Tecnologia electrica

Universidad Tecnolgica de Panam Facultad de Ingeniera Elctrica

Laboratorio #1

SEGURIDAD AL TRABABAJAR CON EQUIPO ELECTRICO, ASPECTOS BASICOS DEL FUNCIONAMIENTO Y USO DE CUATRO EQUIPOS DE LABORATORIO

1. Objetivos

Familiarizar al estudiante con las precauciones que debe tomar por seguridad al trabajar con equipo elctrico.

Comprender el funcionamiento y uso bsico de cuatro equipos de laboratorio.

Realizar circuitos sencillos utilizando interruptores y lmparas.

Reforzar la habilidad del uso del multmetro para mediciones de voltaje y corriente en circuitos serie y paralelo.

Nota #1: Trabajo en Equipo e informe de la practica: Las practicas de laboratorio, se realizan trabajando en equipo; Cada equipo, tendr un lder o coordinador de la actividad; El numero de estudiantes por equipo, ser indicado previamente, por el profesor de laboratorio. Cada equipo, deber tener una copia, y haber ledo la gua de laboratorio, antes de realizar la practica. Al finalizar la prctica, muestre los resultados obtenidos, en cada caso, profesor de laboratorio. Se entregara un solo informe de esta practica, en la prxima sesin de laboratorio o segn indique el profesor de laboratorio; En el documento entregado, se presentaran tablas comparativas de los resultados de cada experiencia; En cada tabla, identificar cada columna de datos, con la inicial del nombre y apellido del coordinador del equipo. Una versin corregida del informe de laboratorio + copia de la correspondiente Gua de Laboratorio, deber ser incluido en el apndice correspondiente, del prximo informe parcial y el semestral.

2. Equipo y Materiales

Fuente de Poder, Marca DEGEM - modelo 101

Multmetro Digital ( Porttil ), marca Vctor modelo 890C

Generador de Funciones, marca BK Precision modelo 4007

Osciloscopio Digital, marca Tektronix modelo TDS2012C

Dos lmparas piloto (o focos incandescentes).

Dos interruptores.

Plantilla de experimentos o Prottoboard y alambre de telfono.

3. Reglas de seguridad en el laboratorio

Al trabajar en el laboratorio elctrico, es responsabilidad de todos los participantes, instructores y estudiantes, crear las condiciones de trabajo ms seguras posibles. Las reglas de seguridad que se enunciarn en esta gua, obedecen ms que todo al sentido comn, y al respeto (no temor), que debe sentirse por la electricidad.

En un choque elctrico, corrientes de tan slo 100mA pueden ser fatales, a menos que alguien desconecte la energa y le d tratamiento inmediato a la persona afectada. Si el cuerpo humano se considera como parte de un circuito, la cantidad de corriente que pasar por l depender de la resistencia que presente entre los dos puntos conectados y el voltaje aplicado. La resistencia que presenta el cuerpo humano vara de acuerdo a los dos puntos entre los cuales se mida. Adems, disminuye si la superficie del cuerpo est hmeda, o si la persona se encuentra tensa o cansada; esta resistencia puede llegar a tener valores de tan slo unos cientos de ohmios.

El efecto de la corriente en el cuerpo humano puede ir desde una leve sensacin dolorosa, para corrientes de menos de 10 mA, hasta parlisis muscular (aprox. 40 mA), paro respiratorio, (aprox. 100 mA) paro cardaco y muerte para corrientes entre 100 y 200 mA. A continuacin la figura 1 nos muestra los efectos causados por la corriente.

Figura 1. Efectos fisiolgicos de la corriente elctrica

La primera medida de seguridad al trabajar con electricidad ser siempre pensar, antes de actuar, planificar el trabajo a realizar. Algunas otras reglas de seguridad importantes seran:

1. Evite fomentar el desorden o juego en el rea de trabajo.

2. Evite distraer a sus compaeros cuando estn trabajando.

3. Consulte al instructor cuando tenga cualquier duda acerca del equipo, de las conexiones o del procedimiento en general, y pdale su aprobacin antes de empezar a trabajar con un circuito dado.

4. Revise que el equipo y los materiales que vaya a utilizar estn en buen estado, y que las conexiones sean las correctas.

5. Trate de trabajar manteniendo una mano en el bolsillo o en su espalda cuando el sistema est activado. El camino a travs del cuerpo ms peligroso para la corriente es de mano a mano, puesto que atraviesa el pecho, donde estn los rganos vitales como el corazn y los pulmones.

6. No trabaje sobre piso hmedo, ni apoyado o parado sobre ningn objeto metlico.

7. De ser posible, trabaje en un rea donde halla por lo menos dos personas ms presentes. De ocurrir un accidente, uno de ellos podra buscar auxilio mientras el otro atiende al afectado.

8. No trabaje en un circuito energizado a menos que sea absolutamente necesario, y en este caso, extreme las precauciones.

9. Evite el uso de collares, pulseras, o cualquier otro accesorio que pueda entrar en contacto con el circuito sin que usted se d cuenta.

10. Utilice preferiblemente zapatos de suela de goma. (aislados)

11. Los capacitores electrolticos y otros de alto valor capacitivo, pueden mantenerse cargados por varias horas despus de haber sido desconectados. Verifique si estn completamente descargados aplicando un corto circuito entre sus terminales con un destornillador aislado, antes de volver a utilizarlos.

12. Ciertos componentes, como los resistores, por ejemplo, pueden calentarse durante su operacin. De cierto tiempo para que se refresquen antes de removerlos del circuito.

13. Conozca donde estn ubicados los extintores de incendio, y como utilizarlos.

14. Si va a trabajar con electricidad frecuentemente, es preferible tener algunas nociones de CPR (siglas en ingls de Resucitacin Cardiopulmonar) que constituye la medida de auxilio bsico en caso de choque elctrico.

4. Uso del Equipo Bsico de Laboratorio:

4.1. Fuente de Poder

Definicin: Una fuente de poder regulada de corriente directa, tiene la capacidad de mantener el nivel de voltaje de salida constante, aunque cambie la corriente de carga. La mayora de las fuentes tienen dispositivos de proteccin tales como fusibles, que interrumpen la alimentacin en caso de sobrecarga. Muchas cuentan adems con limitadores de corriente, esto es, tienen un valor mximo de corriente que puede proporcionar a la carga. Si la carga demanda una corriente mayor que la corriente lmite, la fuente reduce automticamente su voltaje de salida. Esto protege tanto a la carga como a los circuitos internos de la fuente de poder. En algunas fuentes, existen mecanismos que permiten ajustar este valor mximo de la corriente, dentro de un margen dado. Toda fuente de poder de corriente directa tendr un valor mximo de voltaje disponible en terminales.

Ejemplo: Fuente de Poder, marca DEGEM - modelo 101. Para informacin adicional y procedimiento a seguir para una verificacin funcional bsica de este equipo, refirase a la informacin y el manual del usuario suministrado por el profesor de laboratorio. Incluir en el informe de este equipo, una ilustracin con la vista frontal del instrumento.

4.2. Multmetro Digital

Definicin: Un multmetro es un instrumento de prueba de mltiples funciones, teniendo normalmente diferentes escalas o rangos de medicin. Bsicamente, estn diseados para leer voltaje, resistencia y corriente, aunque pueden tener otras funciones adicionales.

En los multmetros digitales, se selecciona normalmente el modo de operacin (voltmetro, ampermetro u hmetro), el tipo de seal (AC o DC), el rango o escala a utilizar, y al realizar la medicin aparece la lectura directamente en la pantalla. Hay que tener presente que:

1. Al realizar una medicin de voltaje, con el multmetro como voltmetro, los terminales se conectan en paralelo con el voltaje a medir.

2. Al realizar una medicin de corriente, con el multmetro como ampermetro, se conecta el instrumento en serie con la corriente que se desea leer.

3. Al leer resistencias, se debe procurar utilizar la escala inmediatamente superior al valor esperado, para mayor exactitud, y desconectar la resistencia de inters del resto del circuito.

Ejemplo: Multmetro Digital ( Porttil ), marca Victor - modelo 809C. Para informacin adicional y procedimiento a seguir para una verificacin funcional bsica de este equipo, refirase a la informacin y el manual del usuario suministrado por el profesor de laboratorio. Incluir en el informe de este equipo, una ilustracin con la vista frontal del instrumento.

4.3. Generador de Funciones

Definicin: Un generador de seales, de funciones o de formas de onda es un dispositivo electrnico de laboratorio que genera patrones de seales peridicas o no peridicas tanto analgicas como digitales. Se emplea normalmente en el diseo, prueba y reparacin de dispositivos electrnicos.

Tradicionalmente los generadores de seales eran dispositivos estticos apenas configurables, pero actualmente permiten la conexin y control desde un PC. Con lo que pueden ser controlados mediante software hecho a medida segn la aplicacin, aumentando la flexibilidad.

Ejemplo: Generador de Funciones, marca BK Precision - modelo 4007. Para informacin adicional y procedimiento a seguir para una verificacin funcional bsica de este equipo, refirase a la informacin y el manual del usuario suministrado por el profesor de laboratorio. Incluir en el informe de este equipo, una ilustracin con la vista frontal del instrumento.

4.4. Osciloscopio

Definicin: Un osciloscopio es un instrumento de medicin electrnico para la representacin grfica de seales elctricas que pueden variar en el tiempo. Presenta los valores de las seales elctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones.

Los osciloscopios, clasificados segn su funcionamiento interno, pueden ser tanto analgicos como digitales, siendo el resultado mostrado idntico en cualquiera de los dos casos, en teora.

Osciloscopio digital: En la actualidad los osciloscopios analgicos estn siendo desplazados en gran medida por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad de poder transferir las medidas a una computadora personal o pantalla LCD.

Estos osciloscopios aaden prestaciones y facilidades al usuario imposibles de obtener con circuitera analgica, como los siguientes:

a. Medida automtica de valores de pico, mximos y mnimos de seal. Verdadero valor eficaz.

b. Medida de flancos de la seal y otros intervalos.

c. Captura de transitorios.

d. Clculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la seal. tambin sirve para medir seales de tensin.

Ejemplo: Osciloscopio Digital, marca Tektronix - modelo TDS2012C. Para informacin adicional y verificacin funcional bsica de este equipo, refirase a la informacin y el manual del usuario suministrado por el profesor de laboratorio. Incluir en el informe de este equipo, una ilustracin con la vista frontal del instrumento.

5. Procedimiento

Parte 1

a. Midamos nuestra resistencia. Haga que su instructor muestre la forma de usar un hmetro. Con l, mida la resistencia del cuerpo entre:

Un dedo de la mano derecha a uno de la mano izquierda ___________ (resistencia)

Un dedo de la mano derecha a un dedo del pie izquierdo____________ (resistencia)

Ahora, humedzcase los dedos y repita las mismas mediciones:

Un dedo de la mano derecha a uno de la mano izquierda ___________ (resistencia)

Un dedo de la mano derecha a un dedo del pie izquierdo____________ (resistencia)

La resistencia real vara, naturalmente, dependiendo de los puntos en contacto y, segn se ha descubierto, de la condicin de la piel. La resistencia de esta puede variar entre 1,000 en la piel hmeda, y 500,000 en la piel seca.

b. Tomando la resistencia del cuerpo medida en a y considerando 100 mili amperes como la corriente fatal, qu tensiones seran mortales para usted?, use la formula: V= I * R con I=100mA.

Contacto entre las dos manos (secas) _______________________ volts

Contacto entre una mano y un pie (secos) ____________________ volts

Contacto entre las dos manos (mojadas) _____________________ volts

Contacto entre una mano y un pie (mojados) __________________ volts

NOTA: No intente comprobar esta ltima parte ( ie. b).

Parte 2

En una plantilla de experimentos, arme los circuitos mostrados en las figuras 2, 3 y 4. Para cada circuito realice el procedimiento indicado en 1 y 2; Anote y tabule los resultados obtenidos.

Figura 2. Circuito 1

Figura 3. Circuito 2

Figura 4. Circuito 3

1. Coloque un voltmetro para medir:

La cada de voltaje a travs de cada una de las lmparas

2. Coloque un ampermetro para medir:

La intensidad de corriente de la fuente.

La intensidad de corriente de cada una de las lmparas

3. Para los circuitos de las figuras 3 y 4:

Apague las dos lmparas a la vez

Slo apague una lmpara

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