Post laboratorio #2

Señales de audio

Una señal de audio es una señal analógica eléctricamente exacta a una señal sonora; normalmente está acotada al rango de frecuencias audibles por los seres humanos, que está aproximadamente entre los 20 y los 20.000 Hz.

Dado que el sonido es una onda de presión se requiere un transductor de presión (un micrófono) que convierte las ondas de presión de aire (ondas sonoras) en señales eléctricas (señales analógicas).

La conversión contraria se realiza mediante un altavoz —también llamado bocina o altoparlante en algunos países latinoamericanos—, que convierte las señales eléctricas en ondas de presión de aire.

Onda Cuadrada

Se conoce por onda cuadrada a la onda de corriente alterna (CA) que alterna su valor entre dos valores extremos sin pasar por los valores intermedios (al contrario de lo que sucede con la onda senoidal y la onda triangular, etc.).

Se usa principalmente para la generación pulsos eléctricos que son usados como señales (1 y 0) que permiten ser manipuladas fácilmente, un circuito electrónico que genera ondas cuadradas se conoce como generador de pulsos, este tipo de circuitos es la base de la electrónica digital.

Onda Triangular

La onda triangular es un tipo de señal periódica que presenta unas velocidades de subida y bajada (Slew Rate) constantes. Lo más habitual es que sea simétrica, es decir que, los tiempos de subida y bajada son iguales.

Las ondas triangulares tienen aplicaciones destacadas, tales como:

• Generación de señales sinusoidales. Se generan ondas sinusoidales conformando la señal triangular con redes de resistencias y diodos. Es el método habitual para producir sinusoides en los generadores de funciones de baja frecuencia (hasta unos 10 MHz).
• Generación de barridos. En los tubos de rayos catódicos, se aplican tensiones triangulares asimétricas (diente de sierra) a las placas deflectoras, en el caso de osciloscopios, o corrientes de la misma forma a las bobinas deflectoras, en el caso de monitores de televisión, pantallas de ordenador, etc.
• Osciladores. Como la relación entre el tiempo y la amplitud de una onda triangular es lineal, resulta conveniente para realizar osciladores controlados por tensión, comparando su nivel con la tensión de control.

Levison Mozo, IEC-143-01407

Israel Rodríguez, III-143-00855

Post laboratorio #1

Funcionamiento de un Breaker (Relé termoeléctrico)

Interruptor termo magnético.

Dispositivo de protección eléctrica diseñado para interrumpir el paso de corriente eléctrica si se sobrepasa el valor nominal de este en caso de fallas como sobrecarga o corto circuito.

Los breakers también proporcionan un interruptor muy útil para reparaciones, modificaciones o nuevas instalaciones eléctricas de manera segura sin dejar sin energía eléctrica el resto del sistema.

Funcionamiento:

Constan de 3 elementos de trabajo:

1. Un mecanismo de disparo que separa los contactos una distancia bastante considerable en comparación a su tamaño por medio de unos resortes y un seguro bloqueado que solo necesita un pequeñísimo movimiento para dispararse inmediatamente.
2. Para protección contra sobrecarga, funcionan por medio de un elemento térmico. un bimetal, que son 2 metales de diferente coeficiente de dilatación térmica fuertemente unidos, no aleados, que por el efecto del calentamiento se dilatan, ambos crecen pero uno más que otro y como están unidos y fijos en los extremos el único movimiento posible es doblarse al calentarse, provocando la separación de los contactos al activarse el mecanismo de disparo.
3. Para protección contra corto circuito, funcionan con un elemento magnético, que es una bobina con un núcleo móvil que se moverá por el efecto de magnetismo de la bobina que se energiza por el paso de la corriente de corto a través de ella.

Rango de valores en una descarga eléctrica y sus efectos.

A partir de una intensidad de 10 miliamperios de corriente alterna de baja frecuencia (el umbral bajo el cual no llega a producirse aferramiento) se desencadenan contracciones de la musculatura esquelética. Debido a la constitución más firme de los músculos flexores respecto de los músculos extensores estas contracciones pueden llevar a que la persona "se aferre" a la fuente de corriente eléctrica y con ello a un tiempo más prolongado de exposición. A partir de 30-50 miliamperios, puede sobrevenir una contracción torácica que, al implicar la tensión de los músculos respiratorios y del diafragma durante la duración del flujo de corriente, puede producir un paro respiratorio. Esto también puede ocurrir cuando el flujo de corriente afecta al centro respiratorio del tronco del encéfalo (lo que típicamente sucede, por ejemplo, en un accidente por impacto de un rayo con flujo de corriente a través de la cabeza).

La corriente alterna de 50 Hertz, puede conducir la muerte por paro cardíaco, incluso a partir de una intensidad de 10 mA, si la duración de la exposición es de más de 2 segundos. Para la frecuencia de 50 hertz (típica para la mayoría de los países europeos) la corriente alterna actúa 100 veces por segundo sobre la fase sensible del músculo cardíaco. Esta duplicación resulta de que tanto el semiciclo (la media onda) positivo, como el semiciclo negativo de la corriente alterna tienen efecto biológico. En contraposición, pueden registrarse casos de supervivencia en accidentes con corriente continua, incluso hasta 300 mA.

La magnitud real del flujo eléctrico depende de la resistencia eléctrica que el cuerpo humano o animal presente al ser atravesado por la corriente. Esta resistencia no es constante y depende a su vez de varios parámetros. En la práctica, la mayor parte de las veces en que se hace referencia a las fuentes de peligro se trata de las fuentes de tensión. La corriente eléctrica es la resultante del valor de la tensión y de la resistencia del cuerpo. Sin embargo, casi siempre se utiliza la tensión eléctrica como criterio para la clasificación de riesgo, debido a que los valores de la resistencia del cuerpo fluctúan dentro de determinados rangos conocidos

Efectos directos:

Según el tiempo de exposición y la dirección de paso de la corriente eléctrica, para una misma intensidad, pueden producirse lesiones graves, como asfixia, fibrilación ventricular, quemaduras, y secundarias o indirectas a consecuencia del choque eléctrico, como caídas de altura o golpes.

• Paro cardíaco: Se produce cuando la corriente pasa por el corazón y su efecto en el organismo se traduce en un paro circulatorio.
• Asfixia: cuando la corriente atraviesa el tórax, el choque eléctrico tetaniza el diafragma torácico y como consecuencia los pulmones no tienen capacidad para aceptar aire ni expulsarlo. Este efecto se produce a partir de 25-30 mA.
• Quemaduras: pueden ser externas o internas por el paso de la intensidad de corriente a través del cuerpo por Efecto Joule o por la proximidad al arco eléctrico. Pueden generar zonas de necrosis (tejidos muertos), pero también alcanzar a dañar órganos profundos, músculos, nervios e incluso huesos.
• Tetanización o contracción muscular: consiste en la anulación de la capacidad de reacción de los músculos que impide la separación voluntaria del punto de contacto. Normalmente este efecto se produce cuando se superan los 10 mA.
• Fibrilación ventricular: se produce cuando el choque eléctrico tiene una duración superior a 0.15 segundos, el 20% de la duración total del ciclo cardíaco medio del hombre, que es de 0.75 segundos. La corriente pasa por el corazón y su efecto en el organismo se traduce en un paro circulatorio.
• Lesiones permanentes: son producidas por destrucción de la parte afectada del sistema nervioso (parálisis, contracturas permanentes, entre otras).
• Efectos no inmediatos: se manifiestan pasado un cierto tiempo después del accidente. Los más habituales son manifestaciones renales, trastornos cardiovasculares, trastornos nerviosos, trastornos sensoriales, oculares y auditivos.

Levison Mozo, IEC-143-01407

Israel Rodríguez, III-143-00855