Tecnologia Industrial 2n Batx

 BLOC II. SISTEMES ELECTROTÈCNICS

5. MÀQUINES ELÈCTRIQUES

5.2  GENERADORS ELÈCTRICS

Són convertidors electromagnètics que transformen l'energia mecànica que reben per l'eix del rotor en energia elèctrica.

• DINAMOS. Generadors de corrent continu

Esquema funcionament dinamo

• ALTERNADORS. Generadors de corrent altern

Alternador

5.3 MOTORS ELÈCTRICS

Convertidors electromagnètics que transformen l'energia elèctrica que reben a través dels seus borns en energia mecànica.

•  MOTORS CORRENT CONTINU. Converteixen l'energia mecànica en energia elèctrica en CC

Esquema de funcionament motor continu. Forces que fan girar l'espira.

•  MOTORS CORRENT ALTERN. Converteixen l'energia mecànica en energia elèctrica en CA

Parts d'un motor de corrent altern

QUADRE COMPARATIU CORRENT CONTINU I CORRENT ALTERN Font: PPT Colegio Vacacional Montseñor Salabria, Electrotecnia




•  Motors corrent altern asíncron d'inducció trifàsic. Motor industrial, velocitats constants amb fortes diferències de càrrega. 
• Motors corrent altern síncrons trifàsics. Es fonamenten en la reversibilitat de l'anternador. 
•  
• MOTORS DE CORRENT ALTERN MONOFÀSICS

• MOTORS UNIVERSALS

Motor universal. Motors que tenen les mateixes presatacions funcionant amb CC  o CA

• MOTORS PAS A PAS 

Motor pas a pas. Per aplicacions precises com la robòtica.

 5.4 TRANSFORMADORS

Els transformadors s'utlitzen per augmentar o disminuir el voltatge i la intensitat del corrent altern, mantenint-ne la freqüència.

Esquema de funcionament d'un transformador

1.8 INTERNET

1.8 INTERNET

Internet és la xarxa d'abast global a través de la qual podem transmetre qualsevol tipus d'informació digitalitzada (text, imatges, música,...) mitjançant multitud d'aplicacions, com ara la WWW, el correu electrònic o programes d'intercanvi de fitxers.

Majoritàriament fa servir la infraestructura de la xarxa telefònica commutada, de manera que té trams de cables de coure, de fibra òptica i també trams sense cables. La connexió a la xarxa es fa mitjançant el protocol ADSL, que dedica més ampla de banda a les dades que es reben que a les que s'envien, i s'adapta així a les necessitats. 

Esquema de la xarxa d'Internet

Hi ha varies normes comunes organitzades en diferents protocols:

 - El TCP és el protocol de control de la transmissió. S'encarrega de dividir missatges en fragments, empaquetar-los, numerar-los, i afegir la informació necessària. Cada paquet és un conjunt de bits que conté la informació que cal transmetre. S'afegeixen una capçalera i una cua, on hi ha la informació sobre l'adreça d'origen i destinació,corregir els errors,...

 - El IP és el protocol d'Internet que, mitjançant les adreces IP, s'encarrega de dirigir els diferents paquets d'un node a un altre fins que arriben a la destinació.

Els paquets no segiran sempre el mateix camí, sinó que saltarà d'un node a un altre en funció de la congestió de les diferents branques de la xarxa. Aquest sistema s'anomena commutació de paquets, que és semblant a la commutació de circuits però afrofita molt més el canal de comunicació. 



 - Internet és la xarxa, l'estructura.
 - La World Wide Web (WWW) és el conjunt de documents fets amb llenguatge HTML.
 - Els navegadors són els programes que ens permeten accedir a la WWW ( com per exemple l'Internet Explorer, el Moxilla Firefox, el Safari,...)

Diferents navegadors actuals

1.7 SISTEMES DE TELEDETECCIÓ

1.7 SISTEMES DE TELEDETECCIÓ

Les tecnologies de teledetecció com el radar, el lidar,... fan servir sistemes no guiats per obtenir informació sobre la posició, la trajectòria i la velocitat dels objectes que es treben a distància.

radar utilitzat en metorologia

RADAR CONVENCIONAL

El radar convencional emet polsos d'ones de radiofreqüència i, a partir del temps que tarda l'eco en arribar, calcula la distància a la qual es troben els objectes. S'utilitza per controlar el trànsit aeri i marítim i per obtenir informació meteorològica.

RADAR DOPPLER

radar doppler per calcular la direcció
dels vents

El radar dopple també emet ones de radiofreqüència, però el que analitza són les variacions entre freqüències de l'ona emesa i l'ona rebuda, calculant així la velocitat del cos respecte de l'emissor. S'utilitza percontrolar la velocitat dels vehicles a la carretera i per saber la direcció dels vents en meteorologia.

utilització del sonar en un vaixell

SONAR

El sonar és similar a un radar convencional però fa servir ones d'ultrasons en comptes de les de les ones electromagnètiques. S'usa per detectar jaciments de petroli o objectes submergits al mar, en la metal·lúrgia o per fer ecografies. 

LIDAR

utilització del lidar en un avió

El lidar és semblant també al radar però emet ones de llum mitjançant tecnologia làser. S'utilitza en topografia per realitzar mapes, per detectar l'alçada dels avios i per detectar agents químics en l'atmorfera, 

1.6 LES XARXES INFORMÀTIQUES LOCALS

1.6 LES XARXES INFORMÀTIQUES LOCALS

port Ethernet

 Les xarxes informàtiques locals permeten intercanviar informació entre diferents ordinadors, compartir perifèrics (impressores, escàners,...) i centralitzar la connexió a Internet. Per connectar-te a la xarxa informàtica cal un dispositiu anomenat adaptador de xarxa, que es connecta mitjançant un port o connector. El més usat és el port Ethernet, els connectors del qual s'anomenen RJ-45. 

D'altra banda, la manera com es connecten al cable els diferents dispositius entre lloc al que anomenem topologies de xarxa:

     - Topologia en estrella; la més habitual

     - Topologia en bus

     - Topologia en malla 

     - Topologia en anell

     - Topologia en arbre

El sistema més habitual és la connexió en estrella, en el qual els diferents ordinadors estan connectats a un concentrador o un commutador. 

- Un concentrador transmet tota la informació que li arriba a tots els ordinadors connectats.

Concentrador (hub)

- Un commutador transmet cada paquet d'informació només a l'ordinador que espera aquella informació. 

També necessitem per connectar l xarxa local a Internet un encaminador (router) que s'encarrega d'organizar el trànsit dels paquets d'informació en funció de la destinació, de la congestió dels diferents camins a Internet i de la prioritat. 

I necessitem també un mòdem (modulador-desmodulador) que adapta el senyal per fer-lo viatjar a través de la xarxa telefònica commutada. 

encaminador (router)

Finalment, hi ha les xarxes Wi-Fi que no fan servir cable. I es connecten gràcies a un encaminador.    

L'amplada de banda en les comunicacions digitals es refereix a la quantitat de bits que es transmeten cada segon i es mesura en bmp (bits/s)

   

   Habitual configuració de les xarxes locals connectades a Internet

                                 

1.5 LA TELEFONIA MÒBIL

1.5 LA TELEFONIA MÒBIL

La telefonia mòbil va popularitzar-se al final del segle XX. La seva primera aplicació va ser la transmissió sense fils bidireccional de senyals de veu, però avui en dia ofereix molts serveis addicionals, com la transmissió de missatges multimèdia, videotrucada, càmera de fotografia, connexió Bluetooth i a Internet.

Xarxa de telefonia mòbil

Cada punt del territori està associat a una estació de telefonia mòbil (estació base) i els terminals es comuniquen amb les estacions mitjançant microones de freqüència entre 900 i 2000 MHz. Cada estació disposa d'un conjunt de freqüències que pot assignar a les comunicacions que s'estableixen dins la seva zona de cobertura. Les estacions properes elles fan fan servir freqüències diferents, per evitar interferències, però estacions allunyades poden reutilitzar freqüències.

Les cel·les de cobertura de cada estació de telefonia mòbil solen representar-se com a hexàgons. La xarxa de telefonia mòbil funciona així:

Evolució dels telèfons mòbils

     - El mòbil detecta senyals provinents d'una o més estacions base i, sota que es troba amb més potència, s'hi enganxa.

     - Quan el mòbil es desplaça, detecta si passa a rebre un senyal amb més potència d'una altra estació base, i el mòbil passa a agafar el senyal de la nova estació. Això s'anomena commutació de canal.

      - Quan el mòbil rep una trucada, les estacions base es comuniquen amb les centrals de commutació, que realitzen l'enllaç de la trucada. 

Placa de l'interior d'un mòbil

Per tal de mantenir una bona seguretat i identificació en els telèfons, existeixen una sèrie de sistemes com la targeta SIM, que emmagatzema la identificació del client, entre d'altres. El PIN és un codi de 4 xifres sense el qual no es pot engegar el telèfon. el PUK és un codi de 8 xifres que no es pot canviar que permet desbloquejar la targeta SIM en cas d'oblit del PIN. Finalment hi ha l'IMEI, un codi que identifica l'aparell a escala mundial i es transmet a la xarxa en connectar-s'hi.

Diferents parts d'un telèfon mòbil

1.4 LA TELEVISIÓ

1.4 LA TELEVISIÓ

La televisió és un sistema de transmissió d'imatges i sons punt-multipunt. La transmissió és semblant a les transmissions radiofòniques, si bé es necessita més amplada de banda perquè el senyal transporta molta informació. 

La paraula "televisió" també porta el prefix grec tele-, que significa "lluny". És doncs una tecnologia que ens permet la visió a distància.  Diem que la televisió transmet imatges en moviment, però en realitat, el que ens transmet és un conjunt d'imatges anomenades fotogrames, que vistes una rere l'altre, generen la percepció de moviment. 

PÍXELS DE LA TELEVISIÓ

D'altra banda, el que en aparença és una imatge contínua és, en realitat, un mosaic de petits punts de color blau, verd i vermell, anomenats píxels, i de lluny, ens dóna a la impressió d'estar veient superfícies planes de qualsevol color.  

 El receptor de televisió descodifica el senyal rebut i fa que s'il·luminin els píxels corresponents. Fins fa poc els televisors feien servir un canó d'electrons, però actualment es fan servir pantalles de plasma on descàrregues elèctriques fan il·luminar petits fluorescents de gas o pantalles LED en les quals uns cristalls líquids obstrueixen o deixen passar la llum a cada punt. 

Actualment el senyal televisiu el rebem de diferents maneres:

Televisió Digital Terrestre

          - Televisió Digital Terrestre, que utilitza ones de radiofreqüència retransmeses per antenes terrestres.
          - Televisió per Satèl·lit, emet des dels satèl·lits geoesticials. 
          - Televisió per cable, que fa arribar el senyal mitjançant cables coaxials i de fibra òptica.
          - Televisió IP, que emet a través d'Internet.

1.3 LA RÀDIO

1.3 LA RÀDIO

ESTUDI DE RÀDIO

Es consideren transmissions de ràdio totes aquelles comunicacions que utilitzen ones electromagnètiques de radiofreqüència. Generalment parlem de ràdio solem referir-nos a la radiodifusió, és a dir, la transmissió de senyals d'àudio multipunt.

Els primers experiments de radiofreqüència es daten de l'any 1906, però no es van començar a comercialitzar fins als anys 20. La ràdio va tenir un impacte per la societat prou gran, ja que va fer possible l'accés instantani i popular a les notícies d'actualitat i va donar lloc a una nova forma d'entreteniment.

Les diferents emissores de ràdio fan servir ones portadores de freqüències diferents, cosa que permet que viatgin a través del mateix canal (l'aire) sense interferir-se (multiplicació de la freqüència).

L'aparell receptor permet a l'usuari seleccionar la emissora que vol escoltar amb un dial. La freqüència es filtra per evitar les interferències de les emissores adjacents, s'amplifica, es modula i es transforma en so en uns altaveus o auriculars. La ràdio FM permet sentir amb major qualitat de so que les ràdios amb AM, perquè la modulació de la freqüència ocupa menys amplada de banda i és més immune a les interferències. 

Funcionament de la radiodifusió