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Unidad 6 Medición de parámetros eléctricos Montaje y mantenimiento de equipo Índice Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos 6.1. Medición de parámetros eléctricos 6.1.1. Tensión eléctrica 6.1.2. Voltaje frente a intensidad 6.1.3. Resistencia 6.1.4. Potencia 6.1.5. Diferencia entre corriente continua y corriente alterna 6.1.6. Energía estática 6.1.7. Polímetro o multímetro 6.2. Fuente de alimentación 6.2.1. Características de la fuente de alimentación 6.2.2. Conectores de la fuente de alimentación 6.2.3. Fallos en las fuentes de alimentación 6.3. Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) 6.3.1. Defectos de la señal eléctrica 6.3.2. SAI  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos Introducción Cuando un técnico microinformático tenga que hacer una ins- talación de varios equipos o comprobar que un dispositivo fun- ciona correctamente es necesario que este tenga ciertos cono- cimientos en el ámbito de la electricidad. Además, cuando se monte una instalación en concreto, con una serie de equipos, es importante no sobrepasar los límites de voltaje que están destinados a dicho área para mantener la seguridad y evitar problemas futuros. Al finalizar esta unidad + Sabremos cuales son los conceptos básicos sobre electri- cidad necesarios para realizar instalaciones de ordenadores con solvencia + Conoceremos cómo funcionan los sistemas de alimentación ininterrumpida y seremos capaces de medir ciertos paráme- tros eléctricos + Podremos identificar el consumo de un equipo o cualquier dispositivo 3  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos 6.1. Medición de parámetros eléctricos 6.1.1. Tensión eléctrica La tensión eléctrica toma forma cuando dos cuerpos entran en contacto y estos tienen diferentes cargas, tanto positivo como negativa. Cuando se produce el contacto, los electrones del cuerpo con mayor carga negativa pasan al que tiene menos carga con el fin de conseguir la misma carga negativa. Imagen 1. Flujo de corriente de electrones de un cuerpo a otro. Cuando las cargas se hayan igualado, se terminará el paso de corriente, 6.1.2. Voltaje frente a intensidad El voltaje es la diferencia de potencial o tensión eléctrica. Esta magnitud se representa con la letra ‘V’ y se mide en voltios. Los voltajes se miden en un aparato eléctrico con un voltímetro. La intensidad es por otro lado, la cantidad de corriente que pa- sará por un conductor en un periodo determinado de tiempo. Se mide en amperios y se representa con la letra ‘I’. Imagen 2. Voltímetro. 4  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos 6.1.3. Resistencia Hablamos de resistencia para referirnos a la capacidad que un cuerpo tiene de resistirse a la corriente eléctrica. Esta se re- presenta con la letra omega mayúscula, Ω y se mide con un multímetro por lo general. Su unidad de media es el ohmio. Hay múltiples tipos de materiales que presentan una gran re- sistencia a la corriente eléctrica, Es por eso por lo que podría- mos dividir en: › Materiales aislantes: los que no permiten que haya un desplazamiento de electrones mediante su uso. El más usado en la informática es el plástico. › Materiales conductores: son los que sí que permiten ser usados para el desplazamiento de los electrones como hemos visto en la tensión eléctrica. Los materiales más usados son la plata y el cobre. 6.1.4. Potencia La potencia es la energía que un dispositivo consume y se re- presenta con la letra ‘P’. Su unidad de media son los vatios, que representan con la letra ‘W’. Todos los aparatos electrónicos consumen una serie de potencia. 6.1.5. Diferencia entre corriente continua y corriente alterna Cuando hablamos de corriente continua nos referimos a un flujo continuo de los electrones entre ambos cuerpos, siempre en el mismo sentido y representada únicamente con una línea. Dicho flujo se moverá desde el cuerpo con mayor carga nega- tiva hasta el que tenga una mayor carga positiva. La corriente alterna funciona de manera totalmente diferente, Imagen 3. Gráfica de corriente continua. pero no contraria. La corriente va pasando continuamente de voltajes positivos a negativos y viceversa. Cuando vayamos a medir una corriente eléctrica, debemos de saber si vamos a media una continua o una alterna. Cuando usamos el multímetro en un enchufe, estamos mi- diendo corriente alterna, mientras que, si usamos el aparato para medir una pila, por ejemplo, la corriente será continua. Para la corriente alterna usamos como representación el símbolo ~. Imagen 4. Gráfica de corriente alterna. 5  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos 6.1.6. Energía estática La energía estática se produce cuando un elemento almacena carga eléctrica. Cuando vayamos a realizar cualquier tipo de operación sobre un equipo, debemos de saber que los componentes tienen carga eléctrica. Para descargar estos componentes de manera que no se estropeen, se recomienda que estos toquen gran- des superficies materiales conductores. 6.1.7. Polímetro o multímetro Los multímetros o polímetros se usan para: › Medir voltajes en corriente continua y alterna. › Medir la intensidad en la corriente continua. › Medir las resistencias. › Comprobar si hay cortocircuitos. › Comprobar elementos electrónicos como los diodos o los transistores Normalmente estos aparatos son usados cuando encontramos una avería con el fin de descartar que el problema sea la corriente. Si queremos medir las resistencias de un aparato con corriente continua, el equipo debe de estar desconectado. Para medir la intensidad el multímetro se conecta en serie y no en paralelo para que así la corriente pase por dentro del aparato y se pueda medir. Siempre que usemos este aparato debemos de seguir estas pautas: › Desconectar las puntas antes de cambiar la escala. › No realizar pruebas de resistencias con el circuito ali- mentado. › No tocar las puntas metálicas del multímetro durante las mediciones. › Descargar los condensadores antes de realizar medicio- nes de capacidades. › Tener siempre las manos secas para trabajar con el polímetro. › No medir en ambientes muy húmedos. › Escoger la función adecuada en el conmutador rotativo para la correcta medición. › Escoger el rango apropiado. › Para cada escala, no exceder de los márgenes, o la me- dición puede no ser correcta. 6  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos 6.2. Fuente de alimentación Un ordenador funciona con corriente continua, pero la co- rriente que se obtiene desde el enchufe es corriente alterna. Es por esto por lo que en todos los equipos se conecten a la red eléctrica deben de tener algún elemento que realice dicha transformación. Una fuente de alimentación, por lo tanto, realizar esta transfor- mación, rectificación, filtrado y estabilización. Las fuentes de alimentación realizan 4 pasos fundamentales para la transformación de la corriente alterna en continua. Es- tos pasos son los siguientes: 1. Transformación. La tensión de entrada se ver reducida en la fuente de alimentación. Pasa de 220 voltios a unos 12, ya que es la más parecida a la de los componentes del equipo. En este momento, la corriente sigue siendo alterna y se usa un trasformador. 2. Rectificación. La corriente alterna se transforma en con- tinua usando un puente rectificador de diodos que se llama puente de Graetz. El voltaje siempre se va a man- tener mayor que cero. 3. Filtrado. Como la corriente continua no es constante, la señal debe de aplanarse. Con dicho filtrado las oscilacio- nes se eliminan de la señal con uno o varios condensa- dores. La señal que termina resultante es más suavizada. 4. Estabilización. Se usa un regulador para que las varia- ciones de la señal de entrada a las fuentes no afecten a la señal de salida. Durante casi toda su existencia, las fuentes más usadas han sido las ATX con sus dimensiones de 15 x 14 x 8,6. Hoy en día, como cada vez son más pequeños los equipos, hay veces en las que estas dimensiones son demasiado grandes, por lo que las fuentes están empezando a ser de menor tamaño. Esto hace que no se use ya un tamaño estandarizado y que encon- trar repuestos o solucionar averías sea más complicado. Las fuentes de alimentación más novedosas llevan unos ven- tiladores cada vez más silenciosos y grandes para que el aire evacuado sea aún mayor. 7  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos 6.2.1. Características de la fuente de alimentación Las principales características de una fuente de alimentación son: › Eficiencia: una fuente de alimentación debe de tener una eficiencia superior al 80% para que sea aceptable y usable en el trabajo, mientras que a partir del 90% de eficiencia, su calidad es óptima. › PFC (Power Factor Correction): Factor de corrección de potencia. Cuando una fuente tiene una cierta calidad, el PFC es activo. Si no se identifica en las instrucciones o no se indica por el fabricante, suele ser porque no es activo. Si el PFC es activo, dicha fuente tendrá por lo general una alta calidad en la corriente de salida y verá reduci- das sus interferencias electromagnéticas. › Conexiones: las fuentes pueden ser o modulares, don- de las conexiones son únicamente las necesarias o las que tiene los cables predeterminados. Una fuente míni- mamente debe de contar con tres cables SATA para la alimentación de la unidad de disco, SSD y unidad óptica (esta última en proceso de total desaparición). › Ruido: que una fuente haga poco ruido es bastante im- portante, puesto que esto significa que su calidad tam- bién es mayor. Hoy en día es uno de los aspectos más perseguidos por los fabricantes, el mínimo ruido. › Número de ventiladores: en una fuente normal, solo suele haber un ventilador, pero existen las fuentes dual fan que cuentan con dos con la intención de aumentar su vida útil y su refrigeración. 6.2.2. Conectores de la fuente de alimentación Hay varios tipos de conectores para las fuentes de alimenta- ción, pero los más comunes son: › Conector ATX: es el que alimenta a la placa base, consta de 24 pines. › Conector ATX-12 V: se trata del conector que envía ali- mentación al procesador. Los encontramos tanto con 4 como con 8 pines. El segundo se trata de un doble co- nector para procesadores de gran potencia. › Conector SATA: se usa para la alimentación de las uni- dades SARA. › Conector MOLEX: es el usado para los ventiladores in- ternos, elementos de modding, etc. 8  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos 6.2.3. Fallos en las fuentes de alimentación Un fallo de la fuente de alimentación pude acarrear fallos o Qué hacer cuando se sospecha que roturas en varios o todos los componentes de un equipo infor- una fuente está averiada mático. Es por esto por lo que es uno de los elementos más importantes del equipo. Se suele realizar en este punto la prueba del ventilador que consiste en puentear la fuente y comprobar que todo funciona Los fallos más comunes de una fuente de alimentación son: correctamente. Si una vez realizada dicha prueba, el resultado es satisfactorio, pasaríamos a medir las tensiones de manera › Que la fuente deje de suministrar las tensiones correcta- precisa con un polímetro. Esta medición, además de más rápi- mente. Estos son los fallos que más cuesta detectar con da, es más eficiente. mayor dificultad porque la fuente va a seguir funcionando. Usaremos en este caso un multímetro para comprobar que el voltaje es el adecuado y así evitamos que los com- Cuál es el origen de los ponentes no funcionen correctamente o incluso su avería. fallos de una fuente de alimentación › Que la fuente deje de suministrar corriente. Los fallos En las fuentes pueden suceder múltiples fallos, por lo que sus más comunes. Los fallos internos de los componentes de la fuente hacen que deje de funcionar y nos es sen- causas también pueden ser múltiples. Principalmente están cillo comprobar la avería. expuestas a subidas fuertes de tensión que producen erro- res en los componentes de las fuentes. A veces, el exceso de temperatura porque los ventiladores no funcionen bien tam- bién provoca el fallo de esta. Un punto importante a la hora de intentar evitar este sobrecalentamiento es que la fuente se encuentre siempre limpia y lo más libre posible de polvo. ¿Merece la pena reparar una fuente de alimentación? Como cualquier dispositivo, esto depende de qué tipo de fuente sea, de su precio de reparación y el de una nueva. Mu- chas veces, sí que merece la pena la reparación de las fuen- tes, pero cuando se vaya a reparar debemos de llevar mucho cuidado con la electricidad que se queda almacenada en los condensadores, aunque se encuentre apagada. Imagen 5. Proceso de comprobación de una fuente de alimentación. 9  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos 6.3. Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) Los SAI son sistemas redundantes de suministro eléctrico que se usan para seguir suministrando corriente eléctrica a los apa- ratos en caso de un corte del suministro momentáneo. Hay tam- bién otros tipos de SAI, que por otro lado son bastante más pro- fesionales y realmente lo que hacen es dar una señal totalmente estable a nuestros dispositivos sin importar como sea la señal eléctrica original y las perturbaciones o alteraciones que sufra. Dentro de un SAI nos encontramos que existen tanto rectifica- dores como reguladores de tensión eléctrica para que el equi- po no sufra ninguna consecuencia en caso de bajada o subida de tensión eléctrica instantánea. Aunque tener un SAI es algo bastante recomendable, en em- presas en la que su información se almacene en servidores, o en las que estos se usen para cualquiera tarea, tener uno de estos sistemas es prácticamente de carácter obligatorio. Esto es debido a que un apagado inesperado de un servidor puede causar consecuencias nefastas para la organización. 6.3.1. Defectos de la señal eléctrica IMPORTANTE Las señales eléctricas no son perfectas, sufren diversas alte- raciones y dependiendo de que defecto o alteración sufra, los La señal eléctrica de alta calidad es la dispositivos electrónicos pueden tener unos u otros problemas. más parecida a la que sería teóricamente la señal perfecta. La siguiente imagen refleja los defectos más comunes de las señales eléctricas: Imagen 5. Defectos de la señal eléctrica 10  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos Los principales problemas que pueden sufrir las señales son: › Interrupción o corte de energía. Se puede decir que un corte de energía ha sucedido si la energía ha caído por debajo de un 10% de su capacidad. Los cortes pueden ser producidos por cualquier circunstancia, como un mantenimiento programado o la rotura de un cable de la instalación. › Microcortes. Son momentáneas caídas del suministro eléctrico con rápida recuperación. Estos son peligrosos para algunas baterías. › Bajo voltaje momentáneo. Más frecuentes que los cortes de energía, se sufre una bajada de tensión de entre un 10% y un 90%. Estos afectan a numerosos aparatos que no están diseñados para funcionar con tan poca energía. › Bajo voltaje permanente. El voltaje cae más del 90% du- rante más de 60 segundos. Hay ocasiones en las que las mismas compañías eléctricas realizan estas acciones cuan- do tienen una gran demanda de conexión eléctrica. Existen estabilizadores de voltaje que solventan estos problemas. › Sobrevoltaje momentáneo. Se supera el 110% del volta- je nominal por unos momentos, pero se puede arreglar con un estabilizador. Es más común que el bajo voltaje momentáneo. › Sobrevoltaje permanente. Esto sucede si se ha supera- do el voltaje nominal en más de un 110% y su duración ha sido superior a un minuto. Es de los peores defectos para los dispositivos porque suele acarrear consecuencias fa- tídicas debido al sobrecalentamiento que sufren. › Sobretensiones transitorias o transitorios. Son picos de tensión de muy poca duración. Esto puede suceder por ejemplo con n la caída de un rayo. Un SAI de calidad protegerá de estos en casi su mayoría. › Ruido eléctrico. La onda eléctrica sufre distorsiones, lo que puede acarrear perdida de datos en algunos dispo- sitivos o una corrupción de estos, además de otros pro- blemas derivados de la diferenciación de la señal. Tam- bién puede ser eliminado por un SAI profesional. › Cambio en la frecuencia. Esta es casi imposible de ocu- rrir, pero a veces ocurre, y esto provoca que los disposi- tivos electrónicos funcionen de manera errónea directa- mente, pero no conlleva graves consecuencias futuras de funcionamiento. 11  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos 6.3.2. SAI Como hemos introducido anteriormente, los SAI se usan ade- más de para que la señal eléctrica se mantenga, para solucio- nar la mayoría de los defectos que vimos anteriormente. Hay que saber diferenciar entre los SAI de ámbito empresarial, mu- cho más profesionales y con capacidad para solventar proble- mas, y uno de uso doméstico, que por lo general solo seguirá emitiendo señal. En la gama baja de SAI nos encontramos con los interactivos y los stand by, mientras que en gama alta nos podemos encon- trar con los online. Aquí tenemos un breve resumen de los tipos de SAI: Imagen 6. Tipos de SAI SAI stand by u offline Estos son los tipos de SAI más económicos y los de menor ca- pacidad. El interruptor de transferencia de corriente se activa cuando una anomalía en la red eléctrica sucede. So se acciona dicho interruptor, el equipo comienza a coger la corriente del SAI a través del inversor. No se filtra la señal en ningún momento y se recomienda su uso en sitios donde la señal eléctrica no suele sufrir alteracio- nes ya que se no se pueden solventar, su principal uso reco- mendado es el doméstico. Si se necesitan más de 2000 VA tampoco son recomendables. Su funcionamiento se describe en la siguiente ilustración: Imagen 7. Funcionamiento de un SAI offline 12  Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos SAI interactivos Este tipo de dispositivo es más sofisticado que el anterior ya que incorporan la función AVR. La corriente solo se demanda en caso de fallo de señal, para poder preservar la vida de esta. Muy eficaces y fiables, no se recomiendan en casos en los que se necesitan más de 5000 VA. Imagen 8. Funcionamiento de un SAI interactivo SAI online u online de conversión Delta Es el tipo de SAI más sofisticado que existe, con el inversor siempre en funcionamiento para que la señal que llega a los equipos conectados siempre provenga del SAI. Esto hace que la señal que reciben los equipos sea la de ma- yor calidad y estabilidad. Se suelen usar estos dispositivos en salas de servidores, sistemas de videovigilancia o maquinaria industrial y crítica. Como se calcula la carga de un SAI Independientemente del tipo de SAI que sea, un parámetro que hay que tener en cuenta siempre que vayamos a instalar un SAI, es la carga que es capaz de procesar, es decir, cuantos equipos a la vez podemos tener conectados. Esta carga la solemos expresar en voltios-amperios (VA). Qué es la autonomía de un SAI. La autonomía de un SAI es el tiempo que este puede estar dando corriente a los equipos sin estar conectado directamen- te a la red eléctrica. Para esto es necesario también tener en cuenta la carga del SAI, puesto que más equipos conectados, menor tiempo de suministro. Por ejemplo, un SAI con el 40% de carga que puede ofrecer 40 minutos de autonomía, con el 80% de carga, ofrecerá sobre los 20 minutos de autonomía. 13 Montaje y mantenimiento de equipo | UNIDAD 6 Medición de parámetros eléctricos 14