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Diversos radiadores para disipar el calor de semiconductores

Ya vimos en anteriores post cómo funcionan y se diseñan las fuentes de alimentación de corriente continua (FA de cc) lineales. Lo último que vimos fueron Los reguladores de tensión. Pero ahí no acaba todo lo que hay que saber sobre las fuentes de alimentación: todo lo que funciona en electrónica genera un calor… y ese calor hay que tenerlo en cuenta. De eso es lo que tratamos en este post con el que finalizamos las FA.

En las FA de cc lineales, se puede llegar a disipar mucho calor en los transistores de potencia y en los reguladores integrados. Ten en cuenta que, para una determinada tensión e intensidad de salida, toda la tensión que no "cae" en la carga tiene que quedarse en los dispositivos reguladores, de tal modo que P = V x I. Y toda esta energía en forma de calor va a elevar mucho la temperatura de los semiconductores (transistores, integrados) rápidamente hasta el punto de que pueden estallar o quemarse, rompiéndose irremediablemente.

Montaje del disipador/radiador

Para evitar que los dispositivos de regulación se recalienten en exceso, se les acopla unos radiadores metálicos (normalmente aluminio) y con aletas para que refrigeren los semiconductores, extrayendo de ellos el exceso de calor. Pero el dispositivo semiconductor rara vez se coloca directamente tocando con el radiador, ya que interesa que eléctricamente no estén unidos, para prevenir cortocircuitos. Entre ambos se suele colocar una pasta térmica o placa de mica que permite el paso del calor pero no es conductora de la electricidad:

Colocación de la lámina de mica entre radiador
y el dispositivo semiconductor

El tornillo de sujección tampoco toca el semiconductor:
se coloca una arandela aislante que lo mantiene separado

Disipadores y radiadores
en las FA de cc

Veamos cómo nos los lo explica Fernando Manso, del canal Electronica FP:

+INFO:

• Cálculo de disipador para transistor/CPU/LED – online-iso-calclator.com
   
• Disipadores ó radiadores de aluminio. ANGEL SAENZ, S.A.- Componentes electrónicos
   
• Desarrollo y construcción de prototipos electrónicos. Disipadores de calor – Granabot
   
• Disipadores térmicos en semiconductores – Icardaba.com

El grupo de alumnos del cifpnº1 que realizó la visita

El pasado viernes 27 de abril, los alumnos de 1º del ciclo medio de Instalaciones Electrotécnicas y Automáticas y de 1º del ciclo superior de Sistemas Electrotécnicos y Automáticos del Centro Integrado de Formación Profesional Nº1 visitaron las centrales hidroeléctricas de Aguayo y de Torina. Ambas centrales pertenecen a Viesgo.

La visita comenzó en la central de Aguayo, a pie del embalse de su mismo nombre. Gonzalo, empleado de la central, nos fue comentando las instalaciones por encima del tremendo ruido y vibración que hay, a pesar de tener un solo grupo generador en funcionamiento. Vimos los transformadores de salida, donde convierten la tensión desde los 12 kV producidos a la tensión de la red, diferentes elementos de conexión/desconexión, etc. Observamos los imponentes tubos de 3,8 m de diámetro de subida y bajada del agua desde el embalse artificial de Mediajo.

Elementos de conexión/desconexión y demás aparatos a la salida de la central.

Ya dentro, accedimos a la sala de la turbina en funcionamiento, donde se observa a la perfección el eje girando, las válvulas de entrada de agua a la turbina, los conductos del aceite  lubricante y los sistemas adicionales (como un sistema de aire a presión utilizado para vaciar de agua la cámara de la turbina).

Vista de parte del eje, cojinete (en marrón) y de los actuadores
que controlan el paso de agua a la turbina

Ascendimos una planta y, desde la puerta, vimos los alternadores/motores de 12 kV y 90 MW. La central tiene una capacidad total de 360 MW cuando los 4 grupos están funcionando.

En la última planta observamos los motores Pony utilizados para, durante el bombeo de agua al embalse de arriba, arrancar los grandes alternadores/motores. En la sala de visitas nos enseñaron el funcionamiento genérico de las centrales hidroeléctricas y en concreto de esta central de bombeo. También visitamos la sala de control, donde actualmente se maneja todo desde autómatas telemandados.

Motores Pony de los 4 grupos

Sala de control

Posteriormente bajamos a la central del Torina. Nos esperaba Javier, quien nos dio la bienvenida, nos leyo un manifiesto y nos invitó a compartir con ellos (los empleados) un minuto de silencio en respeto a las víctimas de los accidentes laborales (es víspera del día de la seguridad y salud en el trabajo).

Tras las fotos, accedimos a la central. Si bien esta central es pequeña y está anticuada, es tremendamente didáctica. Se observaba perfectamente cada parte de los grupos generadores: válvula de agua, turbina, alternador síncrono y dinamo de excitación.

La turbina en verde y el alternador en azul.
Al final del eje la dinamo de excitación también en azul.

Dinamo de excitación.

Al entrar en la sala de control observamos tres épocas en los aparatos de medida y mando:

• Originalmente: Palancas, ruedas e indicadores de agujas.
• Actualización: Botones e indicadores luminosos.
• Actualidad: Pantalla táctil.

En el centro la época antigua. A la izda. la época intermedia.
Al fondo, inapreciable, la pantalla táctil actual.

Esta central posee 3 grupos generadores de 5 MW cada uno, pero las tuberías no tienen el diámetro necesario para alimentar a los 3 grupos a la vez, por lo que su capacidad máxima no sobrepasa los 13 MW (frente a los 90 MW de cada grupo de Aguayo). Por este motivo, Gonzalo nos comentó que la central no se utiliza prácticamente nunca.

Finalizada la visita volvimos al Centro. Desde estas líneas queremos agradecer a Viesgo, así como a las personas que nos dieron las explicaciones por facilitarnos la visita, por su atención y por su dedicación.

– Profesores del cifpnº1 acompañantes:

• Sonia Santamaría Fernández
• Francisco Dirube García

+INFO

• Embalse de Torina y Mediajo – San Miguel de Aguayo
   
• Central eléctrica del Torina – Biodiversidad Virtual / Etnografía

La llamada clase invertida, o flipped education en inglés, es un método didáctico eminentemente práctico relativamente moderno. Nace de la observación de los procesos de aprendizaje exitosos centrados en el alumno, aunque no por ello despreciando otros modelos didácticos. En este post veremos una introducción a ese modelo de enseñanza-aprendizaje; pero antes, y como reza este método, veamos cómo funciona en la práctica:

• Bueno, ya llevamos unos cuantos post sobre aprendizaje de conceptos básicos de electricidad y electrónica. Como habéis observado, echamos a menudo mano de los vídeos del canal de Youtube Electrónica FP. Pues resulta que un día, los periodistas de Informativos Cuatro les entrevistaron en su instituto, el IES de FP Satafi, de Getafe (Madrid). En la entrevista se habló de docencia, del proceso de aprendizaje-enseñanza en este siglo XXI, de los cambios que han realizado en ese instituto para hacer más interesante el aprendizaje de la electricidad y la electrónica, y así que no abandonen en sus esfuerzos los alumnos que inician estas enseñanzas de Formación Profesional. Pero vamos a ver el vídeo:

• La verdad es que, viendo el vídeo, parece más fácil eso de aprender electrónica… Claro que, como dice en el vídeo, los/as alumnos se ven primero los vídeos del profesor en su casa, se los vuelven a ver hasta que tienen una idea bastante aproximada… y luego en clase pues ya: a construir, a experimentar, a medir, a plantearse resultados, a preguntar, a compartir conclusiones. "Clase invertida" le llaman. Y el profesor siempre detrás de todo el proceso; que no se nos olvide el profesor: sin él no hay dinamismo en la clase, no hay incentivo, no hay vídeos, no hay aprendizaje…

Flipped education
Universitat Politècnica de València (UVP)

Despujol Zabala Ignacio, profesor de la Universidad Politécnica de Valencia, nos explica con este magnífico vídeo el funcionamiento de la "clase invertida" y algunos casos de éxito documentados. Interesante para todos aquellos que seamos profesores.

The Flipped Classroom
por Raúl Santiago

Raúl Santiago, profesor del Departamento de Ciencias de la Educación de Universidad de La Rioja, nos muestra una forma de concebir la actividad en clase que se está extendiendo cada vez más entre nuestros docentes: The Flipped Classroom (La Clase inversa).

Raúl Santiago en SIMO Educación 2014:
8 cosas que debes saber para 'flippear' tu clase

En este taller se explicará en qué consiste el Flipped Classroom, Flipped Learning o aprendizaje inverso. Se detallarán 8 aspectos concretos a tener en cuenta para aquellos docentes que se quieran iniciar en este modelo. Por un lado, qué tipo de metodologías son coherentes con el FC, cuales son los recursos y las herramientas más adecuadas para llevar a cabo el proceso, cómo cambian los roles del profesor y el alumno, la información que debemos proporcionar a las familias para que entiendan aspectos como los deberes, la evaluación etcétera. También se tendrán en cuenta otros aspectos como el proceso de “asimilación” por parte de los estudiantes, las edades o niveles más propicios para flippear la clase o la formación necesaria para el docente.

Flip Teaching, método de aprendizaje activo
Ángel Fidalgo (Universidad Politécnica de Madrid)

+INFO:

• Electrónica FP es un canal realizado por Fernando Manso y Javier Pérez, un par de profesores muy entusiastas y buenos comunicadores, del instituto de FP Satafi, de Getafe (Madrid).que nos quieren transmitir interés por aprender los conceptos y aplicaciones básicas de la electrónica. ¡Ala! Dale y disfruta aprendiendo.

No son axiomas, pero tampoco son afirmaciones gratuitas o poco fundadas: es lo que es. Si nos interesa mejorar, si nos interesa fijarnos en modelos que han demostrado que funcionan… Pues podemos fijarnos en los países nórdicos. Quizá no sea aplicable todo lo que vemos en el vídeo a todos los países, pero no podemos negar que tienen su razón y, por supuesto, han demostrado su eficacia. También tenemos la "otra cara de los países nórdicos"…

Bien, aprendamos y dejémonos de "gaitas":

Fuentes consultadas:

• La Cara Oculta de los Países Nórdicos. – YouTube
   
• Por esto son Ricos los Países Nórdicos – YouTube

Descubridor de la magnetorresistencia gigante, Peter Grünberg ganó el Nobel de Física en 2007

ABC Tecnología :: Rosalía Sánchez, corresponsal en Berlín

El físico alemán Peter Gruenberg en su laboratorio del Centro de Investigación de Juelich

El almacenaje de datos, que hoy tanto nos preocupa, fue posible gracias al descubrimiento de la magnetorresistencia gigante, por el que el alemán Peter Grünberg ganó el Nobel de Física en 2007 junto a su colega francés Albert Fel. Fue la primera gran aplicación práctica de la nanotecnología y el colofón a una carrera científica de fondo.

Grünberg nació en 1939 en Pilsen, actual República Checa. En 1946, tras la Segunda Guerra Mundial, su familia fue expulsada del país junto al resto de la minoría alemana y se trasladó a Lauterbach, una pequeña localidad en el estado federado de Hessen, donde sufrieron la precariedad y las carencias propias de la dura postguerra alemana. Su padre insistió en que él estudiase, a pesar de que en la familia eran necesarios más salarios para llegar a fin de mes, y terminó licenciado en Física por la Universidad Johann Wolfgang Goethe de Fráncfort en 1962. En 2004, tras 32 años dedicados al Centro de Investigaciones de Jülich, se retiró oficialmente, aunque prosiguió con su labor y mantuvo una oficina en ese centro hasta su fallecimiento.

Pionero en el desarrollo de la nanotecnología, su investigación en el campo de la condensación física de la materia dio su formidable fruto en 1988, recibiendo un primer premio de la Sociedad Americana de la Física. En 1994 inauguró la «espintrónica», la nueva disciplina tecnológica gracias a la que la portabilidad y la capacidad de los aparatos electrónicos comenzó a ser cada vez mayor. Con ella revolucionó las técnicas informáticas para la extracción y compactación de datos de los discos duros de ordenador y permitió en medicina importantes avances en diagnósticos y localización de células.

Su compañero de Nobel alabó siempre su «constancia y rigor científico» y agradeció a la investigación, más que el premio, el haberle obsequiado con la amistad de Grünberg, que hubiera preferido, sin embargo, haber aportado algún avance significativo «en el ámbito del ahorro energético o protección del medio ambiente, que serán problemas más acuciantes en los próximos siglo», predijo.

Amante del deporte y guitarrista en sus ratos libres, siempre guardó una escrupulosa discreción a pesar de sus participaciones en congresos internacionales y reconocimientos en eventos científicos. Ni siquiera el Nobel consiguió sacarle de su rutina de estudio y el mismo día que la Academia Sueca le concedió el premio acudió a trabajar como de costumbre y bridó con champán solamente porque un colega del departamento bajó a comprar una botella. «He recibido premios antes y la gente me decía que sólo me faltaba uno, el premio último, así que en cierto sentido estaba preparado para ello», explicó a un periódico local justificando que «ha sido sorpresa solo en parte». También dijo en ese momento que «el verdadero significado de este premio, lo que va a cambiar en nuestras vidas, solo se comprenderá con el tiempo». Y tenía razón.

Peter Gruenberg sostiene un disco duro tradicional de almacenamiento
magnético de datos en platos giratorios

+INFO:

• El físico que hizo posible el disco duro
  http://www.abc.es/tecnologia/informatica/soluciones/abci-fisico-hizo-posible-disco-duro-201804111113_noticia.html
   
• Peter Grünberg – Wikipedia, la enciclopedia libre
  https://es.wikipedia.org/wiki/Peter_Gr%C3%BCnberg
   
• El Nobel premia la tecnología que ha permitido reducir el tamaño de los discos duros | elmundo.es
  http://www.elmundo.es/elmundo/2007/10/09/ciencia/1191924467.html