Informe Actividades Pasantias Realizada Arias 2009

8/17/2019 Informe Actividades Pasantias Realizada Arias 2009

1/133

INFORME DE ACTIVIDADES DE LA PASANTIA REALIZADA EN LA ESCUELA DEAVIACION DEL EJERCITO (ESAVE), EJERCITO NACIONAL COLOMBIANO

GERSON FERNANDO ARIAS SARMIENTO

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

BOGOTA, D.C

2009


2/133

INFORME DE ACTIVIDADES DE LA PASANTIA REALIZADA EN LA ESCUELA DEAVIACION DEL EJERCITO (ESAVE), EJERCITO NACIONAL COLOMBIANO

GERSON FERNANDO ARIAS SARMIENTO

Informe de actividades para optar al titulo de

Ingeniero Electrónico

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

BOGOTA, D.C

2009


3/133

CONTENIDO

INTRODUCCION ....................................................................................................... 6

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................. 7

1.1 ANTECEDENTES…. ........................................................................................... 7

1.2. DESCIPCION Y FORMULACION DEL PROBELMA ......................................... 9

1.3 JUSTIFICACION……………………………………………………………………….9

1.4 OBJETIVOS……………………………………………………………………….10

1.4.1 OBJETIVOS GENERALES…………………………………………………….....10

1.4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS………………………………………………………10

1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES……………………………………………………..10

1.5.1 ALCANCES………………………………………………………………………….10

1.5.2 LIMITACIONES……………………………………………………………………..10

2 MARCO DE REFERENCIA…...………………………………………………………11

3. ETODOLOGIA………………………………………………………………………...11

3.1 TRES (3) TAREAS PRINCIPALES A DESARROLLAR ..................................... 11

4. DESARROLLO INGENIERIL………………………………………………………….12

4.1 INSTRUCCIÓN DEL CURSO DE LA TECNOLOGIA DE MANTENIMIENTOAERONAUTICO A LOS SUBOFICIALES ORGÁNICOS DEL BATALLÓN DEMANTENIMIENTO DE AVIACIÓN DEL EJÉRCITO NACIONAL COLOMBIANO ENEL CURSO DE LA TECNOLOGÍA EN MANTENIMIENTO AERONÁUTICO EN ELBATALLÓN DE ENTRENAMIENTO Y REENTRENAMIENTO DE AVIACIÓN(BETRA) TOLEMAIDA, CUNDINAMARCA. ............................................................. 12

4.1.1 TECNOLOGIA DE MANTENIMIENTO AERONAUTICO ................................ 12

4.1.2 OBJETIVO:.................................................................................................... 12

4.1.2.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................... 12

4.1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ...................................................................... 12

4.1.3 JUSTIFICACION………………………………………………………………….....13

4.1.4 METODOLOGIA ...............................................¡Error! Marcador no definido.

4.1.5 COMPETENCIAS ADQUIRIDAS .....................¡Error! Marcador no definido.

4.1.6 DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS.¡Error! Marcador nodefinido.


4/133

4.1.6.2 ELECTRONICA DC Y AC .............................¡Error! Marcador no definido.

4.2 ASESORÍAS EN DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL LABORATORIO ENELECTRÓNICA E INSTRUCCIÓN EN MANEJO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS

Y PRACTICAS DE DESARROLLO DEL CONTENIDO TEMATICO DE LATECNOLOGÍA DE MANTENIMIENTO AERONÁUTICO SUBOFICIALES ........ ¡Error!Marcador no definido.

4.2.1 OBJETIVO:........................................................¡Error! Marcador no definido.

4.2.1.1 OBJETIVO GENERAL ...................................¡Error! Marcador no definido.

4.2.1.2OBJETIVOSESPECIFICOS……………………………………………………..¡Error!Marcador no definido.

4.2.2 METODOLOGIA ...............................................¡Error! Marcador no definido.

4.2.3 DESARROLLO DE ACTIVIDADES ...................¡Error! Marcador no definido.

4.2.3.1 PRACTICAS DE LABORATORIO ...................¡Error! Marcador no definido.

4.2.3.2 MONTAJES Y GUIAS DE CIRCUITOS DE PRUEBA¡Error! Marcador nodefinido.6

4.3 DISEÑO DE UN SISTEMA DINAMICO EN TIEMPO REAL PARA UNSIMULADOR DE HELICOPTERO BAJO UN PROTOTIPO ESTABLECIDO .... ¡Error!Marcador no definido.

4.3.1 TIPO DE PROYECTO ........................................¡Error! Marcador no definido.

4.3.2 CENTRO DE SIMULACION DE VUELO (ESCUELA DE AVIACIÓN DELEJÉRCITO NACIONAL) ..............................................¡Error! Marcador no definido.

4.3.3 BENEFICIOS.....................................................¡Error! Marcador no definido.

4.3.4 CARACTERISTICAS .........................................¡Error! Marcador no definido.

4.3.5 VISION .............................................................. ¡Error! Marcador no definido.

4.3.6 MISION .............................................................¡Error! Marcador no definido.

4.3.7 ESPECIFICACIÓN DEL PROYECTO ...............¡Error! Marcador no definido. 4.3.8 GENERALIDADES ............................................¡Error! Marcador no definido.

4.3.9 PROBLEMA DE LA INVESTIGACION ...............¡Error! Marcador no definido.

4.3.9.1 RESUMEN DEL PROBLEMA ..........................¡Error! Marcador no definido.

4.3.10 DESCRIPCION DEL PROYECTO ...................¡Error! Marcador no definido.

4.3.10.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...........¡Error! Marcador no definido.

4.3.11 JUSTIFICACION DEL PROYECTO .................¡Error! Marcador no definido.

4.3.12 OBJETIVOS: ................................................................................................ 20


5/133

4.3.12.1 OBJETIVO GENERAL DEL PROYECTO................................................... 20

4.3.12.2 OBJETIVO ESPECIFICO DEL PROYECTO .............................................. 20

4.3.14RESULTADOS ESPERADOS Y POTENCIALES BENEFICIARIOS .............. 21

4.3.14.1 RELACIONADOS CON LA GENERACIÓN DE CONOCIMIENTO Y /ONUEVOS DESARROLLOS TECNOLÓGICOS ........................................................ 21

4.3.14.2 DIRIGIDO A LA INVESTIGACIÓN Y APROPIACIÓN SOCIAL DELCONOCIMIENTO (PASANTES)............................................................................... 22

4.3.14.3 IMPACTOS ESPERADOS A PARTIR DEL USO DE LOS RESULTADOS:22

4.3.15 ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL PROYECTO .................................. 22

4.3.16 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ................¡Error! Marcador no definido.

4.3.17 CONSIDERACIONES ADICIONALES .............¡Error! Marcador no definido.

4.3.18 PRESUPUESTOS ......................................................................................... 244.3.18.1 FUENTES DE FINANCIACIÓN: ................................................................ 24

ANEXOS…………………………………………………………………………………….26

CONCLUSIONES ………………………………………………………………………..131

BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………...132


6/133

INTRODUCCION

En este informe se encuentran las actividades desarrolladas de Septiembre de 2008a Febrero de 2009, donde se muestra de forma detallada la manera en la que serealizaron y se da a conocer el contenido y la forma de ejecución de la misma.

Las actividades realizadas en el segundo periodo de 2008, al interior del EjercitoNacional Colombiano, en la Escuela de Aviación del Ejercito (ESAVE), se enfocaronen el desarrollo en la Instrucción de Suboficiales Orgánicos del Batallón deMantenimiento de Aviación del Ejército Nacional Colombiano en el curso de laTecnología en Mantenimiento Aeronáutico en el Batallón de Entrenamiento yReentrenamiento de Aviación (BETRA) Tolemaida, Cundinamarca.

Asesorías en diseño y construcción del laboratorio en electrónica. De la mismaforma como instructor en manejo de instrumentos tales como: Multimetros,Osciloscopios, Fuentes, Generadores, entre otros; dirigido a los SuboficialesOrgánicos del Batallón de Mantenimiento de Aviación del Ejército Nacional

Colombiano encargados del diseño y realización de los Laboratorio de Aviónica enel Batallón de Mantenimiento (BAMAN) de UH-60L Black Hawk del Batallón deHelicópteros (BAHEL), en las instalaciones del Centro Nacional de Entrenamiento(CENAE) Tolemaida, Cundinamarca.

Adelantos de proyecto del simulador de vuelo (Flight Training Device) estático.Propiedad de la Escuela de Aviación del Ejército y el diseño y construcción de unsimulador de movimiento en tiempo real, aplicado a un helicóptero. Aeropuerto elDorado, entrada No 6. CATAM.

Para lo cual se aplicaron todos los conocimientos adquiridos en el transcurso de los

estudios realizados en la Universidad de San Buenaventura.

INTRODUCCION A LA ESCUELA DE AVIACION DEL EJERCITO (ESAVE)

En el año 2007, la Escuela de Aviación del Ejército desarrolló un programa deeducación superior para la capacitación de los Suboficiales al servicio del EjercitoNacional Colombiano. La Tecnología de Mantenimiento Aeronáutico es unainiciativa para que los Suboficiales técnicos de línea de helicópteros, tengan unanueva perspectiva en el desarrollo tecnológico y estén a la vanguardia de la misma.

En el año 2008, se empezó a desarrollar un proyecto enfocado al diseño yconstrucción de un simulador de movimiento en tiempo real, aplicado a unhelicóptero, cuyo fin es prestar un servicio de entrenamiento a los pilotos militares y


7/133

obtener un desarrollo eficaz, con la finalidad de minimizar los riesgos deaccidentalidad y el consumo de combustible [1].

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 ANTECEDENTES

CREACIÓN Y PRIMERA ETAPA DE LA AVIACIÓN EN EL EJÉRCITO DECOLOMBIA.

Para el año de 1916 Colombia se encontraba muy distante del conflicto que selibraba en Europa para ese entonces la primera guerra mundial. De los 134 avionesy 23 escuadrillas que poseían los aliados al iniciarse la guerra, se habían convertidoen 232 escuadrillas con cerca de 3900 aparatos al finalizar la contienda. Las 34escuadrillas alemanas de 1914, servidas por 4200 hombres, se transformaron en3325 con más de 600 hombres en 1918.En nuestro país, la inquietud de un grupode caballeros con altas influencias, promovió el interés del congreso por eldesarrollo de la aviación.

Fundador de la aviación Nacional (Figura 1)

Figura 1. Marco Fidel Suarez

Así el 7 de septiembre de 1916 la iniciativa de quienes conformaron la agrupación

denominada Club Colombiano de Aviación, se configuró al expedirse la Ley 15 de

ese año que constituyó “la primera legislación para introducir en el EJERCITO LA

ESPECIALIDAD AERONÁUTICA” Esta ley facultaba al gobierno para enviar al

exterior una comisión de oficiales de las armas de CABALLERIA, INFANTERIA,

ARTILLERIA E INGENIEROS al exterior con el fin de adelantar estudios militares

sobre “los nuevos procedimientos de guerra, los sistemas de armamento y de


8/133

táctica, la AVIACIÓN MILITAR, la administración del EJERCITO, la defensa de

puertos con submarinos y minas, y todas las cuestiones técnico –militares que el

Ministerio de Guerra le señale”. Entre otros aspectos señaló el tiempo de estadía en

el exterior de dichos oficiales, la posibilidad de integrar al grupo suboficiales y

civiles, quienes a su regreso al país estarían obligados a prestar en el EJERCITOsus servicios como aviadores, directores y profesores de una escuela de Aviación.

Esta Ley fue sancionada por el Presidente de la República JOSÉ VICENTE

CONCHA y por el Ministro de Guerra SALVADOR FRANCO.“La Ley expedida en

1916 había despertado grandes esperanzas entre los oficiales del EJERCITO y en

buena parte de los estudiantes que vislumbraban un nuevo porvenir, atraídos por la

aventura de conducir un aeroplano e imbuidos del espíritu aguerrido y audaz de los

gloriosos aviadores que tantas victorias se habían anotado en batalla”.

El 31 de diciembre de 1919, firmada por el señor Presidente de la Nación MARCO

FIDEL SUAREZ (ver Figura 1) y el Ministro de Guerra JORGE ROA fue aprobada la

LEY 126 en la que se estableció en el país la aviación como LA QUINTA ARMA

INTEGRANTE DEL EJERCITO, autorizando al gobierno “para reglamentar todo lo

relativo a dotaciones de personal, materiales, instrucción, grados, servicios que

deba desempeñar, reclutamiento, movilización y demás disposiciones que deban

caracterizar esta ARMA. El Decreto que reglamenta dicha ley es el 357 del 11 de

Marzo de 1921, que a continuación. Se reproduce.

Decreto 357 de 1921 marzo 11.

Por el cual se organiza la QUINTA ARMA DEL EJÉRCITO, en desarrollo de la Ley

126 de 1919.

El Presidente de la República, en uso de sus facultades legales, Decreta:

Artículo 1°. Organizarse la quinta arma del Ejército, la cual se dividirá en

Escuadras, Grupos y Escuadrillas.

Artículo 2°. Cada Escuadra se compondrá de dos o tres Grupos, y cada Grupo de

dos o tres Escuadrillas.

Artículo 3°. El Cuerpo de Aviación del Ejército se compondrá por ahora de tres

Grupos de dos Escuadrillas cada uno, correspondientes a las tres zonas militares en

que está dividido el territorio nacional. En caso de guerra cada uno de estos Grupos

servirá de base para la formación de una Escuadrilla.


9/133

Artículo 4°. El personal y el material del Cuerpo de Aviación será el que indica el

reglamento de dotaciones de paz y de guerra presentado por el Ministerio de

Guerra, el cual se aprueba por el presente Decreto.

Artículo 5°. El reclutamiento en tiempo de paz y la movilización en caso de guerrase harán entre el personal educado en la Escuela Militar de Aviación.

Artículo 6°. Los tres Grupos de que trata el artículo 3°se den ominarán primero,

segundo y tercero y las Escuadrillas Antioquia, Atlántico, Cauca, Huila, Magdalena y

Valle. Los aviones se marcarán con la letra A y el número de orden correspondiente

dentro del cuerpo de Aviación.

Artículo 7°. Las Escuadras serán comandadas por un Coronel, los Grupos por unTeniente Coronel y las Escuadrillas por un Mayor. Comuníquese y publíquese.-

Dado en Bogotá, a 11 de marzo de 1921.

La evolución Jurídico Histórica de la Aviación del Ejercito , en una primera etapahasta su reactivación en Destacamento Aéreo aprobado por el Comando Generalcon la disposición 029/94 y ratificada por el Ministerio de Defensa con la resolución10058/94 y posterior reorganización mediante decreto No.1422 del 25 de Agostode 1995 : Solo hasta el año 2003, y gracias al crecimiento de la Aviación delEjército bajo el gobierno del Doctor ALVARO URIBE VELEZ, la Señora Ministra

MARTHA LUCIA RAMIREZ y el Comandante del Ejército, General CARLOSALBERTO OSPINA OVALLE, mediante Disposición 000008 del 28 de abril de 2003y Resolución 0533 del 27 de Junio de 2003 fue creada y activada la Escuela deAviación del Ejército, y a su vez aprobadas las tablas de organización y equiporespectivamente. En el año 2004 se traslada la unidad desde Tolemaida a lasactuales instalaciones en Bogotá. [2]

1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

El problema actual en la Escuela de Aviación del Ejército radica en la instrucciónactual se los oficiales y suboficiales orgánicos del Ejercito Nacional, en el campotecnológico. Las ayudas necesarias prestadas hacen referencia a la capacitaciónde los alumnos donde adquieren un conocimiento más enfocado en relación almantenimiento aeronáutico y dinámicas de vuelo, con la capacidad de innovar ydiseñar, teniendo en cuenta las características exactas en las aeronaves y lasaplicaciones en cuanto al desarrollo tecnológico.

La Escuela de Aviación del Ejército puede mejorar las técnicas de instrucción de

vuelo y mantenimiento aeronáutico de los estudiantes en el avance tecnológicoenfocado a la parte militar?.


10/133

1.3 JUSTIFICACIÓN

Los tiempos modernos y los avances tecnológicos, demandan la concepción eimplementación de programas académicos que capaciten al individuo, como undinamizador de las soluciones a los problemas de la creciente industria aeronáuticamundial.

Se requiere de una excelente capacitación, para el personal calificado con el quecuentan actualmente las fuerzas militares, y que se desempeña como elementofundamental de las diferentes especialidades aeronáuticas. Con el desarrollo deprogramas tecnológicos de alta calidad, se garantiza la proyección profesional delos aviadores de las fuerzas militares y un invaluable aporte a la sociedad.

El diseño y fabricación de un simulador de vuelo se hace necesaria a partir de losrequerimientos actuales para el entrenamiento de los pilotos militares, teniendo encuenta los factores de seguridad aérea y costos de operación de una Aeronave realempleada para este fin.

1.4 OBJETIVOS

1.4.1 Objetivo General

Capacitar e instruir a los suboficiales de Ejercito Nacional Colombiano en el área devuelo y mantenimiento aeronáutico con el fin de implementación de nuevosproyectos aeronáuticos a la vanguardia del avance tecnológico, teniendo en cuentafactores de seguridad aérea y costos de operación de las aeronaves.

1.4.2 Objetivos Específicos

Aportar a la enseñanza e instrucción de los Suboficiales del Ejército NacionalColombiano, con el fin de capacitarlos en todo lo relacionado a la introducciónsobre Electricidad básica y Electrónica DC y AC.

Asesorar en el diseño y construcción de los laboratorios de electrónica, ycapacitar al personal autorizado en la instrucción de manejos de equiposelectrónicos.

Diseñar e implementar un sistema de simulación de vuelo en tiempo real dehelicópteros bajo un prototipo establecido.

1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES

1.5.1 Alcances

El proyecto se enfoca en la instrucción en electrónica DC y AC a los Suboficiales del

Ejército Nacional donde el resultado esperado es según los proyectos deinvestigación y de implementación de los alumnos de la tecnología en


11/133

Mantenimiento Aeronáutico y el diseño del simulador dinámico de un helicópterobajo un prototipo establecido.

1.5.2 Limitaciones

La principal limitación para la realización de este proyecto es la consecución dealgunos de los actuadores correspondientes, incluyendo el estudio ycomportamiento de los helicópteros e estructuras internas para que el proyecto delsimulador pueda ser llevado a cabo y por otro lado que los proyectos de los alumnosde la tecnología pueda desarrollar sus proyectos de investigación e implementaciónen las aeronaves.

2. MARCO DE REFERENCIA

El trabajo se ve enfocado a las practicas profesionales, donde la instrucción deSuboficiales orgánicos del Ejército Nacional, el diseño y construcción del laboratorio

de electrónica del Batallón de Mantenimiento UH -60 y del simulador de vueloDinámico de un helicóptero; son la tareas principales del desarrollo Ingenieril deproyecto.

A continuación se describen las tres tareas principales que se desarrollaron en laEscuela de Aviación del Ejército Nacional. En cada una de ellas se platea unobjetivo general y varios específicos, los cuales fueron desarrollados en el procesode la práctica profesional

3. METODOLOGIA

3.1 TRES (3) TAREAS PRINCIPALES A DESARROLLAR

Instruir a los Suboficiales Orgánicos del Batallón de Mantenimiento deAviación del Ejército Nacional Colombiano en el curso de la Tecnología enMantenimiento Aeronáutico en el Batallón de Entrenamiento yReentrenamiento de Aviación (BETRA) Tolemaida, Cundinamarca.

Asesorar e instruir en la implementación de elementos o circuitoselectrónicos en proyectos de grado de los estudiantes del curso de la Tecnología enMantenimiento Aeronáutico.

Asesorar en diseño y construcción del laboratorio en electrónica. De la mismaforma como instruir en manejo de instrumentos tales como: Multimetros,Osciloscopios, Fuentes, Generadores, entre otros; dirigido a los SuboficialesOrgánicos del Batallón de Mantenimiento de Aviación del Ejercito NacionalColombiano encargados del diseño y realización de los Laboratorio deAviónica en el Batallón de Mantenimiento (BAMAN) de UH-60L Black Hawkdel Batallón de Helicópteros (BAHEL), en las instalaciones del CentroNacional de Entrenamiento (CENAE) Tolemaida, Cundinamarca.


12/133

Diseñar y construir un simulador de helicópteros, acondicionado comosistema de vuelo dinámico (Full Motion). Proyecto futuro a corto plazo.

Adelantar procesos de diseño, construcción y modificación en el proyecto delsimulador de vuelo (Flight Training Device) estático.

A continuación se relaciona detalladamente cada una de las actividades realizadas,donde se da las características correspondientes al tema.

4. DESARROLLO INGENIERIL

EJÉRCITO NACIONAL DEPARTAMENTO DE INVESTIGACION ESCUELA DEAVIACIÓN (ESAVE).

4.1 INSTRUCCIÓN DEL CURSO DE LA TECNOLOGIA DE MANTENIMIENTOAERONAUTICO A LOS SUBOFICIALES ORGÁNICOS DEL BATALLÓN DEMANTENIMIENTO DE AVIACIÓN DEL EJÉRCITO NACIONAL COLOMBIANOEN EL CURSO DE LA TECNOLOGÍA EN MANTENIMIENTO AERONÁUTICOEN EL BATALLÓN DE ENTRENAMIENTO Y REENTRENAMIENTO DEAVIACIÓN (BETRA) TOLEMAIDA, CUNDINAMARCA.

4.1.1 TECNOLOGIA DE MANTENIMIENTO AERONAUTICO

El Centro de Educación Militar, institución de educación superior, a través de laEscuela de Aviación del Ejército, cuya misión es la de capacitar y especializarintegralmente a los Oficiales y Suboficiales de aviación, proyectando su formaciónsuperior, fortaleciendo el liderazgo y la doctrina para el desempeño efectivo de lastareas propias de la aviación, presenta su nuevo programa académico Tecnologíaen Mantenimiento Aeronáutico.

El desarrollo de carreras tecnológicas, que respondan a las necesidades del ámbitoaeronáutico mundial, debe ser el objetivo de la comunidad educativa del país. Espor ello, que la Tecnología en Mantenimiento Aeronáutico se desarrolla bajo elsistema de créditos académicos a fin de facilitar los procesos de homologación yvalidación de asignaturas y de títulos en las mejores instituciones de educaciónsuperior.

4.1.2 OBJETIVO:

4.1.2.1 OBJETIVO GENERAL

El programa académico Tecnología en Mantenimiento Aeronáutico tiene comoobjetivo formar integralmente líderes con una base doctrinaria sólida enmarcada


13/133

dentro de los principios y valores que le permitan desarrollar las tareas propias de lapreservación y conservación de las aeronaves y el desarrollo de nuevas tecnologíasen el campo eléctrico y electrónico enfocado a la aviación.

4.1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Contribuir con el desarrollo organizacional del sector electrónico y aeronáutico deacuerdo con las necesidades del entorno y las regulaciones internacionales.

• Generar una vocación teórico-práctica que solucione las necesidades de aptitudtécnica y legal de las aeronaves de las fuerzas militares.

A Quien Va Dirigido el Programa?.

Está dirigido al personal de las Fuerzas Militares , estudiante del curso deTecnología en Mantenimiento Aeronáutico y personal interesado en la tecnología yelectrónica de aviación (Aviónica), vinculados a la aviación, como pilotos, ingenierosde vuelo, técnicos, inspectores y almacenistas, entre otros.

4.1.3 JUSTIFICACION

Los tiempos modernos y los avances tecnológicos, demandan la concepción eimplementación de programas académicos que capaciten al individuo, como undinamizador de las soluciones a los problemas de la creciente industria aeronáuticamundial.

La proyección de adquisición de nuevos equipos, como aeronaves, bancos deprueba, y herramientas especiales, para el desarrollo de la aviación de las fuerzasmilitares de Colombia, marca la pauta para la optimización de los procesoslogísticos y de mantenimiento aeronáutico..Se requiere de una excelente capacitación, para el personal calificado con el quecuentan actualmente las fuerzas militares, y que se desempeña como elementofundamental de las diferentes especialidades aeronáuticas. Con el desarrollo deprogramas tecnológicos de alta calidad, se garantiza la proyección profesional de

los aviadores de las fuerzas militares y un invaluable aporte a la sociedad.

4.1.4 METODOLOGIA

El programa está enmarcado dentro de la modalidad semi –presencial. Las horas detrabajo dentro del aula y en compañía del titular de cada asignatura seráncomplementadas con talleres y trabajos dirigidos por el instructor y documentosenviados a los estudiantes en medio magnéticos vía internet.

4.1.5 COMPETENCIAS ADQUIRIDAS


14/133

El Tecnólogo en Mantenimiento Aeronáutico está capacitado para desarrollar losprocesos de conservación y continuidad de aeronavegabilidad de las aeronaves deala fija y ala rotatoria. Se proyecta como un ser integral capaz de plantearsoluciones prácticas a las necesidades de innovación de procedimientos en el

mantenimiento eléctricos y electrónicos y el diseño e implementación de nuevosproyectos en las aeronaves pertenecientes al Ejército Nacional Colombiano.

4.1.6 DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS.

Figura 2. Cuadro del pensum, Tecnología de Mantenimiento Aeronáutico, diseñado por laEscuela de Aviación del Ejército (ESAVE). [3]

En el cuadro (Figura2) mostrado anteriormente (Pensum del curso de la tecnología,diseñado por la Escuela de Aviación del Ejercito, ESAVE) se ve relacionado elprograma de la tecnología, donde se referencian las materias en las cuales se diola instrucción a los estudiantes de tercero, cuarto y quinto semestre en las áreas deElectricidad y Electrónica I - II.

4.1.6.1 ELECTRICIDAD BASICA

Se realizó un documento que se les entregó a los estudiantes vía internet, para

darles una introducción a la Electricidad Básica y así dar inicio al curso de latecnología. Este documento cuenta con su respectivo contenido temático y talleres


15/133

para conocer el nivel de comprensión y reforzar los conocimientos por parte de losalumnos.

Ver Anexo A (Contenido temático del curso de Electricidad Básica). [5]

4.1.6.2 ELECTRONICA DC Y AC Desde este punto se empieza a dar la instrucción de los Suboficiales, en calidad deasistentes (estudiantes), en clases presenciales con una duración aproximada de 5(cinco) horas por clase, cumpliendo a cabalidad con el objetivo propuesto.

Clase No 1 Introducción a la electrónica básica (Símbolos y Componentes). VerAnexo B [9] – [10]

Clase No 2 Conceptos Básicos Tablas de Medidas (Sistema Internacional deMedidas). Ver Anexo C [9]

Clase No 3 Resistencias (Código de Colores). Ver Anexo D [9] – [10]

Clase No 4 Resistencias - Ley de Ohm y de Kirchhoff. Ver Anexo E [7]

Clase No 5 Inductancia y Capacitancia. Ver Anexo F [7]

Clase No 6 Diodos, Puente Rectificador y Reguladores. Ver Anexo G [6]

Clase No 7 Divisor de Corriente y de Voltaje. Conversiones Delta – Y y Y – Delta.Ver Anexo H [7] – [10]

Clase No 8 Los teoremas de Redes. Ver Anexo I [7] – [9] – [10]

Clase No 9 Compuertas lógicas y principios de Circuitos Integrados. Ver Anexo J[9]

EJERCITO NACIONAL DEPARTAMENTO DE INVESTIGACION ESCUELA DEAVIACION (ESAVE)

4.2 ASESORÍAS EN DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL LABORATORIO ENELECTRÓNICA E INSTRUCCIÓN EN MANEJO DE EQUIPOS EINSTRUMENTOS Y PRACTICAS DE DESARROLLO DEL CONTENIDOTEMATICO DE LA TECNOLOGÍA DE MANTENIMIENTO AERONÁUTICOSUBOFICIALES

4.2.1 OBJETIVO:

4.2.1.1 OBJETIVO GENERAL

El Ejército Nacional Colombiano cuenta con un personal de Suboficiales,

capacitados para el diseño y construcción de laboratorios de electrónica, que facilitasu trabajo en el campo de revisión técnica para uso exclusivo de la misma


16/133

institución, donde con la ayuda de personal capacitado y trabajo de Ingenieríacumplir a cabalidad con cada una de las metas propuestas.

4.2.1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:Contribuir al diseño y la construcción en calidad de asesor, de los laboratorios deelectrónica.

Capacitar al personal seleccionado en el área de electrónica de aviación (Aviónica)en uso, manejo de equipos e instrumentos electrónicos.

Instruir a los alumnos del curso de la Tecnología de Mantenimiento Aeronáutico pormedio de guías de laboratorio, sobre lo relacionado a la electrónica DC y AC y deigual manera, en el manejo de equipos e instrumentos electrónicos.

4.2.2 METODOLOGIA

Esta capacitación y asesoría en el diseño e instrucción de los laboratorios deelectrónica se llevo a cabo en el periodo establecido al segundo semestre de 2008,Enero de 2009, en colaboración de los suboficiales encargados en el desarrollo delmismo, donde el tiempo empleado era el de su horario laboral y la capacitación delos alumnos de la Tecnología desarrollaban las prácticas correspondientes al curso,en horas de clases designadas y preestablecidas por los coordinadores del manejoy control de los laboratorios.

4.2.3DESARROLLO DE ACTIVIDADES

4.2.3.1 PRACTICAS DE LABORATORIO

En este espacio se relacionó lo aprendido en las aulas de instrucción con la partepráctica, aprendiendo el funcionamiento y manejos de los equipos del laboratorio,los cuales se contaban con Multimetros, Osciloscopios, Fuentes, Generadores,entre otros. Gracias a dichos instrumentos se pudo comprobar cada una de lasleyes expuestas en el contenido temático del curso, enfocado a la electrónica DC y

AC, con el apoyo de guías de prácticas de laboratorio, relacionadas a continuación:Ver Anexo K [8]

4.2.3.2 MONTAJES Y GUIAS DE CIRCUITOS DE PRUEBA

Los montajes que se tomaron de base, sirve como apoyo para el desarrollo de lasprácticas de laboratorio y así facilitar la instrucción de los Suboficiales.

Estos documentos fueron tomados de páginas Web (Internet), de la universidadnacional de Colombia y el respaldo del libro Boylestad, Análisis Introductorio de

Circuitos, Octava Edición, Editorial Pearson Educación


17/133

Los documentos están relacionados en un trabajo realizado, con un estilo sencillo yfácil para el entendimiento de las prácticas propuestas por el personal autorizado ycapacitado (Pasante), desarrollo de las prácticas profesionales.

Ver Anexo L [10]

EJERCITO NACIONAL DEPARTAMENTO DE INVESTIGACION ESCUELA DEAVIACION (ESAVE)

4.3 DISEÑO DE UN SISTEMA DINÁMICO EN TIEMPO REAL PARA UNSIMULADOR DE HELICOPTERO BAJO UN PROTOTIPO ESTABLECIDO

4.3.1 COMITÉ EJECUTIVO

Gerente del Proyecto

TC. Peter Santiago Murillo Gallo

Entidades Participantes

ESAVE (Escuela de Aviación del Ejercito) – BAMAN 6 (Batallón de Mantenimiento)

Lideres de Grupo de Investigación

Ingeniero Edison Moreno Zamudio – ESAVE

TO. Elkin Rodríguez – BAMAN 6

Línea de Investigación

Operacional [4]

4.3.2 TIPO DE PROYECTO

DESARROLLO E INVESTIGACIÓN

4.3.3 CENTRO DE SIMULACION DE VUELO (Escuela de Aviación del EjércitoNacional)

El simulador de vuelo fortalece la seguridad aérea y optimiza la proeficiencia denuestros pilotos.

4.3.4 BENEFICIOS

Incrementar la seguridad aérea.


18/133

Mejorar la capacidad de vuelo.

Desarrollar la capacidad de vuelo por instrumentos.

Mejora la capacidad operacional de los pilotos alumnos.

4.3.5 CARACTERISTICAS

Cabina de simulación biplaza doble comando, con mandos y controles funcionales.

Vuelo por instrumentos.

Manejo de recursos de cabina.

Capacidad de simular varios tipos de aeronaves.

Escenarios de Colombia.

Sonido ambiental real.

4.3.6 VISION

Alcanzar la excelencia en el entrenamiento de vuelo por instrumentos, minimizandoel riesgo de operación en las misiones del Arma de Aviación de Ejercito. [12]

4.3.7 MISION

Desarrollar las destrezas y habilidades de los oficiales pilotos del arma de aviaciónen el vuelo de instrumentos, para lograr su óptimo desempeño en el cumplimientode las operaciones aéreas. [12]

FIGURA 3. Simulador de vuelo (Propiedad de la Escuela de Aviación del

Ejercito)[12]


19/133

4.3.8 ESPECIFICACIÓN DEL PROYECTO

4.3.8.1 GENERALIDADES

El propósito fundamental consiste en el diseño y construcción de un simulador de

movimiento en tiempo real, bajo un prototipo establecido, aplicado a un helicópteroque servirá para aumentar las capacidades y mejorar el entrenamiento de los pilotosmilitares del Ejercito Nacional.

Un full Motion Simulator (simulador de movimiento completo) o full-flight Simulator,duplica todos los aspectos de una aeronave y su entorno, incluyendo losmovimientos básicos de la aeronave. Este tipo de simuladores pueden generarsacudidas momentáneas de forma que sus ocupantes en el simulador debanabrocharse los cinturones de los asientos tal y como harían en una aeronave real.Dado que el movimiento de cualquier simulador es mucho más restrictivo que los

movimientos de una aeronave real, el sistema de movimientos no calca losmovimientos y actitud del avión. En lugar de ello realiza las llamadas señales demovimiento las cuales engañan las sensaciones del piloto y le hacen creer que estávolando. Para poder hacer esto apropiadamente, el conocimiento de los órganos delos sentidos del ser humano, particularmente del sistema, es empleadoextensivamente. Esto convierte a la simulación de vuelo en un área deconocimientos intensivos. [4]

4.3.9 PROBLEMA DE LA INVESTIGACION

4.3.9.1 Resumen del problema

Con la formulación de este proyecto, el propósito fundamental consiste en laimplementación de un simulador de vuelo que será de gran importancia en laformación de los oficiales futuros pilotos del arma de Aviación del Ejército, así comorepasos e instrucciones dirigidos a pilotos del arma de aviación.

Este radica en el comando operativo de la aviación del Ejército donde no se cuentacon simuladores dinámicos que sirve de gran ayuda a la hora del adiestramiento deun piloto, ya que este aprenderá y conocerá acerca de las reacciones y movimientos

caracteristicos del vuelo de un helicóptero. [4]

4.3.10 DESCRIPCION DEL PROYECTO

4.3.10.1 Planteamiento Del Problema

La Escuela de Aviación del Ejército puede mejorar las técnicas de instrucción devuelo a sus estudiantes del curso de Piloto Militar?.

El problema actual en la Escuela de Aviación radica en aquellas ayudas deinstrucción que a la fecha no son suficientes para la formación requerida de los


20/133

futuros pilotos de la aviación del Ejercito Nacional. Las ayudas necesarias hacenreferencia a simuladores de vuelo donde los estudiantes adquieran un conocimientomas real de la dinámica de vuelo, las características exactas de la aeronave quevan a tripular y las misiones en las cuales se van a desempeñar frecuentemente una

vez estén volando en una aeronave real.

4.3.11 JUSTIFICACION DEL PROYECTO

El diseño y fabricación de un simulador de vuelo se hace necesaria a partir de losrequerimientos actuales para el entrenamiento de los pilotos militares, teniendo encuenta los factores de seguridad aérea y costos de operación de una Aeronave realempleada para este fin.

Cabe resaltar que los simuladores dinámicos se emplean hace varios años comoelementos fundamentales en el entrenamiento y capacitación de pilotos tantomilitares como civiles en todo el mundo.

4.3.12 OBJETIVOS:

4.3.12.1 OBJETIVO GENERAL DEL PROYECTO

Diseñar y construir un simulador de vuelo Dinámico (Full Motion) en tiempo real deun Helicóptero.

4.3.12.2 OBJETIVO ESPECIFICO DEL PROYECTO

Brindar al estudiante de piloto militar un refuerzo de vuelo por simulador para queadquiera experiencia, manejo y pericia en su aeronave.

Reducir los índices de accidentalidad por falta de conocimiento de la aeronave yexperiencia de vuelo en la misma.

Aumentar las capacidades de los estudiantes en el curso de tierra brindado por laEscuela de Aviación del Ejército

Este se divide en dos etapas establecidas.

Primera Etapa.

Recopilación de información.

Pre diseño de sistemas mecánicos.

Diseño de la interfaz con el Software de simulación.

Diseño de los sistemas de visualización.

Diseño y selección de los actuadores.


21/133

Diseño del modelo de cabina.

Diseño final de plataforma.

Segunda Etapa

Compra de equipos y materiales.

Montaje de equipos y actuadores.

Pruebas y ajustes.

Documentación de resultados. [4]

4.3.13METODOLOGIA PROPUESTA

Para poder dar cumplimiento a los objetivos es necesario que las personasinvolucradas en la investigación estén al tanto del proyecto en curso y presten todala información en cuanto al problema compete, de esta manera se recolectara lainformación necesaria para determinar los factores que deben intervenir en elsimulador y de esta manera desarrollar el proyecto, cumpliendo todas lasexpectativas de instrucción y las del grupo de investigación de la Escuela. [4]

Una vez los factores y características del proyecto sean definidos, se procederá alensamble y desarrollo de software, instalación y alimentación de datos como lo sontopografía Colombiana, Aeronaves propias de la Aviación del Ejercito Nacional,posibles fallas, meteorología real.

4.3.14 RESULTADOS ESPERADOS Y POTENCIALES BENEFICIARIOS

En primer lugar la parte de desarrollo del simulador deja muchos conocimientos aaquellas personas que participen el proyecto, sobre redes informáticas ysimuladores de realidad virtual, donde se incursionara en el desarrollo desituaciones críticas de vuelo a las que se puede enfrentar un piloto al mando de unhelicóptero del Ejercito Nacional.

El principal beneficiario será la Escuela de Aviación del Ejército y sus estudiantes dePiloto Militar, afectando directamente las operaciones del Ejército de Colombia. [4]


22/133

4.3.14.1 Relacionados con la generación de conocimiento y /o nuevosdesarrollos tecnológicos

Los proyectos de investigación que actualmente están en curso en la Escuela eAviación del Ejército, se destacan y caracterizan por ser pioneros en su categoría,

ya que los proyectos que anteriormente se desarrollaban en la aviación del Ejércitono tenían el apoyo correspondiente y además no se les daba la importancianecesaria. Es por esto que los aportes a la tecnología y desarrollo son bastanteimportantes para el desarrollo científico y de investigación en la Escuela deAviación.

Resultado Esperado Indicador Beneficiario

Simulador de Vuelo en laEscuela de Aviación del

Ejercito

Conocimientosadquiridos por los

pilotos

ESAVE

BRIAV

4.3.14.2 Dirigido a la investigación y apropiación social del conocimiento(Pasantes)

En algunos de los proyectos formulados por la ESAVE se espera que tengan unimpacto social relevante, pero dado el caso, en que la mayoría aplican para equiposmilitares el reconocimiento solo se podrá dar en este campo. Por otro lado, si lo

vemos desde el punto de vista académico y en el caso que participen pasantes deotras instituciones o universidades se tendrá un reconocimiento académico por partede aquellas universidades a las cuales pertenezcan los estudiantes.

Resultado y Productoesperado

Indicador Beneficiario

Simulador dinámico Ejercito de Colombia

4.3.14.3 Impactos Esperados a Partir del Uso de los Resultados:

Los impactos esperados para este proyecto están especialmente relacionados a laincentivación a la investigación en el ambiente educativo de la ESAVE (Escuela deAviación del Ejército), posterior a esto se espera que los resultados en el área deinstrucción así como la investigación a nivel institución educativa aumenten. Losimpactos no necesariamente se logran al finalizar el proyecto, ni con la solaconsecución de los resultados. Los impactos esperados son una descripción de la

posible incidencia del uso de los resultados del proyecto en función de la soluciónde los asuntos o problemas estratégicos militares, nacionales o globales,


23/133

abordados. Generalmente se logran en el mediano y largo plazo, como resultado dela aplicación de los conocimientos o tecnologías generadas a través del desarrollode una o varias líneas de investigación en las cuales se inscribe el proyecto. Losimpactos pueden agruparse, entre otras, en las siguientes categorías:

operacionales, educación e instrucción, entrenamiento, sociales de productividad ycompetitividad.

4.3.15 ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL PROYECTO

En cuanto tiene que ver con las especificaciones del proyecto se hará unaintroducción básica a los antecedentes de posibles simuladores de guía queactualmente desempeñan el funcionamiento esperado de nuestro proyecto.Simulador de vuelo en tiempo real de un helicóptero bajo un prototipo establecido.

Ver Anexo M [4]

4.3.16 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Los parámetros relacionados en la tabla en su mayoría se han cumplido acabalidad hasta el numeral (Ítem) No 7, en transcurso del año 2008. (Tabla 1).

Estos parámetros expuestos fueron realizados bajo la organización del grupo de

investigación de la Escuela de Aviación del Ejercito (ESAVE), Ejercito NacionalColombiano donde son los únicos de tener uso exclusivo del documento (personalautorizado perteneciente a la ESAVE) para poder llevar a cabo el proyecto deDiseño y construcción del simulador de vuelo dinámico (Full Motion).

Ítem Actividad

1 Antecedentes

2 Propuesta

3 análisis del problema

4 Investigación de simuladores Homólogos

5 Anteproyecto

6 Adquisición de datos

7 Selección de Software


24/133

Tabla 1. Cronogramade actividades propuesto porel grupo de investigaciónde la Escuela de Aviación del Ejército

4.3.17 CONSIDERACIONES ADICIONALES

Cuando exista la participación de más de un grupo de investigación en la ejecucióndel proyecto, es necesario que se establezca claramente cuáles serán lasactividades a desarrollar por cada una de las partes, así como los compromisosadquiridos por cada una de ellas.

4.3.18 PRESUPUESTOS

Este presupuesto se presenta de forma global especificada en una tabla, donderelaciona y dan cuenta del presupuesto total.

El presupuesto se hizo bajo unas normas de reglamento con el fin de dar lafinanciación correspondiente al proyecto, perteneciente al proyecto de diseño yconstrucción de un simulador de vuelo dinámico para un helicóptero.

Proyecto perteneciente a la escuela de aviación del ejercito ESAVE. [4]

4.3.18.1 Fuentes de financiación:

Escuela de Aviación del Ejército

Ministerio de defensa

El objetivo es establecer un grupo de investigación que se comprometa al desarrollodel proyecto con la ayuda de entidades, que estén a la vanguardia de la tecnologíaen simulación de vuelo, o grupos de Ingenieros Electrónicos, Mecatrónicos yAeronáuticos, contando con la colaboración de estudiantes de Ingeniera enfocadoso relacionados al tema, dando la oportunidad de desarrollar sus practicas

Clasificación en diseño

8 Montaje de equipos

9 Análisis de interfaces

10 Instalación de Software característico“BRIAV”

11 Instalación de periféricos de control

12 Vuelos de pruebas


25/133

profesionales al servicio de la institución del Ejercito Nacional colombiano yasegurando la continuidad y estabilidad del grupo investigador, en este caso alingeniero encargado del proyecto y pasantes relacionados con el proyecto.

Los siguientes formatos son tomados como base para la planificación del proyecto

de la Escuela de Aviación del Ejército (ESAVE) donde se especifica cada una de lascondiciones preestablecidas por las partes que prestaran la financiación

Ver Anexo N [4]


26/133

ANEXOS

ANEXO A

Contenido temático del curso de Electricidad Básica [5]

INDUCTANCIA

INDUCTANCIA: Cuando la corriente alterna atraviesa una bobina, la subida y lacaída del flujo de la misma, primero en una dirección, y luego en otra, instala uncampo magnético que se amplía. Un voltaje se induce en la bobina que es opuestaen la dirección al voltaje aplicado y que se opone a cualquier cambio en la corrientealterna. El voltaje inducido se llama la fuerza electromotriz (f.e.m.), puesto que seopone al voltaje aplicado. Esta característica de una bobina para oponer cualquiercambio en la corriente que lo atraviesa se llama inductancia.. En cualquier bobina, lainductancia depende de varios factores, principalmente del número de vueltas, delárea seccionada transversalmente de la bobina, y del material en el centro de labobina o de la base. Una base del material magnético aumenta grandemente lainductancia de la bobina.

El símbolo para la inductancia en fórmulas es la "L." mayúscula. La inductancia semide en los Henrios (H). Un inductor (bobina) tiene una inductancia de 1 Henrio si

una f.e.m. de 1 voltio se induce en el inductor cuando la corriente a través delinductor está cambiando en el índice de 1 amperio por segundo. Sin embargo, elHenrio es una unidad grande de la inductancia y se utiliza con los inductoresrelativamente grandes que tienen corazones de hierro. La unidad usada para losinductores pequeños de la base del aire es la millihenry (Mh). Para los inductoresmás pequeños inmóviles de la base del aire la unidad de la inductancia es el microhenrio (Mh).

La inductancia total de inductores conectó en series-paralelo puede ser computadacombinando las inductancias paralelas y después agregando los valores de la serie.

En todos los casos, estas fórmulas son válidas, proporcionando los camposmagnéticos de los inductores no obran recíprocamente.

Cuestionario de aplicación:

Guía empleada para reforzar los conocimientos.

Inductores en Serie:

Problema de aplicación:

Se utiliza tres bobinas en serie donde la suma total es la suma de las misma de lamisma forma como una suma de resistencias en serie. (Figura 4).


27/133

Las bobinas son:

L1=40 ; L2=40 ; L3=40, estos valores son dados en µH.

L= L1 + L2 + L3 = 120 µH.

Figura 4. Circuito en Serie (Inductancia)

EFECTOS DE CAPACITANCIA EN UN CIRCUITO AC

Otra característica importante en circuitos de la AC, además de la resistencia y de lainductancia, es la Capacitancia. Mientras que la inductancia es representada en uncircuito por una bobina, la Capacitancia es representada por un condensador. Dosconductores son separaron por un no conductor, llamado un dieléctrico, estoconstituyen a un condensador. En un circuito eléctrico, un condensador sirve comoun depósito o almacén para la electricidad. Cuando un condensador está conectadoa una fuente de corriente directa DC, este actúa como una batería de almacenaje en

el circuito, o como un interruptor cerrado, la parte B de la placa se cargapositivamente, y la placa A se carga negativamente. Los flujos actuales en elcircuito externo durante el tiempo los electrones están moviendo B a A. El flujoactual en el circuito es máximo en cuanto el interruptor es cerrado, pero disminuyecontinuamente después de eso hasta que alcanza cero. La corriente se convierte encero tan pronto como la diferencia en el voltaje de A y de B se convierta en igual queel voltaje de la batería. Si se abre el interruptor, las placas siguen cargadas. Sinembargo, del condensador las descargas rápidamente cuando se circulabrevemente. La cantidad de electricidad que un condensador puede almacenardepende de varios factores, incluyendo el tipo de material del dieléctrico. Es

directamente proporcional al área de la placa e inverso proporcional a la distanciaentre las placas.


28/133

Figura 5. Efectos de Capacitancia

En el cuadro (Figura 5), dos placas planas del metal se colocan cerca (pero notocando). Las placas son generalmente eléctricamente hilo neutro; es decir, no haycarga eléctrica evidente en cualquier placa. En instante el interruptor está cerrado a

la posición de la batería.

Si la batería entonces se toma del circuito y del interruptor cerrado en la posición delcondensador, pero esta vez en una dirección opuesta. De este experimento esevidente que las dos placas almacenan energía cuando están conectadas con unafuente del voltaje, y lanzan la energía cuando son corto circulado. Las dos placashacen un condensador eléctrico simple, que poseen la característica de almacenarelectricidad. La energía se almacena realmente en el eléctrico, o dieléctrico, campoentre las placas.

También, debe estar claro que durante el tiempo que se estará cargando odescargando el condensador, aunque el circuito está abierto por las puntas delmedidor entre las placas del condensador. Sin embargo, hay un tiempo de carga yde descarga y este período es muy corto. No puede haber movimiento continuo dela corriente directa a través de un condensador. Un buen condensador bloqueará lacorriente directa (C.C. que no pulsa) y pasará los efectos de la corriente alterna.

La carga de electricidad que se puede poner en un condensador es proporcional alvoltaje aplicado y a la capacitancia del condensador (condensador). La capacitanciadepende del área total de las placas, del grueso del dieléctrico y de la composicióndel dieléctrico.

Si una hoja fina de la baquelita (mica llenada) se substituye para el aire entre lasplacas de un condensador, por ejemplo, la capacitancia será aumentada cerca decinco veces.

Cualquier carga eléctrica producida por voltaje aplicado y mantenida límites por unaislador (dieléctrico) crea un campo dieléctrica.

Una vez que se cree el campo, tiende para oponer cualquier cambio del voltaje que

afectara su posición original. Se desatienden todos los circuitos contienen una ciertacapacitancia, pero a menos que contengan una unidad llamada un condensador, lacapacitancia, para todos los propósitos prácticos. Dos conductores, llamados loselectrodos o las placas, separados por un no conductor (dieléctrico) hacen paraarriba un condensador simple. Las placas se pueden hacer del cobre, de la lata, odel aluminio. Con frecuencia, se hacen de la hoja (metales comprimidos en las hojasfinas y capaces de ser rodado). El dieléctrico puede ser aire, cristal, mica, o unelectrólito hecho por una película del óxido, pero el tipo usado determinará lacantidad de voltaje que puede ser aplicada y de la cantidad de energía que será

almacenada. Los materiales dieléctricos tienen diversas estructuras atómicas ypresentan diversas cantidades de átomos al campo electrostático. Todos los


29/133

materiales dieléctricos se comparan a un vacío y se dan un valor numérico según elcociente de la capacidad entre ellos. El número dado a un material se basa en lamisma área y grueso según lo utilizado en el vacío. Los números usados paraexpresar este cociente se llaman las constantes dieléctricas y se expresan como la

letra "K." La carta en el cuadro da el K-valor de algunos materiales usados.(Tabla 2).

MATERIAL K (constantedel Dieléctrico)

Air 1.0Resin 2.5

Dry paper 3.5Quartz 4.5Mica 4.5 – 4.7

Porcelain 5.5Glass 7.9

Tabla 2. Constantes Dieléctricas

Si una fuente de corriente alterna se sustituye por una batería, los actos delcondensador que ella hace absolutamente diferentemente con la corriente directa.Esto significa que la electricidad debe fluir primero de Y a la derecha alrededor a X,entonces de X a la izquierda alrededor a Y, entonces de Y a la derecha alrededor aX, etcétera. Aunque ninguna corriente atraviesa el aislador entre las placas delcondensador, fluye constantemente en el resto del circuito entre X y Y.

En un circuito en el cual haya solamente capacitancia, la corriente conduce el voltajeimpresionado según lo puesto en contraste con un circuito en el cual haya lainductancia, donde se retrasa la corriente el voltaje. La unidad de medida de lacapacitancia es el faradio, para el cual el símbolo es el "f" de la letra; El faradio esdemasiado grande para el uso práctico, y las unidades usadas generalmente son elmicrofaradio (frecuencia intermedia), un millonésimo de un faradio, y el Microfaradio(uf.), un millonésimo de un microfaradio.

Guía empleada para reforzar los conocimientos.

Problema de ayuda:

Dos condensadores con valores de

0.10µF y

0.050µF, son conectados en

serie. Cual es la capacitancia total? (Figura 6).


30/133

Figura 6. Condensadores en serie.

Haciendo uso de la ecuacion de condensadores en serie se da a conocer losvalores.

Donde;

10

y 20

;

= 0.033µF.

LOS TIPOS DE CONDENSADORES

Los condensadores se pueden dividir en dos grupos: fijo y variable. Loscondensadores fijos, que tienen capacitancia aproximadamente constante, sepueden entonces dividir más a fondo, según el tipo de dieléctrico usado, en lasclases siguientes: papel, aceite, mica, y condensadores electrolíticos. Loscondensadores de cerámica también se utilizan en algunos circuitos.

Al conectar los condensadores electrolíticos en un circuito, la polaridad apropiadadebe ser observada.

El papel de los condensadores pueden tener un "ground marcado terminal, " cuálsignifica que este terminal conecta con la hoja exterior. La polaridad no tiene queordinariamente ser observada en papel que conecta, aceite, mica, o condensadores

de cerámica.

Los condensadores de papel. las placas de los condensadores de papel son tirasde la hoja de metal separadas por el papel encerado. La capacitancia de loscondensadores de papel se extiende del µf cerca de 200 a varios frecuenciaintermedia. Las tiras de la hoja y del papel se ruedan juntas para formar un cartuchocilíndrico, que entonces se sella en cera para guardar fuera de la humedad y paraprevenir la corrosión y la salida. Dos plomos del metal se sueldan a las placas, unaque extiende de cada extremo del cilindro. Incluyen a la asamblea cualquiera en unacubierta de la cartulina o en una cubierta plástica dura, moldeada.


31/133

El tipo-Bañera- condensadores consiste en los cartuchos de papel delcondensador sellados hermético en envases del metal. El envase sirve a menudocomo terminal común para varios condensadores incluidos, pero cuando no unterminal, la cubierta sirve como protector contra interferencia eléctrica.

Los condensadores del aceite en los transmisores de la radio y del radar, voltajesarriba bastante para causar la formación de arcos, o interrupción, de los dieléctricosde papel se emplean a menudo. Por lo tanto, en estos condensadores de los usosque utilicen el aceite o el papel impregnado aceite para el material dieléctrico seprefiere. Los condensadores de este tipo son considerablemente más costosos quelos condensadores de papel ordinarios, y su uso se restringe generalmente de radiary equipo que transmite del radar.

Los condensadores de mica Los condensadores fijos de mica se hacen de lasplacas de la hoja de metal que son separadas por las hojas de la mica, que formanel dieléctrico. Cubren a la asamblea entera del plástico moldeado, que guarda fuerade la humedad. La mica es un dieléctrico excelente y soportará voltajes más altosque el papel sin permitir la formación de arcos entre las placas. Los valorescomunes de los condensadores de la mica se extienden de aproximadamente 50Microfaradios, a cerca de 0.02 microfaradio.

LOS CONDENSADORES ELECTROLÍTICOS

Para las capacitancias mayores a los microfaradios, las áreas de la placa del papelo los condensadores de la mica deben llegar a ser muy grandes; así, loscondensadores electrolíticos se emplean generalmente en lugar de otro. Estasunidades proporcionan capacitancia grande en tamaños físicos pequeños. Susvalores se extienden a partir de la 1 a cerca de 1.500 microfaradios. Desemejantede los otros tipos, los condensadores electrolíticos se polarizan generalmente, y sedeben sujetar al voltaje directo, o al voltaje directo que pulsa solamente; sinembargo, un tipo especial de condensador electrolítico se hace para el uso enmotores. El condensador electrolítico se utiliza extensamente en circuitoselectrónicos y consiste en dos placas del metal separadas por un electrolito. Elelectrolito en contacto con el terminal negativo, en forma de la goma o del líquido,abarca el electrodo negativo. El dieléctrico es una película excesivamente fina delóxido depositada en el electrodo positivo del condensador. El electrodo positivo, quees una hoja de aluminio, se dobla para alcanzar área máxima. El condensador se

sujeta a un proceso de formación durante la fabricación, en la cual la corriente sepasa con él. El flujo de resultados actuales en el depósito de la capa fina de óxido


32/133

en la placa de aluminio. El espaciamiento cercano de los electrodos negativos ypositivos da lugar al valor comparativamente alto de la capacitancia, pero permite lamayor posibilidad de interrupción del voltaje y la salida de electrones a partir de unelectrodo al otro. Cuadro condensador de papel del Bañera- Dos clases de

condensadores electrolíticos están en uso: (1) electrolítico mojado y (2)condensadores electrolíticos secos. En el anterior, el electrólito es un líquido y elenvase debe ser hermético. Este tipo se debe montar siempre en una posiciónvertical. El electrólito de la unidad electrolítica seca es una goma contenida en unseparador hecho de un material absorbente tal como gasa o papel. El separadorsostiene no sólo el electrólito en lugar sino también evita brevemente el circular delas placas. Los condensadores electrolíticos secos se hacen en forma cilíndrica yrectangular del bloque y se pueden contener dentro de las cubiertas de la cartulina odel metal. Puesto que el electrólito no puede derramarse, el condensador seco sepuede montar en cualquier posición conveniente.

Los condensadores en paralelo y en condensadores de serie se pueden combinaren paralelo o las series dan los valores equivalentes, que pueden ser la suma de los

valores individuales (en paralelo) o un valor menos que el de la capacitancia máspequeña (en serie). Demuestra las conexiones del paralelo y de serie. Dos unidadesusadas en la medida de la capacitancia son el faradio y el culombio. Según lodefinido previamente, el faradio es la cantidad de capacitancia presente en uncondensador cuando de un culombio una energía eléctrica es almacenada en lasplacas y un voltio se aplica a través del condensador. Un culombio es la cargaeléctrica de 6.28 mil millones mil millones electrones. De esto puede ser visto eso.(Figura 7).

1 2


33/133

Circuito en paralelo

…….

Circuito en Serie

Figura 7 Circuitos con Condensadores

La capacitancia como inductancia, ofrece la oposición al flujo de la corriente. Estaoposición se llama reactancia capacitiva y se mide en ohmios. El símbolo para lareactancia capacitiva es Xc. La ecuación,

Ó

Es similar a la ley de Ohm's y a la ecuación para la corriente en un circuito inductivo.Cuanto mayor es la frecuencia, menos es la reactancia. Por lo tanto, la reactanciacapacitiva,

12

Donde:

f = Frecuencia en Hertz

C = capacidad en faradios

2 p = 6.28

Reactancia capacitiva en serie y en paralelo


34/133


35/133

La operación donde los valores son dados en R, es corriente DC y la que aparececon valores de Z, es corriente AC.

Cuando los circuitos de corriente AC contienen resistencia e inductancia ocapacitancia, la impedancia (Z), no es igual que la resistencia (R). La impedancia

de un circuito es la oposición total de circuitos al flujo de la corriente. En un circuitode corriente AC, esta oposición consiste en la resistencia y reactancia inductiva ocapacitiva, o los elementos de ambos.

La caída de voltaje alrededor del capacitor (E Xc) es. Ejemplo ilustrado.

6.7 13

86.1 La sumatoria de estos dos voltajes no es igual al voltaje aplicado, una vez lacorriente deja el voltaje. Encontrar el voltaje aplicado, la formula ET = la raízcuadrada (ER)2 + (E Xc)2 es usada.

ET = la raíz cuadrada de 672 + 86.12

ET = la raíz cuadrada 4489 + 7413

ET = la raíz cuadrada 11902

ET = 110 volts.Cuando el circuito contiene resistencia, inductancia y Capacitancia, la ecuación

Z = la raíz cuadrada de 2


36/133

12

Son las funciones de la frecuencia de la corriente alterna. Disminuir la frecuencia esdisminuye el valor óhmico de la reactancia inductiva, pero la disminución de lafrecuencia, aumenta la reactancia capacitiva. En una cierta frecuencia particular,conocida como la frecuencia resonante, los efectos reactivos de un condensador yun inductor serán iguales. Puesto que estos efectos son el contrario de uno otro,cancelarán, dejando solamente el valor óhmico de la resistencia para oponer flujoactual en un circuito. Si el valor de la resistencia es pequeño o consiste solamenteen la resistencia en los conductores, el valor del flujo actual puede llegar a ser muyalto. En un circuito donde están el inductor y el condensador en serie, y la

frecuencia está la frecuencia resonante, o la frecuencia de la resonancia, el circuitose dice para ser resonancia" del "in; y se refiere como circuito resonante de la serie.El símbolo para la frecuencia resonante es Fn. Si, en la frecuencia de la resonancia,la reactancia inductiva es igual a la reactancia capacitiva,

Entonces XL = Xc

INSTRUMENTOS DE MEDICION

MULTIMETRO.

El amperímetro, el voltímetro, y el ohm metro utilizan el galvanómetro D’Arsonval. Ladiferencia entre los 3 es el circuito utilizado con el movimiento básico. Es por lo tantoobvio que se puede diseñar un instrumento para realizar las tres funciones demedición; este dispositivo, tiene un interruptor de función que selecciona el circuitoapropiado al galvanómetro D’Arsonval y es llamado comúnmente multímetro omedidor-volt-ohm-mili-ampere (VOM).

Uno de los instrumentos de propósitos más versátiles, capaz de medir voltajes deDC y AC, corriente y resistencia, es el multímetro electrónico de estado sólido o

VOM. Aunque los detalles del circuito varían de un instrumento a otro, un multímetroelectrónico generalmente contiene los siguientes elementos:


37/133

Amplificador de DC de puente – equilibrado y medidor indicador.

Atenuador de entrada o interruptor de RANGO, para limitar la magnitud del voltajede entrada al voltaje deseado.

Sección de rectificación para convertir el voltaje de AC de entrada en voltaje de DCproporcional.

Batería interna y un circuito adicional para proporcionar la capacidad para medirresistencias.

Interruptor de FUNCIÓN, para seleccionar las distintas funciones de medición delinstrumento.

Además el instrumento suele incluir una fuente de alimentación para su operacióncon la línea de AC y, en la mayoría de los casos, una batería para operarlo comoinstrumento portátil de prueba.

Los multímetros analógicos son instrumentos de laboratorio y de campo muy útil yversátil, capaz de medir voltaje (en DC y AC), corriente, resistencia, ganancia detransistor, caída de voltaje en los diodos, capacitancia e impedancia. Se les llamapor lo general multimeters (en inglés se les llama VOM, volt ohm miliammeters).

En últimas fechas se han ampliado y mejorado las posibilidades de funcionamientode esos medidores se ha aumentado en forma considerable sus posibilidades y suexactitud. Además, mediante el empleo de amplificadores de entrada con

transistores de efecto de campo (FET) para mediciones de voltaje DC, susimpedancias rebasan con frecuencia a los 100 M. Por ultimo la escala del óhmetroya no se ha de llevar a cero para compensar los cambios internos del voltaje debatería o los cambios de escala. Las mediciones de voltaje se pueden efectuarsobre el rango de 0.4 mV hasta 1000 V con exactitudes de 0.1 por ciento. Lasmediciones de corriente se pueden llevar a cabo desde 0.1 •A hasta 10 A conexactitudes de 0.2 por ciento. Se miden resistencias tan altas como 40 MΩ.

• Con exactitud de 1 por ciento. (Se debe notar que al hacer mediciones deresistencias tan altas, nunca se debe tocar la punta de medición con los dedosdebido a que la resistencia de la piel es solo algunos miles de ohms, y esto puedeoriginar errores serios en la medición.) Las mediciones de resistencia menorestienen una exactitud de 0.2 por ciento.

Los multímetros digitales han tomado el lugar de los multímetros con movimientosde D'Arsonval por dos razones principales: mejor exactitud y eliminación de erroresde lectura. Sin embargo con frecuencia se agrega una escala analógica en la escaladigital para dar una indicación visual de entradas que varían con el tiempo. Laposibilidad de observar la indicación del medidor en forma analógica es muy

importante cuando se estén localizando fallas en sistemas de instrumentación, por


38/133

ejemplo, la rapidez con que cambia una variable, al igual que su magnitud, puedendar indicaciones valiosas en muchas situaciones de localización de problemas.

Multimetros Digitales.

La mayoría de los multímetros digitales se fabrican tomando como base ya sea unconvertidor A / D de doble rampa o de voltaje a frecuencia, con ajuste de rango.Para dar flexibilidad para medir voltajes en rangos dinámicos más amplios con lasuficiente resolución, se emplea un divisor de voltaje para escalar el voltaje deentrada.

Para lograr la medición de voltajes de AC, se incluye un rectificador en el diseño delmedidor. Como las exactitudes de los rectificadores no son tan altas como las de loscircuitos de medición de voltaje de DC, las exactitudes generales de losinstrumentos de medición de AC es menor que cuando se miden voltajes de cd (las

exactitudes para voltajes de AC van desde + 1.012 hasta + 1 por ciento + 1 digito).Las corrientes se miden haciendo que el voltímetro digital determine la caída devoltaje a través de una resistencia de valor conocido y exacto.

Aunque el valor de una resistencia se puede especificar con mucha exactitud, haycierto error adicional debido al cambio de resistencia como función del efecto decalentamiento de la corriente que pasa a través de ella.

Además, se debe tener cuidado al emplear la función de medición de corriente. Nose debe permitir que pase demasiada corriente a través de la resistencia. Las

exactitudes típicas de las mediciones de corriente de DC van desde + 0.03 hasta + 2por ciento de la lectura + 1 dígito, mientras que para corriente alterna son de + 0.05a + 2 por ciento + 1 dígito.

El voltímetro digital se convierte en óhmetro cuando se incluye en él una fuente muyexacta de corriente. Esta fuente circula corriente a través de la resistencia que semide y el resto de los circuitos del voltímetro digital monitorea la caída de voltajeresultante a través del electo. La fuente de corriente es exacta sólo para voltajesmenores que el voltaje de escala completa del voltímetro digital. Si la resistenciaque se mide es demasiado grande, la corriente de prueba de la fuente de poder

disminuirá. Las exactitudes de los voltímetros digitales multiusos que se empleanapara medir la resistencia van desde + 0.002 por ciento de la lectura + 1 dígito hasta+ 1 por ciento de la lectura + 1 dígito.

Muchos multímetros digitales son instrumentos portátiles de baterías. Algunos sediseñan con robustez para permitirles soportar los rigores de las mediciones decampo. Otros poseen características tales como operación de sintonizaciónautomática de rango (lo cual significa que el medidor ajusta de manera automáticasus circuitos de medición para el rango de voltaje, corriente o resistencia),

compatibilidad con salida decimal codificada binaria o IEEE-488, y medición deconductancia y aun de temperatura.


39/133

Galvanómetro.

Básicamente, todos los instrumentos que requieran de un medio de interpretaciónde características físicas usan un galvanómetro. Este lo diseñó el francés Arsend’Arsonval en 1882 y lo llamó así en honor del científico italiano Galvini. En esencia,

el medidor es un dispositivo que consta de un imán permanente y una bobina móvil.

Galvanómetro D’Arsonval de bobina móvil funciona con base en el efectoelectromagnético F=NBiL. En su forma más sencilla, el medidor de bobina móvilconsta de una bobina de alambre muy fino devanado sobre marco de aluminioligero. Un imán permanente rodea a la bobina y el marco de aluminio está montadosobre pivotes que posibilitan que gire libremente, junto con la bobina, entre los polosdel imán permanente.

Cuando hay corriente en la bobina, ésta se magnetiza y su polaridad es tal que el

campo del imán permanente la repele. Esto hace que el marco de la bobina giresobre el pivote y cuánto lo haga depende de la cantidad de corriente que circule porla bobina. Así, al calibrar la aguja sobre el marco de la bobina y referirla a unaescala calibrada en unidades de corriente, puede medirse la cantidad de corrienteque circula a través del instrumento.

AMPERÍMETRO: El amperímetro es una aplicación natural del galvanómetro.

Normalmente la bobina del galvanómetro se construye con alambre muy delgado yhasta un máximo de vueltas, lo que origina sus limitaciones.

Los amperímetros se dividen por su capacidad de medición en:

Amperímetro (amperes).

Miliamperímetros (milésimas de amperes).

Micro amperímetros (millonésimas de amperes).

Pero aun dentro de cualquiera de estas capacidades tendrán limitaciones debido almétodo con que se construye. Por lo que es necesario ampliar su rango deoperación y respuesta.

Existirá una corriente máxima que podrá circular por él sin destruirse.

Esta corriente se denomina corriente de fondo de escala, de plena escala o máximapermisible ya que es la que lleva la aguja al extremo de la escala.

La bobina y las terminales de conexión presentan una resistencia eléctrica muy baja(pero no cero). El error típico es de aproximadamente 1 % del valor a fondo escala.

Colocación en un circuito. Un amperímetro siempre se coloca en serie en el circuito.


40/133

AMPERÍMETRO IDEAL: Aquel que posee resistencia interna cero.

Ampliación de la escala de medición.

Una resistencia derivada permite desviar parte de la corriente a medir. Elinstrumento mide solo una porción de la corriente total, siempre menor a sucorriente máxima permisible.

PRECAUCIONES.

No conectar un amperímetro a través de una fuente de fem. Ya que por su bajaresistencia circularía una corriente dañina muy alta que puede destruir el delicadomovimiento. Siempre se conecta el amperímetro en serie con una carga capaz deemitir corriente.

Obsérvese la polaridad correcta. La polaridad inversa causa que el medidor sedeflecte contra el mecanismo de tope y esto pudiera dañar la aguja.

Cuando se utiliza un medidor multirango, primero se usa la escala de corriente másalta; luego se disminuye la escala de corriente hasta obtener la deflexión adecuada.Para incrementar la exactitud de la medición, se emplea una escala que dé unalectura tan cercana a la escala completa tanto como sea posible.

VOLTÍMETRO.

Un medidor básico, o sea un galvanómetro, es útil también para medir voltajes, yaque la bobina tiene una resistencia fija y por lo tanto cuando fluye corriente a travésde la bobina ocurre una caída de tensión en esta resistencia. Según la ecuación deohm, la caída de tensión será proporcional a la corriente que fluye a través de labobina. El valor de la resistencia multiplicadora necesaria para la escala de voltajese calcula:

Im = corriente de deflexión a plena escala del movimiento.

Rm = resistencia interna del movimiento.

Rs = resistencia multiplicadora.

V = voltaje a plena escala del instrumento.

Para el circuito:

Al despejar Rs, se tiene


41/133

Por lo general la resistencia multiplicadora se monta dentro de la caja del voltímetro

para escalas moderadas hasta 500 V. para voltajes mas altos, la resistenciamultiplicadora se puede montar afuera del gabinete sobre un par de postesblindados con el fin de evitar el calor excesivo del interior.

Precauciones.

Obsérvese la polaridad correcta; ya que si es incorrecta origina que el medidor seimpulse contra el mecanismo de tope y esto puede dañar la aguja. Conéctese elvoltímetro del circuito a través del circuito o componente cuyo voltaje se va a medir.

Cuando emplee un voltímetro de escala múltiple, hay que utilizar la escala de mayorvoltaje y posteriormente disminuirla hasta tener una lectura lo más cercana a laparte superior de la escala.

Considere el efecto de carga. Este se puede minimizar seleccionando la escala devoltaje más alta como sea posible. La exactitud disminuye si la indicación esta en elextremo inferior de la escala.

ÓHMETRO.

El óhmetro es un dispositivo de medición muy importante, ya que ayuda a localizar

circuitos abiertos o cortocircuitos midiendo la resistencia del componente o circuitobajo prueba.

Básicamente, el óhmetro contiene una fuente de baja corriente (galvanómetro)continua, una fuente de baja tensión y baja potencia de DC, resistores limitadoresde corriente, todos conectados en serie, y una resistencia variable para compensarel decaimiento de la fuente; esta resistencia es la que se denomina control de ajustea cero ohms.

TRANSFORMADORES

Un transformador cambia energía eléctrica de un voltaje dado en energía eléctricaen un diverso nivel voltaico. Consiste en dos bobinas que no estén conectadaseléctricamente, pero que se arreglan de una manera tal que el campo magnéticoque rodea una bobina corte a través de la otra bobina. Cuando un voltaje alterno seaplica a través de una bobina, el campo magnético que varía, instalado alrededor deesa bobina crea un voltaje alterno en la otra bobina por la inducción mutua. Untransformador se puede también utilizar con corriente DC.

El voltaje que varía crea un campo magnético que es la base del proceso mutuo de

la inducción. Un transformador lo conforma tres partes básicas, Éstas son una basede hierro que proporciona un circuito para las líneas magnéticas de la fuerza, de una


42/133

bobina primaria que reciba la energía eléctrica de la fuente del voltaje aplicado y deuna bobina secundaria que reciba energía eléctrica por la inducción de la bobinaprimaria.

Hay dos clases de transformadores:

1. Transformadores del voltaje.Son usados para aumentar o disminuir voltajes.

2. Transformadores de corriente. Son usados en circuitos de instrumentos.

En transformadores del voltaje las bobinas primarias están conectadas en

paralelo a través del voltaje de la fuente. Las bobinas primarias de lostransformadores de corrientes están conectadas en serie en el circuitoprimario. De los dos tipos, el transformador del voltaje es el más común.

Hay muchos tipos de transformadores del voltaje. La mayoría de éstos aumentan odisminuyen el voltaje. El factor que se determina si un transformador es de aumentoo reducción es el tipo de "turns" cociente. El cociente es el número de vueltas en labobina primaria, en relación al número de vueltas en la bobina secundaria..

El cociente del voltaje de entrada del transformador al voltaje de la salida es igualque el cociente de las vueltas si el transformador es 100 por ciento de eficiente. Así,cuando 10 voltios se aplican al primario del transformador, dos voltios se inducen enel secundario. Ningún transformador puede ser construido con un cien por ciento deeficiencia, aunque los transformadores de la base de hierro se pueden acercar a laperfección. Esto es porque todas las líneas magnéticas del sistema de la fuerza quevan en sentido, para arriba en el bobinado primario, no cortan a través de las vueltasde la bobina secundaria. Cierta cantidad del flujo magnético, llamada flujo de lasalida, se escapa fuera del circuito magnético. La medida del flujo del bobinadoprimario se junta en el secundario y esto se llama el "coeficiente de coupling." Porejemplo, si se asume que el bobinado primario de un transformador desarrolla10.000 líneas de la fuerza y solamente 9.000 son cortados a través del bobinadosecundario, el coeficiente del acoplador sería 0.9 o, indicado otra manera, el

transformador sería 90 por ciento de eficiente.


43/133

Cuando un voltaje AC está conectado a través de los terminales primarios de untransformador, una corriente alterna fluirá y el voltaje en la bobina primaria enfrentede la cual está y casi es igual al voltaje aplicado. La diferencia entre estos dosvoltajes permite bastante corriente en el bobinado primario para magnetizar su base.

El campo magnético causado por esta corriente corta a través de la bobinasecundaria e induce un voltaje por la inducción mutua. Si una carga está conectadaa través de la bobina secundaria, la corriente de la carga que atraviesa la bobinasecundaria producirá un campo magnético que tiende a neutralizar el campomagnético producido por la corriente primaria. Esto reducirá el voltaje (de laoposición) en la bobina primaria y permite que la corriente fluya. La corrienteprimaria aumenta como los aumentos actuales de la carga secundaria, y lasdisminuciones como la corriente secundaria de la carga disminuyen. Cuando sequita la carga secundaria, la corriente primaria se reduce otra vez una corriente

suficiente sólo para magnetizar la base de hierro del transformador.Si un transformador aumenta el voltaje, reducirá la corriente por el mismo cociente.Esto debe ser evidente si se considera la ecuación de la energía, porque la energía(I x E) de la energía eléctrica (secundaria) de la salida es igual que la energía(primaria) de la entrada menos esa pérdida de energía en el proceso quetransforma. Así que, 10 voltios y 4 amperios, se utilizan en el primario para producirun campo magnético, habrá 40 vatios de energía desarrollada en el secundario (sinhacer caso de cualquier pérdida). Si el transformador tiene un cociente de laintensificación de 4 a 1, el voltaje a través del secundario será 40 voltios y la

corriente será 1 amperio. El voltaje es 4 veces mayor y la corriente es un cuarto delvalor primario del circuito, pero la energía de I x E es igual.

Cuando se saben el cociente de las vueltas y el voltaje de entrada, el voltaje de la

salida puede ser determinado como sigue:

E2 = E1 N2 / N1

Donde está el voltaje E del primario, E2 es el voltaje de la salida del secundario, yN1 y el N2 son el número de las vueltas del primario y secundario, respectivamente.Despejando la ecuación para encontrar el voltaje de la salida da: E1 = E2 N1 / N2

Los tipos lo más comúnmente posibles usados de transformadores del voltaje son:


44/133

Los transformadores de energía que se utilizan para aumentar o para reducirvoltajes y la corriente en muchos tipos de fuentes de alimentación. Se extienden detamaño del transformador de energía pequeño en transformadores grandes usadospara reducir la línea voltaje de alta tensión al nivel de 110 - 120 voltios usado en

hogares.El bobinado secundario se compone de tres bobinas separadas. Cada bobinaprovee un diverso circuito de un voltaje específico, que ahorra el peso, el espacio, yel costo de tres transformadores separados. Tienen una conexión del punto central,llamada conexión central que proporciona una selección de la mitad del voltaje através de la bobina entera. Estos valores son dados por los fabricantes con uncódigo de color estándar, pero otros códigos o números pueden ser utilizados.

Los auto transformadores se utilizan normalmente en circuitos de la energía; sinembargo, pueden ser diseñados para otras aplicaciones. Dos diversos símbolospara los auto transformadores usados en energía o los circuitos audio. Si estáutilizado en un circuito de la comunicación o de la navegación del RF, es igual, amenos que no haya símbolo para una base de hierro. El auto transformador utiliza laparte de una bobina como primario; y, dependiendo de si es intensifique o reduzca,él utiliza toda una parte de la misma bobina que el secundario. Por ejemplo, el autotransformador demostrado en A del cuadro podía utilizar las opciones posiblessiguientes para los terminales primarios y secundarios.

Los transformadores corrientes se utilizan en sistemas de fuente de corriente ACpara detectar la línea del generador actual y para proporcionar una nuevamente,proporcional a la línea corriente, para los dispositivos de la protección del circuito ydel control.

Los lados de todos los transformadores corrientes son "H1" marcados; y "H2" en labase de la unidad. Los transformadores se deben conectar con el "H1" al generadoren el circuito para tener polaridad apropiada. El bobinado secundario del

transformador nunca de debe dejar abierto mientras que este funcionando elsistema; hacerlo podría causar voltajes peligrosos altos, y podía recalentar eltransformador. Por lo tanto, las conexiones de la salida del transformador se debenconectar siempre con un puente cuando el transformador no se está utilizando sinose deja en el sistema.

Las pérdidas del transformador causado por el acople inapropiado, lostransformadores están expuestos a unas pérdidas. La pérdida de cobre es causadapor la resistencia del conductor que abarca las vueltas de la bobina. Las pérdidasdel hierro son de dos tipos llamadas pérdida de la histéresis y pérdida de la corrientede Foucault. La pérdida de la histéresis es la energía eléctrica requerida para


45/133

magnetizar la base del transformador, primero en una dirección y entonces en laotra, en paso con el voltaje alterno aplicado. La pérdida de la corriente de Foucaultes causada por las corrientes eléctricas (corrientes de Foucault) inducidas en labase del transformador por los campos magnéticos que varían. Para reducir

pérdidas de la corriente de Foucault, los corazones se hacen de las laminacionescubiertas con un aislamiento, que reduce la circulación de corrientes inducidas.

La energía en transformadores puesto que un transformador no agrega ningunaelectricidad al circuito sino simplemente a los cambios en la transformación de laelectricidad que existe, la cantidad total de energía en un circuito debe seguir siendoigual.

Si fuera posible construir un transformador perfecto, no habría pérdida de energía.La energía sería transferida no disminuida a partir de un voltaje a otro. Puesto quela energía producto de los voltios, mide el tiempo de los amperios, un aumento delvoltaje por el transformador debe dar lugar a una disminución de la corriente yviceversa. No puede haber más energía en el lado secundario de un transformadorque hay en el primario. El producto de amperios mide el tiempo igual del resto delvoltaje.

Los transformadores en circuitos AC

Antes de estudiar los varios medios de conectar los transformadores en circuitos decorriente AC, hacemos referencia entre la monofásico y circuitos de tres fases,estos deben se

Informe Actividades Pasantias Realizada Arias 2009

Documents

Transcript of Informe Actividades Pasantias Realizada Arias 2009