Detección de averías

Cortocircuito
Circuito abierto
Se trata de descubrir porque el circuito no funciona como debería. Los 2 tipos de averías más comunes son: dispositivo en cortocircuito y dispositivo en circuito abierto.
Cortocircuito
Sus características son:

La tensión es cero en el dispositivo.
La corriente es desconocida.

Una resistencia puede estar en cortocircuito si, por ejemplo, durante durante el horneado y soldadura de una tarjeta de circuito impreso, se cae una gota de soldadura y conecta 2 pistas cercanas, es un "Puente de Soldadura", esto es, cortocircuitar un dispositivo entre 2 pistas.

Hay que mirar en el resto del circuito para calcular la I.

Circuito abierto
Se dan estas 2 características.

La corriente es cero a través del dispositivo.
La tensión es desconocida.

En circuitos impresos una mala soldadura significa la no conexión normalmente, esto es una "Unión de Soldadura Fría" y significa que el dispositivo está en circuito abierto.

Las resistencias se convierten en circuitos abiertos cuando la potencia que disipan es excesiva.
EJEMPLO:

Primeramente no hay ninguna avería, hacemos el equivalente.

De esa tensión V_A la mitad se disipa en la resistencia entre B y D de 100 kW y la otra mitad en la resistencia entre A y B de 100 kW.
Para detectar averías no hace falta hacer unos cálculos tan exactos, entonces tendríamos de forma aproximada V_A = 6 V y V_B = 3 V.
R1 en Cortocircuito:

R1 en Circuito Abierto:

R2 en Circuito Abierto:

Detección de averías en circuitos con transistores

averías típicos que podemos tener en un transistor con un ejemplo:

1ª aproximación:

Esto es cuando no hay averías. Dos tipos de averías comunes que podemos tener son que la base este abierta o que la base se encuentre cortocircuitada, veamos estos dos casos:

R_B abierto = R_Bo

R_B cortocircuito = R_Bs

En este caso de la base en cortocircuito, se puede estropear la unión BE.

El sistema de control electrónico es muy importante ya que administra cualquier función que requiera corriente eléctrica en un vehículo.

El sistema de control electrónico es el encargado de gestionar todas las funciones eléctricas del automóvil y al igual que elmódulo de control del motor, también suele ser conocido como centralita. No obstante, este sistema de gestión recibe un nombre distinto cuyas siglas son UCE (Unidad de Control Eléctrico).

Así pues, la UCE recoge la información de los sensores electrónicos que están instalados en el automóvil para determinar el tipo funcionamiento que deberá aplicarse a otros elementos mediante la conexión o la desconexión de los actuadores. De esta manera, se ponen en marcha cada una de las piezas que requieren de corriente eléctrica para cumplir su cometido.

Puesto que se trata de componentes microelectrónicos, el número de averías posibles dependerá de la cantidad de elementos adicionales (sensores y actuadores) de los que disponga el sistema, además de la propia UCE. Para identificar el origen de una avería en el sistema electrónico de un coche será imprescindible contar con un equipo de diagnosis, que conecte directamente con la unidad.

¿Qué tipos de averías pueden aparecer en sistema de control electrónico?

Tal y como apuntábamos anteriormente en el artículo, las averías dependerán del número de componentes del que disponga el sistema. Sin embargo, podremos dividirlas en tres tipos distintos: las que proceden de la Unidad de Control Electrónico (UCE), las relacionadas con los sensores y por último las que tienen su origen en un fallo producido en alguno de los actuadores.

Averías o fallos de la Unidad de Control Electrónico (UCE):

Una avería en este elemento del sistema hará que la puesta en marcha del automóvil sea imposible y probablemente se deba a que se ha desprogramado la unidad, aunque esta causa puede podrá estar determinada por diversos motivos como un exceso de tensión en el sistema o por la pérdida de información interna.

Por lo general, se recomienda sustituir la unidad completa por una nueva o por una reprogramada de segunda mano que se encuentre en óptimo estado. No obstante, se trata de una pieza relativamente cara y que dependiendo del tipo de vehículo o del modelo puede partir de los 600 euros en adelante. Además, si no está reprogramada habrá que sumar esta tarea al presupuesto de la reparación.

Averías o fallos en los actuadores del sistema:

Es habitual que cuando se produzca un fallo en los actuadores se genere una pérdida de potencia, con lo que el rendimiento del motor sería insuficiente. No obstante, dependiendo del tipo de actuador donde se haya producido la avería la pérdida de potencia será más o menos notable.

El coste aproximado para cambiar un actuador en el sistema electrónico del automóvil dependerá principalmente del tipo de vehículo del que se trate y de las características o localización del actuador que sea preciso sustituir.

Averías o fallos en los sensores del sistema:

Las averías en alguno de los sensores que forman parte del sistema electrónico de un coche, se traducirán en fallos y deficiencias de funcionamiento del motor, que en ocasiones podría dejar de funcionar o presentar dificultades para su puesta en marcha.

Algunos de los sensores que mayores fallos provocan en el sistema son: el sensor de revoluciones, el medidor de la presión del combustible y el sensor que mide la dosificación en la bomba de alta presión del vehículo. En el caso de que fallase el sensor de revoluciones del motor, éste dejaría de funcionar o directamente sería imposible ponerlo en marcha.

Al igual que con los actuadores, el coste de reparar una avería en alguno de los sensores del vehículo dependerá del tipo de sensor en cuestión, de su localización dentro del sistema y por supuesto, del tipo de vehículo del que se trate y sus características.

Para facilitar los cálculos se hacen aproximaciones, ya que hay ciertos valores que se pueden despreciar respecto a otros y que no influyen en gran medida en el resultado final, variándolo en un porcentaje muy pequeño respecto al resultado real. Las aproximaciones vistas hasta ahora son:

Mas adelante estudiaremos el diodo y el transistor y veremos que en estos 2 dispositivos también se usan 3 aproximaciones.

problemas

Problema 1.1

En la figura se muestra una fuente de corriente de 2 mA con una resistencia de carga ajustable. Para que la fuente de corriente sea constante, ¿cuál el el máximo valor aceptable para la resistencia de carga?

Solución:
La fuente de corriente es constante cuando la resistencia de carga máxima permisible vale:

La corriente por la carga será aproximadamente de 3 mA para cualquier resistencia de carga entre 0 y 150 kW. Mientras la resistencia de carga sea menor que 150 kW, podemos ignorar la resistencia interna de 15 MW y considerar que la fuente de corriente es ideal.

Problema 1.2
En la figura se muestra un circuito Thévenin. Conviértalo en un circuito Norton.

Solución:
En primer lugar, se cortocircuitarán los terminales de carga, como se muestra en la figura:

Con esto se calculará la corriente por la carga en este circuito, que es:

Esta corriente de carga en cortocircuito es igual a la corriente de Norton. La resistencia Norton es igual a la resistencia Thévenin:

Ahora se dibuja el circuito Norton.

La corriente Norton es igual a la corriente con la carga en cortocircuito (5 mA) y la resistencia Norton es igual a la resistencia Thévenin (3 kW).
Problema 1.3
Diseñar un divisor de tensión para el circuito de la figura que genere una tensión fija de 10 V para todas las resistencias de carga mayores que 1 MW.

Solución:
Se estudian los casos extremos para determinar los valores de las resistencias R1 y R2.

Problema 1.4
Sólo con una pila D, un polímetro y una caja con varias resistencias, describa un método mediante el cual, empleando una resistencia, halle la resistencia Thévenin de la pila.
Solución: