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¿Qué son las Cerraduras de Potencia?

Las cerraduras de potencia son dispositivos de fijación que operan mediante el principio de cuña y se utilizan principalmente para asegurar ejes y resaltes en su lugar.

Las cerraduras de potencia utilizan el principio de cuña para obtener fuerza de fricción, y se caracterizan por el hecho de que las dos partes pueden fijarse sin holgura simplemente apretando el tornillo. La holgura es el juego causado por el engrane de los engranajes, mientras que la ausencia de holgura significa que no hay juego en los engranajes.

Usos de las Cerraduras de Potencia

Las cerraduras de potencia se utilizan para fijar elementos mecánicos como ejes giratorios, poleas y engranajes en diversas máquinas industriales. También se utilizan en dispositivos de fabricación de semiconductores y máquinas de procesamiento de alimentos. Debido a las características de los dispositivos de fijación de tipo de desgaste, se utilizan principalmente en áreas como la maquinaria de transporte, envasado e impresión.

En estas aplicaciones, el nivel de fase puede ajustarse con un solo tornillo, por ejemplo, para el posicionamiento final de componentes de la cadena cinemática como poleas y ruedas dentadas. Además, el ajuste puede realizarse desde el lado de las piezas giratorias, lo que significa que se necesita menos espacio en el diseño. También hay disponible una serie resistente al medio ambiente para satisfacer las necesidades de las salas blancas.

Principio de las Cerraduras de Potencia

Las cerraduras de potencia fijan dos piezas mediante la fuerza de fricción, que se obtiene aplicando el principio de cuña. Existen dos tipos de cerraduras de potencia: las de doble conicidad y las de conicidad simple. El tipo de doble conicidad utiliza dos conicidades para generar la fuerza de fricción.

Cuando se aprieta el perno de fijación, el anillo cónico A y el anillo cónico B entran en estrecho contacto entre sí y separan las pistas exterior e interior, que están en contacto de forma cónica. Los anillos de rodadura exterior e interior crean una elevada presión superficial en contacto con las piezas del eje y del alojamiento, lo que da lugar a fuerzas de fricción.

El tipo cónico simple utiliza un solo cono para generar la fuerza de fricción. Cuando se aprieta el tornillo de fijación, los anillos exterior e interior, que están en contacto entre sí en la superficie cónica, se extienden sobre los diámetros interior y exterior mediante el tornillo de fijación, creando así una fuerza de fricción entre el componente del eje y el componente del alojamiento.

Algunos sistemas hidrohidráulicos se basan en el principio de Pascal. En el sistema hidrohidráulico, un tornillo presuriza y comprime el medio de presión encerrado en el interior del manguito, generando una fuerza de fricción entre las piezas del eje y las piezas de la carcasa.

Características de las Cerraduras de Potencia

Las fijaciones por fricción basadas en cuñas, como las cerraduras de potencia, se caracterizan por su bajo coste y su buena versatilidad. Por otro lado, requieren tiempo y esfuerzo para su instalación y desmontaje.

Los sistemas hidrohidráulicos son algo más caros que los sistemas mecánicos de cuña, pero son muy fáciles de mantener, y su facilidad de instalación y desmontaje, así como su rapidez y precisión, son también ventajas de los sistemas hidrohidráulicos. Los sistemas mecánicos de cuña son relativamente compactos y pueden soportar pares elevados.

Las tolerancias de mecanizado de las piezas de montaje son relativamente grandes y pueden utilizarse incluso con chaveteros, etc. Sin embargo, utilizan muchos tornillos, por lo que su desmontaje lleva mucho tiempo y hay que tener cuidado de no olvidarse de apretarlos. En cambio, los sistemas hidrohidráulicos son más fáciles de instalar y desmontar, más precisos y, si no se tienen en cuenta los costes, superiores a los mecánicos.

Más Información sobre las Cerraduras de Potencia

1. Par de Apriete de las Cerraduras de Potencia

El par de apriete de las Cerraduras de Potencia es crucial para garantizar la transmisión eficiente del par a través de la fricción con el eje. Un apriete insuficiente puede resultar en la incapacidad de alcanzar el par de transmisión especificado. Por lo tanto, es esencial gestionar adecuadamente el par de apriete del perno y considerar la tolerancia dimensional del eje.

Los datos técnicos proporcionados por el fabricante indican que el par de apriete del tornillo varía según el modelo y el diámetro del eje. Por ejemplo, para un diámetro de eje de 20 mm, el par de apriete oscila entre 11,1 y 18,4 Nm, mientras que el par de transmisión en ese punto específico es de 61,7-62,7 Nm. La tolerancia dimensional recomendada para el eje es h6 para Ø38 o menos, y h8 para Ø40 o más. Es importante observar estas dimensiones, ya que si son demasiado pequeñas, el par de transmisión se reducirá, y si son demasiado grandes, el montaje podría ser inviable.

Apriete los tornillos en diagonal y gradualmente para que el apriete sea uniforme. Por último, ajuste la llave dinamométrica al par especificado y apriete todos los tornillos. De este modo se evita un apriete excesivo.

Aunque pueden montarse varias cerraduras de potencia en un eje, debe tenerse en cuenta que el par transmitido no es simplemente proporcional a la cantidad. Según los datos del fabricante, es 1,55 veces mayor con dos y 1,85 veces mayor con tres.

2. Proceso para Retirar las Cerraduras de Potencia

Al retirar las cerraduras de potencia, afloje el tornillo de presión para liberar el apriete de la cuña. Sin embargo, algunas cerraduras que han estado apretadas durante mucho tiempo pueden quedar atascadas y no se pueden quitar simplemente aflojando el perno. En este punto, enrosque el perno en el grifo de extracción situado junto al orificio del perno presurizador y extraiga el cierre a la fuerza.

También hay que asegurarse de que no se aplique ninguna carga o par de torsión a las cerraduras de potencia durante el desmontaje. Puede producirse un accidente grave si las cerraduras de potencia saltan o giran durante el desmontaje.

¿Qué es un Sensor de Deformación?

Un sensor de deformación es un instrumento de medición que detecta la deformación de un objeto sometido a prueba como un cambio en las señales eléctricas y mide la cantidad de deformación a partir de este cambio en las señales eléctricas.

Son capaces de realizar mediciones extremadamente precisas y de respuesta rápida y pueden utilizarse tanto para medir la deformación estática como la dinámica.

Aplicaciones de los Sensores de Deformación

Los sensores de deformación se utilizan para comprobar la resistencia y seguridad de vehículos, ferrocarriles, transporte aéreo, edificios y otras estructuras. También se utilizan en medicina clínica, rehabilitación y ergonomía, y son útiles para medir magnitudes físicas en una amplia gama de campos.

Otros sensores basados en sensores de deformación son los sensores de aceleración, las células de carga, los sensores de presión, los sensores de desplazamiento y los sensores de par.

Principio de los Sensores de Deformación

La estructura esencial de un sensor de deformación comprende un patrón de cableado en zigzag formado sobre una película delgada de material conductor, la cual está aislada por una película también delgada de material aislante. Este patrón de cableado se crea mediante técnicas de fotograbado, y el sensor de deformación se adhiere a la superficie de la muestra mediante un adhesivo especializado.

Los sensores de deformación realizan la medición convirtiendo la deformación de la superficie de la muestra en una señal eléctrica. El sensor modifica la resistencia de todo el circuito eléctrico en respuesta a la deformación de la muestra, de modo que la deformación puede cuantificarse midiendo la resistencia. Cuando se fija un sensor de deformación a una muestra y ésta se deforma, el cableado en forma de zigzag del sensor de deformación se expande y contrae en función de la deformación.

Cuando el cableado se estira, el área de la sección transversal del cableado se hace más pequeña y la resistencia eléctrica aumenta, mientras que cuando el cableado se contrae y el área de la sección transversal se hace más grande, la resistencia eléctrica disminuye. La deformación puede medirse y cuantificarse a partir de este cambio en la resistencia eléctrica. Se utiliza un circuito de puente Hoiston para detectar este cambio minúsculo en la resistencia del sensor de deformación.

En un circuito de puente Hoiston, se aplica tensión al lado de entrada del puente y la tensión modificada por la deformación del objeto a medir se mide en el lado de salida. A partir de esta diferencia, se detectan los cambios en la resistencia eléctrica del cableado de los sensores de deformación, a partir de los cuales se puede cuantificar la deformación del objeto medido. El cableado de los sensores de deformación está hecho principalmente de láminas metálicas, pero algunos también están hechos de semiconductores. También existen sensores de deformación que utilizan el efecto piezoeléctrico de la cerámica.

Tipos de Sensores de Deformación

Los sensores de deformación están disponibles como sensores de un solo eje con un solo elemento de cableado en forma de zigzag, o como sensores multieje con dos o más elementos. En la versión multieje, dos elementos están dispuestos de forma que algunos de ellos se solapan.

Existen varios tipos, como los adecuados para mediciones de la relación de Poisson y los que tienen tres elementos dispuestos de forma que algunos de ellos se solapan y son adecuados para el análisis de tensiones. Los que tienen varios elementos dispuestos en paralelo son adecuados para el análisis de la deformación de las concentraciones de tensión.

¿Cómo Seleccionar un Sensor de Deformación?

Es importante seleccionar el tipo de sensor de deformación y la longitud de la sección de cableado en la dirección de la deformación (longitud de la galga) en función del objeto a medir, así como hacer coincidir el coeficiente de dilatación lineal del sensor de deformación con el del objeto a medir.

Más Información sobre los Sensores de Deformación

1. Tratamiento de la Superficie del Objeto a Medir

Para garantizar la precisión de las mediciones, es necesario eliminar el óxido, la pintura, etc. del objeto que se va a medir. También es importante preparar la superficie del objeto que se va a medir con papel de lija y desengrasar la superficie a la que se va a adherir el sensor de deformación. 

2. Formas de Aplicar los Sensores de Deformación

Para realizar mediciones precisas con sensores de deformación, primero determine y marque la posición exacta en el objeto que va a medir. A continuación, aplique el adhesivo especificado en la parte posterior del sensor de deformación, alinee la marca del objeto que se va a medir con la marca central del sensor de deformación y enrósquelo.

Aunque se utilice adhesivo instantáneo, es importante garantizar un tiempo de secado suficiente.

3. Precisión de los Sensores de Deformación

Los sensores de deformación emplean cambios en la resistencia eléctrica de las secciones de cableado en zigzag para medir la cantidad de deformación experimentada por una muestra. Sin embargo, es importante reconocer que existen factores que pueden contribuir a errores en las mediciones obtenidas con estos sensores. La resistencia de los cables que conectan el sensor de deformación y la fuente de alimentación, así como la temperatura y la humedad del entorno de prueba, también son factores que influyen en los errores de medición.

Por ello, existen dispositivos que corrigen automáticamente estos errores utilizando una combinación específica de sensores de deformación y registrador de datos.

¿Qué es un Medidor de Luz Digital?

Los medidores de luz digitales son instrumentos de medición diseñados para cuantificar la luminosidad perceptible por el ojo humano. Utilizan la unidad de iluminancia del Sistema Internacional de Unidades (SI), conocida como lux (Lx), para medir la cantidad de luz incidente. Estos dispositivos se distinguen por una pantalla digital que proporciona una representación numérica en tiempo real de la iluminancia medida.

Por otro lado, los iluminancímetros analógicos cuentan con una escala visual donde los cambios en la iluminancia son indicados por una aguja móvil o un indicador similar, permitiendo observar los cambios de manera continua en la escala.

Usos de los Medidores de Luz Digitales

Los medidores de luz digitales se utilizan para medir la luminosidad de la luz. Los valores mostrados son relativamente fáciles de leer, lo que facilita su manejo a los principiantes en la medición.

Existen dos tipos de medidores de luz digitales: los de tipo integrado, en los que el sensor y la pantalla están conectados, y los de tipo separado, en los que el sensor y la pantalla están separados por un cable, etc. Los de tipo integrado son adecuados cuando la iluminancia se va a comprobar simplemente al aire libre o cuando la iluminancia se va a medir en una cámara meteorológica artificial para experimentos o pruebas.

Muchos tipos integrados son portátiles y fáciles de transportar. Los hay desde económicos para mediciones sencillas hasta caros para entornos especiales o con funciones de registrador de datos. Algunos tipos pueden seleccionar y cambiar la parte receptora de luz para adaptarse al tipo de fuente de luz y al entorno de medición, y algunos pueden medir varios puntos simultáneamente y registrar datos.

La iluminancia estándar para salas de ventas, salas de diseño, vestíbulos, etc. es de 750-1.500 Lx, y para salas de juntas, salas de reuniones, salas de ordenadores, etc. es de 300-750 Lx. salas de juntas, salas de reuniones, salas de ordenadores, etc. es de 300-750 Lx. Por lo tanto, también se utilizan en escuelas, fábricas, casas, edificios y otras instalaciones en las que es necesario mantener un entorno de salud laboral.

Principio de los Medidores de Luz Digitales

La parte receptora de luz de los iluminancímetros suele incorporar una fotorresistencia, cuya resistencia eléctrica se reduce por la irradiación de luz, o un fotodiodo, que genera una corriente o tensión. Estos componentes electrónicos permiten la conversión analógica de la intensidad luminosa en valores de corriente o tensión, lo que a su vez permite el reconocimiento de la iluminancia.

Además, se incorpora al circuito un convertidor A/D (del inglés: analogue-to-digital converter) para convertir el valor de iluminancia convertido analógicamente en un valor digital, que se cuantifica en un tablero de visualización. Se coloca un filtro óptico sobre el receptor de luz para adaptar la intensidad de la luz a la sensibilidad del ojo, y se traza una curva de calibración utilizando una bombilla tipo filamento como fuente de luz estándar para calibrar el valor del medidor de luz digital.

Por lo tanto, la iluminancia de las lámparas fluorescentes con características de longitud de onda diferentes de las de las bombillas estándar, la iluminación LED, la luz solar en diferentes condiciones meteorológicas, etc., pueden dar lugar a valores de iluminancia diferentes cuando se miden utilizando medidores de iluminancia con estructuras y componentes diferentes. Al comparar los datos de iluminancia una vez obtenidos, es necesario asegurarse de que se utilizan medidores de luz digitales con el mismo número de modelo y construidos con la misma estructura y componentes.

¿Cómo Elegir un Medidor de Luz Digital?

A la hora de seleccionar un medidor de luz digital, deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:

1. Rango de Medición

El factor más importante a la hora de seleccionar un medidor de luz digital es si es compatible con el rango de iluminancia que desea medir. Si, además del rango, también es importante la precisión, deberá seleccionar un iluminancímetro que pueda realizar mediciones de alta precisión. 

2. Unidades e Indicaciones

Es necesario comprobar si las unidades de iluminancia pueden indicarse de acuerdo con las normas del país o del sector en el que se utilice el iluminancímetro. Además, es mejor una pantalla digital clara y fácil de leer para evitar lecturas erróneas. 

3. Operatividad y Facilidad de Uso

La clave es un medidor de iluminancia con una disposición de botones y una estructura de menús fáciles de entender que permitan un manejo intuitivo. Se recomienda que el medidor tenga una interfaz fácil de usar y que sea fácil de configurar y leer los datos.

4. Tiempo de Respuesta

Es el tiempo que se tarda en detectar y mostrar rápidamente los cambios en la iluminancia, por lo que es importante seleccionar un medidor de iluminancia con un tiempo de respuesta corto cuando se utilice en entornos con fluctuaciones instantáneas o velocidades de funcionamiento rápidas. En caso necesario, pueden requerirse alertas y una respuesta rápida.

5. Fuente de Alimentación y Duración de la Batería

Los medidores de luz digitales requieren una fuente de alimentación, y es importante comprobar el estado de las opciones de fuente de alimentación, tales como alimentados por batería o compatibles con adaptador de CA, dependiendo del entorno en el que se vayan a utilizar. También es importante elegir productos con baterías de larga duración y tiempos de recarga cortos.

¿Qué son los Aisladores Digitales?

Los aisladores digitales son componentes diseñados para establecer un aislamiento efectivo entre la transmisión y la recepción de señales digitales.

La función de “aislamiento” juega un papel crítico en los circuitos eléctricos al prevenir cortocircuitos y daños en los equipos. La correcta separación de componentes es fundamental para evitar que la corriente se desvíe hacia lugares no deseados, contribuyendo así a la supresión de ruidos y la transmisión de señales sin interferencias.

Además, los aisladores digitales son dispositivos electrónicos con una larga vida útil y un bajo consumo de energía, lo que los hace adecuados para su uso en una amplia gama de equipos.

Usos de los Aisladores Digitales

Los aisladores digitales tienen una amplia aplicación en circuitos electrónicos y equipos donde el aislamiento es esencial. Un ejemplo destacado es su uso en maquinaria industrial, donde se presentan significativas disparidades de voltaje dentro del equipo. Las secciones de alimentación eléctrica que requieren grandes tensiones o los motores de gran tamaño muy próximos a secciones que funcionan con tensiones bajas deben aislarse cuando existen grandes diferencias de tensión.

De este modo se evitan los daños causados por las altas tensiones aplicadas a piezas que funcionan a bajas tensiones. En segundo lugar, también se utilizan en equipos médicos como rayos X y DEA. Estos dispositivos médicos se utilizan a menudo con las manos, para evitar que la corriente eléctrica fluya hacia el exterior y provoque una descarga eléctrica.

En vehículos, como los eléctricos y los híbridos, se utilizan para proteger las ECU y otros equipos de a bordo en vehículos que utilizan fuentes de alimentación de alta tensión.

Principios de los Aisladores Digitales

Existen dos tipos de aisladores digitales: el “método de aislamiento magnético” y el “método de aislamiento capacitivo”.

1. Método de Aislamiento Magnético

Los aisladores digitales con aislamiento magnético utilizan bobinas en los lados de transmisión y recepción respectivamente. Mediante el uso de bobinas en transmisión y recepción, se realiza la conversión entre señales eléctricas y energía magnética.

Puede manejar altas velocidades, pero la desventaja es que cuanto mayor es la velocidad, mayor es el consumo de corriente. Además, las características de ruido son inferiores a las de los siguientes sistemas con aislamiento capacitivo.

2. Tipo de Aislamiento Capacitivo

Se trata de aisladores digitales que utilizan condensadores. En la transmisión y recepción, la señal eléctrica se convierte en una forma de carga y descarga utilizando un condensador. Los métodos de aislamiento capacitivo tienen unas características de ruido especialmente buenas y, al igual que los métodos de aislamiento magnético, pueden utilizarse a altas velocidades. Además, el consumo de corriente es independiente de la velocidad y es bastante desventajoso a bajas velocidades.

Ambos métodos tienen la ventaja de una larga vida útil y altas velocidades, y ofrecen un rendimiento superior al de los aisladores anteriores. Sin embargo, la única desventaja es que los aisladores digitales sólo pueden manejar señales digitales y no señales analógicas.

Estructura de los Aisladores Digitales

La estructura de un aislador digital con aislamiento magnético consiste en dos bobinas dispuestas en un plástico de superingeniería llamado poliimida. Se aplica una corriente de impulsos a una bobina para generar un pequeño campo magnético local, que a su vez genera una corriente en la otra bobina.

Los aisladores digitales con aislamiento capacitivo consisten en un condensador con una fina capa aislante de dióxido de silicio (SiO2, sílice).

Características de los Aisladores Digitales

Los aisladores digitales tienen las siguientes características sobresalientes sobre los aisladores ópticos convencionales.

1. Gran Rigidez Dieléctrica

Los aisladores digitales se caracterizan por su gran rigidez dieléctrica. La rigidez dieléctrica de los aisladores ópticos oscila entre 1 y 20 Vrms/µm, mientras que la rigidez dieléctrica de los aisladores digitales con aislamiento magnético es de 300 Vrms/µm y de 500 Vrms/µm con aislamiento capacitivo, que es de 10 a 200 veces superior a la de los aisladores ópticos.

2. Alta Esperanza de Vida

Los aisladores digitales se caracterizan por su larga vida útil. Mientras que los aisladores ópticos tienen una esperanza de vida de unos 10 años, se dice que los aisladores digitales tienen una esperanza de vida de 25 años o más.

3. Alta Velocidad de Respuesta

Mientras que los aisladores ópticos pueden aislar señales de hasta unos 20 Mbps, los aisladores digitales pueden manejar velocidades de 150-200 Mbps, es decir, unas diez veces más rápidas.

4. Bajo Consumo de Corriente

Los aisladores digitales pueden mantener un bajo consumo de corriente. En particular, el tipo de aislamiento capacitivo puede reducir el consumo de corriente independientemente de la velocidad.

¿Qué es un Medidor Digital de pH?

Un medidor digital de pH es un dispositivo de medición empleado para determinar el nivel de pH de una solución.

El término pH representa el potencial de hidrógeno o capacidad de hidrógeno y constituye una medida de la concentración de iones de hidrógeno en un líquido. Se expresa como un número en un rango de 0 a 14, con 7 representando neutralidad, valores por debajo de 7 indicando acidez y valores por encima de 7 denotando alcalinidad.

Un medidor digital de pH se emplea para leer de forma digital el índice de concentración de iones de hidrógeno en una solución. A veces, el pH también se abrevia como “pH” o “pH (potencial de hidrógeno)”.

Usos de los Medidores Digitales de pH

Los medidores digitales de pH se utilizan para mediciones medioambientales y análisis químicos. En la medición medioambiental, se utilizan para controlar la calidad del agua potable y las aguas residuales, y en el análisis químico, para el control de calidad en laboratorios y líneas de producción industrial.

En el análisis químico, el pH es un indicador que influye en la preparación de las muestras y en las condiciones de análisis. El pH también afecta al progreso de las reacciones químicas y, por lo tanto, es un elemento de control importante en la producción.

Principios de los Medidores Digitales de pH

El método de medición más utilizado en los medidores digitales de pH es el método del electrodo de vidrio. El método del electrodo de vidrio utiliza dos electrodos (electrodo de vidrio y electrodo de comparación). Cuando hay líquidos de pH diferente en las dos zonas separadas por las películas de vidrio de los electrodos, se genera una fuerza electromotriz correspondiente a la diferencia, y el pH se calcula midiendo el potencial de los electrodos de vidrio/comparación en el propio instrumento.

Hay que tener en cuenta que el pH-metro debe calibrarse antes de su utilización. Las soluciones patrón de pH se calibran generalmente con pH 7 como punto cero y una calibración de tres puntos con pH 4 y pH 9, pero la solución patrón de pH utilizada para la calibración puede modificarse en función del pH de la muestra. También hay que tener en cuenta que la pendiente de la curva de calibración se ve afectada por la temperatura.

La medición del pH en sí es una tarea sencilla, pero es importante conocer los puntos clave de la medición y disponer de un procedimiento de mantenimiento. Es importante disponer de un procedimiento para los puntos que deben medirse y los métodos de mantenimiento.

Otros métodos de medición del pH además del método del electrodo de vidrio incluyen el uso de indicadores como el papel tornasol, el método del electrodo de hidrógeno, el método del electrodo de quinhidrona y el método del electrodo de antimonio. No obstante, el método del electrodo de vidrio es más seguro, más preciso y más reproducible que los otros métodos de medición.

Más Información sobre Medidores Digitales de pH

1. Calibración de Medidores Digitales de pH

Calibrar un pH-metro significa ajustar correctamente los puntos cero y span (sensibilidad) del pH-metro utilizando una solución patrón de pH. Dado que existen operaciones específicas en función del medidor digitales de pH utilizado, las instrucciones proporcionadas deben tener prioridad sobre la calibración propiamente dicha.

La calibración puede realizarse como calibración de un punto utilizando un tipo de solución patrón de pH, calibración de dos puntos utilizando dos tipos o calibración de tres puntos utilizando tres tipos. La calibración de dos puntos suele utilizarse a menudo para calibrar los pH-metros. La calibración en un punto es una calibración simplificada. Para una calibración más rigurosa, se utiliza la calibración de tres puntos.

El valor real de la “fuerza electromotriz por pH” en el electrodo de vidrio se ve afectado por la contaminación de la película de vidrio y los “errores alcalinos” y “errores ácidos” (errores en condiciones fuertemente alcalinas y fuertemente ácidas, respectivamente). Por este motivo, suele ser inferior al valor teórico (59,16 mV a 25°C). El ‘pH7 EMF’ también se desvía del valor teórico (0 mV).

La medición previa y la calibración periódica garantizan mediciones de pH de gran precisión. 

2. Soluciones de Calibración para Medidores Digitales de pH

Los tipos, la calidad y la composición de las soluciones patrón de pH son los siguientes:

Solución patrón de pH de oxalato
Solución de trihidrógeno dioxalato de potasio 0,05 mol/kg, pH 1,68 a 25 °C

Solución patrón de pH de ácido ftálico
0,05 mol/kg de hidrogenoftalato de potasio en solución acuosa, pH 4,01 a 25 °C

Solución patrón de pH de borato
0,01mol/kg de tetraborato sódico en solución acuosa, pH 9,18 a 25 °C

Solución patrón de pH de carbonato
0,025mol/kg de bicarbonato sódico y 0,025mol/kg de solución de carbonato sódico, a pH 10,02

Solución patrón de fosfato neutro
0,025mol/kg de hidrógeno fosfato potásico y 0,025mol/kg de solución de hidrógeno fosfato disódico, a pH 6,86 a 25°C

¿Qué son las Cargas Ficticias?

Las cargas ficticias representan una herramienta esencial empleada principalmente en el diseño y evaluación de circuitos de alta frecuencia. Como su nombre sugiere, estas cargas proporcionan una carga simulada para verificar distintos ajustes y operaciones sin afectar al equipo real.

Este dispositivo es utilizado para probar diversos equipos, incluyendo fuentes de alimentación, amplificadores, transformadores y componentes electrónicos relacionados con la Radiofrecuencia (RF). Las cargas ficticias absorben de manera segura la potencia máxima esperada por el equipo, previniendo daños ocasionados por sobrecargas y corrientes excesivas durante las etapas de diseño y pruebas.

Además, las cargas ficticias se encuentran disponibles en diferentes valores de impedancia, permitiendo la selección de aquella que se ajuste a los requerimientos específicos del sistema. Esto posibilita a los diseñadores y responsables de compras elegir cargas ficticias específicas para obtener resultados precisos en las pruebas.

Así pues, las cargas ficticias son parte integrante de la tecnología de alta frecuencia y desempeñan un papel importante en todas las fases de diseño, fabricación y mantenimiento de equipos.

Usos de las Cargas Ficticias

El papel de las cargas ficticias se utiliza en una amplia gama de áreas de la tecnología de alta frecuencia. A continuación se dan algunos ejemplos concretos de su uso.

1. Evaluación del rendimiento de equipos electrónicos
   Las cargas ficticias se utilizan como herramienta para evaluar si equipos electrónicos como fuentes de alimentación, amplificadores, transformadores, etc. producen con precisión la salida especificada. La capacidad de absorber con seguridad la salida permite comprobar si el equipo puede soportar la carga especificada o su rendimiento cuando se le aplica una carga mayor.
2. Sintonización y pruebas de equipos de RF
   Las cargas ficticias son esenciales para probar y ajustar antenas y transmisores en equipos de radiocomunicaciones. Simulan el entorno de comunicación real y permiten evaluar la capacidad de transmisión y la calidad de la señal del equipo.
3. Simulación de protección contra sobrecargas
   Las cargas ficticias también se utilizan para probar la capacidad de un sistema para adaptarse a condiciones extremas y sobrecargas. Esto permite al sistema comprender cómo se comportará cuando se encuentre en una situación de sobrecarga y adoptar las medidas de protección necesarias.

Principio de las Cargas Ficticias

La función principal de una carga ficticia es absorber energía, en particular energía eléctrica, y en gran medida convertirla en energía térmica. Su estructura básica es bastante simple y consiste en un conductor por el que circula la corriente y un material resistivo que absorbe la energía y la libera parcialmente en forma de calor.

El elemento principal, el material resistivo, tiene un valor de resistencia específico y produce una caída de tensión específica cuando la corriente pasa a través de él. Esto sigue la ley de Ohm (la tensión es el producto de la corriente y la resistencia). Este elemento resistivo tiene una capacidad calorífica específica y la capacidad de convertir la potencia en energía térmica.

El diseño de este tipo de cargas ficticias permite que la energía suministrada por la electrónica se convierta en energía térmica, evitando así daños en otras partes del sistema. Por otro lado, su capacidad de disipación térmica determina hasta qué punto el equipo puede absorber energía que debe ser refrigerada.

Tipos de Cargas Ficticias

Las cargas ficticias se presentan en diversas formas y características y se aplican con distintos fines. A continuación se detallan los principales tipos utilizados habitualmente:

1. Cargas Ficticias de Resistencia Fija.
   Este es el tipo más común de cargas ficticias y tiene la característica de tener un valor de resistencia fijo. Por lo tanto, pueden simular con precisión la carga específica asumida por el equipo. Suelen utilizarse para pruebas sencillas, ajustes y verificación de la potencia nominal.
2. Cargas Ficticias Resistivas Variables
   Las cargas ficticias de resistencia variable permiten ajustar manualmente el valor de la resistencia y pueden simular diferentes situaciones de carga. Esto permite comprobar el rendimiento del equipo en distintas situaciones.
3. Cargas Ficticias Controladas Electrónicamente
   Las cargas ficticias controladas electrónicamente son el tipo más avanzado y pueden controlarse por ordenador para variar el valor de la resistencia. Se utilizan en instalaciones de pruebas automatizadas y diagnósticos avanzados para ver cómo responde el sistema a diferentes condiciones de carga.
4. Cargas Ficticias refrigeradas por líquido
   Las cargas ficticias refrigeradas por líquido se utilizan para descargar eficazmente el calor generado por las cargas ficticias cuando es necesario absorber grandes cantidades de potencia. Suelen utilizarse en aplicaciones de alta potencia, como transmisores de RF y amplificadores de gran potencia.

Cada uno de estos tipos de cargas ficticias se ha convertido en una herramienta esencial para que los ingenieros se aseguren de que los sistemas y equipos funcionan correctamente a medida que realizan pruebas y diagnósticos. Cada tipo es adecuado para un uso y un entorno de prueba específicos, y una selección y un uso adecuados garantizarán unos resultados eficaces y precisos.

¿Qué son los Paneles de Poliestireno?

Los paneles de poliestireno son productos fabricados a partir de espuma de poliestireno.

Al estar hechos de espuma de estireno, son ligeros, fáciles de procesar y de utilizar. Se utilizan para diversas aplicaciones, como pop-ups en tiendas y paneles para colocar carteles en exposiciones.

La capacidad de ser cortados con facilidad mediante un cúter brinda a los usuarios la flexibilidad de adaptarlos a sus necesidades específicas. Hay que tener en cuenta que la espuma de poliestireno no es resistente a la intemperie y no es adecuada para un uso prolongado o al aire libre. Suele utilizarse para carteles temporales.

Usos de los Paneles de Poliestireno

Los paneles de poliestireno se utilizan para exponer artículos de papel como carteles, cuadros y folletos. Como son ligeros y baratos, suelen utilizarse para montar stands temporales en exposiciones y reuniones de negocios en salones de actos. Los paneles de poliestireno también son fáciles de procesar y a veces se utilizan para pop-ups de tamaño real en tiendas.

Como los paneles de poliestireno están hechos de espuma de estireno, contienen una gran capa de aire en su interior. Tienen excelentes propiedades de aislamiento térmico y son útiles como material de construcción.

Características de los Paneles de Poliestireno

1. Fácil de Procesar

Los paneles de poliestireno están hechos de espuma de estireno. La espuma de estireno utilizada para los paneles de poliestireno es menos espumosa que la utilizada para materiales de embalaje, etc. y tiene una superficie lisa y relativamente resistente debido a sus finas partículas.

Por otro lado, también tiene la facilidad de procesamiento que es exclusiva de la espuma de estireno, y puede procesarse utilizando cortadoras y otras herramientas. Existen varios grosores y tamaños, y el adecuado se selecciona en función del uso previsto.

2. Adecuado para Uso Temporal

Hay que tener cuidado al utilizar paneles de poliestireno durante largos periodos de tiempo. Por ejemplo, si un panel grande se utiliza continuamente de pie, su forma puede cambiar debido al peso del propio panel.

Además, si el panel se utiliza continuamente con papel adherido, el papel se vuelve más pesado debido a la humedad, y el peso del papel puede hacer que el panel se deforme en el lado al que está adherido el papel. Debido a estas características, los paneles de poliestireno suelen utilizarse en interiores o para uso temporal, como en exposiciones.

3. Utilidad como Material Aislante

Dado que los paneles de poliestireno son un material que no absorbe fácilmente el agua, a veces se utilizan como aislante en la industria de la construcción. Son útiles por su bajo precio y sus excelentes propiedades de aislamiento térmico.

Tipos de Paneles de Poliestireno

1. Paneles de Poliestireno Espumado

Los paneles de poliestireno expandido tienen excelentes propiedades de aislamiento térmico a pesar de su poco peso. El componente principal, el poliestireno expandido (EPS), se fabrica combinando monómero de estireno con un agente espumante para formar una espuma, que tiene una distribución uniforme de finas burbujas de aire, lo que proporciona un excelente aislamiento térmico.

Por ello, se utiliza ampliamente en la industria de la construcción como aislante térmico para paredes exteriores y tejados, y puede mejorar la eficiencia energética de los edificios. Su ligereza y sus propiedades amortiguadoras también lo hacen útil como caja de transporte y material de protección.

2. Paneles de Acriloestireno

Los paneles de acriloestireno se caracterizan por la transparencia distintiva de su componente principal, el polimetacrilato de metilo (PMMA). Suelen utilizarse como alternativa al vidrio, ya que son más ligeros que éste y más resistentes a la rotura.

Por su transparencia, se utiliza en productos en los que los elementos visuales son importantes, como rótulos de interior y exterior, expositores y mobiliario. Su excelente resistencia a la intemperie también lo hace adecuado para su uso en exteriores.

3. Paneles de Estireno de Alto Impacto

Los paneles de estireno de alto impacto se fabrican combinando estireno con aditivos como el caucho para aumentar su resistencia. Como resultado, tienen una resistencia al impacto extremadamente alta y son resistentes al agrietamiento.

Se utilizan mucho en campos en los que se requiere resistencia, como productos que requieren durabilidad, componentes de equipos electrónicos y materiales de embalaje. Además, debido a su elevado coste, es un producto útil como opción en diversos campos industriales.

4. Paneles de Poliestireno Transparente

Los paneles de poliestireno transparente se moldean a partir de estireno en forma clara o transparente. Pueden fabricarse a un coste inferior al de los paneles de estireno acrílico, lo que los convierte en una alternativa económica.

Debido a su transparencia, se utilizan para productos que requieren transparencia, como expositores, vitrinas y cubiertas de luminarias. Además, a veces se eligen paneles de poliestireno transparentes cuando se requiere resistencia al impacto o a los productos químicos.

¿Qué son los Desmoldeantes de Silicona?

Los desmoldeantes de silicona son sustancias que desempeñan un papel crucial en el proceso de desmoldado de productos.

Cuando se aplica un desmoldeante de silicona en el molde, se previene que el producto quede adherido a la superficie del molde. Esta acción facilita la extracción del producto y asegura que su apariencia no sufra daños durante el proceso. Como su nombre sugiere, estos desmoldeantes están compuestos principalmente por silicona.

Gracias a su baja tensión superficial y a su facilidad de extensión, es fácil de aplicar a cualquier molde, es químicamente inerte y puede utilizarse en la mayoría de los materiales. Sus bajísimas fuerzas intermoleculares y su incompatibilidad con la mayoría de los materiales de moldeo la convierten en un excelente agente desmoldeante.

Usos de los Desmoldeantes de Silicona

Los desmoldeantes de silicona se utilizan en diversos procesos de moldeo. Son útiles para moldear productos de una amplia gama de materiales, como plásticos, caucho y metales. Por ejemplo, muchos productos de la vida cotidiana, como maquetas de plástico, juguetes, piezas de automóvil y utensilios de cocina, se moldean perfectamente gracias a los desmoldeantes de silicona. También se utilizan en la industria alimentaria, por ejemplo en el moldeado de envases para alimentos.

Otras aplicaciones son la fundición a presión, el tratamiento de superficies y las fibras sintéticas. Los desmoldeantes de silicona también pueden utilizarse para otros fines además de mejorar las propiedades desmoldeantes, ya que también tienen funciones como el glaseado, la protección de superficies y la lubricación. Se suelen utilizar en forma de emulsión, aceite o solución, pero también se pueden hornear o pulverizar.

Principio de los Desmoldeantes de Silicona

Las siliconas combinan las propiedades de los compuestos inorgánicos basados en un esqueleto de enlace Si-O con las de los compuestos derivados de grupos orgánicos como los grupos metilo (-CH3) unidos a átomos de Si.

1. Propiedades Antimoho

Las siliconas se caracterizan por su baja energía superficial y sus bajas fuerzas intermoleculares debido a que sus superficies están recubiertas de grupos orgánicos. Esto indica que es menos probable que se adhieran a otras sustancias y más probable que se despeguen. Esta propiedad permite mejorar las propiedades de liberación.

Cuando las fuerzas intermoleculares son extremadamente bajas, la cohesión es débil y la difusión es fácil. La silicona puede extenderse poco sobre la superficie del molde sin convertirse en gotas. Esto significa que cuando los desmoldeantes de silicona se aplican al molde, se forma una capa de silicona extremadamente fina en su superficie. La presencia de esta capa de silicona impide el contacto directo entre el producto y el molde y facilita el desmoldeo.

2. Resistencia al Calor

La silicona es muy resistente al calor y no pierde su funcionalidad ni siquiera a altas temperaturas. Esto se debe a que el enlace entre el silicio y el oxígeno, la cadena principal de la silicona, es más estable que el enlace entre el carbono y el carbono. Por tanto, también puede utilizarse en moldes para plásticos que se moldean a altas temperaturas.

La silicona puede migrar a la superficie del producto moldeado tras el desmoldeo, pero los desmoldeantes de silicona pueden hornearse en el molde para formar una película que pueda utilizarse durante un largo periodo de tiempo.

Tipos de Desmoldeantes de Silicona

1. Tipo Emulsión

Emulsiones de fluido de silicona con excelente estabilidad de dilución. Se utilizan para envases de embalaje de alimentos, desmoldeo de moldes de caucho y plástico, lubricantes de planchado y acristalamiento. 

2. Tipo Aceite

Excelente resistencia al calor y propiedades humectantes, químicamente inerte. Excelente para desmoldeo y glaseado en moldeado de caucho, plástico y neumáticos. También se utiliza como aceite base para otros desmoldeantes de silicona.

3. Base Disolvente

Las resinas de silicona diluidas con disolventes, como el tolueno u otros hidrocarburos derivados del petróleo, son ampliamente utilizadas en aplicaciones de desmoldeo. Estas resinas presentan cualidades sobresalientes de humectación en los moldes. El disolvente se volatiliza fácilmente, lo que facilita el tratamiento térmico, y al hornearse forma una película que proporciona un efecto desmoldeante duradero y evita la transferencia del agente desmoldeante al producto.

¿Cómo Elegir un Desmoldeante de Silicona?

En esta sección se explica cómo elegir los desmoldeantes de silicona. Hay tres factores principales que deben tenerse en cuenta a la hora de elegir.

1. Rendimiento del Desmoldeante

Que un producto pueda desmoldearse sin problemas depende en gran medida de las prestaciones del agente desmoldeante. El agente desmoldeante adecuado depende de la forma y el material del producto, por lo que debe seleccionarse en función de la finalidad prevista.

2. Resistencia al Calor

Seleccione un agente desmoldeante que pueda soportar la temperatura de moldeo. La resistencia al calor requerida depende del material y del método de moldeo del producto a moldear.

3. Seguridad

Es importante seleccionar un agente desmoldeante que no afecte al cuerpo humano, especialmente si se van a moldear productos alimenticios o médicos.

¿Qué son las Mirillas?

Una mirilla es un dispositivo esencial para supervisar tanto el caudal de fluidos como la posición del nivel de líquido en diversos contextos.

En la supervisión de caudales, a menudo se la nombra como “mirilla de caudal”, “visor de caudal” o “indicador de caudal visible”. Su función principal radica en el seguimiento de la presencia y cantidad de flujo de fluido en una tubería. Por otro lado, en aplicaciones de verificación de niveles de líquido, ocasionalmente denominada “caudalímetros de obra”, se dedica a controlar la posición o nivel de líquido en un recipiente.

Cabe señalar que la apariencia y la construcción de estos dispositivos, así como su método de instalación, varían significativamente entre ambas aplicaciones mencionadas.

Usos de las Mirillas

Como ya se ha mencionado, las mirillas tienen las dos aplicaciones siguientes:

1. Control del Flujo de Fluidos

En el caso del control del flujo de fluidos, las mirillas se fijan con bridas o tornillos a las tuberías instaladas en centrales eléctricas y fábricas. Los operarios y trabajadores de mantenimiento controlan visualmente el flujo de diversos líquidos, como vapor, agua y productos químicos, a través de las tuberías.

2. Control de la Posición del Nivel de Líquido

Las mirillas para controlar la posición del nivel de líquido se atornillan o martillan (encajan) en los orificios laterales de la carcasa de las máquinas con engranajes reductores o cojinetes. El operario o el trabajador de mantenimiento comprueba visualmente el nivel correcto del líquido y la cantidad correcta de lubricación.

Principio de las Mirillas

El principio de las mirillas depende de las dos aplicaciones anteriores.

1. Control del Caudal de Fluidos

Las mirillas para el control del caudal de fluidos se estructuran en las dos formas principales de visibilidad siguientes:

• Comprobación visual del flujo de fluido con vórtices y burbujas.
• Comprobación visual del flujo de fluido mediante la rotación de aletas o impulsores

2. Control de la Posición del Nivel de Líquido

Una mirilla para controlar la posición del nivel de líquido se coloca en la posición correcta (nivel) de un líquido, como el aceite, y cuando el nivel de líquido alcanza la posición donde está colocada la mirilla, el líquido entra en la mirilla y se comprueba el nivel de líquido.

Por lo general, el aceite u otros líquidos se lubrican de forma que el nivel del líquido esté cerca de la posición central. Sin embargo, si toda la mirilla está llena de líquido, esto indica que se ha suministrado más aceite del necesario.

Construcción de las Mirillas

Los tipos de mirillas según su construcción son los siguientes:

1. Control del Caudal de Fluido

Tipo Transmisivo
No hay ningún mecanismo especial en el interior de la mirilla transparentes, que se comprueba mediante vórtices y burbujas a medida que el fluido pasa a través de ella. Cuando se utiliza con dos fluidos, el estado de mezcla puede comprobarse por el color del fluido.

De Solapa
En el interior de las mirillas de aletas, una placa denominada aleta está unida a un pasador u otro eje, y el ángulo de la aleta cambia en función del caudal del fluido para comprobar el estado del caudal. Cuanto mayor es el caudal, más se aproxima el ángulo de la aleta a la horizontal.

De Bola
Las mirillas tipo bola tienen varias bolas en su interior, que flotan y giran en respuesta al caudal de fluido, confirmando así el estado del caudal. Cuanto mayor es el caudal, más rápido se mueven las bolas.

Tipo Impulsor
Dentro de la mirilla de tipo impulsor se monta un impulsor, que gira en respuesta al caudal de fluido para comprobar el estado del caudal. Cuanto mayor sea el caudal, más rápido girará el impulsor.

Tipo Boquilla
Dentro de la mirilla de tipo tobera hay un objeto en forma de tubo denominado tobera, a través del cual se comprueba el goteo del fluido. El tipo de boquilla se caracteriza por una menor contaminación del vidrio, ya que el fluido no entra en contacto con el vidrio. Este tipo es para caudales bajos, se instala en tuberías verticales y su uso está restringido a la dirección del flujo de arriba hacia abajo.

Tipo Linterna
El cuerpo de la mirilla tipo linterna es de vidrio en forma de tubo, lo que permite comprobar el caudal desde cualquier dirección en 360°. Cuando se utiliza para líquidos, se caracteriza por un bajo residuo de líquido y es adecuado para controlar el caudal no sólo de líquidos, sino también de polvos y otros materiales. Este tipo también está limitado a la instalación en tuberías verticales y al uso en la dirección del flujo de arriba hacia abajo. 

2. Controlar la Posición del Nivel de Líquido

Tipo Roscado
Las mirillas roscadas se montan atornillándolas en los tornillos roscados mecanizados en la carcasa del reductor de velocidad o similar. Existen dos tipos: uno con un reflector en el interior de la mirilla para facilitar la visibilidad y otro sin reflector.

Tipo Martillo
La mirilla se encaja en un simple orificio de la carcasa del reductor de velocidad o similar. Al igual que en el caso del tipo atornillado, la mirilla puede montarse con o sin reflector.

Tipo Cúpula
Las mirillas tipo cúpula tienen una superficie de cristal semiesférica y van atornilladas.

Más Información sobre las Mirillas

1. Material de las Mirillas

Los materiales típicos utilizados para las mirillas son los siguientes:

Para el control del caudal de fluido (parte del cuerpo)

• Fundición gris,
• Fundición de grafito esferoidal (fundición dúctil)
• Fundiciones de acero de alta temperatura y alta presión
• Fundiciones de acero inoxidable 
• Fundiciones de bronce 
• Otros Revestimiento o recubrimiento de conductos internos de fluidos, etc.

Para el control de la posición del nivel de líquido

• Acero al carbono, acero inoxidable, resina, etc.

El vidrio utilizado para las ventanas es de diferentes materiales según el tipo de fluido utilizado, la presión y la temperatura.

Para el control del flujo de fluidos, se utiliza vidrio templado, mientras que el vidrio de borosilicato se utiliza para altas temperaturas. Para la monitorización de la posición del nivel de fluido se utiliza resina de policarbonato (PC) o vidrio templado.

2. Notas sobre Selección y Especificaciones

En sistemas de tuberías que transportan condensado de vapor, las mirillas se instalan en ocasiones aguas abajo de elementos como manómetros, válvulas de bola, válvulas de globo, dispositivos de recuperación de condensado, filtros, purgadores de vapor, válvulas reductoras de presión, válvulas antirretorno y electroválvulas. Sin embargo, esta disposición puede conllevar desafíos, como la precisión comprometida en la medición de caudales debido a fenómenos como golpes de ariete, vaporización instantánea y formación de cavidades antes de llegar a las propias mirillas.

Otro problema cuando se utiliza con fluidos a alta temperatura es que la mirilla también se calienta debido al vapor, y si la temperatura desciende debido a un enfriamiento rápido, la parte de vidrio de la mirilla puede dañarse por choque térmico, por ejemplo. Por lo tanto, es necesario tener en cuenta el lugar y el entorno en el que se va a instalar la mirilla a la hora de elegir el modelo y, en particular, el material del vidrio.

¿Qué es una Sonda Kelvin?

La sonda Kelvin es un método de medición de la función de trabajo, y se clasifica como una técnica de microscopía.

Este proceso involucra la aproximación de una sonda metálica a la superficie de la muestra. La diferencia de potencial de contacto causada por la disparidad en la función de trabajo entre la muestra y la sonda se mide. Utilizando una sonda con una función de trabajo ya establecida, es posible deducir la función de trabajo de la superficie de la muestra en cuestión.

Usos de las Sondas Kelvin

1. Función de Trabajo de Películas Delgadas

La función de trabajo de la superficie de una muestra depende de la calidad de la película delgada y de la presencia de impurezas. En células solares y sensores, la calidad y la estructura de orden superior de la película delgada pueden influir en las propiedades del dispositivo.

Las películas delgadas depositadas en diversas condiciones pueden medirse utilizando el método de las sondas Kelvin para realizar análisis de correlación entre la estructura de la película y sus propiedades.

2. Células Solares y Dispositivos Orgánicos

Las mediciones mediante la sonda Kelvin se emplean principalmente en materiales metálicos y semiconductores. Se aplican en diversas áreas, como en células solares de silicio, células solares orgánicas de película delgada y dispositivos emisores de luz orgánicos, así como en el análisis de superficies de electrodos.

Este enfoque con la sonda Kelvin permite trazar un mapa de la función de trabajo de la superficie. Este mapeo se combina con imágenes de la superficie obtenidas a través de un microscopio para un análisis completo y detallado.

3. Identificación de las Zonas Corroídas del Metal

La cartografía de la función de trabajo mediante el método de la sonda Kelvin también permite identificar las zonas corroídas de los metales. Dado que la función de trabajo cambia donde se han producido cambios químicos, como la corrosión, es posible cartografiar dónde se han producido reacciones inesperadas en la muestra.

Principio de las Sondas Kelvin

El método de la sonda Kelvin es una técnica de medición basada en la microscopía de fuerza atómica (AFM) y tiene una resolución espacial del orden de micrómetros. El método de la sonda Kelvin consiste en poner en contacto una sonda metálica con la superficie de la muestra.

Cuando la sonda entra en contacto con la superficie de la muestra, se produce una transferencia de electrones y cambia el nivel de Fermi, lo que da lugar a un cambio en el potencial de la superficie de la muestra. La cantidad de este cambio de potencial depende de la función de trabajo de la sonda y la muestra, por lo que la función de trabajo de la superficie de la muestra se puede determinar mediante el uso de una sonda con una función de trabajo conocida.

Al poner la sonda en contacto con toda la muestra, es posible cartografiar la función de trabajo en la película fina e identificar las zonas en las que se está produciendo corrosión o cambios en la calidad de la película basándose en los cambios en la función de trabajo.

Más Información sobre las Sondas Kelvin

1. Sustancias que Pueden Medirse

El método de las sondas Kelvin permite la medición no destructiva de muestras. Pueden medirse tanto películas finas orgánicas como inorgánicas.

Por lo tanto, la función de trabajo de cada capa puede medirse en la sección transversal de una película multicapa, o durante el proceso de crecimiento de una película delgada. También se utiliza a menudo para otros estudios fundamentales en fisicoquímica, como el análisis de las reacciones químicas que se producen en las superficies de los catalizadores a partir de los cambios en las funciones de trabajo superficiales.

2. Función de Trabajo

La función de trabajo es la energía mínima necesaria para que los electrones de un individuo salgan del sólido. Los electrones son numerosos en un sólido y tienen una amplia gama de energías, desde el nivel de vacío de menor energía cinética hasta energías sucesivamente superiores. El nivel más alto corresponde al nivel de Fermi y la diferencia entre este nivel de vacío y el nivel de Fermi es la función de trabajo.

Las funciones de trabajo desempeñan un papel importante en dispositivos como los electrodos de descarga y los paneles de pantallas de plasma, que necesitan extraer electrones del interior de los sólidos. La función de trabajo es la palabra clave en los dispositivos electrónicos.

3. Nivel de Fermi

Los electrones de un material tienen distintas energías en función de su temperatura. La función de distribución de Fermi-Dirac representa la probabilidad de ocupar un nivel de energía que tiene un electrón a una temperatura determinada. El nivel de energía con una probabilidad de ocupación de 0,5 se denomina nivel de Fermi.

Los niveles de energía de un electrón en un átomo son discretos, mientras que en un objeto multiatómico existe una gama de posibles niveles de energía que puede ocupar un electrón. Debido al límite de los niveles de energía que puede ocupar un electrón, la estructura del nivel de Fermi y de los niveles de energía da lugar a la distinción entre conductores, semiconductores y aislantes.