月: 2023年3月

Transformador Monofásico

¿Qué es un Transformador Monofásico?

Los transformadores monofásicos son transformadores con un devanado primario o secundario monofásico.

Se utilizan principalmente para la conversión de corriente alterna monofásica. Un transformador monofásico consta de un devanado de entrada y uno o varios devanados de salida. Los transformadores monofásicos tienen una construcción relativamente sencilla.

Su diseño sencillo, consistente en un devanado primario y un devanado secundario, facilita su fabricación y mantenimiento. Por ello, su coste es relativamente bajo.

Además, suelen ser pequeños y compactos. Por eso son adecuados para lugares con poco espacio y equipos móviles. Al ser más ligeros que los transformadores trifásicos, son más fáciles de manejar e instalar.

Usos de los Transformadores Monofásicos

Los transformadores monofásicos se utilizan ampliamente para la distribución y el control de la energía, principalmente en instalaciones comerciales e industriales. Su función principal es convertir la energía de altas tensiones de transmisión a tensiones de trabajo más bajas.

Las líneas de transmisión y distribución de las redes eléctricas distribuyen la energía a tensiones altas de 6,6 kV CA y superiores. Esto se debe a que una tensión más alta es menos probable que cause caídas de tensión y otras pérdidas, lo que resulta más conveniente para las empresas de transmisión y distribución. Sin embargo, los electrodomésticos más comunes funcionan con 100 V CA o 200 V CA y no pueden utilizarse a estas tensiones.

Por ello, la tensión se reduce mediante un transformador monofásico o similar. Las redes de transporte y distribución de electricidad se distribuyen generalmente en forma de alimentación trifásica para minimizar la cantidad de cable de cobre necesario; una de las tres fases puede utilizarse y la electricidad distribuirse en forma monofásica.

Los transformadores monofásicos también se utilizan a veces en los vehículos ferroviarios. Convierten la corriente alterna de alta tensión y se utilizan como fuentes de alimentación de iluminación y aire acondicionado en trenes, metros y tranvías.

Principios de los Transformadores Monofásicos

El principio de los transformadores monofásicos se basa en las leyes de la inducción electromagnética. Los transformadores monofásicos constan de un circuito magnético formado por un devanado primario y un devanado secundario. Se suministra una tensión de entrada al devanado primario y se toma una tensión de salida del devanado secundario.

La tensión alterna suministrada al devanado primario genera un campo magnético debido a la corriente que circula por el devanado secundario del transformador. El campo magnético generado se transmite a los devanados secundarios a través del núcleo de hierro (circuito magnético). El núcleo de hierro actúa como una vía de flujo y minimiza las fugas de flujo.

El devanado secundario produce una tensión inducida por el campo magnético del devanado primario. Dependiendo del número de vueltas del devanado secundario, se produce una tensión de salida diferente de la tensión de entrada. La tensión de salida también puede ajustarse cambiando la posición de toma del devanado.

La relación de transformación viene determinada por la relación entre el número de espiras del devanado primario y el número de espiras del devanado secundario. La relación de transformación se expresa como la relación entre la tensión de salida y la tensión de entrada: un transformador reductor con más vueltas de bobinado secundario es un transformador reductor, mientras que un transformador elevador con más vueltas de bobinado primario es un transformador elevador.

Tipos de Transformadores Monofásicos

Los transformadores monofásicos se clasifican a grandes rasgos en dos tipos de construcción, conocidos como transformadores monofásicos de doble devanado y transformadores monofásicos de devanado simple.

1. Transformadores Monofásicos de Doble Devanado

Un transformador monofásico de doble devanado es un transformador en el que los devanados primario y secundario están físicamente aislados como devanados separados. El devanado primario recibe la tensión de entrada y la tensión de salida se toma del devanado secundario. Los devanados primario y secundario están aislados por material aislante y un núcleo de hierro para mantener el aislamiento.

2. Transformadores Monofásicos de Devanado Único

Los transformadores monofásicos de devanado único son transformadores en los que se utiliza un devanado tanto en el lado de entrada como en el de salida. Los devanados primario y secundario son el mismo devanado, ya que las tensiones de entrada y salida son compartidas. Pueden diseñarse para ser más compactos y ligeros que los transformadores monofásicos de doble devanado, pero pueden no ser adecuados cuando se requiere aislamiento.

Los transformadores monofásicos de un solo devanado suelen ser menos costosos en cuanto a materiales y costes de fabricación que los transformadores monofásicos de doble devanado, por lo que los transformadores monofásicos de un solo devanado son adecuados cuando se desea mantener bajos los costes.

Pueden diseñarse de forma compacta, por lo que son adecuados para espacios reducidos (por ejemplo, encima de puentes grúa) y para productos portátiles. Sin embargo, debido a las propiedades de aislamiento de los transformadores monofásicos de doble devanado, actualmente se utilizan mucho los transformadores monofásicos de doble devanado.

Cómo seleccionar un Transformador Monofásico

Al seleccionar un transformador monofásico, deben tenerse en cuenta las características de tensión, capacidad y carga.

1. Tensión

Compruebe la tensión de entrada y salida necesaria. Los transformadores se utilizan para convertir la tensión de entrada en tensión de salida, por lo que debe seleccionar un transformador que cumpla sus requisitos.

2. Capacidad

La capacidad de potencia necesaria también debe tenerse en cuenta a la hora de seleccionar un transformador. La capacidad de potencia indica la cantidad máxima de potencia que puede suministrar un transformador y debe seleccionarse de forma que pueda proporcionar potencia suficiente para la carga.

3. Características de la Carga

También hay que tener en cuenta las características de las cargas que se van a conectar. En función del tipo de carga y de las condiciones de funcionamiento, debe seleccionarse un transformador adecuado. Cuando se conectan cargas como motores, es importante seleccionar la capacidad adecuada del transformador teniendo en cuenta las características de la carga en el momento del arranque.

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tête de broche

Qu’est-ce qu’une tête de broche ?

Une tête de broche est une borne qui est attachée à un circuit imprimé. Un exemple d’utilisation est de fixer une tête de broche à une planche à pain, d’y connecter un PICkit et d’écrire des programmes sur le microcontrôleur PIC.

Les bornes sont plaquées d’or ou d’étain. Elles sont souvent allongées et comportent jusqu’à 40 broches en ligne, qui peuvent être retirées une à une, souvent à l’aide d’une pince coupante ou d’une pince à épiler. Attention à ne pas se tromper sur le diamètre des têtes de broche car elles ne rentreront pas dans les trous de la carte.

Utilisations des têtes de broche

Les têtes de broche sont utilisées sur des cartes telles que les breadboards et les cartes universelles pour faciliter l’entrée de signaux et les connexions externes. Elles sont souvent utilisées pour les connexions fil à fil, mais aussi comme connecteurs de commutation de circuit.

Le type de pas de 2,54 mm est souvent utilisé mais il existe des variations de taille, de longueur et de coude en L d’un côté.

Elles sont utilisées pour les connexions internes dans une large gamme d’équipements électroniques tels que les commandes embarquées, les équipements industriels, les ordinateurs, les équipements de communication, les équipements médicaux, les équipements de stockage et les appareils électroménagers.

Principe des têtes de broche

Elles sont constituées d’une broche, qui est un conducteur, et d’un boîtier, qui est un isolant et sert à connecter les circuits. Ces connecteurs sont disponibles en version mâle ou mâle-femelle des deux côtés. Le type mâle-mâle possède des broches aux deux extrémités et peut être fixé sur une carte. Les cartes à pain peuvent être simplement enfichées, tandis que les cartes universelles doivent être soudées.

Le matériau utilisé est le laiton, soit étamé, soit doré. La dorure est plus efficace contre la rouille et plus durable. La plage de température de fonctionnement s’étend de -40°C à 105°C. Il existe des modèles à une ou deux rangées, en fonction de l’application. Le courant et la tension nominaux ne doivent pas être dépassés.

Les têtes de broche reliant une carte à une autre doivent être soudées aux deux extrémités. Elles peuvent également être utilisées sur des cartes flexibles en utilisant une carte de renforcement. Les têtes de broches peuvent servir de connexion de montage entre des cartes flexibles et des cartes rigides. Des connecteurs femelles peuvent également être utilisés pour permettre la connexion et la déconnexion.

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Válvulas de Plástico

¿Qué son las Válvulas de Plástico?

Las válvulas de plástico son fabricadas utilizando recina como el PVC o el PTFE. Aunque algunas válvulas de acero inoxidable o hierro fundido pueden contener componentes de resina, las válvulas de plástico están completamente hechas de este material.

Estas válvulas son especialmente adecuadas para su uso en entornos corrosivos donde solo se puede utilizar resina, o en líneas donde el metal no es una opción viable.

Sin embargo, debido a su naturaleza de resina, estas válvulas tienen una resistencia absoluta inferior en comparación con las válvulas de metal. También pueden experimentar deterioro y pérdida de resistencia después de un uso prolongado bajo la exposición directa a la luz solar.

Aplicaciones de las Válvulas de Plástico

Las válvulas de plástico son ampliamente utilizadas en líneas de productos químicos corrosivos debido a su resistencia al ataque de sustancias químicas. Son especialmente útiles en situaciones donde la resistencia no es un problema, como en líneas que manejan altas concentraciones de ácido clorhídrico, como el 35% en particular.

En el caso del ácido sulfúrico, se puede utilizar acero inoxidable de grado especial (SGP) para concentraciones elevadas, pero no es adecuado para el ácido clorhídrico, por lo que la resina se convierte inevitablemente en la opción preferida.

Además, las válvulas de plástico se utilizan con frecuencia cuando se mezclan varios fluidos corrosivos. Si se utilizan válvulas de plástico con una baja elución, también se pueden utilizar sin problemas en líneas que manejan fluidos sensibles, como el agua pura.

Principio de las Válvulas de Plástico

Las válvulas de plástico, fabricadas principalmente con PVC o PTFE, ofrecen una alta resistencia a la corrosión.

Además de su resistencia a la corrosión, estas válvulas presentan otras ventajas significativas. Debido a su composición principalmente de resina, son mucho más ligeras en comparación con otras opciones, lo que resulta en una menor presión ejercida sobre las tuberías.

Existen también válvulas de acero inoxidable con revestimiento de PFA o revestimiento de goma, pero suelen ser mucho más pesadas y requieren un proceso adicional de revestimiento. Además, si el revestimiento o forro se daña, se pierde la protección contra la corrosión de esa zona y la corrosión puede avanzar rápidamente.

En cambio, las válvulas de plástico, al ser compuestas principalmente de resina, son ligeras y el propio material es resistente a la corrosión, lo cual es una gran ventaja.

Sin embargo, debido a las características de la resina, estas válvulas pueden deteriorarse bajo la exposición a la luz ultravioleta. Al igual que otros plásticos que tienden a blanquearse cuando se exponen a la intemperie, el PVC se degrada gradualmente y pierde resistencia. Por lo tanto, si se utilizan en exteriores, es necesario reemplazarlas periódicamente.

Además, debido a la naturaleza del plástico, su resistencia al impacto es limitada. Por lo tanto, se debe tener precaución al utilizar tuberías en áreas propensas a golpes de ariete u otros impactos, y es importante asegurarse de que las tuberías estén correctamente sujetas.

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varistance

Qu’est-ce qu’une varistance ?

Une varistance est un dispositif semi-conducteur à deux électrodes dont la résistance change en fonction de la tension appliquée.

Le terme varistor est dérivé de Variable + Resistor, qui signifie résistance variable. C’est pourquoi il est parfois appelé résistance non directe ou résistance dépendant de la tension.

La tension et le courant se caractérisent par une relation non proportionnelle : lorsque la tension appliquée à la varistances est faible, la résistance est élevée, et lorsque la tension est élevée, la résistance est faible.

Utilisations des varistances

La résistance des varistances varie en fonction de la tension. Cette caractéristique peut être utilisée pour protéger les éléments de circuits intégrés et d’autres dispositifs de l’électricité statique ou pour protéger les équipements électroniques contre les surtensions dues à la foudre.

Si une tension anormale est appliquée à un élément, tel qu’un circuit intégré ou un équipement électronique, elle peut entraîner un dysfonctionnement ou une destruction. De même, si une tension élevée est appliquée à une varistance, la résistance de la varistance devient faible. Cela facilite la circulation du courant dans le circuit et réduit la charge de l’équipement électronique en créant une chute de tension dans l’impédance de la ligne. D’autres utilisations incluent la prévention des décharges électrostatiques et des éclats.

1. Prévention des décharges dues à l’électricité statique

Les équipements électroniques dotés de terminaux d’interface externes, tels que les téléphones mobiles, les lecteurs de musique et les dispositifs USB, qui sont utilisés dans la vie quotidienne, sont difficiles à protéger de l’électricité statique et nécessitent donc l’utilisation de composants pour prévenir l’électricité statique. En effet, la sophistication technique et la difficulté de fabrication de ces appareils les rendent sensibles aux décharges électrostatiques, ce qui les rend vulnérables à la destruction.

Jusqu’à présent, un élément à tension stable et constante appelé diode Zener était utilisé comme méthode de prévention de l’électricité statique. Cependant, la mise au point de petits varistances à puce multicouche à faible coût a conduit à l’utilisation de varistances.

2. Anti-dispersion

Les moteurs à collecteur sont un terme générique désignant les moteurs électriques et les équipements de puissance dotés d’un collecteur mécanique et de balais. Ils commutent le courant en fonction de la phase de rotation et maintiennent la puissance de l’arbre en rotation dans une direction constante.

Un type de moteur à collecteur est le moteur à courant continu à balais. Il comporte une partie appelée balai à travers laquelle le courant circule directement, mais le collecteur, qui tourne par intermittence, génère une haute tension et des étincelles. Cela entraîne l’usure des balais et la production de bruit. Pour éviter cela, l’on utilise des varistances.

Principe des varistances

Une varistance est constituée de deux électrodes prises en sandwich entre deux semi-conducteurs en céramique, dont le composant principal est l’oxyde de zinc. Les caractéristiques des varistances peuvent être exprimées sous la forme I=KV^α, où I est le courant et V la tension. où K est une constante spécifique à l’élément et α est le coefficient de non-linéarité de la tension (facteur α).

Le coefficient de non-linéarité de la tension est un coefficient qui exprime la courbure après le point de réfraction, c’est-à-dire le point de transition entre une résistance faible et une résistance élevée. Le circuit équivalent d’une varistance est constitué de deux diodes Zener inversées connectées en parallèle avec un condensateur.

Il en ressort que la varistances a une composante de condensateur, ce qui signifie que la tension aux bornes de la varistance est faible et que la varistance a une petite quantité de capacité lorsqu’elle a une résistance élevée.

Jusqu’à une certaine tension, la structure ne permet pas au courant de circuler en raison de la résistance élevée mais lorsqu’une charge supérieure à une certaine tension est appliquée, la tension est plus élevée que la résistance. Aussi, un courant important circule en raison de l’effet tunnel de la mécanique quantique. Par conséquent, lorsqu’une charge à haute tension est appliquée à un élément ou à un appareil électronique, la varistances joue le rôle de libérer l’électricité statique vers la terre, etc.

Autres informations sur les varistances

Caractéristiques des varistances

Les varistances ont une durée de vie. Il est nécessaire de choisir une varistances dont la durée de vie peut être correctement déterminée en fonction de la tension appliquée à la varistance, de la capacité de résistance de la varistance et d’un graphique linéaire montrant les résultats de la forme d’onde de surtension. Elle est définie comme étant à la fois la sortie libérée et court-circuitée. Si les prescriptions sont largement dépassées, le produit peut se briser ou éclater, entraînant des blessures.

Une autre structure similaire est la diode Zener. Elle diffère légèrement parce qu’elle a des caractéristiques courant-tension symétriques et n’a donc pas de polarité.

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thyristor

Qu’est-ce qu’un thyristor ?

Les thyristors sont des dispositifs semi-conducteurs à action redressante, également appelés SCR (Silicon Controlled Rectifier) ou redresseurs contrôlés au silicium. L’action de redressement fait référence à la conversion du courant alternatif en courant continu. Un composant électronique typique à action de redressement est une diode.

La différence entre une diode et un thyristor est la borne de la grille. Les thyristors ont une borne appelée grille et n’exercent une action de redressement que lorsque le courant passe par la borne de la grille.

Utilisations des thyristors

Les thyristors sont utilisés dans l’industrie de la soude et le placage électrolytique en tant qu’applications industrielles. L’industrie de la soude est une industrie où l’eau salée est électrolysée pour produire de la soude caustique et de l’hydrogène. La soude caustique est utilisée pour fabriquer du savon et des détergents. Le courant continu élevé nécessaire à l’électrolyse de l’eau salée est généré par des thyristors.

Dans la vie de tous les jours, les thyristors sont utilisés, par exemple, pour faire varier l’intensité de l’éclairage par LED : le courant alimentant les LED est contrôlé par le thyristor, et le dispositif contrôlant l’éclairage par LED est appelé pilote de LED, qui contient invariablement un thyristor.

Principe du thyristor

Les thyristors ont une structure quadruple PNPN composée de semi-conducteurs de type p et de type n. Les bornes de la grille sont tirées des semi-conducteurs intermédiaires de type n ou p, qui sont appelés respectivement grille N et grille P.

Du fait de sa structure quadruple, il possède trois jonctions. Si l’on considère les jonctions du côté de l’anode au côté de la cathode, les première et troisième jonctions sont polarisées vers l’avant. En revanche, la deuxième jonction est polarisée à l’inverse. Si vous essayez de faire passer le courant du côté de l’anode au côté de la cathode dans cet état, très peu de courant circulera.

Toutefois, si une tension directe est appliquée au thyristor et que le courant circule jusqu’à la borne de la grille, un phénomène connu sous le nom de rupture par avalanche se produit et une conduction se produit entre l’anode et la cathode. C’est ce qu’on appelle l’arc de point du thyristor ou la mise sous tension.

Une fois le thyristor allumé, la conduction est interrompue lorsque le courant circulant vers l’anode devient nul. C’est ce que l’on appelle la coupure ou l’extinction. L’extinction des thyristors se produit spontanément, car le courant alternatif présente des moments périodiques de tension nulle.

Informations complémentaires sur les thyristors

Utilisations des thyristors

Les thyristors peuvent être utilisés pour contrôler des puissances élevées. Des exemples spécifiques sont énumérés ci-dessous.

1. Redresseur

Le redressement est la conversion du courant alternatif en courant continu. Les diodes et les thyristors sont utilisés comme redresseurs, qui sont des éléments clés des circuits de redressement. Les redresseurs à thyristor sont plus petits et plus légers que les redresseurs à diodes, mais les hautes fréquences génèrent du bruit dans le système d’alimentation. Ces dernières années, des redresseurs à transistors ont été développés pour supprimer les harmoniques.

2. Contrôle des moteurs à courant alternatif

L’équipement qui contrôle la vitesse de rotation des moteurs à courant alternatif est appelé dispositif VVVF. A l’intérieur d’un dispositif VVVF se trouvent une section convertisseur et une section onduleur. La section convertisseur convertit le courant alternatif en courant continu. Les diodes sont principalement utilisées dans la section convertisseur.

La section onduleur est un dispositif qui convertit l’alimentation en courant continu en alimentation en courant alternatif par l’opération inverse du redressement. Dans l’onduleur, l’alimentation en courant alternatif est convertie une fois en alimentation en courant continu. Le courant alternatif est généré en commutant l’alimentation en courant continu à grande vitesse à l’aide de thyristor ou d’autres dispositifs.

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Fresadoras Horizontales

¿Qué es una Fresadora Horizontal?

La fresadora horizontal es una máquina utilizada para procesar objetos mediante el uso de una cuchilla llamada fresa, que se monta en un husillo y gira. Existen diferentes tipos de fresadoras, como las fresadoras horizontales, en las cuales el husillo se encuentra montado lateralmente al suelo. Estas fresadoras se clasifican según la dirección en la que está ubicado el husillo y las diferencias en su funcionamiento, como si la mesa o el husillo se mueven.

Aunque la mayoría de las fresadoras son verticales, las fresadoras horizontales son especialmente adecuadas para el mecanizado de ranuras, orificios, cortes, etc. Además, pueden mecanizar caras laterales que no son posibles de realizar con otros tipos de fresadoras.

Las herramientas de corte que se montan en el husillo se pueden clasificar de manera general en taladros y vástagos. El tipo de mecanizado que se puede realizar en una fresadora puede ser modificado cambiando el filo de corte de las herramientas.

Usos de las Fresadoras Horizontal

En las fresadoras horizontales se utilizan diferentes tipos de fresas, como las fresas planas, laterales o cuadradas. Sin embargo, las fresas planas no son eficaces para el fresado plano en este tipo de máquinas.

Las fresadoras horizontales suelen emplear fresas laterales, ya que son ideales para cortar ranuras, escalones y mecanizar los laterales de las piezas. El mecanizado puede variar al cambiar la forma de los filos de corte en ambos lados de la fresa.

Por otro lado, las fresadoras cuadradas poseen aristas de corte anguladas en su circunferencia, lo que les permite mecanizar ranuras en forma de V cortando en dos lugares al mismo tiempo.

En cuanto al tipo de mango, se refiere a una herramienta en forma de varilla, similar a una fresa, que cuenta con un filo de corte en la punta. Esta herramienta se utiliza para realizar agujeros y ranuras en las piezas a mecanizar.

Principio de las Fresadoras Horizontales

En una fresadora, el objeto a mecanizar se fija a la máquina y se coloca una cuchilla llamada fresa en el husillo, el cual se encuentra montado horizontalmente al suelo, en línea con el proceso. El husillo hace girar la fresa a alta velocidad en dirección opuesta a la de un torno.

Durante el fresado con una fresadora, se utiliza una superficie como referencia y la fresa se coloca en contacto ligero con el objeto. La parte ligeramente rectificada se establece como punto cero, y a partir de ahí se rectifica toda la superficie para llevar a cabo el mecanizado.

La estructura de una fresadora horizontal difiere de una fresadora vertical en que el husillo gira lateralmente en relación al suelo, lo que permite cambiar la dirección y la transmisión de la fuerza. Esto posibilita el mecanizado de orificios profundos, algo que no es posible con una fresadora vertical. Además, la fresadora horizontal permite el mecanizado lateral, una tarea que solo puede realizarse con este tipo de máquina.

Asimismo, se han desarrollado los centros de mecanizado horizontales, derivados de las fresadoras horizontales. Estos centros de mecanizado permiten que la mesa gire 360° bajo control numérico, lo que posibilita el mecanizado de las cuatro caras de una pieza mediante la rotación de la mesa.

Una ventaja significativa de los centros de mecanizado horizontales es que permiten mecanizar la cara posterior de una pieza sin necesidad de retirarla de la máquina.

Más Información sobre las Fresadoras Horizontales

1. Características de las Fresadoras Horizontales

Las fresadoras horizontales se caracterizan porque el husillo mecaniza horizontalmente a la pieza, de modo que las virutas desprendidas durante el mecanizado no se acumulan en la pieza ni en la plantilla a la que está fijada.

Si se acumulan demasiadas virutas en la pieza, se producen varios inconvenientes, como la reducción de la visibilidad, arañazos en la plantilla y la pieza, daños en la herramienta de corte y la generación de filos de corte de componentes, que deben limpiarse regularmente o soplarse con un soplador.

La resistencia a la acumulación de virutas de las fresadoras horizontales se utiliza en aplicaciones en las que el mecanizado se realiza de forma continua durante un periodo de tiempo relativamente largo, como el grabado de troqueles.

La función de cambio automático de palets permite un funcionamiento continuo sin necesidad de cambiar las configuraciones.

2. Puntos a Tener en Cuenta sobre las Fresadoras Horizontales

Si está acostumbrado a manejar una fresadora vertical, es fácil confundirse con la dirección X/Y, por lo que accionar el asa y comprobar la dirección X/Y mientras se trabaja ayudará a evitar accidentes.

Además, debido a la naturaleza horizontal del montaje de la herramienta de corte, si se monta una herramienta de corte pesada con un soporte largo, se desviará por efecto de la gravedad, lo que provocará una pérdida de precisión y rigidez. Por lo tanto, la longitud del portaherramientas debe ser lo más corta posible para sujetar la fresa, en comparación con las fresadoras verticales.

La dirección y la presión del refrigerante también deben ajustarse teniendo en cuenta que la gravedad dificulta que el chorro de refrigerante procedente del husillo alcance el filo de corte, lo que constituye un punto débil exclusivo de las fresadoras horizontales.

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pile au lithium

Qu’est-ce qu’une pile au lithium ?

Une pile au lithium est un type de pile chimique qui tire son énergie d’une réaction chimique. Les piles au lithium sont des piles rechargeables basées sur une réaction d’intercalation utilisant comme électrode négative un matériau en carbone capable de stocker des ions lithium.

Les piles au lithium, quant à elles, utilisent du lithium métallique ou des alliages de lithium pour l’électrode négative et sont généralement des piles primaires non rechargeables.

Le dioxyde de manganèse, le fluorure de graphite et le disulfure de fer sont utilisés pour l’électrode positive des piles au lithium, mais celles qui utilisent le dioxyde de manganèse sont les plus courantes, et les piles au lithium désignent généralement les piles au dioxyde de manganèse.

Utilisations des piles au lithium

Le lithium a la plus grande tendance à la cationisation et est le plus léger des métaux. C’est pourquoi les piles au lithium se caractérisent par une tension élevée, un poids léger et une forte densité énergétique. Elles sont largement utilisées comme sources d’énergie internes pour les horloges et la sauvegarde de la mémoire dans une variété d’équipements électriques domestiques tels que les enregistreurs Blu-ray/DVD, les appareils photo numériques, les consoles de jeux, les cuiseurs de riz et les appareils de communication.

Certains types présentent également des caractéristiques de décharge stables, une fiabilité à long terme et une excellente durée de conservation à des températures élevées. Ils sont donc largement utilisés comme sources d’énergie pour des équipements critiques tels que divers compteurs d’eau, d’électricité et de gaz et des compteurs intelligents, des alarmes incendie, des équipements de sécurité et des appareils médicaux.

Principe des piles au lithium

Les piles au lithium utilisent du dioxyde de manganèse, du fluorure de graphite ou du disulfure de fer pour l’électrode positive, du lithium métallique pour l’électrode négative et un électrolyte organique fabriqué par dissolution de sels de lithium dans un solvant organique comme électrolyte

Le lithium métallique de l’anode s’ionise au point de contact avec l’électrolyte, se dissolvant dans l’électrolyte sous forme d’ions lithium. Un électron est généré pour chaque atome de lithium lithié. Les électrons se déplacent ensuite de l’anode à la cathode via un conducteur et les ions lithium via l’électrolyte, provoquant une réaction chimique avec le matériau de la cathode.

Caractéristiques des piles au lithium

Comparées à d’autres piles telles que les piles alcalines, les piles au lithium présentent les caractéristiques suivantes

1. Poids léger et tension élevée

Alors que les piles alcalines ont une tension nominale de 1,5 V, les piles au dioxyde de manganèse, plus couramment utilisées, ont une tension nominale plus élevée de 3 V. La légèreté, la tension élevée, la forte densité énergétique et la possibilité de réduire le nombre de piles nécessaires de deux ou plus à une seule signifient qu’elles peuvent être utilisées dans des appareils plus petits.

2. Faible autodécharge et longue durée de vie

La cathode d’une pile au lithium est un matériau chimiquement stable qui ne se détériore pas facilement et peut conserver plus de 90 % de sa capacité même après 10 ans de stockage.

De plus, une comparaison de la durée de vie des piles dans les équipements nécessitant un courant relativement élevé, par exemple, le matériel photographique, montre que l’on peut s’attendre à ce que les piles au lithium durent environ deux fois plus longtemps que les piles sèches alcalines. Les piles au lithium sont plus chères que les piles sèches, mais la fréquence de remplacement des piles est réduite, ce qui peut être avantageux en termes de coût total dans les équipements nécessitant une consommation de courant élevée.

Toutefois, lorsqu’elles sont utilisées dans des équipements à faible consommation de courant, tels que les calculatrices et les émetteurs de télécommande de télévision, la différence de durée de vie entre les piles au lithium et les piles sèches est faible et ne présente pas d’avantage.

3. Large gamme de températures

Comme l’électrolyte des piles alcalines, telles que les piles sèches largement utilisées, est une solution aqueuse, l’activité de réaction diminue dans les environnements à basse température. Si l’électrolyte gèle, la pile ne fonctionnera pas comme une pile. C’est pourquoi la plage de température de fonctionnement recommandée pour les piles alcalines est de 5°C à 45°C.

Les piles au lithium, en revanche, utilisent un électrolyte organique et ont un point de congélation très bas. Elles sont également relativement stables à des températures élevées : l’énergie peut être extraite sur une large plage de températures. La plage de température de fonctionnement des produits ordinaires est estimée entre -30 et 70°C, et celle des produits résistants à la chaleur entre -40 et 125°C.

En raison de ces caractéristiques, ces piles sont utilisées comme sources d’énergie pour les équipements d’alpinisme dans la neige, les appareils de photographie et d’enregistrement vidéo, etc.

Types de piles au lithium

Les piles au lithium sont généralement des piles primaires qui ne peuvent être ni chargées ni déchargées. Il existe également des piles au lithium rechargeables. Cette section présente chacune d’entre elles.

Piles au lithium primaires

Les piles au lithium primaires disponibles dans le commerce peuvent être classées selon leur forme en trois types : les piles au lithium cylindriques, les piles au lithium en forme de pièce de monnaie et les piles au lithium en forme d’épingle.

1. Piles au lithium cylindriques

Les piles au lithium cylindriques se caractérisent par une faible autodécharge et une puissance élevée. Le fluorure de graphite ou le dioxyde de manganèse est principalement utilisé comme matériau de cathode, tous deux ayant une tension de sortie nominale de 3 V. Le fluorure de graphite a une excellente durée de conservation à long terme et est utilisé comme source d’énergie dans les compteurs intelligents pour le gaz et l’eau. Le dioxyde de manganèse est adapté à la fourniture de courants importants et est utilisé dans les équipements photographiques tels que les appareils photo. Les piles au lithium utilisant le sulfure de fer comme matériau d’électrode positive ont une tension de sortie d’environ 1,5 V et sont vendues en remplacement des piles AA et AAA.

2. Piles au lithium de type pièce de monnaie

Le matériau de l’électrode positive des piles au lithium en forme de pièce est le fluorure de graphite ou le dioxyde de manganèse. Elles se caractérisent par leur finesse et leur compacité et sont utilisées comme source d’énergie de secours pour les fonctions de mémoire et d’horloge dans les produits électriques et les équipements d’information. Elles sont également utilisées dans les systèmes d’entrée sans clé des automobiles et dans les lampes ultra-compactes.

3. Piles au lithium de type pin

Les piles au lithium sont longues, fines et compactes, et le matériau de l’électrode positive est le fluorure de graphite. Leurs principales utilisations sont les flotteurs électriques pour la pêche et les petits émetteurs radio.

Piles au lithium rechargeables

Alors que les piles au lithium ordinaires sont des piles primaires qui ne peuvent pas être rechargées, il existe également des piles secondaires au lithium qui peuvent être rechargées en utilisant un composé tel que le vanadium ou le titane pour l’électrode positive et le lithium métal ou un composé ou alliage de lithium tel que l’aluminium ou le titane pour l’électrode négative, sous la forme d’une pièce de monnaie.

Elles présentent non seulement les mêmes excellentes propriétés que les piles au lithium primaires, mais aussi d’excellentes caractéristiques de cycle de charge-décharge. Elles conviennent aux appareils pour lesquels les piles au lithium ne veulent ou ne peuvent pas être remplacées à mi-parcours. Elles sont par exemple utilisées dans les montres à énergie solaire et les alimentations de secours pour les montres-bracelets.

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Calibrador

¿Qué es un Calibrador?

Un calibrador es un dispositivo o instrumento utilizado para ajustar y verificar la precisión de equipos de medición.

La calibración es un proceso que implica comparar la precisión de un instrumento de medición con una referencia confiable y determinar las desviaciones o errores en los valores que muestra. Estas desviaciones se conocen como “errores instrumentales” y representan las diferencias individuales en un instrumento de medición. Dado que todos los instrumentos de medición tienen pequeñas discrepancias inherentes, comprender y tener en cuenta estos errores es importante.

Los errores instrumentales también pueden variar debido a factores ambientales y al deterioro del instrumento con el tiempo. Por lo tanto, es necesario calibrar los instrumentos periódicamente para garantizar su precisión.

Principio de los Calibradores

El proceso de calibración implica medir las características del calibrador mismo, como su masa o dimensiones, o la salida del calibrador, como la corriente, utilizando el instrumento de medición que se desea calibrar. Por ejemplo, una balanza electrónica (instrumento de medición) puede pesar un peso conocido (calibrador), o un micrómetro (instrumento de medición) puede medir un calibrador de bloque.

La diferencia entre el valor medido obtenido y el valor asignado por los calibradores es el error instrumental. La calibración se considera completa una vez que se conoce esta diferencia instrumental. La operación de calibración se basa en la premisa de que el calibrador utilizado esté correctamente valorado y sea una referencia confiable.

Usos de un Calibrador

Los calibradores se utilizan para determinar el estado y la precisión del instrumento de medición que se va a calibrar. La calibración suele realizarse de forma periódica.

Sin embargo, también es necesario calibrar el propio calibrador. Debido a la carga que supone el mantenimiento del calibradores, una opción para la calibración periódica es subcontratarla a un especialista. Por otro lado, los calibradores también pueden utilizarse para la autoinspección de los instrumentos de medida, aunque esto tiene un significado distinto de la calibración original.

Las comprobaciones diarias se realizan con el fin de detectar cualquier pérdida significativa de precisión en el instrumento de medición. Por otro lado, la calibración formal se lleva a cabo generalmente una vez cada seis meses aproximadamente. También en este caso, el calibrador debe calibrarse periódicamente.

Más Información sobre Calibradores

1. Calibradores y Trazabilidad

Los calibradores tienen la propiedad de ser patrones para la calibración de instrumentos de medida. Al ser patrones, necesitan una referencia que indique el patrón (valor adecuado). Esto significa que el calibrador debe ser calibrado por un patrón de nivel superior.

A continuación, los patrones de nivel superior son calibrados por los patrones de nivel inmediatamente superior, culminando en el instrumento patrón de mayor rango del país. La medición (metrología) está controlada por el Estado y los patrones nacionales de mayor rango del país están bien controlados por el Estado (patrones nacionales de medición).

Este vínculo con los patrones se denomina “trazabilidad”. Esto significa que los resultados de mediciones similares pueden compararse en cualquier punto del país. Los países, incluido Japón, comprueban la intercambiabilidad de sus estándares, por ejemplo con el Comité Internacional de Pesas y Medidas.

2. Precisión del Calibrador

Se utilizan calibradores que son más precisos que el equipo a calibrar. Esto se debe a que permite un control más adecuado y práctico. En otras palabras, una comprensión de baja precisión del tamaño de la discrepancia no es útil para medir con la exactitud que el equipo a calibrar puede demostrar originalmente.

3. Ejemplo de Calibración Micrométrica

Como ejemplo de calibración, tomemos el micrómetro como instrumento de medida y la jaula de bloques como calibradores.

Instrumento de medida: micrómetro
Calibrador: calibrador de bloque.

La unidad más pequeña de un micrómetro es 1 μmm = “1/1000 de milímetro”. La condición para un calibradores es que sea más preciso que un instrumento de medida, por lo que la unidad más pequeña para un calibre de bloque es 0,1 µmm => “1/10000 de milímetro”.

De este modo, el calibradores, el calibre de bloque, se hace más preciso. Antes y después de la medición, el micrómetro puede calibrarse con un calibre de bloque para determinar el error. Realizar esta operación antes y después de la medición proporciona los resultados de calibración más fiables.

Dependiendo de su política de control de las mediciones, es posible que desee calibrar regularmente en lugar de cada medición, y mantener un registro como referencia. La calibración periódica le permite estimar el estado del sistema mientras tanto.

Por otro lado, si las mediciones se realizan sin ningún tipo de calibración, los valores medidos no son fiables porque no se conocen los errores. Además, la calibración del calibrador de bloque, que sirve de calibrador, debe realizarse con un calibrador que sea aún más preciso que el calibrador de bloque.

4. Sistema de Registro de Proveedores de Servicios de Calibración

El sistema de trazabilidad (Japan Calibration Service System, JCSS) estipulado por la Ley de Medición japonesa incluye un sistema de registro para los proveedores de servicios de calibración. El registro es voluntario, pero los criterios de registro son la conformidad con los requisitos de las leyes y reglamentos relacionados con la Ley de Medición y la norma internacional de medición ISO/IEC 17025.

JCSS participa en el sistema de reconocimiento mutuo (MRA) de la Cooperación de Acreditación Asia-Pacífico (APAC) y la Cooperación Internacional de Acreditación de Laboratorios (ILAC), y sus resultados de calibración se aceptan en los países miembros de estos sistemas de reconocimiento mutuo.

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Tanques de Separación

¿Qué son los Tanques de Separación?

Los tanques de separación tienen como función principal separar el agua del aceite, y también pueden ser conocidos como colectores de grasa o de gasolina. Esto se logra aprovechando la diferencia de gravedad específica entre el aceite y el agua. El aceite flota en relación con el agua debido a esta diferencia de densidad, y luego se absorbe utilizando esteras de adsorción.

Adicionalmente, para reducir gradualmente la cantidad de aceite y eliminar impurezas, se utilizan tanques separadores con placas de blindaje y se los hace pasar en secuencia.

Usos de los Tanques de Separación

Los tanques de separación se utilizan para separar el aceite y el agua de las aguas residuales. En los últimos años, con el aumento de la concienciación sobre los daños medioambientales y la legislación, se han introducido tanques de separación de agua y aceite en diversos lugares donde puede derramarse petróleo. En particular, se utilizan mucho en fábricas de automóviles, talleres de mantenimiento de automóviles, gasolineras, lavaderos de coches y otros lugares donde se realizan trabajos relacionados con el automóvil.

La aplicación de la Ley de Alcantarillado también exige la instalación de tanques de separación de agua y aceite en las cocinas de los restaurantes y otros lugares donde pueda derramarse aceite a la red de alcantarillado.

Principio de los Tanques de Separación

El principio de funcionamiento de un tanque de separación de aceite-agua se basa en aprovechar la propiedad de hundimiento del agua, que tiene un peso específico mayor que el del aceite, para lograr la separación entre ambos.

El interior del tanque se divide en cuatro secciones mediante blindaje. En el primer paso, el agua pasa por un colector de polvo que elimina basura y sustancias extrañas, evitando el exceso de residuos en el tanque. Luego, en la parte superior de los tanques, se utiliza una estera de adsorción para absorber el aceite que flota en la superficie.

El flujo entre los depósitos se realiza a través de escudos y tubos dispuestos en direcciones alternas para asegurar una separación eficaz. Algunos productos incorporan un verificador de aceite en el último depósito para asegurarse de que no queden restos de aceite antes de vaciarlo.

Es importante realizar un mantenimiento regular de los tanques de separación para evitar la acumulación de lodo y residuos, lo que podría afectar su capacidad de purificación.

Los productos con FRP en el interior del tanque son especialmente fáciles de instalar debido a su resistencia a la corrosión y su facilidad de mecanizado.

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Dispersantes

¿Qué son los Dispersantes?

Los dispersantes son agentes que se utilizan para lograr una dispersión uniforme de partículas en un medio y mantener un estado de dispersión estable sin que se vuelvan a aglomerar.

Existen dos tipos principales de dispersantes: los dispersantes de tipo tensioactivo y los dispersantes de tipo polimérico. Los dispersantes de tipo tensioactivo contienen grupos hidrófilos e hidrófobos, y se clasifican en aniónicos, catiónicos o no iónicos, dependiendo del componente del grupo hidrófilo.

Principio de los Dispersantes

Los dispersantes ejercen dos tipos de efectos para lograr la dispersión de partículas en un líquido: la repulsión electrostática y la repulsión por impedimento estérico. Cuando las partículas están dispersas en un líquido, actúan dos fuerzas: la repulsión electrostática, que proviene de la carga en las superficies de las partículas, y la fuerza de van der Waals, una fuerza de cohesión. La magnitud de estas dos fuerzas determina si las partículas se mantienen dispersas o se aglomeran. En otras palabras, las partículas se aglomeran y sedimentan cuando la fuerza de van der Waals es mayor que la fuerza de repulsión electrostática.

1. Repulsión Electrostática

Las partículas de un dispersante están cargadas, y los iones de carga opuesta rodean a las partículas por su superficie exterior. Esta capa de carga e iones contrarios en la superficie de las partículas se denomina doble capa eléctrica. Cuando esta doble capa eléctrica se espesa con el dispersante, la fuerza de repulsión entre las dobles capas eléctricas entre las partículas aumenta y se suprime la aglomeración.

2. Repulsión por Impedimento Estérico

Un dispersante polimérico de gran peso molecular se adsorbe en la superficie de la partícula, formando una capa coloidal protectora e impidiendo que las partículas se aglomeren. A medida que aumenta el número de moléculas, la estructura se vuelve más voluminosa, y cuanto más voluminosas se vuelven las partículas, menos probable es que se acerquen unas a otras, lo que conduce a la estabilización de la dispersión.

Cuando se utilizan disolventes orgánicos como disolventes de dispersión, la fuerza de repulsión de las cargas es más débil que en los sistemas acuosos. Por tanto, se recurre a la dispersión por repulsión de impedimentos estéricos. Al seleccionar un dispersante a base de polímeros, además de la estructura molecular es importante el peso molecular. Cuanto mayor sea el peso molecular, mayor será el efecto coloidal protector, pero si el peso molecular supera varios cientos de miles, la molécula dispersante se adsorbe en dos o más partículas, provocando el avance de la aglomeración, por lo que debe seleccionarse un peso molecular adecuado.

Tipos de Dispersantes

Los tipos de dispersantes incluyen dispersantes de tipo surfactante, dispersantes de tipo polimérico y dispersantes de tipo inorgánico. Dentro de éstos, los dispersantes se clasifican a su vez en aniónicos, catiónicos y no iónicos.

¿Cómo Elegir unos Dispersantes?

La elección del dispersante depende de la calidad de la dispersión, el medio dispersante y la concentración de dispersión, pero los tres puntos siguientes son importantes a la hora de dispersar en agua:

Seleccione un dispersante que se disuelva bien en el agua y sea fácilmente absorbido por el dispersante a dispersar.
Cuanto menor sea el tamaño de la partícula, mayor será la cohesión y más difícil su dispersión, por lo que se debe utilizar un tipo de tensioactivo con buenas propiedades humectantes que reduzca la energía interfacial.
Cuando la concentración de la dispersión es alta, resulta eficaz un tipo de polímero que tenga un efecto de repulsión por impedimento estérico.

Más Información sobre Dispersantes

Diferencias entre las Funciones de los Dispersantes y la Dispersión

Una función distinta de la dispersión de los dispersantes es la mejora de la humectabilidad del material base. En el caso de pinturas y recubrimientos, cuando la pintura se aplica a la superficie que se va a recubrir, dependiendo de la combinación, la humectabilidad puede ser deficiente y la pintura puede descascarillarse.

La causa del descascarillado es la tensión superficial, que es la fuerza que reduce al máximo el área de contacto entre el líquido y el objeto recubierto. Añadir un dispersantes reduce la tensión superficial y permite que la pintura se extienda más fácilmente sobre la pieza de trabajo.