💥 EXPLICACIÓN de POTENCIA ELÉCTRICA

Potencia generada por una fuente de alimentación

¿Qué es la potencia eléctrica?

💢 Podemos definir la potencia de un componente eléctrico/electrónico como la energía consumida por este en un segundo. Si, no obstante, estamos hablando de una fuente de alimentación, con la palabra potencia nos referiremos entonces a la energía eléctrica aportada por esta al circuito en un segundo. 

💣 En ambos casos (ya sea potencia consumida o generada), la potencia es un valor intrínseco propio del componente o generador, respectivamente. Su unidad de medida es el vatio (W), pero también podemos hablar de milivatios (1 mW = 0,001 W), o kilovatios (1 kW = 1000 W).

💥 A partir de la potencia conocida propia del componente/generador y del tiempo que este esté funcionando, se puede conocer la energía consumida/aportada total, mediante la expresión: E = Pt.

💪 Cuando una fuente de alimentación aporta una determinada energía eléctrica, esta puede ser consumida por los distintos componentes del circuito de diversas maneras: la mayoría de veces es gastada en forma de calor debido al efecto de las resistencias internas intrínsecas de cada componente (el llamado "efecto Joule"), pero también puede ser consumida en forma de luz (si ese componente es

una bombilla, por ejemplo) o en forma de movimiento (si ese componente es un motor, por ejemplo), o en forma de sonido (si ese componente es un altavoz, por ejemplo), o en una mezcla de varias.

👉 Podemos calcular la potencia consumida por un componente eléctrico si sabemos el voltaje al que está sometido y la intensidad de corriente que lo atraviesa, utilizando la fórmula P = V x I. Por ejemplo, una bombilla sometida a 220 V por la que circula 1 A consumirá 220 W. Por otro lado, a partir de la Ley de Ohm podemos deducir otras dos fórmulas equivalentes que nos pueden ser útiles si sabemos el valor de la resistencia R interna del componente: P = I2 x R también P = V2 / R.

Ley de Ohm

💥 Finalmente, hay que saber que los materiales conductores pueden soportar hasta una cantidad máxima de potencia consumida, más allá de la cual se corre el riesgo de sobrecalentarlos y dañarlos.

Escrito por Archie Tecnology

🧨 ¿ Qué es la INTENSIDAD de CORRIENTE CONTINUA y ALTERNA ? ✨️

La intensidad de corriente

¿Qué es la intensidad de corriente?

💥 La intensidad de corriente (comúnmente llamada "corriente" a secas) es una magnitud eléctrica que se define como la cantidad de carga eléctrica que pasa en un determinado tiempo a través de un punto concreto de un material conductor.

👉 Podemos imaginar que la intensidad de corriente es similar en cierto sentido al caudal de agua que circula por una tubería: que pase más o menos cantidad de agua por la tubería en un determinado tiempo sería análogo a que pase más o menos cantidad de electrones por un cable eléctrico en ese mismo tiempo.

💣 Su unidad de medida es el amperio (A), pero también podemos hablar de miliamperios (1 mA = 0,001 A), de microamperios (1 µA = 0,001 mA), o incluso de nanoamperios (1 nA = 0,001 µA).

👉 Tal como ya hemos comentado, se suele considerar que en un circuito la corriente fluye del polo positivo (punto de mayor tensión) al polo negativo (punto de menor tensión) a través de un material conductor. 

Intensidad de corriente AC y DC

¿Qué es la corriente continua (DC) y la corriente alterna (AC)?

👊 Hay que distinguir dos tipos fundamentales de circuitos cuando hablamos de magnitudes como el voltaje o la intensidad: los circuitos de corriente continua (o circuitos DC, del inglés "Direct Current") y los circuitos de corriente alterna (o circuitos AC, del inglés "Alternating Current").

💥 Llamamos corriente continua a aquella en la que los electrones circulan a través del conductor siempre en la misma dirección (es decir, en la que los extremos de mayor y menor potencial, o lo que es lo mismo, los polos positivo y negativo"-" son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo, la suministrada por una batería), estrictamente solo es continua toda corriente que, tal como acabamos de decir, mantenga siempre

la misma polaridad.

💥 Llamamos corriente alterna a aquella en la que la magnitud y la polaridad del voltaje (y por tanto, las de la intensidad también) varían cíclicamente. Esto último implica que los polos positivo y negativo se intercambian alternativamente a lo largo del tiempo y, por tanto, que el voltaje va tomando valores positivos y negativos con una frecuencia determinada.

💢 La corriente alterna es el tipo de corriente que llega a los hogares y empresas proveniente de la red eléctrica general. Esto es así porque la corriente alterna es más fácil y eficiente de transportar a lo largo de grandes distancias (ya que sufre menos pérdidas de energía) que la corriente continua. Además, la corriente alterna puede ser convertida a distintos valores de tensión (ya sea aumentándolos o disminuyéndolos según nos interese a través de un dispositivo llamado transformador) de una forma más sencilla y eficaz.

No obstante, en todos los proyectos que vamos a presentar en las próximas publicaciones, utilizaremos tan solo corriente continua, ya que los circuitos donde podemos utilizar Arduino (y de hecho, la mayoría de circuitos electrónicos domésticos) solo funcionan correctamente con este tipo de corriente.

Escrito por Archie Tecnology

😃 POSICIÓN ANGULAR de una RUEDA de POLEAS

Ruedas de poleas síncronas de aluminio

Rotación angular del potenciómetro

👌   Un potenciómetro se utiliza para monitorear la posición angular de una rueda de poleas. Considere los artículos que puedan necesitarse para permitir ahí una salida para un registrador de 10 mV por grado si el potenciómetro tiene una rotación angular de escala completa de 320° C.

Cuando el voltaje suministrado Vs está conectado a través del potenciómetro necesitaremos salvaguardarlo y el cableado contra las corrientes altas posibles y así una resistencia Rs puede ponerse en serie con el potenciómetro Rp. El voltaje total que cae a través del potenciómetro es, por lo tanto, 

Vs Rp/(Rs + Rp). Para un ángulo θ con un potenciómetro con una deflexión angular de amplia escala de θF obtendremos una salida desde el potenciómetro de

😀   Suponga que se considera un potenciómetro con una resistencia de 4 kΩ) y sea Rs tener 2 kΩ. Entonces, para 1 mV por grado se tiene

0.01 = (1 / 320)(4Vs / 4 + 2)

Efecto de la carga del potenciómetro

👉   Por consiguiente, se podría necesitar un suministro de voltaje de 4.8 V. Para prevenir el efecto de la carga del potenciómetro por la resistencia del registrador, se puede utilizar un seguidor de voltaje de circuito. De esta manera, el circuito puede ser de la forma mostrada en la siguiente figura 👇.

Monitor de rueda de poleas

Escrito por Archie Tecnology

💡 Sistema de ALARMA de TEMPERATURA

Circuito electrónico interruptor de temperatura o termostato

Sistema de medición de temperatura

😍   Se requiere un sistema de medición el cual disparará la alarma cuando la temperatura de un líquido se eleve por arriba de 40° C. El liquido por lo general está a 30° C. La salida desde el sistema debe estar a una señal de 1 V para operar la alarma.

Puesto que la salida debe ser eléctrica y es probable que se requiera, una velocidad razonable de respuesta, una posibilidad obvia es un elemento de resistencia eléctrico. Para generar una salida de voltaje el elemento de resistencia podría usarse con un puente Wheatstone. La salida de voltaje será

probablemente menos que 1 V para un cambio desde 30 a 40° C, pero un circuito amplificador diferencial podría emplearse para permitir el voltaje que se requiere obtener. Un comparador puede entonces usarse para comparar el valor con el valor establecido para la alarma.

Utilización elemento de níquel

😀   Suponga que un elemento de níquel se usa. El níquel tiene un coeficiente de temperatura de resistencia de 0.0067/K. Así, el elemento de resistencia es tomado como de 100 Ω a 0°C luego, la resistencia a 30°C será:

R30 = R0(1 + αt) = 100(1 + 0.0067 x 30) = 120.1 Ω 

y a 40° C

R40 = 100(1 + 0.0067 x 40) = 126.8 Ω 

Por lo tanto, hay un cambio en la resistencia de 6.7 Ω. Si este elemento forma un brazo de un puente Wheatstone el cual está balanceado a 30° C, entonces el voltaje de salida V0 está dado por:

δV0 = VsδR1 / R1 + R2

Con el puente balanceado a 30° C, y, por decir, todas las alarmas tienen el mismo valor y suministro de voltaje de 4V, entonces

δV0 = 4 x 6.7 / 126.8 + 120.1 = 0.109 V

Utilización de un amplificador diferencial

😋   Para amplificar esto a 1 V se puede usar un amplificador diferencial.

V0 = R2 / R1(V2 – V1

1 = R2 / R1 x 0.109 

Por lo tanto, R2 / R1 = 9.17 y si se usa una resistencia de entrada de 1 kΩ la resistencia de retroalimentación debe ser 9.17 kΩ.

Escrito por Archie Tecnology

🧐 SISTEMAS de MEDICIÓN, CELDAS de CARGA para uso como enlace para DETECTAR el LEVANTAMIENTO de la CARGA

Celda de carga con galgas extensométricas

👲   Una celda de carga tipo enlace, de la forma mostrada en la siguiente figura, tiene cuatro galgas extensométricas adjuntas a su superficie y pueden ser insertadas entre el cable de levantamiento de una carga y la carga para dar una medida de la carga que está siendo levantada. 

Celda de carga

😁   Dos de las galgas están en la dirección del eje longitudinal y dos en dirección transversal. Cuando el enlace está sujeto a fuerzas de tracción, las galgas de los ejes estarán en tensión y las galgas transversales en compresión. Suponga que tiene los criterios del diseño para la celda de carga de una sensibilidad de manera que haya una salida de 30 mV cuando  el esfuerzo aplicado al enlace es de 500 MPa. Asuma que las galgas extensométricas pueden tener factores de calibración de 2.0 y resistencias de 100 Ω.

Coeficiente de Poisson

Cuando la carga F se aplica al enlace, luego, puesto que el módulo elástico E es tensión/tracción y tensión es la fuerza por área de unidad, la galga del eje longitudinal εt es F/AE y la tracción transversal εt es -vF/AE, donde A es el área de la sección transversal y v es el coeficiente de Poisson para el material de enlace. Las respuestas de las galgas extensométricas a estas tracciones son:

El voltaje de salida del puente de Wheatstone se da por

Con R1 = R2 = R3 = R4 = R y con δR1 = δR4 δR2 = δR3 , entonces 

👂   Suponga que consideramos el acero para el enlace. Luego las tablas dan E cercano a 210 GPa y v sobre 0.30. Así, con una tensión (= F/A) de 500 MPa se tiene, para galgas extensiométricas con un factor de calibración de 2.0,

V0 = 3.09 x 10-3 Vs

Utilización de un amplificador diferencial

💥   Para un voltaje de puente con un suministro de voltaje de 10 V este seria un voltaje de salida de 30.9 mV. No se requiere amplificación si éste es el único valor de carga requerido; sin embargo, si éste es un valor máximo y se desea determinar cargas por debajo de este nivel, entonces se podría usar un amplificador diferencial. La salida puede desplegarse en un voltímetro de resistencia alta para evitar problemas de carga. Un voltímetro digital puede entonces ser adecuado.

Escrito por Archie Tecnology