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Generadores de los circuitos hidráulicos y neumáticos: Diferencia entre circuitos neumáticos e hidráulicos: -El aire utilizado en los circuitos neumáticos es gratuito y, por tanto, no se necesita emplear tubos de retorno para recuperarlo; después de haber realizado el trabajo, el aire se expulsa a la atmósfera. Por el contrario, a los líquidos utilizados en los circuitos hidráulicos se les hace retornar a través de tuberías, de modo que se pueden emplear sucesivas veces. -Tanto el aire aspirado de la atmósfera como los líquidos empleados en los circuitos hidraúlicos contienen particulas, que será necesario eliminar para que no dañen los circuitos. Con este objeto se utilizan filtros y, en el caso del aire, también secadores para suprimir la humedad. -El aire es un fluido que para su transporte y almacenamiento no precisa de instalaciones complicadas. -La Neumática resulta útil para esfuerzos de hasta 30.000 N; y, debido a la compresibilidad del aire, no es posible mediante circuitos neumáticos obtener movimientos lentos y a la vez constantes. Esto, en cambio, si resulta factible mediante circuitos hidráulicos. En todo sistema hidráulico o neumático se pueden distinguir los siguientes elementos: Elementos activos o generadores de energía. Tanto si se trabaja con aire como con un líquido, se ha de conseguir que el fluido transmita la energía necesaria para el sistema. En los sistemas neumáticos se utiliza un compresor, que puede ser común para todos los sistemtas de una gran industria, mientras que en el caso de la hidráulica se recurre a una bomba. Tanto el compresor como la bomba han de ser accionados por medio de un motor eléctrico o de combustión interna. Elementos de protección y de tratamiento de los fluidos. En el caso de los sistemas neumáticos, debido a la humedad existente en la atmósfera, es preciso secar el aire antes de su utilización; también será necesario filtrarlo y regular su presión, para que no se introduzcan impurezas en el sistema ni se produzcan sobrepresiones que perjudiquen su funcionamiento. Con objeto de reducit el rozamiento en los elementos móviles de los sistemas hidráulicos trabajan en circuito cerrado, y por este motivo necesitan disponer de un depósito de aceite y también, al igual que en los sistemas neumáticos, deberán ir provistos de elementos de filtrado y regulación de presión. Elementos de transporte y control (tuberías y válvulas). Estos elementos, tanto en los sistemas neumáticos como en los hidráulicos, se encargan de conducir de forma adecuada la energía comunicada al fluido en el compresosr en la bomba hacia los elementos actuadores. Elementos actuadores o de consumo. Son los elementos que permiten transformar en trabajo útil la energía del fluido en movimeinto. Se pueden dividir en dos grandes grupos: cilindros, en los que se producen movimientos lineales, y motores, en los que tienen lugar movimientos rotativos. Elementos activos: En los circuitos neumáticos e hidráulicos los elementos activos son aquellos que comunican energía al fluido, mientras que los elementos pasivos son los que consumen, transportan, o administran y controlan esa energía. Elemento activo en el circuito neumático: comprensor: El objetivo que se persigue en un circuito neumático es que, en el lugar de consumo, el aire mueva un pistón o una rueda de paletas antes de ser expulsado a la atmósfera. Para que el aire pueda realizar este trabajo es necesario que se encuentre a una presión elevada, y para ello se utiliza el compresor. En el funcionamiento de un compresor aparecen implicadas dos magnitudes: la presión que comunica al aire y el caudal que es capaz de proporcionar. El caudal de una instalación fluida es el volumen de fluido que pasa por uan sección en la unidad de tiempo; por lo tanto, se puede medir en L/s, L/h o m^3/s. Existen dos grandes tipos de compresonres: Volumétricos y Dinámicos. Los compresores volumétricos se basan en la ley de Boyle-Mariotte, de manera que para elevar la presión de un gas basta con reducir su volumen. Los compresores volumétricos pueden ser alternativos, basados en el mecanismo biela-manivela, o rotativos, en los que mediante una rueda de paletas se empuja el aire hacia una cámara. Los compresores alternativos proporcionarán un caudal de aire a pulsos. Los compresores dinámicos se
dividido y el cátodo, que es sesquióxido de níquel parcialmente hidratado. El electrólito es una disolución de hidróxido de potasio al 20%, conteniendo un 4% de hidróxido de litio. Recién cargada, su fuerza electromotriz es de 1,48 V, que desciende a los pocos días a 1,35 V. Su rendimiento de corriente es solo el 50%. Batería de níquel-cadmio. Es de menor peso que las anteriores y de coste más elevado. Se utiliza en la puesta en marcha de los motores diésel y en aviación. El electrólito es una disolución de hidróxido de potasio y los electrodos: cadmio y níquel. Su fuerza electromotriz es de tan solo unos 0,5 V. Generadores electromagnéticos: Conocidos como dinamos, estos generadores son máquinas eléctricas rotativas que transforman la energía mecánica de rotación de un eje en energía eléctrica, siendo la corriente obtenida continua. Se basan en el fenómeno conocido como inducción electromagnética, que consiste en la aparición de una corriente inducida en un conductor que se mueve en el interior de un campo magnético cortando líneas de fuerzas. Los generadores electromagnéticos tienen cuatro partes fundamentales: El inductor, formado por imanes o electroimanes; suele estar fijo. El inducido, consistente en un conjunto de espiras giratorias donde se origina la corriente. El colector de delgas, que se compone de una especie de semianillos que recogen la corriente conducida. Las escobillas, en contacto con el colector, conducen la corriente a los terminales o bornes de la dinamo. Las dinamos, al igual que el resto de las máquinas eléctricas rotativas, son reversibles; es decir, pueden actuar como generadores si transforman la energía mecánica del rotor en energía eléctrica, y como motores si lo que convierten es energía eléctrica en mecánica. Generadores de tensión alterna: Los generadores de tensión alterna son los generadores más utilizados. La corriente eléctrica alterna se produce mediante un tipo de máquinas eléctricas rotativas, denominadas máquinas síncronas, que convierten la energía mecánica de rotación en energía eléctrica de corriente alterna. En las máquinas rotativas el inducido se sitúa en el estátor y el inductor en el rotor. Por el inductor se hace pasar una corriente continua mediante unos anillos rozantes y unas escobillas. Acumuladores eléctricos: Los acumuladores de energía eléctrica tienen la misión de almacenar este tipo de energía para su utilización posterior. Solo se puede almacenar energía eléctrica de forma eficiente en el modo de corriente continua. Las baterías son generadores de corriente continua que se pueden «cargar»; es decir, la energía eléctrica queda almacenada en ellas para ser utilizadas en otro momento. Sin embargo, la capacidad de almacenamiento de energía de este tipo de acumuladores es bastante limitada. Asociación de elementos pasivos: Asociaciones en serie. La resistencia equivalente a una asociación en serie es igual a la suma de las resistencias asociadas. Bobinas: En corriente alterna, la impedancia equivalente de una asociación de bobinas en serie es igual a la suma de las impedancias de las bobinas asociadas. Condensadores: En una asociación de condensadores en serie, la inversa de la capacidad equivalente es igual a la suma de las inversas de las capacidades de los condensadores asociados. IMPEDANCIA: Representa la resistencia total que ofrece al paso de la corriente eléctrica por él. Asociaciones en paralelo: Resistencia: En una asociación de resistencias en paralelo, la inversa de la resistencia equivalente es igual a la suma de las inversas de las resistencias asociadas. Bobinas: En corriente alterna la inversa de la impedancia equivalente de una asociación de bobinas en paralelo es igual a la suma de las inversas de las impedancias de las bobinas asociadas. Condensadores: En una asociación de condensadores en paralelo, la capacidad equivalente es igual a la suma de las capacidades de los condensadores asociados. Leyes de Kirchhoff: Red. Es un conjunto de conductores, resistencias y generadores, unidos entre sí de forma arbitraria, de manera que por ellos circulan corrientes de distintas intensidades. Nudo. Es un punto de la red donde concurren más de dos conductores. Rama. Es la parte de la red comprendida entre dos nudos consecutivos y recorrida por la misma intensidad de corriente.
Malla. Es todo circuito conductor cerrado que se obtiene partiendo de un nudo y volviendo a él, sin pasar dos veces por una misma rama. Elementos de transporte: En los circuitos eléctricos los elementos de transporte son los encargados de llevar las cargas eléctricas desde el generador hasta el punto de consumo; se les llama también cables, y se representan simbólicamente mediante una línea. Un cable está constituido físicamente por un conductor eléctrico alargado y de sección circular, recubierto por un aislante ignífugo que evita su contacto con otros cables o elementos conductores y lo protege del agua y demás fenómenos atmosféricos. El elemento de transporte ofrece al paso de la corriente eléctrica un resistencia R, que depende de tres factores principalmente: Es directamente proporcional a la longitud del elemento de transporte; es decir, cuanto más largo sea el elemento, mayor oposición presentará al paso de la corriente y, por lo tanto, mayor será su resistencia. Es inversamente proporcional a su sección; es decir, cuanto más grueso sea el cable, su resistencia será menor. Y para una misma longitud y sección depende del material. La denominada resistividad se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un elemento, y se mide en Ω x m. De acuerdo con la resistividad los materiales se clasifican en conductores y aislantes. Los cables suelen ser de cobre, aunque en ocasiones se utilizan de aluminio, platino o aleaciones especiales, tales como manganina o constantán, cuya resistividad apenas varía con la temperatura. Por otra parte, los cables pueden constar de un solo hilo o de más de uno, entrelazados entre sí. También pueden existir uno o más conductores dentro de un mismo cableado, dando lugar así a los cables unipolares, bipolares, tripolares, etc. Elementos de control: Los elementos de control de un circuito eléctrico permiten modificar la potencia eléctrica que se entrega desde el generador hasta el punto de consumo. Existen básicamente dos tipos de elementos de control: Los que se comportan o bien permitiendo el paso de la corriente libremente, o bien cortándola; es decir, actúan como elementos de todo/nada. Los que regulan de una forma continua la potencia entregada por el generador con destino al consumo. Dentro del primer tipo de elementos de control se pueden citar los interruptores, los conmutadores y los pulsadores. Los interruptores son elementos con dos puntos de conexión exterior y que poseen dos posiciones estables: abierto o cerrado, según que impidan o permitan, respectivamente, el paso de corriente entre los dos puntos de conexión citados. Los conmutadores tienen tres o más puntos de conexión exterior y poseen, al igual que los interruptores, dos posiciones estables. Los pulsadores, lo mismo que los conmutadores, disponen de dos conexiones externas, pero solo una posición estable. Según cuál sea esta posición, pueden existir pulsadores normalmente abiertos o normalmente cerrados. El accionamiento de todos estos elementos de control se puede realizar de forma manual o mediante otro circuito de tipo eléctrico, neumático o hidráulico. El relé es un dispositivo que consta de una bobina con un núcleo de hierro dulce que actúa como si fuera un electroimán. Un potenciómetro sirve para regular continuamente la potencia entregada por el generador con destino al consumo. Tiene tres terminales: dos fijos en los extremos y otro sobre un contacto móvil, cuya posición determina el valor de la resistencia del potenciómetro. Elementos de protección: Los elementos de protección aíslan del resto de la instalación aquella parte del circuito donde se produce una situación anímala: además, protegen a las personas del posible contacto en la parte dañada. Existen tres tipos de situaciones anómalas: -Sobrecarga. -Cortocircuitos. -Contactos indirectos. Las sobrecargas se producen cuando, circunstancialmente, una instalación determinada consume una corriente mayor que la habitual. EJ: una instalación que se diseñó para una corriente de 10 amperios en un momento determinado está consumiendo 12 amperios, se encuentra sometida a una sobrecarga. Para evitar estas sobrecargas en los circuitos se incorporan unos interruptores térmicos, cuyo fundamento reside en la medida de la temperatura de un conductor para conocer así la corriente que circula por él.
Transcurrido un cierto tiempo después de producirse la sobrecarga, el interruptor térmico abre el circuito. Un cortocircuito se produce cuando un conductor hace contacto con otro, de tal forma que la corriente que circula en tales casos es cinco o más veces superior a la nominal. EJ: si se unen los cables de cualquier equipo en una vivienda. En los cortocircuitos se producen corrientes muy elevadas, pues las únicas impedancias que encuentran en su recorrido son las de los cables y elementos de transmisión. Para evitar los daños ocasionados por los cortocircuitos pueden utilizarse: Interruptores magnéticos. Abren el circuito cuando detectan que la corriente es elevada. Es habitual que en un mismo aparato se encuentren unidas las protecciones contra sobrecargas y cortocircuitos; en ese caso se habla de interruptores magnetotérmicos. Fusibles. Constan de una lámina o de un hilo que se funde y abre el circuito si la corriente que circula es elevada. Una vez fundidos, los fusibles quedan inutilizados, a diferencia de los interruptores magnetotérmicos, que cuando abren el circuito se pueden activar de nuevo. Sin embargo, los fusibles son más baratos y seguros; es decir, con menos posibilidades de fallos. Por ese motivo, en algunos casos se usan con preferencia a los interruptores citados. Un contacto directo se produce cuando un cable de alimentación de un equipo hace contacto con la carcasa del mismo, la cual queda sometida a una determinada tensión que puede ocasionar daños a la persona que la toque. Para evitar esta situación, se puede actuar de varias formas: -Aislar las partes metálicas de los equipos. -Reducir las tensiones hasta 24 V en los locales húmedos y 50 V en los secos, que son las tensiones que no causan daño alguno al organismo. -Conectar todas las carcasas de los equipos mediante una pica de tierra (toma de tierra) y utilizar un interruptor diferencial. Al establecerse el contacto del conductor con la carcasa, la corriente tendrá una parte de fugas que circulará por la carcasa y no retornará hacia el generador. En este hecho se fundamentan los interruptores diferenciales, que miden la corriente que circula por los dos cables que alimentan un equipo y abren un circuito cuando ésta es distinta.