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Transitorios: pulsos electromagneticos peligrosos | Radioaficion Ham Radio

Transitorios: pulsos electromagneticos peligrosos

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En el momento de dar arranque un  motor o durante su marcha, en el sistema eléctrico de la  embarcación o el automovil se producen toda clase de perturbaciones  electromagnéticas. Bajones o aumentos de tensión,  picos  de alto voltaje, transitorios, amenazan nuestros  equipos.

El timonel del navío, observó la pantalla de su ecosonda con estupor. La misma se encontraba oscurecida, como si la quilla de la embarcación se hubiese hundido repentinamente en el lecho fangoso del río.

¿Qué paso? – Se preguntó así mismo- ¡Si hoy temprano funcionaba bien y  sólo hice una parada para cargar combustible! - se lamentó.

Situaciones como ésta, suceden cada tanto en la vida del navegante desventurado, que cree que la madre de las maldiciones náuticas, se desencadeno sobre su azarosa vida. Pero no es nada más ni menos, que incursiones desautorizada de breves impulsos de alta tensión o “transitorios” que circulan alegremente por la intrincada red laberíntica de su cableado eléctrico.

Y lo malo de esta noticia, es que estos breves picos de alta tensión, llegan a los aparatos electrónicos a través de la alimentación de los mismos y con consecuencias nefastas para los chips y circuitos integrados, fulminando etapas enteras y dejando inutilizados estos, como el ecosonda de nuestro perplejo nauta o cualquier otro aparato electrónico que esté conectado a la batería.

Y enseguida nuestro amigo nos pregunta, -¿Qué son los transitorios? , a lo que le contestamos que los mismos son brevísimos pulsos de alta tensión, generalmente entre 400 y los 1.000 volts dependiendo de varios factores entre ellos la intensidad de la corriente circulante. Incluso estos impulsos, pueden ser invertidos, es decir impulsos negativos, tan peligrosos o más que los otros.

¿Pero dónde se producen estos “transitorios? se pregunta nuestro novel navegante, y le contamos que estos transitorios se producen en los sistemas de encendido, carga y también en los del arranque del motor, ya sea 2T o 4T, diesel o naftero y en todo aquella instalación en donde exista una bobina o inductancia. Para el caso es lo mismo pero el problema radica en sí cuando sólo hay un único acumulador y se comparte con toda la alimentación general, ya sea el arranque, el encendido, tableros, luces de navegación y aparatos electrónicos. Si bien los motores diesel no poseen bobinas de alta tensión por carecer de bujías, estos conservan al igual que los nafteros, el burro de arranque o el alternador para cargar la batería.

¿Cómo se generan estos impulsos? Nos adelantamos a contestar diciendo que obedece a un fenómeno del magnetismo y de los campos eléctricos que generan las corrientes eléctricas cuando estas circulan por un arrollamiento o bobina.

Expliquemos esto: Todo sabemos que es un burro de arranque. Básicamente es un motor eléctrico que  se utiliza para poner en marcha un motor de combustión interna, ya sea 2T o 4T, diesel o naftero.

También sabemos que dentro de este motor existen una serie de arrollamientos de alambre de cobre llamados bobinas. Estas pueden ser fijas (estatores) o giratorias (rotores) y que aprovechan el fenómeno magnético para producir el giro de un eje y así movilizar al motor principal.

Otro elemento que posee bobinas es justamente la o las bobinas de encendido y son las encargadas de generar a partir de la baja tensión de un acumulador (generalmente 12 Volt) una tensión entre 8.000 y 15.000 volts  necesaria para producir el salto de chispa entre los electrodos de las bujías de encendido y así inflamar la mezcla combustible.

Ahora veamos en detalle que sucede cuando sometemos al pasaje de una corriente eléctrica estos bobinados.

Cuando una corriente eléctrica circula por la bobina, genera un campo magnético cuya intensidad es directamente proporcional a la intensidad de la corriente. En la figura siguiente podemos apreciar estos campos magnéticos.

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Cuando interrumpimos la circulación de corriente, el campo magnético formado se contrae y corta las espiras del bobinado generando un voltaje entre los bornes de la bobina  proporcional a la fuerza del campo magnético y la cantidad de espiras de la bobina. Es el caso de un burro de arranque, cuando el motor se puso en marcha y cortamos el arranque.

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Vemos entonces que el voltaje que genera el campo magnético antes que se contraiga, no influye sobre la fuerza del campo magnético sino que la corriente que genera. Y un burro de arranque consume mucha corriente (entre 50 y 300 amperes dependiendo de la potencia del motor a combustión interna que se desea mover).

Por lo que el voltaje generado durante esta contracción de las líneas de fuerza es altísimo en comparación con el que entrega la batería.

Como ya mencionamos con anterioridad, este voltaje en realidad es un breve pulso de alta tensión de muy breve duración del orden de los nanosegundos, pero tan destructivos como si se los aplicara media hora.

Entones podemos  afirmar que cualquier circuito eléctrico en donde exista un arrollamiento o bobina y por la cual circula una corriente eléctrica, al desconectarla produce este desagradable fenómeno. Pero en honor a la verdad debemos considerar que las bobinas de encendido, trabajan aprovechando este fenómeno para producir el salto de chispa citado anteriormente. Antiguamente, el salto de chispa en las bujías del automotor, se producían cuando el “platino”  abría sus contactos, es decir cuando interrumpía el pasaje de corriente en el bobinado primario de la bobina. El campo al contraerse, inducía al secundario de muchísimas espiras (30.000 o más) y generaba alta tensión.

Transitorios pulsos electromagneticos peligrosos

Hoy en día, la función de los platinos fue reemplazada por circuitos electrónicos capaces de controlar la corriente del las bobinas pero el principio de generación de alta tensión sigue siendo el mismo.

En el caso de los alternadores, la interrupción de corriente se produce cuando los carbones del rotor, en un breve instante de tiempo, dejan de apoyar la cara de contacto sobre el colector y se produce una pequeña chispa. En este caso, no solo genera alta tensiones o transitorios, sino también que producen ruido eléctrico y que es captado por los aparatos de radio y que ya se explicó en esta nota relacionada.

Sin bien en el caso de los alternadores, estos efectos se ven atemperados por los diodos de rectificación que poseen y la misma batería que actúa como filtro, algunos de estos transitorios, se escapan por las líneas de alimentación y llegan así a los aparatos electrónicos al igual que los generados por las bobinas de encendido y los del  burro de arranque cuando se corta la llave de puesta en marcha.

El timonel del navío, observó la pantalla de su ecosonda con estupor. La misma se encontraba oscurecida, como si la quilla de la embarcación se hubiese hundido repentinamente en el lecho fangoso del río.

¿Qué paso? – Se preguntó así mismo- ¡Si hoy temprano funcionaba bien y  sólo hice una parada para cargar combustible! - se lamentó.


 

Situaciones como ésta, suceden cada tanto en la vida del navegante desventurado, que cree que la madre de las maldiciones náuticas, se desencadeno sobre su azarosa vida. Pero no es nada más ni menos, que incursiones desautorizada de breves impulsos de alta tensión o “transitorios” que circulan alegremente por la intrincada red laberíntica de su cableado eléctrico.

Y lo malo de esta noticia, es que estos breves picos de alta tensión, llegan a los aparatos electrónicos a través de la alimentación de los mismos y con consecuencias nefastas para los chips y circuitos integrados, fulminando etapas enteras y dejando inutilizados estos, como el ecosonda de nuestro perplejo nauta o cualquier otro aparato electrónico que esté conectado a la batería.

Y enseguida nuestro amigo nos pregunta, -¿Qué son los transitorios? , a lo que le contestamos que los mismos son brevísimos pulsos de alta tensión, generalmente entre 400 y los 1.000 volts dependiendo de varios factores entre ellos la intensidad de la corriente circulante. Incluso estos impulsos, pueden ser invertidos, es decir impulsos negativos, tan peligrosos o más que los otros.

¿Pero dónde se producen estos “transitorios?” se pregunta nuestro novel navegante, y le contamos que estos transitorios se producen en los sistemas de encendido, carga y también en los del arranque del motor, ya sea 2T o 4T, diesel o naftero y en todo aquella instalación en donde exista una bobina o inductancia. Para el caso es lo mismo pero el problema radica en sí cuando sólo hay un único acumulador y se comparte con toda la alimentación general, ya sea el arranque, el encendido, tableros, luces de navegación y aparatos electrónicos. Si bien los motores diesel no poseen bobinas de alta tensión por carecer de bujías, estos conservan al igual que los nafteros, el burro de arranque o el alternador para cargar la batería.

¿Cómo se generan estos impulsos? Nos adelantamos a contestar diciendo que obedece a un fenómeno del magnetismo y de los campos eléctricos que generan las corrientes eléctricas cuando estas circulan por un arrollamiento o bobina.

 

burro motor náutico

Expliquemos esto: Todo sabemos que es un burro de arranque. Básicamente es un motor eléctrico que  se utiliza para poner en marcha un motor de combustión interna, ya sea 2T o 4T, diesel o naftero.

También sabemos que dentro de este motor existen una serie de arrollamientos de alambre de cobre llamados bobinas. Estas pueden ser fijas (estatores) o giratorias (rotores) y que aprovechan el fenómeno magnético para producir el giro de un eje y así movilizar al motor principal.

bobina de ignición nautica

Otro elemento que posee bobinas es justamente la o las bobinas de encendido y son las encargadas de generar a partir de la baja tensión de un acumulador (generalmente 12 Volt) una tensión entre 8.000 y 15.000 volts  necesaria para producir el salto de chispa entre los electrodos de las bujías de encendido y así inflamar la mezcla combustible.

 

Ahora veamos en detalle que sucede cuando sometemos al pasaje de una corriente eléctrica estos bobinados.

Cuando una corriente eléctrica circula por la bobina, genera un campo magnético cuya intensidad es directamente proporcional a la intensidad de la corriente. En la figura siguiente podemos apreciar estos campos magnéticos.

 

circuito inductivo cerrado

 

Cuando interrumpimos la circulación de corriente, el campo magnético formado se contrae y corta las espiras del bobinado generando un voltaje entre los bornes de la bobina  proporcional a la fuerza del campo magnético y la cantidad de espiras de la bobina. Es el caso de un burro de arranque, cuando el motor se puso en marcha y cortamos el arranque.

 

circuito inductivo abierto

 

Vemos entonces que el voltaje que genera el campo magnético antes que se contraiga, no influye sobre la fuerza del campo magnético sino que la corriente que genera. Y un burro de arranque consume mucha corriente (entre 50 y 300 amperes dependiendo de la potencia del motor a combustión interna que se desea mover).

Por lo que el voltaje generado durante esta contracción de las líneas de fuerza es altísimo en comparación con el que entrega la batería.

Como ya mencionamos con anterioridad, este voltaje en realidad es un breve pulso de alta tensión de muy breve duración del orden de los nanosegundos, pero tan destructivos como si se los aplicara media hora.

Entones podemos  afirmar que cualquier circuito eléctrico en donde exista un arrollamiento o bobina y por la cual circula una corriente eléctrica, al desconectarla produce este desagradable fenómeno. Pero en honor a la verdad debemos considerar que las bobinas de encendido, trabajan aprovechando este fenómeno para producir el salto de chispa citado anteriormente. Antiguamente, el salto de chispa en las bujías del automotor, se producían cuando el “platino”  abría sus contactos, es decir cuando interrumpía el pasaje de corriente en el bobinado primario de la bobina. El campo al contraerse, inducía al secundario de muchísimas espiras (30.000 o más) y generaba alta tensión.

 

esquema bobina de ignición

 

Hoy en día, la función de los platinos fue reemplazada por circuitos electrónicos capaces de controlar la corriente del las bobinas pero el principio de generación de alta tensión sigue siendo el mismo.

En el caso de los alternadores, la interrupción de corriente se produce cuando los carbones del rotor, en un breve instante de tiempo, dejan de apoyar la cara de contacto sobre el colector y se produce una pequeña chispa. En este caso, no solo genera alta tensiones o transitorios, sino también que producen ruido eléctrico y que es captado por los aparatos de radio y que ya se explicó en esta nota relacionada.

Sin bien en el caso de los alternadores, estos efectos se ven atemperados por los diodos de rectificación que poseen y la misma batería que actúa como filtro, algunos de estos transitorios, se escapan por las líneas de alimentación y llegan así a los aparatos electrónicos al igual que los generados por las bobinas de encendido y los del  burro de arranque cuando se corta la llave de puesta en marcha.

 

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