Un ciclo de trabajo o ciclo de energía 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:
Asimismo, un ciclo de trabajo (relación) puede expresarse como:
donde 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, dependiendo de la duración del período.
Los ciclos de trabajo se pueden utilizar para describir el porcentaje de tiempo de una señal activa en un dispositivo eléctrico, como el interruptor de encendido de una fuente de alimentación conmutada o la activación de potenciales de acción por parte de un sistema vivo, como una neurona . [4] [5]
Algunas publicaciones lo utilizan como símbolo del ciclo de trabajo. [6]
Como proporción, el ciclo de trabajo no tiene unidades y puede expresarse tanto como fracción decimal como como porcentaje.
Un término alternativo en uso es factor de trabajo . [7] [8] [9]
En electrónica, el ciclo de trabajo es el porcentaje de la relación entre la duración del pulso, o ancho del pulso (PW), y el período total (T) de la forma de onda. Generalmente se utiliza para representar la duración de un pulso cuando es alto (1). En electrónica digital, las señales se utilizan en forma de onda rectangular que se representan mediante 1 lógico y 0 lógico. El 1 lógico representa la presencia de un impulso eléctrico y el 0 la ausencia de un impulso 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 de un ciclo de trabajo del 100%. 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. [10]
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 de los tonos . Esta técnica se conoce como modulación por ancho de pulso.
En la industria de impresoras y 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 para soldadura , el ciclo de trabajo máximo se define como el porcentaje de tiempo en un período de 10 minutos que puede funcionar de forma continua antes de sobrecalentarse. [11]
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]
Una forma de generar señales de onda cuadrada bastante precisas con un factor de trabajo 1/ n , donde n es un número entero, es variar el ciclo de trabajo hasta que el armónico n se suprima significativamente. Para señales de banda de audio, esto se puede hacer incluso "de oído"; por ejemplo, una reducción de -40 dB en el tercer 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%. [12]
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 del ciclo completo, la relación marca-espacio relaciona las duraciones de los dos períodos individuales: [13]
donde y son las duraciones de los dos períodos alternos.
