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:
De igual modo, 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 activa el 60 % del tiempo, pero desactivada el 40 % del tiempo. El "tiempo de activación" 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 utilizar 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 la activación de potenciales de acción por un sistema vivo como una neurona . [4] [5]
Algunas publicaciones lo utilizan como símbolo para el ciclo de trabajo. [6]
Como proporción, el ciclo de trabajo no tiene unidades y puede expresarse como fracción decimal o porcentaje por igual.
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 de pulso (PW) y el período total (T) de la forma de onda. Generalmente se utiliza para representar la duración temporal de un pulso cuando es alto (1). En electrónica digital, las señales se utilizan en forma de onda rectangular que se representan mediante lógica 1 y 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 un ciclo de trabajo inferior al 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 por ancho de pulso (PWM) se utiliza en una variedad de situaciones electrónicas, como el suministro de potencia y la regulación de voltaje.
En la música electrónica, los sintetizadores musicales 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 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 de 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 ciclo 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 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 puede hacerse incluso "a 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]
La relación marca-espacio o relación marca-espacio es otro término para el mismo concepto, que describe 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 marca-espacio relaciona las duraciones de los dos períodos individuales: [13]
donde y son las duraciones de los dos períodos alternos.
