Diodos: Funcionamiento y Tipos

El diodo es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una única dirección. Funciona de manera similar a un interruptor. La curva característica de un diodo (I-V) se puede simplificar en dos regiones:

  • Por debajo de cierta diferencia de potencial: se comporta como un circuito abierto (no conduce).
  • Por encima de cierta diferencia de potencial: se comporta como un circuito cerrado, con una resistencia eléctrica muy pequeña.

Debido a este comportamiento, los diodos se denominan comúnmente rectificadores. Son capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, lo que constituye un paso inicial para convertir corriente alterna (CA) en corriente continua (CC).

Tipos de Diodos

  • Diodo Zener: Un tipo especial de diodo que se utiliza siempre polarizado inversamente. Si se polariza en sentido directo, se comporta como un diodo rectificador común. Sin embargo, en polarización inversa, mantiene un voltaje constante entre sus terminales.
  • Diodo Varicap: Un diodo de capacidad variable. Se comporta como un condensador variable con la tensión.
  • Fotodiodo: Un diodo sensible a la intensidad de la luz. Cuando aumenta la intensidad luminosa aplicada al semiconductor, aumenta la corriente inversa de saturación. Polarizado inversamente y sin exposición a la luz, deja pasar una corriente muy pequeña. Al exponerlo a la luz, a mayor intensidad luminosa, mayor es el paso de corriente.
  • Diodo LED: Un diodo emisor de luz. Cuando se polariza directamente, deja pasar la corriente y, a partir de cierto punto de tensión, emite luz. La intensidad luminosa aumenta con la corriente. Soportan valores bajos de corriente (I) y voltaje (V).

Transistores: Principio de Funcionamiento y Montaje Darlington

El transistor es un componente electrónico formado por tres cristales semiconductores. Permite controlar un consumidor que consume una gran cantidad de corriente mediante una pequeña señal de excitación. Puede funcionar como:

  • Interruptor (similar a un relé).
  • Amplificador (similar a un grifo de agua).

Existen dos tipos principales de transistores bipolares:

  • PNP: Para que conduzca entre colector y emisor, se debe aplicar una señal negativa (N) a la base.
  • NPN: Para que conduzca entre colector y emisor, se debe aplicar una señal positiva (P) a la base.

Montaje Darlington

El montaje Darlington está compuesto por dos transistores. El emisor del primer transistor (T1) controla la base del segundo transistor (T2). De esta forma, una pequeña corriente en la base de T1 permite controlar una corriente mucho mayor a través de T2. Esto es útil, por ejemplo, para controlar dispositivos de alta potencia desde una unidad de control electrónico (UCE) que proporciona una señal débil.

Baterías de Plomo-Ácido: Características, Funcionamiento y Mantenimiento

1. Características

1.1. Función

Transformar la energía eléctrica recibida del generador en energía electroquímica y almacenarla para su uso posterior.

1.2. Componentes

  • Monobloque: Caja con celdas independientes, generalmente fabricada en polipropileno.
  • Tapa.
  • Placas.
  • Separadores.
  • Elementos.
  • Electrolito: Solución de ácido sulfúrico (H2SO4) diluido en agua.

1.3. Proceso Electroquímico

Los materiales activos son peróxido de plomo (PbO2) en la placa positiva y plomo esponjoso en la negativa. El electrolito es una solución de ácido sulfúrico (H2SO4) diluido en agua.

  • Descarga: Al conectar la batería a un circuito, la corriente fluye y el ácido sulfúrico reacciona con las placas. Se libera oxígeno e hidrógeno, que a su vez liberan electrones al circuito.
  • Carga: El sulfato de plomo de las placas reacciona, cediendo ácido al electrolito, lo que aumenta su densidad.

1.4. Características Clave

  • Capacidad:
    • Depende de la cantidad de materia activa (número y dimensiones de las placas).
    • Régimen de descarga (la capacidad nominal se suele dar para una descarga de 20 horas).
    • Temperatura (la capacidad disminuye con el frío).
  • Tensión (FEM):
    • Nominal (especificada por el fabricante).
    • En vacío (voltaje en bornes sin carga).
    • Eficaz (voltaje en bornes conectada a un circuito).
  • Corriente de Descarga Rápida en Frío: Indica la corriente que puede suministrar durante un corto período de tiempo.
  • Rendimiento.

2. Trabajo con Baterías

2.1. Sustitución

  1. Desconectar el borne negativo.
  2. Revisar si hay corrosión y realizar el mantenimiento necesario.
  3. Revisar cables y terminales.
  4. Colocar la batería nueva o antigua en su sitio correctamente.
  5. Verificar la polaridad (la inversión de polaridad puede dañar los diodos del alternador).
  6. Conectar primero el borne positivo (+) y luego el negativo (-).

2.2. Comprobación

Una batería funciona correctamente cuando tiene energía suficiente para alimentar el motor de arranque y, a su vez, el motor térmico. El proceso de comprobación incluye:

  • Verificar que las características de la batería son correctas para su uso.
  • Asegurarse de que el monobloque no tenga grietas.
  • Comprobar que el anclaje y la sujeción sean correctos.
  • Verificar que los bornes y terminales estén en buen estado y sin cortocircuitos.
  • Asegurarse de que el nivel del electrolito cubra las placas.
  • Comprobar el estado y la tensión de la correa y el alternador.

2.3. Precauciones

  • Trabajar en una sala fresca y ventilada.
  • Limpiar los bornes.
  • Comprobar el nivel del electrolito.
  • En baterías conectadas en serie, la tensión total es la suma de las tensiones de cada batería.
  • Si se conectan en serie baterías de distinta capacidad, la intensidad de carga debe corresponder a la batería de menor capacidad.
  • No conectar el cargador antes de conectar los terminales positivo (+) y negativo (-).
  • No acercar llamas a la batería.
  • Durante la carga, quitar los tapones y asegurarse de que la temperatura no supere los 50ºC.
  • Evitar derrames de ácido en el cargador.
  • Una batería está cargada cuando no admite más corriente.
  • Al finalizar la carga, desconectar primero el cargador y luego las pinzas de la batería.

3. Mantenimiento de Baterías en Servicio

  • Mantener la tapa limpia.
  • Comprobar cables y terminales.
  • Aplicar una capa de vaselina a los bornes.
  • Asegurar la batería para evitar vibraciones.
  • Comprobar el nivel del electrolito mensualmente.
  • Evitar el contacto entre los bornes.

3.1. Causas que Limitan la Vida Útil de la Batería

  • Sobrecarga.
  • Carga insuficiente.
  • Falta de agua (en baterías que lo requieran).