Un ciclo de trabajo o ciclo de potencia es la fracción de un período en el que una señal o sistema está activo. [1] [2] [3] El ciclo de trabajo se expresa comúnmente como un porcentaje o una relación. Un período es el tiempo que tarda una señal en completar un ciclo de encendido y apagado . Como fórmula, un ciclo de trabajo (%) puede expresarse como:
Del mismo modo, un ciclo de trabajo (relación) se puede expresar como:
dónde es el ciclo de trabajo, es el ancho del pulso (tiempo activo del pulso), y es el período total de la señal. Por lo tanto, un ciclo de trabajo del 60% significa que la señal está encendida el 60% del tiempo pero apagada el 40% del tiempo. El "tiempo" para un ciclo de trabajo del 60% podría ser una fracción de segundo, un día o incluso una semana, según la duración del período.
Los ciclos de trabajo se pueden usar para describir el porcentaje de tiempo de una señal activa en un dispositivo eléctrico como el interruptor de encendido en una fuente de alimentación conmutada o el disparo de potenciales de acción por un sistema vivo como una neurona . [4] [5]
El factor de trabajo para la señal periódica expresa la misma noción, pero generalmente se escala a un máximo de uno en lugar de 100%. [6]
El ciclo de trabajo también se puede anotar como . [7]
Aplicaciones
Eléctrica y electrónica
En electrónica, el ciclo de trabajo es el porcentaje de la relación entre la duración del pulso o el ancho del pulso (PW) y el período total (T) de la forma de onda. Generalmente se usa para representar la duración de un pulso cuando es alto (1). En la electrónica digital, las señales se utilizan en forma de onda rectangular que están representadas por la lógica 1 y la lógica 0. La lógica 1 representa la presencia de un pulso eléctrico y 0 la ausencia de un pulso eléctrico. Por ejemplo, una señal (10101010) tiene un ciclo de trabajo del 50%, porque el pulso permanece alto durante la mitad del período o bajo durante la mitad del período. De manera similar, para el pulso (10001000) el ciclo de trabajo será del 25% porque el pulso permanece alto solo durante 1/4 del período y permanece bajo durante 3/4 del período. Los motores eléctricos suelen utilizar menos del 100% de ciclo de trabajo. Por ejemplo, si un motor funciona durante uno de cada 100 segundos, o 1/100 del tiempo, entonces, su ciclo de trabajo es 1/100 o 1 por ciento. [8]
La modulación de ancho de pulso (PWM) se utiliza en una variedad de situaciones electrónicas, como la entrega de energía y la regulación de voltaje.
En la música electrónica, los sintetizadores de música varían el ciclo de trabajo de sus osciladores de audiofrecuencia para obtener un efecto sutil en los colores del tono . Esta técnica se conoce como modulación por ancho de pulso.
En la industria de las impresoras / fotocopiadoras, la especificación del ciclo de trabajo se refiere al rendimiento nominal (es decir, páginas impresas) de un dispositivo por mes.
En una fuente de alimentación de soldadura , el ciclo de trabajo máximo se define como el porcentaje de tiempo en un período de 10 minutos que se puede operar continuamente antes de sobrecalentarse. [9]
Sistemas biologicos
El concepto de ciclos de trabajo también se utiliza para describir la actividad de las neuronas y las fibras musculares . En los circuitos neuronales, por ejemplo, un ciclo de trabajo se refiere específicamente a la proporción de un período de ciclo en el que una neurona permanece activa. [5]
Generacion
Una forma de generar señales de onda cuadrada bastante precisas con un factor de trabajo de 1 / n , donde n es un número entero, es variar el ciclo de trabajo hasta que el armónico n- ésimo se suprima significativamente. Para señales de banda de audio, esto incluso se puede hacer "de oído"; por ejemplo, una reducción de -40 dB en el 3er armónico corresponde a establecer el factor de trabajo en 1/3 con una precisión del 1% y una reducción de -60 dB corresponde a una precisión del 0,1%. [10]
Relación marca-espacio
La relación marca-espacio , o relación marca-espacio , es otro término para el mismo concepto, para describir la relación temporal entre dos períodos alternos de una forma de onda. Sin embargo, mientras que el ciclo de trabajo relaciona la duración de un período con la duración de todo el ciclo, la relación entre marcas relaciona las duraciones de los dos períodos individuales: [11]
dónde y son las duraciones de los dos períodos alternos.
Referencias
- ^ Barrett, Steven Frank; Pack, Daniel J. (2006). "Subsistema de temporización". Fundamentos de microcontroladores para ingenieros y científicos . Editores Morgan y Claypool. págs. 51–64. ISBN 1-598-29058-4.
- ^ a b Cox, James F .; Chartrand, Leo (26 de junio de 2001). "Osciladores no sinusoidales". Fundamentos de la electrónica lineal: integrada y discreta (2 ed.). Aprendizaje Cengage. págs. 511–584. ISBN 0-766-83018-7.
- ^ "Definición: ciclo de trabajo" . Norma federal 1037C, "Telecomunicaciones: Glosario de términos de telecomunicaciones" . Boulder, Colorado: Instituto de Ciencias de las Telecomunicaciones. 1996 . Consultado el 3 de marzo de 2011 .
- ^ Brown, Martin (1990). "Cómo funciona una fuente de alimentación conmutada". Práctico diseño de fuente de alimentación conmutada (serie Motorola en electrónica de estado sólido) . San Diego, CA: Academic Press. págs. 5-8. ISBN 0-121-37030-5.
- ^ a b Harris-Warrick, Ronald; Nagy, Frédéric; Nusbaum, Michael (1992). Harris-Warrick, Ronald; Marder, Eva; Silverston, Alan; et al. (eds.). Redes biológicas dinámicas: el sistema nervioso estomatogástrico . Massachusetts: Prensa del MIT. págs. 87-139. ISBN 0-262-08214-4.
- ^ Rudolf F. Graf (1999). Diccionario moderno de electrónica . Ciencia de Elsevier. pag. 225. ISBN 978-0-08-051198-6.
- ^ Singh, MD (7 de julio de 2008). Electrónica de potencia . Educación de Tata McGraw-Hill. ISBN 9780070583894.
- ^ "Motores eléctricos" . Diseño de máquinas . Consultado el 23 de marzo de 2011 .
- ^ "¿Qué significa el término ciclo de trabajo?" . ZENA, Inc. sistemas de soldadura . Consultado el 23 de marzo de 2011 .
- ^ William M. Hartmann (1997). Señales, sonido y sensación . Springer Science & Business Media. pag. 109. ISBN 978-1-56396-283-7.
- ^ "Circuito Astable Temporizador 555" . Consultado el 19 de septiembre de 2020 .
