los que definen el terminal exacto a montar ó montado. Veamos el siguiente ejemplo: AS25036-156.

Aplicando el proceso de mediciones que nos aporta la norma y el –156 del p/n, llegaremos a encontrar que se trata de un terminal para galga 10 y 12, de color amarillo y unas cotas específicas según tablas adjuntas.

Tabla I Tabla de mediciones


167

Figura 1 Partes de un terminal

Figura 2 Algunos tipos de terminales preaislados

El conjunto del cilindro de recepción y el manguito de cobre, están revestidos de material aislante de pvc o nylon y del color correspondiente a su galga.

Una vez grapado el conductor al terminal, la lengüeta de ésta servirá para conectarlo mediante su orificio, el conductor habrá quedado grapado en el cilindro de recepción y aislante del conductor sujeto por el manguito de cobre para evitar flexiones por vibraciones y todo aislado, por la cubierta de pvc o nylon.

Para realizar el grapado de terminales se usan máquinas de grapar manuales e hidráulicas.


168

10.12.1.1. Máquinas de grapado.

Máquinas manuales.

Máquina de grapado terminales color rojo.Para galgas 22 a 18.

Máquina de grapado terminales color azules.Para galgas 14 y 16.

Máquina de grapado terminales color amarillos.Para galgas 10 y 12.

Figura 3 Máquinas grapado manual


169

Máquinas hidráulicas.

Cabezal

Matrices

Figura 4 Máquinas grapado Hidráulicas

10.12.1.2. Preparación y proceso de grapado.

El pelado del conductor se realizará como operación anterior al grapado y deberá quedar aproximadamente 1 mm por fuera sobre la lengüeta y terminar la zona pelada justo en el escalón interior del cilindro de recepción.

Figura 5 Proceso de grapado


170

Veamos a continuación el proceso a seguir para el grapado.

• Para abrir las mordazas de la tenaza, apretar los mangos de la misma hasta que se afloje el trinquete autofrenable. En ese momento se abrirán solas al soltar los mangos.

• Colocar el terminal en las mordazas, de forma que la lengüeta del terminal quede por debajo del tope como indica la figura y las fotos.

Figura 6 Detalles máquinas grapado manual

• Realizar pelado según proceso anterior.

• Apretar suavemente los mangos hasta que el terminal quede firmemente sujeto pero sin deformarse. Hay que tener presente que una vez que el trinquete autofrenable ha enganchado, los mangos no se podrán abrir.

• Introducir la parte pelada del cable en el cilindro de recepción del terminal hasta que haga tope en la propia máquina de grapado.

• Mantener el conductor en la posición correcta y completar el grapado presionando los mangos hasta que se suelte el trinquete.

Una vez realizado un grapado, el operario deberá inspeccionar el resultado del mismo, teniendo en cuenta las siguientes observaciones:


171

• Rectitud y paralelismo entre conductor y el terminal.

• El aislamiento del conductor, debe hacer tope en el escalón interior del cilindro de recepción.

• El conductor debe sobresalir del terminal 1 mm aproximadamente.

• Al grapar no morder el aislante del terminal.

• Ausencias de grietas.

• Realizar prueba de tracción entre terminal y cable.

Para el grapado de terminales de galgas superiores a la 10, se usarán máquinas hidráulicas y el montaje de terminales se realizará como indica la siguiente figura, siendo el proceso de grapado igual al descrito anteriormente.

Figura 7 Detalle máquina grapado hidráulica

10.12.2. Empalmes.10.12.2.1. Tipos de empalmes.

Existen varios tipos de empalmes englobados en dos principales: los preaislados y los no aislados. Los preaislados son grapados con su propio aislante, con el mismo proceso de pelado y grapado que un terminal.

Para el grapado de los empalmes de part number referidos en siguiente tabla, los -3, -4 y -5 (rojo, azul y amarillo) se utilizan las mismas máquinas manuales que los terminales.


172

Tabla de empalmes p/n M7928/5

Figura 8 Detalle máquina grapado manual

Nota: el operario que realice operaciones de grapado, deberá estar en posesión de la correspondiente autorización de grapado en obras aeronáuticas, la cual será un proceso especial certificado.

Los no aislados son cilindros metálicos de cobre con baños de plata, estaño o níquel.

Son grapados con máquinas específicas de cada fabricante.


173

En los casquillos indicados a continuación se podrán observar que pueden tener una ó dos bandas de colores, ello nos indicará si son de cobre plateado o cobre niquelado, que será necesario tenerlo muy en cuenta a la hora de una fabricación ó reparación, pues hay que evitar los pares galvanices por unión de materiales distintos.

Banda de color

Aislante termocontraíble

Anillos de estanqueidad

Figura 9 Empalmes

10.12.2.2. Preparación y proceso de grapado.

Para la realización de grapado en los casquillos de empalme no aislados, se procederá al pelado del cable con longitud igual al casquillo de profundidad más 1 mm.

Se inserta el cable por los extremos del casquillo una vez situado en su máquina y procedemos al grapado siguiendo las mismas pautas que se han descrito en apartados anteriores.


174

Figura 10 Grapado de un casquillo de empalme

10.12.3. Férrulas.10.12.3.1. Tipos de férrulas.

Las férrulas son manguitos soldables que se instalan en las pantallas de cables apantallados.

Su finalidad es dar salida o conexión a dichas pantallas para su conexión posterior a borna de un conector, unión de con otras pantallas, salida a masa o simplemente condenar estas y reciben el nombre de flotantes.

Este tipo de manguitos soldables se aplican mediante un reflector de aire caliente o de rayos infrarrojos y contiene un indicador térmico coloreado cuyo color cambia cuando se consigue la temperatura de fusión.

Son manguitos aislantes compuestos por dos anillos de estanqueidad (fundentes) y un anillo de soldadura, que pueden ser con características especiales para soldar cobre estañado o plateado o niquelado.

Anillos de estanqueidad

Anillo de soldadura

Figura 11 Férrula para pantalla flotante


175

Figura 12 Férrula con malla para pantallas con salida Figura 13 Férrula con cable para pantallas

a unión de pantallas (almenas) con salida a borna ó masa

Figura 14 Proceso de termocontraer una férrula


176

Actividades prácticas de aula/actividades de tallerCortar y pelar ambos extremos:

• 2 Cables simples de galga 22 y grapar terminales rojos en cada uno de ellos.

• 2 Cables simples de galga 16 y grapar terminales azules en cada uno de ellos.

• 2 Cables simples de galga 22 y grapar empalmes rojos.

• 2 Cables doble apantallado de galga 20 ó 22 y montar 2 férrulas para aislar la pantalla en uno de ellos y dos con salida de cable en el otro.

En cable apantallados anteriores pelar extremos, unificar cables y grapar empalmes azules.


177



1) Vamos a preparar y pelar un cable para graparlo en un terminal aislado. ¿Cómo debe quedar el aislante del conductor antes de grapar?.

Debe quedar a ras con la parte trasera del terminal.

Debe hacer tope en el escalón interior del terminal.

Es suficiente que el plástico del terminal tape al aislante.

2) ¿Qué longitud hay que pelar en un conductor antes de graparlo?.

La longitud que veamos más adecuada, según el tipo de terminal.

La dimensión del casquillo del terminal o empalme más 1 m/m.

La dimensión del casquillo del terminal o empalme menos 1 m/m.

La dimensión del casquillo del terminal o empalme.

3) Si necesitamos grapar un terminal de galga 22-16 en un conductor de galga 18. ¿Qué herramienta debemos de utilizar?.

Tenaza de grapado de mangos azules.

Tenaza de grapado de mangos rojos.

Tenaza de grapado de mangos amarillos.


178



1) Vamos a preparar y pelar un cable para graparlo en un terminal aislado. ¿Cómo debe quedar el aislante del conductor antes de grapar?.

Debe quedar a ras con la parte trasera del terminal.

Debe hacer tope en el escalón interior del terminal.

Es suficiente que el plástico del terminal tape al aislante.

2) ¿Qué longitud hay que pelar en un conductor antes de graparlo?.

La longitud que veamos más adecuada, según el tipo de terminal.

La dimensión del casquillo del terminal o empalme más 1 m/m.

La dimensión del casquillo del terminal o empalme menos 1 m/m.

La dimensión del casquillo del terminal o empalme.

3) Si necesitamos grapar un terminal de galga 22-16 en un conductor de galga 18. ¿Qué herramienta debemos de utilizar?.

Tenaza de grapado de mangos azules.

Tenaza de grapado de mangos rojos.

Tenaza de grapado de mangos amarillos.

Unidad Didáctica 10.13 MONTAJE DE EQUIPOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

179


MONTAJE DE EQUIPOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS



10.13.1. Montaje de equipos eléctricos. 180 10.13.1.01. Tipos de equipos eléctricos. 180 10.13.1.02. Generalidades y particularidades. 182 10.13.2. Montaje de equipos electrónicos. 183 10.13.2.01. Tipos de equipos electrónicos. 183 10.13.2.02. Generalidades y particularidades. 184





180


10.13.1. Montaje de equipos eléctricos.10.13.1.1. Tipos de equipos eléctricos.

Los equipos eléctricos se definen como aquellos cuya función es la de garantizar la correcta distribución y alimentación de los sistemas eléctricos y electrónicos del avión. Los diferentes tipos de equipos eléctricos son los siguientes:

Cajas Pc’s:

Son los equipos que recepcionan la corriente eléctrica procedente de los generadores y baterías y la distribuyen a su vez a otros equipos. Protege al sistema de las posibles sobrecargas que pudiera tener. Son especialmente sensibles y debemos tener mucho cuidado en su montaje.

Figura 1 Caja Pc


181

Armarios eléctricos:

Recibe alimentación de las cajas Pc’s. Es el centro de distribución de corriente a sistemas varios. Protege mediante fusibles y relés posibles cortocircuitos. Contiene reguladores de voltaje para adaptarlo a las diferentes alimentaciones de los equipos, iluminación, sensores, pantallas y varios ( 5v, 10v y otros).

Figura 2 Armario eléctrico

Centros de autoprotección:

Son aquellos equipos que protegen de subidas de tensión los diferentes sistemas. Esto se hace mediante breakers calibrados a un determinado amperaje.

Figura 3 Centro de autoprotección

Convertidores e inversores:

Estos equipos adaptan la corriente a los diferentes consumos eléctricos de sistemas específicos. En el caso de los convertidores, transforman el voltaje y los inversores pasan la corriente de continua a alterna.


182

Figura 4 Inversor

Contactores y relés.

Protegen los circuitos de consumos elevados. Existen relés temporizados que se excitan una vez transcurrido el tiempo en el cual han estado calibrados (p.e. sistema antihielo).

Figura 5 Caja de contactores

10.13.1.2. Generalidades y particularidades.

Para la instalación de estos equipos tendremos en cuenta todo lo dispuesto en la NT-0-ASO-02/028.

El montaje de este tipo de equipos se realiza directamente sobre la estructura. Salvo determinados equipos ( p.e. convertidores e inversores ), el conexionado se realiza mediante terminales de orejeta grapados al conductor.

En el caso de las cajas Pc’s prestaremos especial atención a la limpieza de la zona antes de realizar el conexionado y bajo ningún concepto debe entrar suciedad en el interior de las cajas.

Una vez terminado el montaje y conexionado de los equipos se realizará el proceso de acondicionado de la zona.


183

Figura 6 Caja Pc. Zona acondicionada

10.13.2. Montaje de equipos electrónicos.10.13.2.1. Tipos de equipos electrónicos.

Los equipos electrónicos son aquellos que proporcionan información, ayuda a la navegación, comunicación y todo lo necesario para el buen funcionamiento de la aeronave.

Son equipos que procesan los datos captados a través de sensores, antenas y las órdenes dadas por los pilotos operando a través de las unidades de control (centrales).

En las figuras 7 y 8 vemos algunos de ellos:

Figura 7 Comunicaciones HF


184

Figura 8 Pantallas de IEDS y EFIS


Para la instalación de estos equipos tendremos en cuenta todo lo dispuesto en la NT-0-ASO-02/028. El montaje se realiza sobre bastidores incorporados sobre la estructura.

El conexionado se realizará mediante conectores sujetos a los bastidores o conectando directamente sobre el equipo ( pantallas ).

Prestaremos especial atención a la incorporación del equipo en su bastidor para que no sufra ningún tipo de daño ( arañazos, golpes, otros ) y al correcto acoplamiento con su conector. Cualquier desviación provocaría el deterioro de los pines del conector y un falso acoplamiento. Limpiaremos la zona antes de realizar el conexionado.

Figura 9 Bastidor de equipos


185

Una vez terminado el montaje y conexionado de los equipos se realizará el proceso de acondicionado de la zona.

Figura 10 Relé y filtros de antenas. Zona acondicionada


186

Actividades prácticas de aula/actividades de taller Practicar breaker´s, reles, contactores y otros elementos eléctricos proporcionados por el monitor.


187


1) ¿Qué debemos tener en cuenta al conectar una caja PC?.

Que no existan roces en el interior.

Debemos limpiar la zona antes y evitar que entre suciedad.

Debemos comprobar que funcione.

Que no le entre humedad.

2) ¿Qué utilidad tiene un centro de autoprotección?.

Ninguna.

Protegen mediante diodos las bajadas de tensión.

Protegen mediante breakers las subidas de tensión.

Asegurarnos que funciona.

3) ¿Dónde van montados los equipos electrónicos?.

Sobre bastidores.

Directamente sobre la estructura.

El avión no lleva equipos electrónicos.

En la cabina.



188


1) ¿Qué debemos tener en cuenta al conectar una caja PC?.


Debemos limpiar la zona antes y evitar que entre suciedad.



2) ¿Qué utilidad tiene un centro de autoprotección?.

Ninguna.

Protegen mediante diodos las bajadas de tensión.

Protegen mediante breakers las subidas de tensión.

Asegurarnos que funciona.

3) ¿Dónde van montados los equipos electrónicos?.

Sobre bastidores.

Directamente sobre la estructura.

El avión no lleva equipos electrónicos.

En la cabina.


Unidad Didáctica 10.14 MONTAJE DE CENTRALES

189


MONTAJE DE CENTRALES



10.14.1. Montaje de centrales. 190 10.14.1.01. Tipos de unidades de control (centrales). 190 10.14.1.02. Generalidades y particularidades. 191




190


10.14.1. Montaje de centrales.10.14.1.1. Tipos de unidades de control (centrales).

Se definen las centrales como los paneles de control de todos los sistemas de la aeronave. Estas unidades van instaladas en su mayor parte en la cabina que es donde se ejerce, en mayor medida, este control, aunque dependiendo de su utilidad también pueden estar situadas en algunos puntos del fuselaje.

Figura 1 Centrales tablero superior cabina


191

Las centrales van provistas de paneles iluminados, indicadores, interruptores y leyendas indicadoras de la función correspondiente.

Según sistema los interruptores son de una determinada forma ergonómica. Esto es para evitar la confusión del operador a la hora de activar los controles, como ejemplo podemos ver en la figura 1 los controles de anti-incendios.

Otros interruptores llevan una guarda de seguridad para evitar que se activen accidentalmente cuando se operan próximos a él y para asegurar que sólo se activa el que queremos.

Figura 2 Central de combustible en góndola


Para la instalación de estos equipos tendremos en cuenta todo lo dispuesto en la NT-0-ASO-02/028.

El montaje de este tipo de equipos se realiza sobre bastidores y sujetos con broches de montaje y desmontaje rápido.

El conexionado se realiza mediante conectores, en su mayoría planos, conexionando directamente sobre el equipo.

Prestaremos especial atención a la incorporación del equipo en su bastidor para que no sufra ningún tipo de daño ( arañazos, golpes, otros ) y al correcto acoplamiento con su conector, cualquier desviación provocaría el deterioro de los pines del conector y un falso acoplamiento.

Debemos asegurar que la instalación se hace en el lugar correcto según la documentación y que conexionamos el conector correspondiente.

Los paneles iluminados son especialmente delicados, cualquier pequeño golpe podría suponer la rotura de éstos. Limpiaremos la zona antes de realizar el conexionado. Una vez terminado el montaje y conexionado de los equipos, realizaremos el proceso de acondicionado de la zona.


193


1) ¿Qué debemos tener en cuenta al conexionar una central?.


Debemos evitar golpes y acoplar bien el conector.



2) ¿Son todos los interruptores iguales?.

No.

Si.

3) ¿Qué tipo de sujeción es usado generalmente para fijar una central?.

Tornillos.

Broches.

Anclajes tipo clip.

Bridas.



194


1) ¿Qué debemos tener en cuenta al conexionar una central?.


Debemos evitar golpes y acoplar bien el conector.



2) ¿Son todos los interruptores iguales?.

No.

Si.

3) ¿Qué tipo de sujeción es usado generalmente para fijar una central?.

Tornillos.

Broches.

Anclajes tipo clip.

Bridas.


Unidad Didáctica 10.15 PRUEBA DE CONTINUIDAD

195


PRUEBAS DE CONTINUIDAD



10.15.1. Introducción. Concepto de prueba de continuidad eléctrica. 196

10.15.2. Clasificación de las pruebas de continuidad eléctrica. 197 10.15.3. Pruebas de continuidad/aislamiento sobre cableado. 197 10.15.4. Pruebas de continuidad eléctrica estructural. 199 10.15.5. Pruebas de comprobación de puesta a masa. 203 10.15.6. Pruebas de comprobación de puesta a masa de pantallas de cables y mazos eléctricos. 205 10.15.7. Resumen de herramientas utilizadas. 205






196


10.15.1. Introducción. Concepto de prueba de continuidad eléctrica.

Dentro de este capítulo tendrían cabida todas aquellas comprobaciones que realiza el personal técnico competente para asegurar el correcto funcionamiento de las instalaciones eléctricas del avión.

Aunque son comprobaciones realizadas en el ámbito del avión o sección (proa, fuselaje, HTP, VTP, etc.), también pueden realizarse sobre conjuntos terminados a nivel de bancos o tableros, como por ejemplo ocurre con las pruebas de continuidad/aislamiento eléctrico de mazos y centrales.

Básicamente, estas pruebas buscan deficiencias en los diversos “caminos” que puede tener la corriente eléctrica dentro del avión completo y estando éste operativo. En función del tipo de camino eléctrico que siga la corriente, la forma de medir esa deficiencia será diferente.

Si el camino eléctrico por el que circula la corriente es un cable de un mazo o de una central eléctrica, realizaremos medición de continuidad eléctrica entre los dos extremos del cable y, además, realizaremos comprobación de aislamiento con el resto de puntos. Comprobaremos, así, de esta forma, la inexistencia de hipotéticas derivaciones de la corriente.

Si, en cambio, dicho camino eléctrico es la propia estructura del avión (el retorno de corriente hasta el negativo de las fuentes se hace a través de estructura en los aviones por temas de seguridad y ahorro de costes y peso), hemos de comprobar que las diversas uniones mecánicas que componen el avión además de estar mecánicamente bien unidas también lo están eléctricamente. Es decir, mediremos que los diversos ensamblajes mecánicos del avión poseen un camino eléctrico que está por debajo de una determinada resistividad. Este tipo de comprobaciones constituyen un nexo de unión entre el mundo mecánico y el mundo eléctrico en el avión.

Al constituir la estructura del avión el principal camino para el retorno de la corriente, también se ha de prestar mucha atención a las comprobaciones de puesta a masa de equipos y centrales eléctricas a dicha estructura. Este tipo de puesta a masa suele corresponderse con la típica unión terminal eléctrico-tornillo fijado a estructura.


197

En el caso de mazos y cables apantallados, hemos de asegurar que su blindaje electromagnético (malla) está correctamente instalado y unido a masa por ambos extremos (a no ser que se especifique lo contrario y la puesta a masa se haga únicamente por un extremo). Para ello mediremos resistividades en los bucles de corriente formados por la pantalla del mazo o cable apantallado y la propia estructura.

Por último, y tratándose de comprobaciones menos habituales, encontramos las mediciones de resistividades eléctricas superficiales en los tratamientos de pinturas conductoras de determinadas zonas del avión.

10.15.2. Clasificación de las pruebas de continuidad eléctrica.Las pruebas de continuidad eléctrica, según su naturaleza (ámbito de aplicación e instrumental), se clasifican en:

• Pruebas de continuidad/aislamiento eléctrico sobre cableado: Se realizan sin corriente aplicada en el avión o en el banco de pruebas donde se vaya a llevar a cabo.

- Pruebas de continuidad/aislamiento en centrales eléctricas.

- Pruebas de continuidad/aislamiento en mazos eléctricos.

• Pruebas de continuidad eléctrica estructural (bonding).

• Pruebas de comprobación de puesta a masa (grounding).

• Pruebas de comprobación de puesta a masa de pantallas de cables y/o mazos eléctricos (shielding).

• Pruebas de comprobación de resistencias eléctricas superficiales en tratamientos de pintura.

Cada tipo de prueba tiene una forma de proceder y un instrumental específico que debe ser estudiado de forma individual en los capítulos siguientes.

10.15.3. Pruebas de continuidad/aislamiento sobre cableado.Este tipo de comprobaciones trata de medir la continuidad eléctrica del cableado a ser instalado en el avión. Este cableado puede estar contenido tanto en mazos como en centrales eléctricas.

Las comprobaciones de continuidad son del tipo punto a punto porque siempre hemos de tener un par de puntos accesibles (bornas de conectores, terminales, puntos de masa, etc.) entre los cuales realizar la medición.

Sin embargo, además de comprobarse la continuidad eléctrica entre un par de puntos, también se debe testear el aislamiento entre cada uno de esos dos puntos y todos los demás adyacentes. De esta forma estaremos comprobando, además de la correcta instalación del camino eléctrico medido, la inexistencia de caminos alternativos o derivaciones no representadas en la documentación.

Para poner de manifiesto este caso pensemos en el mazo eléctrico de la figura 1, formado por varios ramales y conectores. Si queremos comprobar la continuidad eléctrica entre la borna X del conector A y la borna Y del conector C, hemos de comprobar lo siguiente:


198

• Continuidad eléctrica entre la borna X del conector A y la borna Y del conector C.

• Aislamiento eléctrico entre la borna X del conector A y todas las demás bornas de los conectores A, B y C (salvo la borna Y de éste último conector).

• Aislamiento eléctrico entre la borna Y del conector C y todas las demás bornas de los conectores C, B y A (salvo la borna X de este último conector).

• Aislamiento eléctrico de la borna X del conector A y borna Y del conector C con respecto a masa (estructura).

Únicamente de esta forma, se comprueba la correcta instalación del camino eléctrico entre dos puntos a través de un cable contenido en un mazo o en una central eléctrica.

Por ello, las medidas de continuidad y de aislamiento están íntimamente asociadas.

Mazo eléctricoConector BConector A

Conector C

Figura 1 Mazo eléctrico de tres conectores

En el caso de las centrales eléctricas la forma de proceder sería análoga, sólo que en este caso los conectores involucrados serían los conectores de interface que lleva instalados la central, y los cables implicados serían los contendidos en el interior de la referida central (Fig. 2).

Conector A

Conector B

Conector C

Central eléctrica

Figura 2 Central eléctrica de tres conectores


199

Las comprobaciones de continuidad/aislamiento pueden realizarse a nivel de taller eléctrico en banco con el mazo/central sobre tablero o a nivel de sección fal (montaje final) con el mazo/central instalada en el avión.

Tanto en un caso como en otro podemos utilizar un medidor electrónico de continuidad/aislamiento manual (tipo multímetro) o bien usar una máquina automatizada de mediciones de continuidad/aislamiento como la Hughes Fact o la Ditmco.

Actualmente, debido a los cada vez más exigentes requisitos de calidad de producción en los talleres eléctricos aeronáuticos, únicamente es válida la opción de comprobación automatizada del cableado. En este tipo de circunstancias tanto el error humano en la comprobación como el tiempo de testing disminuyen significativamente. Sin embargo, no todos son ventajas en las comprobaciones con máquina automática (aunque netamente los pros superan ampliamente a los contras). En este tipo de entornos de automatizados, hemos de definir y fabricar un utillaje de prueba compuesto por contramazos que contengan los respectivos contraconectores asociados a los conectores bajo test.

A nivel de avión completo, el uso de la máquina automatizada se hace inoperativo y, por ello, y partiendo de la base de que los mazos y centrales eléctricas ya han sido testeadas, podemos usar equipamiento electrónico de mano, como un medidor de continuidad o un multímetro convencional.

De esta última forma, podemos realizar investigación de averías en las instalaciones eléctricas una vez que éstas han sido instaladas en el avión, o bien comprobar pequeñas reparaciones o modificaciones realizadas a nivel de avión completo.

Por último, hemos de poner de manifiesto que este tipo de comprobaciones de continuidad/aislamiento han de ser llevadas a cabo sin presencia de corriente en el avión (caso de que se realicen en el avión) o en el conjunto bajo pruebas, ya sea un mazo o una central. Cualquier corriente residual circulante por la instalación eléctrica bajo pruebas podría falsear la medida obtenida por el aparato utilizado, que emplea, a su vez, una corriente de test controlable para pasar, a continuación, a medir tensión. De esta forma, el dispositivo calcula la resistencia de la línea.

Y sabemos que:

• Resistencia muy pequeña (en torno al ohmio o menos): continuidad.

• Resistencia muy alta (muchos megaohmios o fuera de rango del aparato): aislamiento.

Sin embargo, a veces, hemos de emplear tensiones para energizar relés o para polarizar en directa a diodos en los procesos de comprobación de continuidad/aislamiento de centrales. En estos casos, se ha de comprobar que la tensión introducida en el sistema no afecta a la línea bajo test.

10.15.4. Pruebas de continuidad eléctrica estructural.Este tipo de pruebas recogen el conjunto de comprobaciones que se han de realizar a nivel estructural y de instalaciones (combustible, neumática, hidráulica, etc.) para comprobar que el camino de retorno de la corriente a través de la estructura del avión entra dentro de unos valores de resistividad máxima admisible.

Es sabido que el camino de retorno de la corriente, desde los elementos consumidores de potencia eléctrica (equipos) hasta el negativo de cada fuente (generadores, alternadores, baterías, etc.) se realiza


200

a través de la estructura del avión. De esta forma la instalación eléctrica gana en seguridad y en ahorro de peso y coste, al no tener que disponerse de cableado eléctrico de retorno.

Sin embargo, el usar la estructura para retornar la corriente tiene algunos contras. Debemos asegurar que el camino eléctrico a través entre dos puntos estructurales cualesquiera del avión tienen una baja impedancia o resistencia.

Por ello, en este tipo de pruebas medimos, empleando un instrumental específico llamado milióhmetro o micróhmetro, la resistencia eléctrica que existe en dos puntos distantes y pertenecientes a distintos conjuntos de ensamblaje.

De esta forma realizaremos mediciones de resistencia:

• Entre partes estructurales diversas (costillas, cuadernos, larguerillos, mamparos, revestimientos, etc.) dentro de un mismo subconjunto (ala exterior, plano medio, fuselaje, proa, HTP, VTP, etc.). Esta prueba se realizaría a nivel de ensamblaje del subconjunto.

Figura 3 Instalación de alerón e interface con aleta de servo

• Entre puntos estructurales significativos entre dos subconjuntos (ala con plano medio, plano medio con fuselaje, proa con fuselaje, etc.). Esta prueba se realizaría a nivel de ensamblaje final de varios subconjuntos.

• Entre la parte metálica de la instalación de combustible (tuberías, válvulas, carcasas de equipos eléctricos, bombas, etc.) y la estructura metálica adyacente.


201

Figura 4 Detalle instalación sistema de combustible en plano medio

• Entre la parte metálica de la instalación de hidráulica / neumática / oxígeno / etc. (tuberías, toberas, válvulas, carcasas de equipos eléctricos, botellas, etc.) y la estructura metálica adyacente.

Figura 5 Detalle instalación sistema aire acondicionado

• Entre los soportes, poleas y reenvíos de la instalación mecánica del sistema de mandos de vuelo y de motor.


202

Figura 6 Conjunto soporte-polea del sistema de mandos de vuelo

• Entre los soportes, bastidores, racks y bandejas de los equipos eléctricos y la estructura metálica adyacente.

Cada tipo de medida lleva asociado unos requerimientos específicos en cuanto al valor máximo admisible de resistencia eléctrica.

La filosofía de trabajo consiste en ir realizando medidas con un par de puntas entre pares sucesivos de puntos. Para ello dispondremos de unas puntas adaptadas a cada tipo de situación en particular.

Cada punta consta realmente de dos bornas. Esto es lo que se conoce como método de medición a 4 hilos (método Kelvin). Por la borna 1 de la punta de prueba A se inyecta corriente y ésta es recibida, previo paso por la estructura, por la borna 1 de la punta B. De la misma forma, la caída de tensión entre las puntas A y B es medida entre sendas bornas 2.

El valor de la intensidad de corriente es programable en el propio micróhmetro y será un requerimiento, junto con el valor máximo admisible de resistencia eléctrica, de cada medida.

También, al igual que en el caso de las medidas del capítulo anterior, este tipo de medidas se debe realizar sin la presencia de corriente en el avión o subconjunto bajo pruebas.

Figura 9 Método de medición a 4 hilos (Kelvin)


203

10.15.5. Pruebas de comprobación de puesta a masa.Aunque el camino principal de retorno de corriente se realiza a través de la estructura del avión, existe una pequeña porción de recorrido, comprendida entre el equipo, que consume o que suministra la potencia eléctrica, y la estructura, que se realiza con cableado.

A este enlace se le denomina toma de masa de un equipo y típicamente está constituido por un cable de sección o galga variable (en función de la intensidad de corriente de retorno) y su correspondiente terminal.

Con todo ello, este tipo de pruebas se basan en mediciones de la resistencia eléctrica (que debe ser inferior a un valor máximo admisible) existente entre la “pala” del terminal, que es la base de asiento del terminal en la estructura, y la propia estructura adyacente del avión.

Un valor elevado (por encima del valor máximo admisible) de resistencia en este tipo de uniones de puesta a masa podría provocar cuellos de botella en la corriente que, a su vez, inducirían calentamientos y caídas de tensión no deseables en estos puntos.

Figura 10 Puesta a masa mediante terminal eléctrico de orejeta

El instrumental de pruebas que se emplea en las comprobaciones de grounding es el mismo que el empleado en las comprobaciones de bonding: el milióhmetro o micróhmetro. La única diferencia estribaría en el kit de puntas de medida, que debe ser adaptado a este tipo de mediciones con zonas de contacto tan pequeñas.


204

La filosofía de operación en este tipo de medidas sería como la representada en la figura 12.

Punta 2 (Medición de tensión)

Punta 1 (Inyección de corriente)

Punta 4 (Medición de tensión)

Punta 3 (Inyección de corriente)

Estructura avión

Figura 11 Modo de medición de zonas de masa (grounding)

Ahora, las puntas dobles (2 puntas de 2 bornas cada una) que empleamos en las pruebas de bonding dejan de ser operativas. Utilizamos, en cambio, 4 puntas ultrafinas de una única borna.

Además, en función de la galga del cable, la corriente de test varía en función de la siguiente tabla:

Galga cable zona de masa (AWG) Corriente de test aplicada

00 150 A

0 150 A

8 80 A

12 40 A

16 15 A

18 10 A

20 5 A

22 1 A

Tabla I Tabla de equivalencia entre galgas de cables de masa y corrientes de test

Al usar el micróhmetro una intensidad de corriente de test controlada, este tipo de medidas las debemos realizar sin presencia de corriente en el avión o subconjunto bajo pruebas. En caso contrario, las medidas podrían ser poco fiables.


205

10.15.6. Pruebas de comprobación de puesta a masa de pantallas de cables y mazos eléctricos.

La puesta a masa de las pantallas de los cables y mazos eléctricos también debe ser comprobada, independientemente de la técnica de finalización empleada.

Cada tramo de un mazo eléctrico apantallado, limitado por un par de conectores en sus extremos, tiene, en dichos puntos terminales, la referida pantalla puesta a masa.

Si, entre un punto de masa y otro existe una resistencia distinta de cero, se forma un bucle de corriente eléctrica delimitado por la pantalla y la propia estructura metálica del avión. Este fenómeno no es deseable porque, además de mermar la capacidad de apantallamiento electromagnético del mazo, se producen alteraciones en las referencias de tensión de las señales que circulan a través del mazo.

Para medir la calidad del apantallamiento de los mazos ya instalados en el avión, usamos un instrumento denominado loop tester, que, pese a compartir el principio de funcionamiento del micróhmetro, tiene diferencias significativas.

El loop tester posee, en lugar de puntas de prueba, un par de pinzas cerradas que, por la relación física existente entre el efecto magnético y el eléctrico, inducen corriente eléctrica en un sentido a la pantalla del mazo y leen dicha corriente inducida en otro punto del apantallamiento. Dichas pinzas, por lo tanto, inducen corriente eléctrica en la pantalla y también leen dicha corriente inducida en otros puntos del apantallamiento. Tendrían un principio de funcionamiento parecido al de las pinzas amperimétricas convencionales.

En función de la cantidad de corriente inducida, el aparato puede calcular la resistividad de todo el bucle completo. Se trata, por lo tanto, de un método de medición no intrusito y muy práctico porque no hay que realizar ningún desmontaje ni tampoco se dañan los apantallamientos.

También podemos medir la resistencia en dos puntos cualquiera del apatanllamiento eléctrico (para procedimientos de troubleshooting), porque se incorporan dos puntas para medición de tensión. Conocida la intensidad y la caída de tensión, podemos obtener la resistencia.

Este sistema de medición de apantallamiento resulta muy interesante en la mayoría de las situaciones. Sin embargo, no resulta muy práctico emplearlo cuando no hay posibilidad de formarse bucles de masa. Es decir, cuando uno de los extremos del mazo, no tiene la pantalla puesta a masa.

En estos casos, emplearemos el micróhmetro, colocando una punta sobre el apantallamiento directamente, y la otra sobre la estructura primaria del avión. Sólo hay que tener cuidado de no dañar la pantalla del mazo con la primera de las puntas citadas.

10.15.7. Resumen de herramientas utilizadas.Se resume en las siguientes:

- Medidor de continuidad/aislamiento o multímetro para medidas de cableado de forma manual; o máquina Hughes o Ditmco para medidas de continuidad/aislamiento automatizadas.

- Milióhmetro (micróhmetro) para comprobaciones de bonding y grounding, con juego de puntas de medida adaptadas a cada tipo de medición.

- Loop tester para medidas de shielding.


206

Resumen o ideas clave.

En la presente unidad didáctica hemos analizado las diversas pruebas de continuidad eléc-trica que se pueden llevar a cabo para comprobar las instalaciones eléctricas del avión.

Por un lado tenemos las pruebas de continuidad/aislamiento realizadas sobre el cableado del avión, ya sea en mazos y centrales.

En este capítulo usaremos una herramienta electrónica denominada medidor de conti-nuidad/aislamiento que puede o no venir integrada en una herramientas más compleja como es el multímetro o polímetro. También, puede usarse una máquina eléctrica como la Hughes o la Ditmco para medidas automatizadas de continuidad.

Por otro lado tenemos las pruebas de continuidad estructural: el bonding. Estas medidas buscan la comprobación de la calidad de la conductividad eléctrica en las diversas unio-nes estructurales del avión.

En este apartado usaremos una herramienta electrónica de precisión denominada milió-hmetro o micróhemtro, además de un juego de puntas de medida apropiadas.

También encontraremos las pruebas de comprobación de puestas a masa: el grounding. Estas medidas buscan comprobar la calidad de las uniones a masa de los equipos, mazos y centrales eléctricos del avión.

Para este tipo de medidas emplearemos también el milióhmetro o el micróhmetro con un juego de puntas de medidas adaptado.

Por último, tendremos las pruebas de shielding o comprobación de las puestas a masa de las pantallas de las instalaciones eléctricas.

En este tipo de medidas usaremos una máquina electrónica de precisión específica deno-minada loop resistance tester. Gracias a él, podremos medir la resistividad de los bucles de masa que forman dichos apantallamientos.

Resumen


207

Actividades prácticas de aula/actividades de taller.• Práctica 1. Técnicas de organización y manejo seguro de las herramientas de comprobación de

la continuidad eléctrica. Housekeeping y seguridad en el montaje eléctrico. Precauciones a tener en cuenta.

• Práctica 2. Medidas de continuidad/aislamiento sobre cableado.- Medidas de continuidad/aislamiento sobre cableado en mazos eléctricos.- Medidas de continuidad/aislamiento sobre cableado en centrales eléctricas. Excitación de relés. Comprobación de diodos. Comprobación de interruptores, selectores y conmutadores. Comprobación de korrys y paneles iluminados. Etc.

• Práctica 3. Medidas de continuidad estructural: bonding.- Medidas de bonding en montaje de estructuras.- Medidas de bonding en montaje mecánicos de sistemas.- Medidas de bonding en montaje eléctrico de sistemas.

• Práctica 4. Medidas de comprobación de puestas a masa: grounding.- Medidas de grounding de baja intensidad.- Medidas de grounding de alta y media intensidad.

• Práctica 5. Medidas de comprobación de puestas a masa de apantallamientos: shielding.- Medias de pantallas con ambos extremos puesto a masa.- Medidas de pantallas con sólo un extremo puesto a masa.


209


1) Dentro de las pruebas de continuidad, encontramos:

Pruebas de comprobación de puesta a masa.

Pruebas de continuidad/aislamiento en centrales eléctricas.

Pruebas de continuidad eléctrica estructural.

Todas las opciones son correctas.

2) ¿Qué es loop tester?.

Un instrumento para medir la calidad del apantallamiento de los mazos.

Micróhmetro.

Milióhmetro.

3) ¿Para qué tipo de medidas se utiliza el milióhmetro?.

Para medidas Shielding.

Comprobaciones bonding y grounding.

Para medidas de cableado de forma manual o mecánicas.



210


1) Dentro de las pruebas de continuidad, encontramos:

Pruebas de comprobación de puesta a masa.

Pruebas de continuidad/aislamiento en centrales eléctricas.

Pruebas de continuidad eléctrica estructural.

Todas las opciones son correctas.

2) ¿Qué es loop tester?.

Un instrumento para medir la calidad del apantallamiento de los mazos.

Micróhmetro.

Milióhmetro.

3) ¿Para qué tipo de medidas se utiliza el milióhmetro?.

Para medidas Shielding.

Comprobaciones bonding y grounding.

Para medidas de cableado de forma manual o mecánicas.


Unidad Didáctica 10.16 TRATAMIENTOS DE CARÁTULAS LUMINOSAS

211


TRATAMIENTO DE CARÁTULAS LUMINOSAS



10.16.1. Carátulas y paneles iluminación. 212





212


10.16.1. Carátulas y paneles iluminación.10.16.1.1. Carátulas.

Se denomina carátula a un tipo de panel serigrafiado, sin iluminación, que se monta en las unidades de control o centrales con las leyendas. Su función es identificar qué tipo de circuito/s gobierna y las indicaciones o selecciones de cada elemento que intervienen como componentes a actuar.

Se fabrican con sus correspondientes dibujos específicos y material plexiglás (plástico parecido al metacrilato), son transparentes y están pintadas normalmente de color negro o gris.

La serigrafía o rotulación suele ser de color blanco y con un tamaño de letras normalizadas.

Alojamientos para componentes de la central

Circuito a gobernar:Encendido de motores

Figura 1 Carátula serigrafiada


213

10.16.2.2 Panel iluminado.

El panel iluminado es una carátula que lleva un sistema de iluminación incorporado para ser visionado en vuelo nocturno.

El panel está compuesto por el cuerpo base, que está mecanizado para alojar la placa del circuito impreso, donde van soldadas unas lámparas pequeñas o micro lámparas. La tensión de funcionamiento suele ser de 5 ó 28 voltios en corriente continua y se interconecta con la unidad de control a través de un pequeño conector que es el que suministra la corriente. El circuito impreso se fija al cuerpo base del panel con tornillos.

Figura 2 Cuerpo base del panel iluminado (cara vista)

Tornillos de fijación del circuito impreso

Figura 3 Tornillos de fijación


214

Figura 4 Conector del panel iluminación

Figura 5 Vista de Central equipada con sus componentes y panel iluminado

10.16.2.3 Tratamientos especiales.

Debido al material con que se fabrican las carátulas y paneles iluminados, son propensos a sufrir daños irreparables cuando reciben un golpe, pudiendo hundirse o saltar lascas.


215

La pintura exterior se araña con facilidad y no queda correctamente arreglado ante un posible repaso por este motivo.

Se debe evitar el exceso de apriete de los tornillos de fijación del panel iluminado o carátula a la central, pues se corre el riesgo de rotura en la zona de los taladros.

Por lo tanto desde el comienzo de fabricación de una central, pasando por su almacenaje y llegar al montaje en el avión hay que extremar las precauciones oportunas para evitar cualquier tipo de daño que pudiera sufrir, pues debemos tener en cuenta que es un elemento de costo muy elevado.


216

Actividades prácticas de aula/actividades de tallerRealizar varios ejercicios consistentes en la práctica de desmontaje circuito impreso de un panel iluminado y activación con fuente de alimentación.


217


1) ¿Qué tipo de elementos utiliza un panel para iluminarse?.

Diodo led.

Neón.

Bombilla.

Fluorescente.

2) ¿Qué tensión necesita normalmente un panel para iluminarse?.

5 voltios en corriente alterna.

5 voltios en corriente continua.



3) ¿De qué color están pintados los paneles y carátulas?.

Negro y gris con letras en blanco.

Negro o blanco con letras en gris.

Negro o gris con letras en blanco.

Negro o gris con letras en negro.



218


1) ¿Qué tipo de elementos utiliza un panel para iluminarse?.

Diodo led.

Neón.

Bombilla.

Fluorescente.

2) ¿Qué tensión necesita normalmente un panel para iluminarse?.





3) ¿De qué color están pintados los paneles y carátulas?.

Negro y gris con letras en blanco.

Negro o blanco con letras en gris.

Negro o gris con letras en blanco.

Negro o gris con letras en negro.


Unidad Didáctica 10.17 CUIDADOS NECESARIOS CON FIBRA ÓPTICA

219


CUIDADOS NECESARIOS CON FIBRA ÓPTICA



10.17.1. Concepto y definición de fibra óptica. 220 10.17.2. Principios generales de routings de cables de fibra óptica. 223 10.17.3. Radios de curvatura de cables de fibra óptica. 224 10.17.4. Creces en los cables de fibra óptica. 224 10.17.5. Embridado de cables de fibra óptica. 225 10.17.5.01. Embridado de cables de fibra óptica cuando van dentro de un mazo eléctrico. 226 10.17.6. Atado de mazos de fibra óptica. 230 10.17.7. Protección en los cables de fibra óptica. 230 10.17.8. Instalación de cables o mazos de fibra óptica individuales. 231 10.17.8.01. Embridado para uno o dos cables de fibra óptica. 231 10.17.9. Precauciones a tener en cuenta en la instalación de cables de fibra óptica. 232

10.17.10. Comprobaciones preliminares durante la instalación

de los mazos de fibra óptica. 233




220


10.17.1. Concepto y definición de fibra óptica.La fibra óptica es un término general que se usa para describir un medio de transmisión de una señal luminosa que se propaga por él, en el seno de un sistema de comunicaciones. La fibra óptica es capaz de dirigir la luz a lo largo de su longitud usando la reflexión total interna. Normalmente esta luz es emitida por una fuente con tecnología LED o láser.

En este tipo de sistemas, la señal eléctrica es convertida en luz en el transmisor y transmitida hacia el receptor a través del canal de comunicaciones que ofrece la fibra óptica. Una vez en el receptor, la señal luminosa captada se vuelve a transformar en señal eléctrica.

Ventajas de usar la fibra óptica:

• Se evitan muchos problemas de ámbito eléctrico (cortocircuitos, chisporroteos, interferencias electromagnéticas, etc.).

• Es capaz de transmitir tasas de datos muy elevadas al tener un ancho de banda muy grande.

• Es capaz de transmitir datos separados entre sí por distancias muy grandes.

Desventajas de usar la fibra óptica:

• Los cables de fibra óptica se rompen con facilidad y tienen unos requerimientos especiales (radios de curvatura, protecciones, etc.) a tener en cuenta en las instalaciones.

• El acoplamiento y alineamiento de la fibra óptica es una tarea delicada.

• Es necesaria una circuitería adicional de conversión electro-óptica y óptica-electrónica.

Básicamente, la fibra óptica es un cilindro o núcleo dieléctrico transparente rodeado de un segundo dieléctrico que actúa como revestimiento. Para que la luz se propague, el núcleo debe estar realizado de un material con un índice de refracción mayor que el del revestimiento.


221

Ambas capas, (núcleo y revestimiento) normalmente son de materiales plásticos o de vidrio.

Aunque con este par de capas ya podemos conducir la luz por la fibra óptica, ésta, habitualmente, tiene la siguiente constitución (Fig. 1):

Figura 1 Constitución típica de la fibra óptica

Los mayores problemas que puede presentar la fibra durante su manipulación e instalación son debidos a la falta de discontinuidad en el haz de luz que se propaga por el núcleo. Estos problemas pueden ser debidos a varias causas:

• Huecos (gaps). Se producen en los puntos extremos de los cables de fibra, bien en la unión con los contactos coaxiles, o bien en la unión entre un contacto del conector del mazo y el respectivo contacto del conector del equipo. Cuanto mayor sea el hueco, mayor es la pérdida de señal luminosa en ese punto. (Fig. 2).

• Desalineamiento axial. Se produce en zonas de corte de conectores ópticos y en la realización de empalmes ópticos. (Fig. 3).

• Desalineamiento angular. Se produce cuando la fibra óptica se quiebra en algún punto de su recorrido, debido a un radio de curvatura excesivo, algún pinzamiento, algún roce, etc. (Fig. 4).


222

Figura 2 “Gap” producido en el extremo de un cable de fibra óptica

Figura 3 Desalineamiento axial de la fibra óptica

Figura 4 Desalineamiento angular de la fibra óptica

En los puntos siguientes trataremos las normas, procedimientos, cuidados, etc. que debemos tener en cuenta a la hora de llevar a cabo instalaciones de cableado en el avión, donde intervenga la fibra óptica.


223

No se estudiarán, en la presente unidad didáctica, los diferentes procesos que intervienen en la fabricación de cableado de fibra óptica, grapado de contactos ópticos, instalación de conectores ópticos y otros.

10.17.2. Principios generales de routings de cables de fibra óptica.

Los cables eléctricos y ópticos van segregados en diferentes rutas por diversos motivos, que son:

• Seguridad.

• Evitar interferencias electromagnéticas.

• Protección de información codificada.

• Sistemas militares sensibles.

• Supervivencia y susceptibilidad del avión.

Las rutas consisten en agrupaciones de cables acordes a criterios de la naturaleza de los cables y el tipo de señal que conducen:

• Rutas G (Generación eléctrica). Incluye a los cables que van unidos a las diversas fuentes de potencia eléctrica del avión (baterías, generadores, alternadores, GPU, etc.).

• Rutas P (Distribución eléctrica). Incluye a los cables que realizan la distribución de la potencia eléctrica por todo el avión y contienen cargas mayores de 15 A.

• Rutas M (Misceláneos). Incluye cables pasivos, es decir, cables no-sensibles que no tienen requerimientos especiales de segregación y routings. Por ejemplo, un bus Arinc 429 iría en esta categoría.

• Rutas S (Sensibles). Incluye cables que son sensibles a interferencias electromagnéticas.

• Rutas R (Audio y Video). Incluye cables para transmisión de señales de audio y video.

• Rutas T, U, V (Coaxiales). Incluye cables coaxiales para transmisión de señales RF.

• Rutas Q (Cantidad Fuel). Incluye cables utilizados para informar a la tripulación de la cantidad de fuel existente en el avión.

• Rutas D (Fuentes de potencia eléctrica especiales). Incluye cables que transportan corrientes especiales no propias para el funcionamiento del avión (servicios generales), como la de 220 VAC a 50 Hz o la 115 VAC a 60 Hz.

• Rutas Z (Líneas de transmisión protegidas). Incluye cables que contienen a las líneas de transmisión protegidas y se segregan para evitar la pérdida de las claves crypto.


224

Debemos tener en cuenta las siguientes indicaciones:

Los cables de fibra óptica deben ser instalados en mazos de rutas R y S en todas las áreas del avión.

Los cables de fibra óptica pueden ser instalados en mazos de rutas M sólo en zonas no presurizadas.

Mezclar contactos eléctricos y contactos ópticos en un mismo conector no está permitido, excepto para conectores ARINC 600/404. El motivo es la hipotética contaminación (entrada de polvo, viruta, etc.) en los contactos ópticos.

Los cables de fibra óptica no se pueden montar en mazos de rutas P o G.

10.17.3. Radios de curvatura de cables de fibra óptica.El radio mínimo de curvatura de un cable de fibra óptico es igual a 10 veces el diámetro exterior del propio cable.

En todo caso, este radio mínimo de curvatura no debe ser menor de 20 mm.

10.17.4. Creces en los cables de fibra óptica.Para facilitar el montaje/desmontaje del contacto óptico en el conector y para realizar futuras tareas de mantenimiento debemos darle un exceso de longitud de 50 mm como máximo en cada extremo a los cables de fibra óptica (Fig. 5).

Debemos instalar también, un punto específico de embridado cercano al conector que aloja el contacto del cable de fibra óptica (Fig. 5).

Figura 5 Creces en los cables de fibra óptica

No existe reparación posible en las instalaciones de fibra óptica convencionales, por ello, cualquier daño, o discontinuidad existente, debe solucionarse introduciendo un nuevo cable.

Cuando tenemos un excedente en la longitud de un mazo o en un conjunto de cables ópticos, optaremos por la solución de la figura 6 y no optaremos por la solución de la figura 7.


225

Figura 6 Acomodo del excedente de cableado óptico. Situación correcta

Figura 7 Acomodo del excedente de cableado óptico. Situación incorrecta

10.17.5. Embridado de cables de fibra óptica.Para realizar el embridado a los cables de fibra óptica se les aplicará las normas de embridado específicas para cada una de las rutas en las que pueden ser incorporados: rutas R y S, en todo el avión, y rutas M, en zonas no presurizadas.

Para ello, podemos usar:

• Bridas metálicas:

- Bridas de aluminio (NSA5516 o equivalente) sólo en zonas presurizadas.

- Bridas de acero (NSA5516C o equivalente) en zonas de altas restricciones mecánicas (doblados, uniones de áreas, etc.), para mazos instalados en bisagras, para mazos con diámetro mayor de 45 mm., para mazos con movimiento relativo, etc.

- Bridas especiales (NSA5516CND/J/F o equivalente) para zonas de altas temperaturas, no presurizadas o presurizadas. Estas bridas llevarán una goma específica para zonas de combustible (F), o de hidráulica (J).

NOTA: Para rutas P y G se utilizarán otras bridas (AS62200 o equivalente)


226

• Bridas de plástico (ABS1339 o equivalente):

- Para rutas P en zonas presurizadas.

- Para zonas presurizadas, o no presurizadas con temperaturas de trabajo de hasta 150 ºC.

- En mazos sin protección.

- En mazos con protección tipo textil o protección tipo enrollada.

- En mazos apantallados.

Indicaciones de uso:

Las bridas de plástico ABS1339-D (o equivalente) se pueden usar en todas las zonas excepto en zonas de combustible.

Las bridas de plástico ABS1339-F (o equivalente) se pueden usar en zonas de combustible.

La anchura del tie rap debe ser de 4,8 mm. El tamaño de la brida deberá ser especificado en función del ancho del mazo.

Este tipo de bridas de plástico no se podrán instalar en zonas de alta temperatura o estrés mecánico, o cuando su accesibilidad no sea posible una vez instaladas.

10.17.5.1. Embridado de cables de fibra óptica cuando van dentro de un mazo eléctrico.

En diseños básicos, los cables de fibra óptica pueden ser incorporados al interior de un mazo eléctrico.

En determinadas ocasiones, podemos encontrar los cables de fibra óptica fuera del mazo eléctrico, formando un mazo independiente. Cuando esto ocurre el mazo óptico se segrega del mazo eléctrico general. Debemos identificar el nuevo mazo en la zona cercana al punto de unión.

En todo caso, debemos proteger a los cables de fibra óptica en los puntos de embridado, o fijación teniendo en cuenta la siguientes circustancias:

• Para cables ópticos individuales debemos usar manguito protector del tipo NSA5539 o equivalente.

• Para dos o más cables ópticos, usar cinta ASNA5107 (mínimo 3 vueltas de encintado) alrededor del conjunto de cables y amarrarlos con cuerdas NSA935401 o equivalente.

• Para cables ópticos integrados en mazos debemos usar cintas ASNA5107 (mínimo 3 vueltas de encintado) (Fig. 8).

Indicaciones de uso:

El atado estándar se debe practicar cada 150-200 mm.

Estos cables deben estar identificados con un color especial (púrpura).


227

Las rutas de cableado óptico exclusivamente constituidas deben ser protegidas mediante conductos del tipo EN6049-006/007 o equivalente.

Cuando el mazo eléctrico integra cables de fibra óptica debemos usar en cada punto de soportado protección (cinta ASNA5107 o equivalente).

Los cables de fibra óptica se integran en el mazo como el resto de cables eléctricos.

La derivación de cables o ramales debe tener dos puntos de embridado para cumplir los requerimientos de radio de curvatura y evitar el estrés mecánico.

Si los cables ópticos van por fuera de la brida, debemos protegerlos con:

• Cinta ASNA5107 (o equivalente) para dos cables de fibra óptica como mínimo.

• Bobina NSA5539 (o equivalente) para cables individuales de fibra óptica.

Figura 8 Embridado de cables de fibra óptica cuando van dentro de un mazo eléctrico

10.17.5.2. Embridado de cables de fibra óptica cuando van fuera de un mazo eléctrico.

En este caso, los cables de fibra óptica deben ser protegidos con:

• Cinta ASNA5107 (o equivalente) para dos cables de fibra óptica como mínimo.

• Bobina NSA5539 (o equivalente) para cables individuales de fibra óptica.

Las distintas alternativas que se nos pueden presentar en este apartados vienen recogidas en las figuras siguientes. Básicamente tenemos situaciones de:

• Embridado de cables ópticos individualmente soportados (Fig. 9).

• Embridado de cables ópticos soportados sobre mazos eléctricos sin usar las bridas en V del propio mazo eléctrico (Fig. 10).

• Embridado de cables ópticos soportados sobre mazos eléctricos usando las bridas en V del propio mazo eléctrico (Fig. 11). Este caso es obligatorio en acumulaciones de 5, o más cables ópticos.


228

• Embridado de cables ópticos soportados sobre mazos eléctricos cuando van fuera de la brida de sujeción del propio mazo eléctrico (Fig. 12). Esta situación es válida sólo hasta un máximo de 4 cables ópticos.

• Embridado de cables ópticos en bridas NSA5516 (o equivalente), o bridas de plástico ABS1339 (o equivalente.). Esta situación es obligatoria cuando el mazo de fibra óptica se compone de 5 cables como mínimo.

• Embridado de cables ópticos en rampa (Fig. 13). En este caso los cables deben ser protegidos con:

- Bobina NSA5539 para cables ópticos individuales.

- Cinta de silicona ASNA5107 (3 vueltas mínimo) para dos o más cables de fibra óptica. La sujeción a la rampa se realiza con lazo NSA935401 o con cinta de cordón.

Debemos tener en cuenta que:

Los cables ópticos, embridados al mazo eléctrico, deberán estar protegidos por una bobina NSA5539 por cada cable instalado en cada brida.

El atado de los cables ópticos se deberá realizar cada 150-200 mm como máximo.

Se deberá prestar especial atención a las tensiones de apriete de los amarres de los cables de fibra óptica sobre el mazo eléctrico.

Los atados de remencionado del mazo óptico sobre el mazo eléctrico deberán guardar una distancia mínima de 20 mm con respecto a los atados originales del mazo eléctrico.

Las cabezas de los atados de cada tipo de cable, eléctrico, u óptico, no deberán rozar en ningún caso al mazo adyacente, ya sea óptico o eléctrico respectivamente.

Figura 9 Embridado de cables de fibra óptica cuando van fuera de un mazo eléctrico, e individualmente constituidos


229

Figura 10 Embridado de cables de fibra óptica cuando van fuera de un mazo eléctrico pero sujetos a él.Caso de que no vayan soportados en bridas en V del propio mazo

Figura 11 Embridado de cables de fibra óptica cuando van fuera de un mazo eléctrico pero sujetos a él. Caso de que vayan soportados en bridas en V del propio mazo

Figura 12 Instalación de cables ópticos cuando éstos van fuera de la brida NSA5516 (o equivalente.)


230

Figura 13 Instalación de cables ópticos sobre rampas

10.17.6. Atado de mazos de fibra óptica.El atado de mazos de fibra óptica se debe realizar con cintas de atado NSA8420 (o equivalente) o ataduras de cables NSA935401-03 (o equivalente) exclusivamente.

Cuando se instalan cables de fibra óptica sobre mazos eléctricos usando atado NSA935401, las cabezas de las ataduras de los mazos eléctricos no deben rozar a los cables de fibra. De la misma forma, las cabezas de las ataduras de los cables ópticos no deben rozar a los cables eléctricos.

El ajuste realizado en el atado de cables de fibra óptica debe ser tal que:

• Se conserve la geometría del mazo de cables ópticos.

• Se asegure el reparto de cargas mecánicas que sufre el mazo por todos los cables ópticos que lo constituyen.

• No sufran alteraciones mecánicas los cables ópticos individualmente considerados, ya que ello podría afectar a la calidad de las señales ópticas que se propagan.

10.17.7. Protección en los cables de fibra óptica.Cuando tengamos riesgo de roces o daños mecánicos en los cables de fibra óptica, debemos emplear envolturas protectoras de los siguientes tipos:

• Cinta ASNA 5107 o equivalente.

• Cinta textil EN6049-006/007 o equivalente.


231

10.17.8. Instalación de cables o mazos de fibra óptica individuales.

Los cables ópticos que constituyen el mazo se embridan usando bridas del tipo ABS1339 o NSA5516 (o equivalentes).

10.17.8.1. Embridado para uno o dos cables de fibra óptica.

El mazo debería ser protegido preferentemente usando un conducto:

• Manguito protector EN6049-006 o equivalente.

• Conducto tipo enrollado NSA935805 o ABS0887.

Figura 14 Instalación de mazos ópticos con 1 ó 2 cables

10.17.8.2. Embridado para tres o cuatro cables de fibra óptica.

El mazo óptico debe ser embridado después de protegerlo con 3 vueltas de cinta de silicona ASNA5107 (o equivalente) como mínimo.

Figura 15 Instalación de mazos ópticos con 3 ó 4 cables


232

10.17.8.3. Embridado para cinco cables mínimo de fibra óptica .

Figura 16 Instalación de mazos ópticos con 5 cables como mínimo

Si usamos bridas ABS1339, pondremos un punto de atado (con material NSA935401) antes de la brida o usaremos una bobina (del tipo NSA5539 o ABS1490) para evitar pinzamiento de los cables entre los dos extremos.

Figura 17 Atado antes de la brida ABS1339

10.17.9. Precauciones a tener en cuenta en la instalación de cables de fibra óptica.

En las instalaciones de fibra óptica debemos tener en cuenta las siguientes precauciones generales:

• No pisar, arrodillarse o sentarse sobre cables o mazos de fibra óptica.

• No dejar objetos ni herramientas sobre cables o mazos de fibra óptica.

• Cuando los cables o mazos de fibra óptica deban ser transportados, deben ser cogidos manualmente y no arrastrados.

• Proteger los filos, bordes y agujeros pasamamparos con goma, espuma o plástico no abrasivo cuando los cables de fibra óptica vayan a ser instalados cercanos a estos elementos.

• Evitar el contacto entre los cables de fibra óptica y los bordes agudos o pronunciados.


233

• Si la estructura del avión cercana a los cables de fibra óptica debe sufrir una modificación mecánica, debemos proteger los cables de fibra óptica con fundas para prevenir posibles daños.

• Los mazos de cables de fibra óptica deben permanecer limpios y despejados a lo largo de todo su recorrido:

- Evitar el contacto con líquidos hidráulicos o limpiadores.- Todos los elementos ópticos terminales (contactos ópticos, conectores ópticos, etc.) deben

ser protegidos y dichos elementos de protección deben ser quitados justo antes de su montaje y puesta en servicio.

- Todos los elementos ópticos terminales (contactos ópticos, conectores ópticos, etc.) deben ser amarrados y remencionados a algún mazo eléctrico adyacente o a la propia estructura del avión y, deben soltarse justo antes de su conexionado definitivo.

• Si, durante el proceso de instalación los elementos protectores anteriores deben ser eliminados o se extravían, debemos reponerlos a la mayor brevedad.

• Está terminantemente prohibido sostener elementos como mazos eléctricos, linternas o instrumentos de trabajo sobre los mazos de fibra óptica.

10.17.10. Comprobaciones preliminares durante la instalación de los mazos de fibra óptica.

Se deben comprobar los siguientes puntos durante la fase de instalación de los mazos de fibra óptica:

• Los puntos de embridado y remencionado expresados en los planos de montaje aplicables están correctamente realizados.

• No existen trabajos estructurales (remachado, escariados, taladrados, etc.) planificados después del montaje de los mazos de fibra óptica.

• Las zonas por las que discurre la instalación y el routing de fibra óptica está limpia y despejada de objetos.

• El mazo y el aislamiento exterior de los cables ópticos que los constituyen tienen una buena apariencia y no estás dañados (roces, cortes, etc.).

• Los agujeros pasamamparos por los que discurren los tendidos de fibra óptica están debidamente protegidos.

• Los conductos para los cables de fibra óptica están debidamente sujetos y retencionados.

La longitud de los mazos está acorde a las especificaciones vigentes, no teniéndose ni defecto ni exceso de longitud.

Debe prestarse una especial atención en los procesos de embalaje y transporte de mazos de fibra óptica.

Debe prestarse también una especial atención cuando desenrollamos los cables de fibra para evitar que se forman trenzas o pliegues no deseados.


234

Atados, amarrados o remencionados provisionales en los cables de fibra óptica (para su transporte, por ejemplo) deben ser identificados y coloreados como provisionales. Estas retenciones deberán ser eliminadas antes de la instalación de dichos cables en el avión.

Debemos evitar el trenzado accidental de cables de fibra óptica dentro de los mazos.

Está estrictamente prohibido:

• Tirar de los cables de fibra óptica desde la parte trasera de los conectores. Esto podría dañar la unión entre el cable y el contacto óptico.

• Dejar los mazos de fibra óptica sin sujeción, aunque sea de forma provisional durante su montaje.

• Colgar herramientas, linternas o equipos sobre los mazos de fibra óptica instalados en el avión.

• Agarrarse a los mazos de fibra óptica o usarlos para sostener objetos personales.


235


1) ¿Cuál es el radio mínimo permitido en un cable de fibra óptica?.

10 veces su diámetro, como mínimo 100 m/m.




2) ¿Cuál es el exceso de longitud máximo permitido en zonas de conexión de cables fibras ópticas?.

100 m/m.

50 m/m.

No hay una longitud máxima.

3) El atado de cables fibra debe ser un máximo realizado entre:

100 y 250 m/m.

No hay una longitud definida.

150 y 200 m/m.

150 y 250 m/m.



236


1) ¿Cuál es el radio mínimo permitido en un cable de fibra óptica?.





2) ¿Cuál es el exceso de longitud máximo permitido en zonas de conexión de cables fibras ópticas?.

100 m/m.

50 m/m.

No hay una longitud máxima.

3) El atado de cables fibra debe ser un máximo realizado entre:

100 y 250 m/m.

No hay una longitud definida.

150 y 200 m/m.

150 y 250 m/m.


modulo 10 montaje electrico

Documents