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Masteclass electrodomésticos 1 de 3 - Contenido educativo
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Hola, buenos días a todos. Bienvenidos a la última de las Masterclass que impartimos dentro de los Planes Nacionales de Trabajo 2020.
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En esta ocasión la Masterclass versa sobre las cocinas de inducción y la refrigeración con células Peltier.
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Es un tema que consideramos que puede ser muy interesante, donde vamos a abordar desde un punto de vista eminentemente práctico
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que es una cocina de inducción, de qué partes se compone y además el ponente nos va a introducir en la refrigeración con células Peltier
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y su posible aplicación a las cabas de vino.
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Como os ha dicho Pablo, os agradecemos que mantengáis la cámara y los micrófonos desconectados,
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que hagáis todas las preguntas que queráis a través del chat que se las vamos a trasladar a nuestro ponente
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Y nada más que deciros que espero que lo disfrutéis. Os presento a Miguel Ángel Cayuela, que es nuestro experto tecnológico con una muy amplia experiencia tanto profesional como docente en la materia y seguro que os va a hacer una masterclass la más interesante. Así que, Miguel Ángel, adelante.
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Muchas gracias Elizabeth, buenos días a todos. Hoy vamos a empezar con las cocinas de inducción. Las cocinas de inducción son los elementos que a día de hoy prácticamente se usan a diario, o sea, se usan en todas las casas.
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lo bueno que tienen estas cocinas de inducción
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respecto al resto
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es que dentro de esta vorágine que tenemos
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de eficiencia energética
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menor consumo
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mejorar los consumos de todos los
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electrodomésticos de nuestra casa
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hemos llegado a las cocinas de inducción
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que por otro lado no son nuevas
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estas cocinas se vienen usando
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desde hace mucho tiempo
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el problema era que al principio, al inicio
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como toda la tecnología era muy cara
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eran cocinas muy caras
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con reparaciones muy caras
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Y además no se fabricaban en España, se fabricaban fuera, normalmente en Alemania y venían a España a través de marcas de muy alto nivel, muy caras, con unos repuestos carísimos. Os puedo asegurar que las primeras inducciones, lo que era el módulo de inducción, no se reparaban, simplemente se cambiaban y costaba casi más que la cocina, con lo cual no eran viables para cualquier persona.
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A día de hoy, las cocinas de inducción se han reducido tanto que al final se han quedado en elementos que son asequibles y son fácilmente reparables.
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Todas las cocinas de inducción básicamente llevan electrónica y se basan en conceptos eléctricos y electrónicos muy sencillos que vamos a ir viendo poco a poco durante la presentación.
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Debo decir que las cocinas de inducción tienen una gestión electrónica de la potencia que utilizan de forma que tanto su uso como su comercialización es muy sencilla.
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Es muy sencilla y además nos ayuda a mantener controlado el consumo energético que tenemos en nuestras casas.
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Ahora veremos cómo funciona y cómo realizan todos estos sistemas juntos forman la encimera de inducción.
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En esta presentación lo que vamos a hacer, vamos a ver definiciones y conceptos de la inducción,
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qué es la inducción, cómo funciona, por qué se produce la inducción.
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Vamos a ver todas las partes de un sistema de inducción simple.
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Básicamente vamos a ver lo que sería el sistema para un solo fuego de inducción, por llamarlo de alguna manera.
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Y que es extrapolable a 3, 4, 5, 6, 12, me da igual el número de módulos que pueda tener una cocina porque todos, exactamente todos, funcionan de la misma manera.
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Vamos a ver las fuentes de alimentación que utiliza un sistema de inducción. Vamos a ver la etapa de potencia, cómo funciona, qué elementos usa y las retroalimentaciones que tiene toda esta electrónica.
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esta electrónica y, por supuesto, vamos a ver cómo se configura o cuál es la configuración que tiene
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un microprocesador que, al fin y al cabo, es el que maneja absolutamente toda la encimera de inducción.
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Ya veremos que tiene una gran diversidad de señales que llegan a ese microprocesador que le ayudan
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a gestionar tanto la potencia como el funcionamiento a la vez, por supuesto, que se ocupa de la seguridad
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dentro de la electrónica, es decir, controla diversos parámetros de forma que no haya
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encendidos que sean catastróficos, no haya encendidos ocasionales o sin razón ninguna
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y además controla las temperaturas porque, como ya sabemos, todos los sistemas electrónicos
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al consumir energía, esa energía hay que disiparla. El primer principio de la termodinámica.
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La energía ni se crea ni se destruye. Entonces, esa energía que consumen, que es mucha,
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tienen que disiparla. ¿Cómo la disipan? En forma de calor.
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Entonces, una parte muy importante de los sistemas de inducción,
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y esto es algo que, y os lo digo por experiencia,
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ocurrió al principio de las inducciones, es que si no se instalaban bien
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con una ventilación adecuada, teníamos un problema,
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y era que la inducción se calentaba y, por ende, se quemaba.
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Bien, vamos a empezar a ver lo que es la tecnología
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que conlleva la infla la inducción de un módulo de inducción lo que es el futuro de nosotros
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apoyamos la sartén que como podéis ver aquí sería esto esto sería la sartén o la olla o lo que
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quisiéramos de acuerdo tiene una analogía con un transformador tener en cuenta que lo que es el
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módulo de inducción luego lo veremos no es más que una bobina es una bobina es un es una inducción
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básicamente es un material de cobre enrollado con dos terminales, ¿de acuerdo?
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Nosotros lo que hacemos es introducir una corriente o hacer que la corriente fluya a través de ese conductor
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y veremos cómo esa corriente induce una corriente en el fondo de la olla o de la sartén produciendo calor, ¿vale?
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Bien, pues la analogía sería la siguiente.
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Aquí vemos un transformador donde tenemos un primario donde entra una tensión alterna y un secundario donde se induce la corriente.
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Aquí tenemos las partes metálicas de cada inducido y el entrehierro que sería lo que hay entre el módulo de inducción o la bobina y la olla, que es el cristal, básicamente.
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¿Vale? Tiene que ser un material que sea magnético o conductor magnético, ¿vale? Como puede ser el aire, como puede ser el cristal, como puede ser el hierro, ¿de acuerdo?
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Entonces aquí vemos, como primario tendríamos lo que es el fuego en sí de inducción de la encimera, como dieléctrico o como entrehierro tendríamos lo que hay por encima del módulo,
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lo que sería básicamente el cristal, y encima tenemos como secundario la base de nuestra sartén o de nuestra olla.
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Bien, ¿por qué se produce el calentamiento? Pues muy sencillo, muy sencillo.
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Hay un efecto que se llama el efecto skin, que esto ocurre solo, bueno,
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debo primero decir que cuando nosotros trabajamos con corriente continua en una bobina,
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esta se comporta como un conductor normal y corriente, es decir, básicamente un inductor lo que hace es oponerse al paso de la corriente y permanecer en un estado estable.
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¿Qué ocurre cuando le hacemos pasar una corriente alterna? Pues que ese inductor, como se opone a ese paso de la corriente cuando cambia,
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lo que produce es un campo magnético. Este campo magnético se induce en otro bobinado, como veíamos antes en el transformador,
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y lo que hace es inducir una corriente, que esa corriente es la que va a calentar nuestra olla.
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Bien, cuando nosotros, evidentemente, esto ocurre solo, lo vuelvo a decir, solo con corriente alterna, ¿vale?, de una determinada frecuencia.
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Entonces, ¿qué es el efecto skin? Es básicamente lo que se produce cuando por un cable o un conductor tenemos una corriente alterna, esa corriente se va a ir almacenando, como podéis ver aquí, se va a ir almacenando en los extremos, bueno, en el radio exterior del conductor.
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¿Cuánto? Pues va a depender, como podéis ver, de la frecuencia.
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A mayor frecuencia, mayor concentración en el anillo exterior del conductor, mayor concentración de corriente tenemos.
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Esto está basado en la velocidad angular o frecuencia y en las propiedades dieléctricas de ese conductor.
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Bien, por hacer una analogía, tenemos primero un elemento de la cocina de inducción, lo que es el fuego donde nosotros ponemos la olla, que sería esto, como os decía antes, que es simplemente una bobina enrollada con dos terminales.
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¿Vale? Sería, si hacemos una analogía con una cocina de gas, sería el fuego del gas. ¿De acuerdo?
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Bien, cuando nosotros controlamos, como veis aquí abajo, controlamos la intensidad del campo magnético a través de la frecuencia, podemos controlar la cantidad de calor que se está generando en el recipiente y por lo tanto podemos cambiar esa cantidad de forma instantánea, simplemente variando la frecuencia con la que estamos alimentando esa corriente, como veis aquí.
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Aquí tendríamos el módulo de inducción con una frecuencia concreta que va cambiando porque es alterna y en base a esta frecuencia vamos a estar controlando la potencia que nosotros estamos generando para calentar esa olla.
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¿Vale? Básicamente, una cocina de inducción, sus ventajas son, es rápida. ¿Por qué es rápida? Porque la corriente, ya sabemos que viaja a 300.000 km por segundo.
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cuando nosotros le damos a un interruptor
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cuando entramos en una habitación
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la luz se enciende inmediatamente
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¿de acuerdo?
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es decir, es tan rápido
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que su velocidad de actuación
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es diferente, por ejemplo, cuando usamos gas
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y en el peor de los casos
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cuando usábamos vitrocerámicas antiguas
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con el elemento radiante
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¿qué ocurría aquí?
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con el elemento radiante, por ejemplo
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primero calentaba
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básicamente era una resistencia
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que se calentaba, se ponía rojo, de hecho
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podíamos ver la luz roja en la encimera
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¿qué ocurre? que primero calentaba
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el cristal, que tenía que ser
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un cristal especial, cristal
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templado para aguantar altas temperaturas
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de ahí teníamos que calentar
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el fondo de la sartén
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una vez calentada el fondo de la sartén teníamos que
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calentar el resto del
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recipiente de la sartén y por último
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lo que había dentro de la sartén, en este caso
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¿cuál es la
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velocidad? pues que al ser
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eléctrico, se calienta todo mucho más rápido, prácticamente inmediatamente. De hecho, si algún
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día ponéis una sartén, ojo, luego hablaremos de las sartenes porque las sartenes tienen
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una... tienen que tener una serie de características concretas. No vale cualquier sartén para
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inducción. Si hacemos la prueba, nosotros ponemos una sartén, damos al fuego a la potencia
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que queramos y tocamos en la sartén, inmediatamente se calienta.
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Otra cosa es que llegue a la temperatura necesaria para hervir el agua, ¿vale?
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Pero el calentamiento de la base de la sartén es inmediato.
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Es eficiente, es eficiente porque solo va a calentar esa parte del módulo,
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siempre y cuando tenga varios módulos, o sea, no sea uno solo,
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siempre va a calentar esa parte que está en contacto con el recipiente,
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o sea, con el inductor, con lo que es el fuego.
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Es decir, yo puedo tener un inductor así de grande, pero si en realidad mi sartén es así, solo va a funcionar esa parte, ¿de acuerdo? El resto no va a funcionar.
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Si además yo divido, porque no sería lógico tener un fuego así para usar una sartén así, si yo divido ese módulo en dos módulos, es decir, esa bobina la divido en dos bobinas, yo puedo trabajar con potencias diferentes y utilizar solo la que necesito.
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Con lo cual, la eficiencia con respecto al consumo de energía, con la energía que nosotros obtenemos para calentar nuestros alimentos, es mucho mejor. Con lo cual, la eficiencia ya sabéis que es el cociente entre la energía que utilizamos y la energía de la que disponemos para la utilización.
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Miguel Ángel, si nos indicas cuál es el tamaño de las sartenes, háznoslo más arriba porque las manos no te las vemos.
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Ah, pero no, no, no. Cuando hablo de módulos grandes, hablo de módulos grandes normalmente. Puede haber módulos para paelleros, ¿vale? Que son un solo inductor. Hay módulos que son los normales, que sean módulos grandes que además llevan un módulo más pequeño dentro.
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Bueno, dependiendo del modelo de cocina, podemos tener dos, bueno, tenemos de uno, dos, tres, cuatro y hasta cinco fuegos diferentes o cinco inductores diferentes, ¿vale? Lo que se trata es de poder adecuar esos módulos a los tipos de sartenes que normalmente se usan. Cuando hablo de sartenes, hablo de sartenes, hablo de homenaje en general para cocinar. Entonces, esos módulos pueden ser de 180, pueden ser de 210, incluso pueden ser más pequeños.
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Sí, te lo decía porque no te veíamos las manos. Estaban debajo y no se veía. Me había quedado muy clarito. Muchas gracias.
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Perdón, en cuanto a la eficiencia hay que tener en cuenta que la eficiencia de los módulos de inducción está en torno al 90%, ¿vale? ¿Por qué? Porque generamos directamente el calor en la olla, el cristal no interviene en el calentamiento.
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De hecho, cuando usamos una olla que no es adecuada, el problema que tenemos es que ese calor que se genera en la base de nuestro homenaje se irradia al cristal, el cristal alcanza unas temperaturas que no debe y un sensor que lleva justo el módulo en el centro, que luego veremos, ese sensor le indica a la electrónica que el cristal está muy caliente y para evitar accidentes o que el cristal se rompa, desconecta la inducción.
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¿De acuerdo? Frente al gas, por ejemplo, para que os hagáis una idea, frente al 90% de eficiencia de una cocina de inducción, el gas está en torno al 65-55 dependiendo del tipo de fuego o del tipo de gas que usemos. O sea, que la diferencia es bastante grande en cuanto a eficiencia.
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Y, evidentemente, en seguridad. En seguridad, una cocina de inducción es mucho más segura. Ojo, las cocinas de gas no es que sean inseguras, al contrario, hoy día, por normativa, es obligatorio que una cocina de gas, cuando deja de estar encendido el fuego, el grifo debe cortarse.
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debe cortar esa alimentación de gas al fuego.
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O sea, no es que no sean seguras, pero no tenemos el problema de fugas,
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no tenemos el problema de apagados, no tenemos el problema de regulación
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de los grifos para un cambio de gas, etcétera, etcétera.
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Ese tipo de problemas con una cocinera de inducción no ocurre, ¿vale?
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Porque todo, absolutamente todo, lo gestiona la electrónica, ¿vale?
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Bien, ¿cuáles son las partes, a grandes rasgos,
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¿Cuáles son las partes de una cocina de inducción?
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Bien, evidentemente, lo primero que...
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Bueno, primero decir que una cocina de inducción, como veremos más adelante,
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lo que hace es coge corriente alterna, la pasa a corriente continua
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para luego volver a pasar la corriente alterna, pero de un nivel de tensión concreto,
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que luego veremos, unos 325 voltios, pero con una frecuencia controlada, ¿vale?
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Como podéis ver aquí.
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Entonces tenemos una fuente de alimentación, que ya veremos que se subdivide en dos fuentes de alimentación. Tenemos una parte de rectificación, donde pasamos a corriente continua, luego explicaremos algo más.
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tenemos un sistema
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que aquí me he dado cuenta que hay muchos técnicos
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de hecho luego veremos cómo se repara una cocina de inducción
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donde el técnico dice que esto es un TRIAC
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pero en realidad esto es lo que se llama IGBT
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que es un transistor bipolar de puerta aislada
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que es un dispositivo especial que se usa
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para precisamente sistemas de alta frecuencia
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no sé si os habéis dado cuenta
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que toda esta parte de aquí es exactamente igual
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que la que usa cualquier sistema inverter.
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Es decir, los sistemas inverter hacen exactamente lo mismo
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que una cocina de inducción, hasta aquí, ¿vale?
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Luego ya la parte de trabajo de toda esa frecuencia
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es diferente a una cocina de inducción, evidentemente,
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que en un aire acondicionado.
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Pero al fin y al cabo, lo que estamos haciendo
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con la tecnología inverter es controlar aquellos aparatos que necesitamos
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en base a una frecuencia controlada, donde yo, por ejemplo,
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un sistema inverter de aire acondicionado funciona siempre, siempre está funcionando,
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lo que pasa que cuando no lo necesita está un régimen muy pequeño
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y cuando lo necesita está un régimen muy alto.
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¿Qué ocurre? Que como mantiene siempre un régimen mínimo,
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lo que le cuesta llegar a una temperatura concreta, en el caso de un aire acondicionado, es menor que si yo paro el compresor y vuelvo a arrancar.
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Eso sería una analogía. Pero el sistema inverter es exactamente igual.
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Bien, luego tenemos, evidentemente, lo que serían las bobinas de trabajo, que son los fuegos que he dicho antes,
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que es básicamente una espira o un cable enrollado de cobre con dos terminales.
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Y por último, la carga, que sería básicamente nuestro homenaje.
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Bien, ya metidos en faena, una cocina de inducción consta de dos fuentes de alimentación.
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Una, evidentemente, que son de 5 a 15 voltios, que es para alimentar toda la electrónica
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y que además debe estar separada del resto para evitar problemas,
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problemas, pues que se nos queme cualquier corto, cualquier fuga que pudiera haber por un problema en un dispositivo electrónico, esa corriente se nos puede ir hacia la parte electrónica, hablo de la fuente de alimentación de 325 voltios, se nos puede ir a cualquier parte de la electrónica y evidentemente cargársela.
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Entonces, para evitar eso, lo que tenemos son dos fuentes de alimentación, una para electrónica y otra para alimentar directamente a los IGBTs de los que hablaba antes,
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pues son transistores que son los que se van a encargar de amplificar y regular la frecuencia.
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Evidentemente, luego tenemos una interfaz de usuario que normalmente hay diferentes, ¿no?
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Están mecánicas, aunque lo normal sería, o lo normal que se usa ahora son elementos capacitivos, con lo cual son paneles de control capacitivos donde yo acerco el dedo,
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mi dedo produce un cambio en una capacidad, luego veremos cómo funciona. Y lo que hace es mandar una señal a lo que sería el microprocesador o el microcontrolador, ¿vale?
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que es el que va a procesar esa señal y le va a decir al IGBT que tiene que funcionar o a los IGBTs que tienen que funcionar que se pongan en marcha.
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Además va a activar una serie de dispositivos que ahora veremos para que pueda entrar en marcha, va a recibir información de cómo está el sistema
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y además va a poner en marcha un ventilador que, como he dicho al principio, es muy importante en las cocinas de inducción.
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Es decir, si un ventilador, por lo que sea, se va, se estropea, deja de funcionar, la encimera de inducción es cuestión de menos de un minuto que falle, si está en funcionamiento.
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¿Vale?
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Entonces, la ventilación, importantísima.
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Yo creo que es de lo más importante que tenemos en una cocina de inducción.
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La ventilación.
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Si no hay ventilación, no funciona.
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¿Por qué?
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Porque si...
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Esto es muy sencillo.
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Imaginaros una habitación cerrada y yo estoy metiendo aire.
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De hecho, esto ocurre también con una campana de extracción.
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Si yo estoy sacando aire de una habitación donde está todo cerrado con una campana
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y no le dejo que ese aire se renueve, aunque vosotros penséis, bueno, por debajo de la puerta siempre hay una rendija,
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pero imaginaros una campana que esté sacando a razón de 500 metros cúbicos hora.
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¿Vale?
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Si yo no le introduzco a esa habitación al menos 500 metros cúbicos hora, llegará un momento, tarde o temprano, en que esa campana ya no podrá sacar más, ¿vale? En ese momento es cuando la campana empieza a hacer ruido, empieza a variar su velocidad sin motivo alguno, pues con esto pasa igual.
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Si yo estoy sacando aire de un hueco en un mueble donde no se renueva ese aire, ¿qué ocurre? Pues que al final lo que estoy haciendo es sacando aire caliente y la temperatura dentro de ese mueble va a ir aumentando de forma que llegará un momento en que la temperatura sea tal que el sistema se apague y te diga que hay una alarma. Esto como seguridad. Si falla, pues se estropea la encimera, evidentemente.
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Bien. Miguel Ángel, te voy a introducir un momentito, ¿vale? Tengo alguna pregunta y yo creo que es interesante. Nos dice Eduardo Laera, ¿vale? Nos dice respecto al inversor, entiendo que es la parte más importante de la placa de inducción. ¿Qué tipo de inversor se utilizan? ¿Se utilizan inversores resonantes para mejorar el rendimiento y minimizar las pérdidas de conmutación de los IGBTs? Esto lo vas a explicar ahora, lo puedes...
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Sí, sí, sí, no, no, eso lo vamos a ver ahora. Bueno, básicamente los IGBT siempre funcionan con el condensador asociado, es decir, con un circuito resonante LC.
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Eso es así, exactamente igual que todos los inverters, ¿vale? Sobre todo los que se usan ahora.
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Se hace así, se hace así precisamente eso, para poder modular y poder conseguir la frecuencia que nosotros estamos necesitando en cada momento. Es para ello.
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Bien, primero vamos a ver un vídeo para aquellos que no...
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En este vídeo vamos a hablar de puentes rectificadores.
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Para aquellos que tienen un poco olvidado cómo funciona un puente rectificador, porque vamos a hablar de ellos ahora,
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quiero que veáis de manera muy gráfica cómo trabaja un puente rectificador.
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rectificadores de diodos. Vamos a ver cuáles son sus componentes, cómo funcionan con ayuda
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del osciloscopio y también vamos a crear un puente de diodos LED para que veáis cómo
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circula la corriente eléctrica. Finalmente os voy a enseñar algunos ejemplos de aparatos
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que incluyen estos puentes rectificadores, porque están más cerca de nosotros de lo
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que creemos, pero no lo sabemos. Comenzamos. Pues aquí son puentes rectificadores. Como
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hay muchas formas diferentes pero todos funcionan de la misma manera y es rectificando la corriente
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alterna y pasándola a corriente continua ahora vamos a ver en qué consiste ese proceso pero
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básicamente la función de un puente vale una cosa que tiene en cuenta cuando hablamos de
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rectificadores de corriente alterna cuando nosotros transformamos la corriente porque
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que esto tiene que trabajar con ciertos valores,
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cuando nosotros usamos un transformador,
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el transformador no sale en corriente continua, ¿vale?
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Os recuerdo que sale en corriente alterna con un valor de tensión más pequeño.
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Eso es lo que entra dentro del rectificador y que ahora veremos cómo funciona.
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Rectificador de diodos, como este que veis aquí,
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que está conectado con esta onda,
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que significa que allí que se conecta la corriente alterna
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y luego, veis aquí el más, en esta tenemos corriente continua, positiva, y aquí en la opuesta, corriente continua, el negativo, o tierra.
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Y por último, vemos la cápsula de este otro puente rectificador, aquí tenemos el modelo, bueno, aquí también los tenemos,
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y como veis tenemos AC, que son las dos patillas centrales donde conectamos la corriente alterna AC
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y luego en esta de la izquierda obtenemos aquí la salida de corriente continua positiva
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y aquí tenemos el negativo o tierra de la corriente continua.
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Como veis todo se compone de cuatro patillas, dos para la entrada de corriente alterna
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y luego tenemos la salida en corriente continua más y menos.
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Más y menos.
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conduce la corriente eléctrica en una dirección y es, como estamos viendo aquí, en este sentido.
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¿Veis que todos los diodos tienen aquí una banda que identifica en el sentido de la corriente?
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En la corriente eléctrica podemos utilizar un multímetro, como este que veis aquí, que también vimos en otro vídeo.
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Vamos a prueba de diodos, buscamos el símbolo del diodo, que es este que veis aquí.
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Quedaos ya con este símbolo.
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y bueno hoy día casi todos tenemos
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un polímetro que es capaz de hacer estas cosas
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si no tuviéramos concretamente eso
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se podría hacer también
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con el polímetro en modo continuidad
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y probar si conduce de un lado a otro
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lo único que no tendríamos
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los valores de tensión característicos
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de un diodo
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que depende de si es de silicio de germanio
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pues serán 0,5 o 0,7
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depende
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activa tu cámara
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así te vemos
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perdón
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active la cámara tuya
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la cámara y así te vemos
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vale, me veis ahora, ¿no?
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ok, sí, así
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veis, aquí ya tenemos el símbolo del diodo en pantalla
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entonces
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sabemos que inyectamos por el positivo
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la corriente y la recogemos por el negativo
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tal como está el diodo, ahora
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debería de conducir
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y el valor que nos muestra en la pantalla
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del multímetro es la caída de tensión que tiene el diodo. Es decir, es un componente
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electrónico que tiene una caída de tensión y cuando pasa corriente a través del diodo
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pues tenemos una caída de tensión de 0,19 voltios. Estos diodos son de tipo Schottky
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y eso significa que la caída de tensión que tienen es muy pequeña. Generalmente un
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diodo pierde 0,6 voltios aproximadamente, dependiendo del diodo. ¿Veis? En este caso
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0,19. Hemos visto que así conduce la corriente, pero si yo invierto las puntas y aplico aquí
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la positiva y aquí la negativa, fijaos, el multímetro no marca caída de tensión porque
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no está circulando la corriente. Es como si al inviertar...
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Como curiosidad y además es un dato que a mí me gusta mucho porque, bueno, siempre
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que me han preguntado cuál es el avance tecnológico en los últimos 200 años, pues
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Para mí es el transistor. Y este transistor en concreto es un transistor especial, con muy baja caída de tensión, que se llama Schottky, gracias a su inventor, que fue el doctor Schottky, que trabajaba para la Bell Labs Company en Estados Unidos.
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La corriente, por el positivo, chocara contra la banda y no circulara. Bien, pero ¿cómo funciona este puente rectificador? Y que, sobre todo, ¿qué significa rectificar la corriente?
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Pues todos en nuestra casa tenemos una corriente alterna a un voltaje determinado, en España 230 voltios aproximadamente, y una frecuencia, 50 hercios.
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La frecuencia se mide en hercios y el hercio es la inversa del segundo, es decir, un hercio es una pulsación por segundo.
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Por lo tanto, si en España, por ejemplo, tenemos 50 Hz de frecuencia en la red eléctrica, sabemos que esta onda senoidal va a fluctuar 50 veces por segundo, es decir, 50 veces que tenemos aquí un ciclo positivo y luego un ciclo negativo.
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Ciclo positivo y ciclo negativo. Eso significa la frecuencia.
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Aquí podríamos representar un eje donde aquí representaríamos voltaje en este eje.
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Aquí alcanzaría el máximo, aquí el mínimo y como veis el voltaje va fluctuando ya que aquí estamos representando tiempo.
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Aquí representamos tiempo y aquí voltios.
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Y así el voltaje va fluctuando en la red eléctrica.
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que 50 veces por segundo, que es la frecuencia que hemos visto de la red eléctrica,
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cambiamos de polaridad positiva a polaridad negativa.
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Polaridad positiva, polaridad negativa.
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Bien, ¿y eso cómo se traduce en el funcionamiento del puente ratificador?
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Pues aquí tengo el puente, aquí tengo un transformador,
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este transformador lo alimentamos con la red eléctrica a 250 voltios
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y aquí obtenemos un voltaje más reducido, vamos a poner que 5 voltios.
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5 voltios con los que queremos cargar nuestro teléfono móvil, por ejemplo.
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Estos 5 voltios se los entregamos al puente rectificador,
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el puente rectificador transforma la corriente alterna en corriente continua
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y en este caso sería corriente continua pulsante, que es esta que tenemos aquí.
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Bien, voy a retirar el puente que yo he creado
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y veis que las bandas del puente se corresponden con el símbolo que tenemos para el diodo.
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Este conduciría en esta dirección, este conduciría hacia esta, este conduciría así y este conduciría de esta manera.
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Y vamos a fijarnos primero en el semiciclo positivo.
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Estamos aquí.
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Entonces es como si tuviéramos voltaje positivo aquí y ahora llega aquí.
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Y aquí, por aquí no puede circular porque el diodo no le deja, como veis solo circula en aquella dirección, pero por aquí sí.
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fijaros en la pantalla
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que, a ver, probablemente
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vosotros conocéis esto bastante bien
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porque estáis acostumbrados a trabajar
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con este tipo de cosas, bueno, yo lo que quería
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era un poco recordar cómo funcionaba un puente
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de diodos y la verdad
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es que aquí lo importante
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lo importante está aquí, ¿vale?
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por donde circula
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la corriente y cómo circula
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y cómo trabaja el diodo
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entonces tampoco quiero
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cansaros mucho con esto
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vale
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porque lo que me interesa es que lo veáis gráficamente
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bien, vamos
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que es un dispositivo que ya conocéis
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de otros vídeos
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que me permite obtener corriente
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alterna
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senoidal, como estáis viendo aquí
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con una amplitud determinada
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que no voy a superar los 3 voltios
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porque si no quemaría los leds
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y también me permite modificar aquí la frecuencia
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con este potenciómetro
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que veis aquí, puedo variar la frecuencia
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de salida de esta onda senoidal y que pueda variar la frecuencia nos va a permitir apreciar aquí cómo
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se iluminan los leds con el semiciclo positivo y con el negativo. Vamos a comprobarlo. Tengo
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conectado aquí el generador de funciones y ahora necesitamos una frecuencia de 392 hercios. Vamos a
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poner la frecuencia de la red que son 50 hercios y ahora lo que hago es, tengo aquí el puente
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rectificador. Fijaos, la misma disposición que el esquema que tenemos aquí. Los LED
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tienen un cátodo y un ánodo y en este caso la banda se identifica con un pequeño corte
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que tienen aquí los LED, que no sé si lo vais a apreciar bien, pero seguramente muchos
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ya lo conocéis. Y luego he puesto una resistencia de carga, esa que veis aquí, entre el extremo
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positivo y el negativo. Entonces, alimentamos el puente con corriente alterna por este lado
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y por este y vamos a ver qué ocurre. ¿Veis? La iluminación es muy débil, pero ahora
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voy a bajar la frecuencia a 2 Hz. Ahora está en 20 Hz, fijaos. Aquí ya se detecta una
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pulsación en los LED, cómo se van encendiendo y cómo se van apagando. Lo que pasa es que
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es muy rápida y el ojo prácticamente no lo puede detectar. ¿Qué es lo que hacemos?
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Estamos en 20 Hz, es decir, 20 ciclos por segundo. Todavía es muy rápido para poder
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apreciar cómo se encienden dos diodos y dos, pero ya veis que hay una pulsación en los
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diodos. Voy a bajar la frecuencia al mínimo, este puente rectificado está funcionando
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y estamos rectificando la corriente alterna que nos entrega este generador de funciones.
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En este caso, aunque no se ve aquí en la pantalla, estamos en 2 Hz, es decir, con estas
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imágenes, veis que se encienden dos y luego los otros dos, por donde circula la corriente
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básicamente. Con ayuda del osciloscopio, en este caso un instrumento virtual conectado a un
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ordenador, podemos ver las señales que tenemos tanto en la entrada como en la salida. Para ello
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voy a tomar aquí uno de los cables, mejor el amarillo para que se pueda ver, y vamos a ver
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primero la entrada que estamos teniendo, por lo tanto conecto aquí una pinza, aquí la otra,
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exactamente en el mismo lugar donde tenemos la alimentación del generador de funciones.
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Bueno, encendemos el dispositivo. Ahora mismo, en el canal amarillo, que estáis viendo aquí en la imagen, estamos recogiendo la señal que le envía el generador de funciones al puente rectificador, que como veis está funcionando.
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¿Veis ahí los LED como se iluminan? 2 a 2. Ahí se aprecia mejor.
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Vale, luego al final veremos una serie de gráficos sacados con un osciloscopio donde veremos cómo funciona la inducción en diferentes estados, pero de una manera gráfica.
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Está funcionando. Vamos ahora a ver con el canal verde cuál es la salida que tenemos en la resistencia.
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Entonces, voy a conectar aquí este punto de la resistencia y este otro aquí y vamos a ver qué onda tenemos.
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Bien, y esto es lo que tenemos.
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Bien, aquí tenemos la imagen del osciloscopio.
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En amarillo tenemos la señal que entra en el puente rectificador y en verde la señal que sale.
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Lógicamente, los diodos LED tienen más caída de tensión que los diodos SOCIC que vimos anteriormente.
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Por eso, como veis, la onda rectificada no se corresponde exactamente con la onda que tenemos de entrada, sino que es un poco menor.
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Después, aquí deberíamos de tener la otra, pero apenas se aprecia.
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Pero como veis, el semiciclo negativo ha desaparecido y solo tenemos semiciclos positivos, que es lo que denominamos corriente continua pulsante.
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Bien, simplemente he sustituido ahora el puente rectificador de diodos LED, que ya hemos visto cómo funcionaba,
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por el puente rectificador comercial, que ya viene todo el casulado, los diodos,
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y en amarillo tengo la señal de entrada, corriente eterna 50 Hz, 49,8,
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y en verde tengo la señal rectificada, que como estáis viendo, en este caso,
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la caída de tensión de los diodos es mucho menor y la onda verde se ajusta mucho mejor aquí a la amarilla.
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Bien, de esta manera, como veis, obtenemos corriente continua pulsante,
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pero si queremos obtener corriente continua como tal para alimentar,
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diferentes aparatos electrónicos, como si estuviéramos utilizando pilas o baterías,
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que es la corriente continua pura, ¿qué podemos hacer?
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Podemos instalar un condensador de filtro.
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En este caso es un condensador electrolítico que tiene polaridad,
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patilla positiva, patilla negativa, es un condensador de 470 microfaradios,
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ahí lo veis, y un voltaje de 100 voltios.
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Más que suficiente, para esta prueba que yo voy a hacer entonces,
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lo conecto en paralelo en la salida, teniendo en cuenta dónde está el positivo. Y vamos
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a ver qué pasa en el osciloscopio. Fijaos. Ahora obtenemos una línea, esto es corriente
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continua pura. Ya no tenemos pulsos, ahora simplemente tenemos una línea de potenciar,
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en este caso por división tenemos 2 voltios, entonces tenemos una salida de 4 voltios en
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corriente continua. Ya hemos visto cómo funciona un puente rectificador de diodos y también que es
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un condensador de filtro, cómo obtenemos corriente continua para alimentar nuestros aparatos
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electrónicos. ¿Pero en qué dispositivos encontramos este puente rectificador? Pues en todos aquellos
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dispositivos electrónicos que funcionen con corriente continua, como por ejemplo nuestros
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teléfonos móviles. El cargador de un teléfono móvil tiene en su interior un puente rectificador
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de diodos. También en los cargadores de los portátiles, de los ordenadores portátiles
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que utilizamos. Prácticamente estamos rodeados de dispositivos que se alimentan en corriente
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continua y que los alimentamos con un enchufe en corriente alterna. Todos esos dispositivos
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tienen en su interior un puente rectificador de corriente y aquí en la mesa tengo, he
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desarmado un pequeño cargador de una herramienta eléctrica, es un taladro concretamente, y
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Y aquí veis, alimentación, 230 voltios, 50 hercios.
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De la alimentación llega un transformador que lo que hace es disminuir la tensión de 230 voltios a 15 voltios aproximadamente.
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De esos 15 voltios, vaya, nos encontramos aquí con diodos, 4 diodos concretamente,
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qué casualidad, exactamente igual que nuestro puente rectificador.
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4 diodos, como podéis ver.
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Y estos cuatro diodos, aunque no estén colocados de esta manera, el circuito sí está conectado de esta manera, lo podríamos ver siguiendo por aquí el recorrido, y después de la rectificación con los cuatro diodos, es decir, aquí tenemos corriente alterna, esta corriente alterna a 15 voltios llega al puente rectificador de diodos, y de este puente rectificador obtenemos en la salida corriente continua pulsante.
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Y mira tú qué casualidad, también tenemos aquí un condensador electrolítico que lo que hace es nos filtra esta corriente continua pulsante y obtenemos aquí en la salida, en este jack de conexión, corriente continua.
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Obtenemos 15 voltios para cargar ese taladro o ese dispositivo que necesita corriente continua.
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Es decir, de corriente alterna rectificamos la corriente con este puente de diodos, la transformamos en corriente continua pulsante y de corriente continua pulsante la filtramos con un condensador de baterías para 12 voltios.
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Fijaos, aquí tenemos las pinzas donde conectamos los bordes de la batería, positivo y negativo. Los elementos que tenemos en este cargador de batería son muy simples. Tenemos la alimentación aquí en 230 voltios, tenemos 50 hercios, importante. Bueno, aquí veis un térmico, que esto es un elemento que falla, es un elemento de protección que interrumpe la corriente en caso de que este transformador se calentara muchísimo.
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Bueno, como podéis ver, al fin y al cabo todas las fuentes de alimentación son iguales y funcionan de manera similar. Por lo tanto, vamos a seguir con nuestra presentación.
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Bueno, pues entonces seguimos. Vale. Lo primero que tenemos es una fuente de alimentación donde tenemos los 325 voltios que os comentaba antes, ¿vale?
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Que por razones de seguridad pasan a través de un relé, permitirme que os lo enseñe, pasan a través de un relé que es este, gobernado a través de un transistor por el microprocesador.
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¿Vale? A través de esta señal nosotros activamos este transistor, ya sabéis, a través de la base, hago que conduzca el colector y el emisor y lo que hago básicamente es activar la bobina del relé para que este mueva sus contactos, bueno en este caso es un relé de estado sólido, pero vamos, se produzca la conmutación y le dé alimentación a los IGBTs.
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Bien, tenemos fase neutro como entrada y la tierra.
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Bien, lo primero que nos vamos a encontrar va a ser un transformador, evidentemente, todo el filtro EMI, que ahora veremos cómo funciona, porque si usa un filtro EMI, llegamos hasta el relé, es decir, cuando yo tengo la encimera apagada, y esto además es obligatorio para todos los aparatos electrónicos, deben consumir menos de un vatio estando en stand-by,
00:43:04
Con lo cual, a partir del relé hacia adelante, a partir del relé hacia adelante, no va a haber ningún elemento que consuma ya que la alimentación va a estar cortada aquí en el relé. Por lo tanto, esto que no tiene consumo porque no tiene carga, tiene un mínimo consumo, pues las resistencias, etcétera, etcétera. ¿Vale? Entonces, ese mínimo consumo debe ser menor a un vatio por normativa. ¿De acuerdo?
00:43:30
Y tenemos la tierra. Esto es importante porque toda la electrónica, el punto negativo va a ser la tierra. ¿Qué ocurre? Que en una instalación deficiente, hablo de la instalación eléctrica de una casa deficiente, podemos tener retornos por la tierra, ¿vale?
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Es decir, una casa donde no existe la tierra, podemos tener, o donde está mal conectada la tierra, podemos tener a través de neutro, entre neutro y tierra, podemos tener tensiones que yo he llegado a medir personalmente hasta 400 voltios.
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Evidentemente, esto quema la inducción, la destroza y es incapaz de funcionar.
00:44:33
¿De acuerdo?
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Entonces, siempre que veamos que una electrónica está todo bien, donde después de hacer nuestras pruebas está toda la encimera bien, lo primero que deberíamos mirar es, entre neutro y tierra, medir la tensión. Por normativa no debe ser mayor a 10 voltios. Lo normal sería cero si la tierra está conectada correctamente, pero nunca mayor de 10 voltios.
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Y ya os digo, yo entre el neutro y el fregadero llegué a medir en una casa 400 voltios.
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Entonces, ojo con eso.
00:45:12
Bien, aquí tenemos el transformador y una vez que pasamos el transformador llegamos al relé.
00:45:14
Este relé, ya os he dicho, que se activa a través de una señal que viene en el microprocesador, que luego las veremos.
00:45:18
Y se activa con 14 voltios.
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¿Vale? 14 voltios.
00:45:30
y a través de un... bueno, una vez activado el relé, es decir, el microprocesador ha dado señal para que se active el relé,
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alimentamos el puente de diodos.
00:45:43
Este puente de diodos lo que hace es nos da la tensión de 5 y 15 voltios
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Y, como veis, la tensión de 325 entra directamente a través de otro relé, bueno, un optoacoplador o relé de estado sólido, ¿vale? Entra ya directamente al IGBT, que luego veremos.
00:45:53
Bien, aquí tenemos una señal que es la V-Link, acordaros. Esta V-Link es una señal donde va a haber una imagen del voltaje de corriente continua, ¿vale?, que va a llegar al microcontrolador como una parte del sistema de control del encimero.
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Por otro lado, tenemos también que vamos a usar, ya dentro de esta última parte del esquema, vamos a ver cómo vamos a utilizar esta serie de señales, las vamos a usar para el cruce por cero.
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¿Vale? Normalmente las electrónicas, el cruce por cero, que habéis visto que la señal senoidal sube a positivo, baja a negativo y pasa por cero.
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Ese cruce por cero es el que se va a usar para sincronizar todos los elementos de la electrónica.
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¿De acuerdo? Es una forma de onda cuadrada de 50 Hz que va sincronizada con la frecuencia de red.
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¿Vale? Y se usa para sincronizar toda la electrónica, para que toda la electrónica funcione a la vez de una manera que no haya problemas ni fallos, es decir, que no se active uno y el otro no se active porque no ha recibido señal. ¿De acuerdo? Como veis, los 325 se suministran al IGBT y el divisor de tensión que nos va a dar una imagen del voltaje de continua a este divisor de tensión, al V-Link. ¿De acuerdo?
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Luego, por último, tenemos el cruce por cero y la generación de la onda cuadrada.
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Bien, aquí tenéis.
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Esto sería todo el filtro, ¿vale?
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Todo el filtro de entrada.
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Y aquí tendríais el puente de diodos.
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Que si os fijáis, el puente de diodos, aunque no se nota aquí muy bien,
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pero está marcado en el propio puente de diodos cuáles son las entradas y cuáles son las salidas.
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En cualquier caso, aquí vemos que está positivo, negativo y las dos de en medio,
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como veíamos en el vídeo anterior, es la entrada de la alterna.
00:48:32
Como es un puente de diodos, sabemos cómo funciona y sabemos cómo podemos medir si ese puente está bien o está mal.
00:48:38
Bien, llegados a este punto
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vamos a ver cómo funciona
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un filtro EMI
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¿Lo veis todos?
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Sí, Miguel Ángel, se está viendo
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¿Se ve bien? Vale, perfecto
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En esta clase te explicaré
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el circuito de protección de entrada
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y el filtro EMC que disponen las fuentes
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conmutadas. Mi nombre es Aurelio Cadenas
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y esto empieza ya
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Las fuentes conmutadas incorporan varios elementos de seguridad que cumplen con las siguientes
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funciones. Por un lado, aíslan el circuito alimentado de la red eléctrica, absorben
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las sobretensiones que duran un instante y permanentes de la red, evitan que una avería
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de la fuente o en el dispositivo que alimenta provoque daños a la red eléctrica y por
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tanto a los equipos conectados a ella. Y por otro lado, evitan las interferencias y ruidos
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producidos desde la red eléctrica
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hacia la fuente y también los generados
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en la fuente hacia la red eléctrica.
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En la imagen te muestro
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el circuito de entrada de una fuente
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conmutada de 230 voltios
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con variación admisible de entrada
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de más 15% y menos 20%.
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Nos suena
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este esquema.
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Quiero decir, este esquema es como el que
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hemos visto antes.
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Algo más reducido,
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algo más pequeño, pero es exactamente
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igual que
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el que hemos visto antes. Miguel Ángel, un momento, no pongas el vídeo. Hay un asistente que hace una
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pregunta interesante de lo que habías presentado antes. A la salida del circuito electrónico que
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nos habías presentado nos dice un asistente que por otras charlas creo que se llamaba, ya se me ha
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olvidado el nombre, pero bueno está con el nombre de su hija en el este, se llamaba Andrés y Andrés
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nos dice que cuando ha visto el esquema que ha presentado antes en la salida existe una
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asociación en serie de asistencias de valor repetido y él se pregunta por qué no se pone
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sólo una única que sume el valor de todas ellas juntas no existe pues probablemente probablemente
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si sumamos fijaros en el caso en el caso de la resistencia si sumamos estoy viendo que son de
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4k 3 si sumamos tendríamos una resistencia muy grande y probablemente la disipación de potencia
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de esa resistencia sería alta sería muy alta por otro lado por otro lado tenemos el problema del
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tamaño a mayor a mayor resistencia mayor tamaño y el problema que tenemos en todos los circuitos
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impresos es precisamente ese el tamaño seguramente sea por tamaño por disipación disipación de calor
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Correcto, hay que tener en cuenta que como estas encimeras son tan sensibles al calor, porque como trabajan a alta frecuencia y a un voltaje relativamente alto, pues generan mucho calor, entonces son muy sensibles a este calor, si encima le aportamos más calor con resistencias muy grandes o muy gordas, pues podemos tener un problema.
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Entiendo que la suma de la disipación de calor que tengamos en varias resistencias no es la misma disipación de una resistencia total. O sea, que aporta más calor una resistencia grande que cuatro pequeñas en serie.
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Claro. Ten en cuenta que si ahora mismo no sé exactamente de cuánta potencia son estas resistencias,
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pero tú imagínate que son de un vatio, tendríamos 1, 2, 3, 4, 5, 6. Necesitaríamos una que disipara 6 vatios.
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Vale, vale. Bueno, pues yo creo que ha quedado contestada la pregunta.
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Como puedes observar, el primer componente que encuentras en la entrada es el fusible.
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Los fusibles vienen calibrados para una intensidad por encima de la cual terminan quemando y abriendo el circuito.
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En este caso, como veis, es de 4 amperios.
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Bien, otro error que me he encontrado en encimeras de inducción y en otros aparatos electrónicos,
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sobre todo en las primeras, las más modernas ya llevan otro tipo de fusible,
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pero normalmente las electrónicas suelen llevar un fusible, que es una cápsula normalmente colorada, muy chiquitita,
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que lleva dos patillas, ¿vale? Y suelen ser entre 400, 250, 500, 600 miliamperios.
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A veces, a veces el problema lo tenemos ahí. Por eso yo siempre que iba a cualquier electrónica
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buscaba o ese elemento o alguna resistencia fusible que suele haber en las electrónicas, ¿vale?
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Antes de empezar a meter mano a cualquier otra cosa, lo primero siempre acordaros que la mejor forma
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de reparar una máquina, la que sea, es siempre empezar de lo más simple y tonto, como es
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enchufar el aparato, a lo más complicado, que ya sería detectar que hay un IGBT quemado,
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etcétera, etcétera.
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Por lo que si la corriente supera este valor, el fusible termina quemándose y abriendo
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el circuito, quedando el resto de los componentes de la fuente protegidos. Además, tiene una
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indicación de los voltios que puede soportar sin que se produzca un arco eléctrico entre
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los terminales del mismo. Debes saber que estas fuentes pueden incluir diferentes tipos de
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fusibles. Los que son de cristal transparente se ven rápidamente si están cortados o no. Los que
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son cerámicos o de cristal opaco debemos de comprobarlos con el multímetro. También te
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puedes encontrar una resistencia de muy bajo valor ohmico que hace las funciones de fusible,
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como la que veis en la imagen, de 0,22 ohmios y 2 vatios.
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La razón es que a los fabricantes les resulta más económico fabricar o comprar este componente que un fusible.
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Aunque en la mayoría de los casos una resistencia común de carbón de bajo valor ohmico es más que suficiente,
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algunas veces se requieren diseños de resistencias especialmente pensadas para esta función de fusible,
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y a estos componentes se les conoce como fusistores.
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Y debes ser muy cuidadoso, pues hay fabricantes de equipos electrónicos que usan resistencias fusibles simulares de este tipo.
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¿Veis? A este fusible es a lo que yo me refería antes, ¿vale?
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Este tipo de cápsulas siempre son fusibles, ¿vale?
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Entonces, siempre que vayáis a meter mano a una electrónica, sea la que sea, siempre buscar o esto o la resistencia fusible o directamente el fusible.
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Pero siempre comprobarlo porque a mí me han dado mucha guerra.
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Y si la sustituyes por una resistencia común de carbón, puedes poner en peligro el circuito o por lo menos duraría menos que la original.
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Así que ten mucho cuidado.
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Bien, pues aquí tienes la fuente de alimentación que ya te comenté en el vídeo anterior.
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Y que como puedes observar, aquí introducíamos la fase neutro y tierra.
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y el primer componente que ves es el fusible de cristal, ¿vale?
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Aquí puedes observar una fuente de alimentación computada también,
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por aquí introduciríamos los 230 voltios o 120 voltios
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y lo que nos encontramos es, aumentador, pues tendríamos el circuito de entrada, sería por aquí, ¿vale?
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y lo que nos encontramos es el fusible, aquí compuesto por una resistencia, esto hace de fusible, ¿vale?
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El fusible cumple con varias funciones como son desconectar la fuente en caso de una sobrecarga excesiva en la salida
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para evitar daños a la red o a la propia fuente y al circuito alimentado contra sobretensiones permanentes en combinación con el baristón.
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El fusible que incorporan las fuentes conmutadas debe ser de fusión lenta, también llamado antitransitorios, ya que en la conexión inicial de la fuente a la red eléctrica aparece un pico de corriente alto que carga a los condensadores al encontrarse estos descargados y comportarse prácticamente como un conductor.
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En el caso de poner un fusible de acción rápida este se quemaría al conectar la alimentación debido a este pico de corriente
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Como ves a continuación encuentras el filtro EMC encargado de eliminar el ruido electromagnético
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Pero igual te estás preguntando ¿Qué es el ruido electromagnético?
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En varias ocasiones encontrándome en el aula impartiendo clase de repente la pantalla del proyector que tiene accionamiento eléctrico se bajó sola
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¿Por qué? ¿Qué ha ocurrido para que se produzca esto?
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¿Acaso fue un fenómeno por tercero?
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Cuando se conecta o desconecta cualquier equipo eléctrico,
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es normal que se produzcan picos de tensión que se transmiten a través de la red eléctrica
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o a través del aire en forma de campos electromagnéticos,
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igual que se transmiten las ondas de radio de los teléfonos móviles o celulares.
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Importante resaltar aquí que hay que tener mucho cuidado,
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sobre todo cuando hay electrónicas trabajando cerca de centros de transformación.
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Por dos cosas.
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Primero, la conexión-desconexión de circuitos en un centro de transformación
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puede dar lugar a este tipo de picos
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y si la instalación eléctrica de la vivienda no está bien hecha,
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con una tierra bien conectada y con una resistencia correcta
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de forma que nos dé en torno a 0 voltios entre neutro y tierra,
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podemos tener problemas tanto de alta tensión, o sea, de picos de alta tensión,
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como de transitorios, en la desconexión-desconexión de circuitos.
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Mucho ojo con esto porque, como he dicho antes, las electrónicas son muy susceptibles a este tipo de cosas.
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Ahora veremos cómo explica que usamos varistores para evitar este tipo de perturbaciones que puedan dañar la electrónica y que además son bastante buenos porque cuando se rompen o cuando hay una subida de tensión,
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enseguidamente vamos a identificar qué es lo que ha pasado.
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Normalmente estos picos, también llamados transitorios, pueden ser muy leves y no afectar al resto de equipos conectados.
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Sin embargo, en instalaciones con muchos aparatos conectados, estos picos se multiplican.
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Las fuentes conmutadas producen bastante ruido eléctrico debido a los picos de tensión que generan la propia conmutación de los transistores de la fuente.
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Todas estas señales no deseables las denominamos ruido eléctrico y puede provocar problemas en los aparatos más sensibles,
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como me ocurrió en varias ocasiones con el dispositivo de control de la pantalla del proyector.
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El filtro EMC está compuesto por un filtro en modo común formado por dos bobinas iguales y acopladas en oposición de fase denominadas L1 y los condensadores C1 y C2, los cuales son de poliéster tipo X, junto a los condensadores C3, C4 y C43 que son cerámicos tipo Y.
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riega. Pero, ¿te preguntarás qué condensadores son estos de tipo X y tipo Y? Pues bien, se trata
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de condensadores de seguridad, ya que hay casos en los que puede resultar especialmente peligroso
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que un condensador se corte o se cruce. Por ejemplo, si un condensador está conectado entre
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la línea y la toma de tierra, si llega a cortocircuitarse, puede poner en tensión alguna
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parte metálica accesible para las personas con el consiguiente riesgo de contacto indirecto para
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evitar este riesgo los fabricantes diseñan condensadores especiales que pueden soportar
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tensiones altas y no pueden cortocircuitarse esto es debido a que son autoregenerables es
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decir que si con una sobretensión salta un arco entre las placas del condensador se destruye una
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pequeña zona perdiendo un poco de capacidad pero evitando el cortocircuito. A los componentes de
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este tipo se les conoce como condensadores de seguridad. Fabricarlos resulta más caro por eso
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los condensadores normales no incorporan estas características. Pero ¿qué tipos de condensadores
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de seguridad hay y cómo distinguirlos? Básicamente hay dos formas de clasificar los condensadores de
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seguridad, según la forma de conectarlos en el circuito, donde podrás verlos conectados entre
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las líneas o entre línea y tierra, y la otra es según la tensión a la que hayan sido ensayados.
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Cuando están preparados para conectarse entre las dos líneas se marcan con la letra X, mientras que
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cuando están diseñados para conectarse entre una línea y tierra se marcan con la letra Y. Es
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Es habitual encontrar condensadores que tengan ambas letras marcadas, lo que indica que pueden
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montarse de las dos formas.
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Respecto a la tensión a la que han sido ensayados varía según las letras.
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Así puede ser que los resistores marcados con X1 resisten picos de hasta 4 kilovoltios,
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los X2 resisten picos de hasta 2500 voltios, mientras que los marcados con Y1 resisten
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picos de hasta 8 kilovoltios y los I2 hasta los 5000 voltios. Por lo que respecta a las bobinas
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acopladas L1 utilizan para el acoplamiento un núcleo de ferrita sin entrehierros con lo que
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se consigue un alto valor de inductancia pero no admite que el flujo magnético en la ferrita sea
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producido por una corriente continua ya que saturaría la ferrita y perdería todas sus
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propiedades magnéticas. Así por lo tanto, para evitar saturar el núcleo debes de enrollar los
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dos devanados como se indica en la figura, uno en un sentido y el otro en el contrario.
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Por lo que respecta al condensador C43, es de tipo Y, soporta altos picos de tensión y su
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función es de referenciar la masa de entrada a tierra para evitar ruidos eléctricos.
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Bien, vamos a ver el circuito EMC, que está compuesto, como veis, por este bloque más estos dos condensadores
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Y tienes que tener en cuenta una cosa muy importante
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Es recordar qué impedancia tiene una bobina en corriente alterna y un condensador
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Estas son las fórmulas para la bobina que, como puedes ver, a mayor frecuencia, mayor impedancia
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¿Sí?
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Mientras que el condensador es todo lo contrario
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Cuanto mayor sea la frecuencia menor es su impedancia
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Entonces tienes que tener presente que aquí a la entrada vamos a tener una señal de baja frecuencia
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De 50 Hz o 60 dependiendo del país
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Que es la que nosotros queremos aprovechar
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¿Cómo se va a comportar la bobina?
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Pues como la frecuencia es pequeña pues la impedancia de la bobina va a ser pequeña
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Entonces esta señal de 50 Hz viene por aquí
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Y al llegar aquí tiene dos caminos, que es para la bobina y para el condensador.
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Pero ¿cómo se comporta el condensador para esa frecuencia baja de 50 Hz?
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Como esto es pequeño, pues con gran impedancia, con gran impedancia.
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Entonces, por aquí le va a costar mucho trabajo pasar a la frecuencia de 50-60 Hz.
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Si el vago por aquí va a pasar fácil.
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Por tanto, lo que tenemos es ahí la señal.
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Luego aquí, lo mismo, le va a costar mucho trabajo pasar por aquí.
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por ejemplo, para aquí casi nada, por aquí casi nada, por aquí casi nada,
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de 50 o 60 Hz la tendríamos por ahí.
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Y el ruido, esas señales de alta frecuencia, esas interferencias que no deseamos,
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bueno, pues el ruido, evidentemente, como la frecuencia de él es grande, es alta,
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pues la bobina se opone con firmeza, con fuerza, es decir, que le cuesta mucho trabajo
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a esa señal de alta frecuencia
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pasar por ahí, ¿vale?
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Sin embargo, el condensador le abre la puerta
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y le dice, venga, hombre, tú por aquí.
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Entonces, esa señal de alta frecuencia
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la echamos otra vez hacia la red, ¿sí?
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Es decir, que no la hacemos pasar hacia allá.
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Pero si pasara algo,
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que va a pasar, si pasara algo,
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este condensador la invita otra vez a retornar, ¿vale?
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La invita otra vez a retornar.
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Y si todavía nos quedamos cortos, estos dos condensadores también le invitan a que vaya a más
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Es decir, por aquí también le invitaría a que fuera más
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Es decir, cuando la corriente como esa alterna va en ese sentido
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Por el otro lado, pues iría así, cuando se invierte el sentido
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En resumen, lo que conseguimos es que la bobina, tanto esta como esta
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amortigüe las señales de alta frecuencia
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el condensador evite que pase hacia ahí
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gran parte de ella
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este lo mismo, la derivamos para ahí
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y estos dos lo que hacemos es echarla a masa
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impedir que pase para mí la señal de alta frecuencia
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pero hay un hecho significativo
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y es que puede ocurrir que tengamos
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una pequeña componente de corriente continua
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a través de la red eléctrica
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¿Sí? Entonces, ¿qué pasaría? Que podría saturar el núcleo de ferrita.
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Entonces, para evitar esto, lo que hacemos es colocar estas dos bobinas enrolladas, como te dije, en sentidos contrarios.
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¿Y qué va a ocurrir? Va a ocurrir lo siguiente.
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Que cuando por aquí venga la corriente, producirá aquí una tensión con esta polaridad.
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Y esta bobina induce aquí una tensión que tendría, si este punto es positivo, pues este punto también sería positivo.
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Pero cuando la corriente retorne por aquí, ahora lo que va a ocurrir es que la corriente que viene en este sentido produce una polaridad así.
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¿Sí? Y induce en esta otra bobina una polaridad que si el punto es negativo, pues aquí tendríamos negativo y positivo.
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Por lo tanto, como estás viendo, la corriente circular por la bobina de arriba y por la bobina de abajo
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induce en la otra bobina una tensión con la polaridad contraria, de tal manera que esas dos tensiones contimas se anulan.
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Y de esa manera evitamos que el núcleo se sature.
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Siempre que circula corriente continua, tenemos esa peligrosidad de que el núcleo se sature.
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Y la ferrita, pues, será igual que tener aire, ¿eh?
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Es decir, que bajaría muchísimo, muchísimo el flujo magnético, ¿vale?
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Entonces, esta es una medida de protección siempre que hacemos, por eso enrollamos una gomina en un sentido y la otra en el sentido contrario, ¿vale?
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Continuando con la identificación de los componentes de las diferentes fuentes de alimentación
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Nos encontramos con un condensador de tipo X2
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Ahí tienes el condensador de seguridad
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Y luego ya el filtro propiamente EMC
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Compuesto por dos bobinas acopladas
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Y dos condensadores que veis aquí de tipo Y
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Los de color azul
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y después aquí tenemos el condensador
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condensador de seguridad
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es un condensador de X-Tops
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de tipo X-Tops
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que va conectado entre las dos líneas
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y que más
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la bobina
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las dos bobinas acopladas
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que configuran el filtro MC
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y el condensador de seguridad
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las dos bobinas acopladas
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y nada más
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Las resistencias que ponemos aquí, R1 y R2, en serie, de 470 kHz, sirven para que cuando desconectemos la alimentación,
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pues este condensador y este se descarguen por ahí, y lo mismo este y lo mismo este,
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es decir, no los tenemos cargados por menotipos de seguridad cuando el técnico vaya a hacer alguna reparación o alguna historia.
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Además, no es interesante tener ahí los condensadores cargados, siempre pueden surgir algún tipo de avería.
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Esta fuente, aquí tenemos colocado un puente, un hilo de un alambre y si no queremos tener
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un interruptor pues lo dejamos y si queremos tener un interruptor pues aquí lo que pondríamos
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sería un interruptor ON-OFF para conectar y desconectar la fuente, de esta manera tendríamos
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la fuente con un interruptor en el sentido de la cámara.
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Como puedes ver que hay conectado un varistor en paralelo.
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Se trata de un componente electrónico que modifica su resistencia eléctrica en función
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de la tensión que se aplica en sus extremos.
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También se le suele llamar por su abreviatura VDR, resistencia dependiente de la tensión.
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El tipo más común de varistor es el de óxido metálico, de ahí también que se identifique
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como MOV.
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El valor de la resistencia de la VDR disminuye al aumentar la tensión aplicada en sus extremos,
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tal como puedes apreciar en su curva característica de la imagen.
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La VDR se trata de un elemento de protección contra transitorios de tensión a la entrada.
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Mientras la tensión aplicada a la VDR no supere su valor nominal, la resistencia del
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varistor es muy alta y se comporta prácticamente como un interruptor abierto si os fijáis si os
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fijáis en el varistor veis que la tensión que admite son hasta 300 voltios en este caso vale
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de forma que cualquier pico de tensión que pueda entrar por la red pues por una caída de un rayo o
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cualquier cosa debería fundir el fusible y si el fusible es demasiado lento rompería el vdr con lo
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cual además veríamos enseguida que lo que ha pasado y seguro seguro seguro que siempre los
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vdr se van por exceso de tensión en este caso al superar la tensión nominal de ese de ese elemento
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En cambio, cuando al baristor se le ve sometido a una tensión mayor a la nominal, rápidamente baja su resistencia hasta un valor muy bajo, comportándose como un elemento con muy baja resistencia, prácticamente como un interruptor cerrado.
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Es decir que toda la corriente del circuito pasa prácticamente por el baristor a no tener casi resistencia y evita que pase por el resto de los componentes del circuito y así los protegemos contra dicha sobretensión.
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pudiendo llegar a quemar el fusible y protegiendo así a la fuente contra sobretensiones.
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Si la sobretensión es más corta que el tiempo de respuesta del fusible,
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el baristor asoberá gran parte de la energía sobrante y el circuito seguirá funcionando normalmente.
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Cada vez que el baristor actúa, se ve sometido a una corriente elevada.
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Esto hace que después de actuar para proteger la fuente unas cuantas veces, se suele estropear.
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Por este motivo siempre es recomendable que trabaje dentro de un circuito en serie con un fusible.
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En caso de que el baristor se estropee, saltará el fusible si hay una sobretensión.
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Muchas veces un fusible fundido es porque detrás de él hay un baristor quemado.
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Habrá que cambiar los dos.
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¿Qué va a ocurrir cuando tengamos una sobretensión?
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Cuando tengamos un pico de tensión.
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Pues que la VDR va a disminuir su resistencia y entonces lo que va a producir por aquí es una corriente grande, ¿vale?
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Una corriente grande que puede hacer que el fusible se funda, si es que es de mayor duración que el tiempo de respuesta de este fusible.
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Si dura muy poco, no se funda el fusible, pero si dura un poco más de lo que este fusible necesita para fundirse, pues sí lo va a hacer, ¿vale?
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Por lo tanto, siempre que veamos un fusible fundido, hay que buscar la VDR, que estará próxima al puente de diodos, como podemos ver en el esquema, y comprobaremos su resistencia.
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Ya hemos dicho que es un elemento de una gran resistencia. Se comporta como un circuito abierto.
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Ojo, se comporta como un circuito abierto. Nosotros medimos resistencia y debe medir del orden de megaohmios.
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Si mide menos no está bien
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Y evidentemente si está quemado o abultado
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Pues o se cambiará la fuente de alimentación
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O no se repara esa placa
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¿Qué va a ocurrir?
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Que de esta manera lo que estamos evitando
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Es que la corriente grande pase hacia allá
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Y nos pueda quemar los transistores y demás circuitos
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Entonces esta es una medida de protección
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De la VDR frente a tensiones altas en la red
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La resistencia R3 es de tipo NTC, es decir, se trata de una resistencia cuyo coeficiente de temperatura es negativo.
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Son termistores y sirve para limitar el pico de corriente inicial que se produce al conectar la fuente a la red eléctrica.
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Esto se consigue ya que cuando se conecta la fuente a la red eléctrica, inicialmente la NTC está fría y su valor ómico es grande
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y el pico de corriente inicial que producen al cargarse los condensadores se ve disminuido por dicha NTC.
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Una vez transcurrido un breve tiempo, la NTC se calentará pasando su resistencia a un valor ómico pequeño.
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Otro detalle más.
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Como veis aquí tenemos el rectificador y luego vamos a tener el filtro.
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Y ese filtro va a tener condensadores, uno o dos en paralelo.
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Y esos condensadores van a estar descargados.
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entonces se va a comportar el condensador
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que tengamos aquí
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el condensador electrolítico del filtro que tengamos aquí
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se va a comportar inicialmente
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como si fuera un conductor
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entonces al conectar la alimentación
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tendríamos por aquí
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si no ponemos esta resistencia
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tendríamos por aquí una corriente grande
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una corriente grande
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para no tener esa corriente grande
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lo que ponemos es esta resistencia
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NTC que al principio
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tiene una resistencia grande porque está fría
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El condensador, limitamos así el pico de corriente por él y una vez que ya se caliente, pues esta resistencia ya pasa a tener un valor pequeño, casi casi despreciable.
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Como podéis ver aquí, tenemos la NTC, que es en la serie de arcilla de la PCB, el nombre de NTC, la encargada de realizar esta función que te he explicado.
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Bien, y en la fuente, como puedes ver, tenemos la NTC que ves ahí, la NTC que es la encargada
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de limitar inicialmente la corriente por el circuito, ¿bien?, y nada más.
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Como veis, muchas veces para localizar un elemento dentro de una electrónica es importante
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o los fabricantes, deberían serigrafiar en la placa, en la baquelita o en la placa donde soldamos el componente,
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deberían serigrafiar qué componente es.
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Esto, si no lo hacen, nos dificulta mucho a la hora de buscar un elemento dañado,
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más que nada porque si se ha quemado no sabemos qué es.
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Pero sí, conociendo estas cosas ya podemos de alguna manera deducir si es o no es el elemento que estamos buscando y más que nada por suposición, conexión, etc. Bueno, si queréis hacemos un descanso de 15 minutos.
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