UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍNESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

LABORATORIO DE MAQUINAS ELÉCTRICAS 2

GUIA DE LABORATORIO Nº 1

REGLAMENTO GENERAL DE USO Y SERVICIO DEL LABORATORIO DE ELECTRICIDAD, NORMAS DE SEGURIDAD, USO DE HERRAMIENTAS E

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS

1. OBJETIVO: Conocer, analizar y difundir en los estudiantes el REGLAMENTO GENERAL DE USO Y SERVICIO DEL LABORATORIO DE ELECTRICIDAD. Revisar, estudiar y aplicar las normas de seguridad en la utilización de la energía eléctrica e instrucciones para la utilización de instrumentos de medición de magnitudes eléctricas.

2. FUNDAMENTO TEORICO

CONCEPTO DE MEDIDA

Medir es comparar una medida determinada con otra que tomamos como unidad.

De acuerdo con la anterior definición, es necesario que las unidades de referencia sean aceptadas de forma general por la comunidad científica internacional. A principios del siglo XX se fueron unificando estos patrones de medidas por la Comisión Internacional de Pesas y Medidas, que estructuraron el Sistema Internacional de Medidas, más conocido como Sistema GIORGI.

En el campo de las medidas eléctricas hay que distinguir dos tipos de medidas: medidas de tipo industrial y medidas de laboratorio.

• Medidas industriales: son aquellas que se realizan directamente sobre el montaje o instalación eléctrica.Para realizarlas se necesitan aparatos que sean prácticos, con la posibilidad de ser tanto fijos como portátiles.

• Medidas de laboratorio: son aquellas que se realizan en condiciones idóneas y distintas de las ambientales.Se utilizan para verificar el funcionamiento de los aparatos de medida o para el diseño de aparatos y circuitos; estos aparatos suelen tener una mayor precisión que los utilizados en la industria, motivo por el cual son más delicados y costosos.

Cualidades de los aparatos de medida

Podemos decir que un aparato de medida será mejor o peor, atendiendo a las siguientes cualidades:

a) Sensibilidad: se define como el cociente entre la desviación de la aguja indicadora medida en grados y la variación de la magnitud que se está midiendo. Esta cualidad es específica de los aparatos analógicos.

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b) Precisión: la precisión de un aparato de medida, está íntimamente relacionada con su calidad. Es más preciso un aparato cuanto más parecido sea el valor indicado a la medida real de dicha magnitud.c) Exactitud: es un concepto parecido al de precisión, pero no igual. Un aparato es más exacto cuanto más parecidos sean el valor medido y el valor real por extensión, un aparato exacto es, a su vez, preciso, pero un aparato preciso no tiene por qué ser exacto.d) Fidelidad: cuando al repetir varias veces la misma medida, el aparato da la misma indicación.e) Rapidez: un aparato es rápido cuando se estabiliza en menos tiempo.

ERRORES EN LA MEDIDA

Al realizar medidas, los resultados obtenidos pueden verse afectados. El resultado lleva implícito la posibilidad de errar en la lectura, por ello es necesario conocer con profundidad como se cometen los errores, para poderlos prever y minimizar, de manera que seamos nosotros los que valoremos la veracidad de la medida realizada. Los errores en medidas eléctricas se pueden clasificar en sistemáticos y accidentales:

a) Error sistemático es el originado por las características del aparato o de la actitud del observador. Entre los más frecuentes se pueden destacar los siguientes:• Metodológicos: por utilizar un método inadecuado para realizar la medida, como por ejemplo la colocación de los aparatos de medida cuando se utiliza el método indirecto, ya que éstos tienen consumo y pueden falsear el resultado obtenido.• Ambientales: son el resultado de la influencia de las condiciones físicas del entorno: temperatura, presión, humedad, campos magnéticos, etcétera.• Personales: los que dependen de la pericia o habilidad del operador al realizar la medida; por ejemplo, la colocación de éste en la lectura.• Instrumentales: son los causados por el desgaste de las piezas del aparato, o bien por el desgaste de la pila o batería que alimenta dicho aparato.b) Accidentales: se producen de una forma aleatoria. No se pueden clasificar dada su gran variedad; aun así, no son de gran importancia en las medidas eléctricas.

Cada vez que realicemos una medida, debemos evitar desconfiar del valor obtenido, pero también razonar si el resultado está en relación con el valor que preveíamos o no se corresponde con éste. En caso de que exista gran diferencia, hemos de pensar que algo raro ocurre y hacer las comprobaciones necesarias.

Entre todos los errores que se pueden cometer al realizar una medida, se encuentran los causados por el operario que la realiza. Se suelen cometer con frecuencia, pero son fáciles de eliminar siendo metódicos. Estos son:

a) Errores de cero: Se dan cuando al iniciar la medida no hemos prestado la suficiente atención a la posición del índice (aguja indicadora). Antes de medir, es conveniente calibrar con el tornillo de ajuste la aguja a cero.b) Error de paralaje: ocurre cuando el operario no encara de forma perpendicular la escala del aparato. Se corrige haciendo coincidir la aguja con su proyección sobre la escala. Algunos aparatos suelen incorporar un espejo sobre la escala para facilitar esta tarea.

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Estos errores no se suelen dar en los aparatos digitales. Por otro lado, es conveniente conocer la calidad y precisión de los aparatos de medida, de ahí que estudiemos los siguientes conceptos:c) Error absoluto: es la diferencia entre el valor obtenido y el valor real. Como se ha dicho en párrafos anteriores, el valor real es difícil de conocer, por este motivo podemos tomar como valor real el obtenido con un aparato de precisión, o bien, tomar como valor real la media de varias medidas.

ea = Valor leído – Valor real

Este error nos indica cuánto nos hemos equivocado, pero no nos dice nada sobre la calidad de la medida y del aparato con la que se realiza. Se pueden obtener errores tanto positivos como negativos, en el primer caso se entiende que el aparato mide por exceso y en el segundo se entiende que lo hace por defecto.

d) Error relativo: es el resultado de multiplicar por 100 el cociente que resulta de dividir el error absoluto por el valor real. El error relativo se expresa en tanto por ciento.Este error nos da más información sobre la medida, ya que se refiere al error cometido por unidad de medida.Un aparato se puede considerar bueno cuando da un error relativo por debajo del 2%.

3. ELEMENTOS A UTILIZAR: instrumentos de medición eléctricos : analógicos y digitales . completar características de los elementos que se utilizaron en el desarrollo

VATIMETRO AMPERIMETRO

MULTIMETRO

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4. PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN:

Reconocer las herramientas a utilizarse en el laboratorio de electricidad. Identificar instrumentos de medición analógicos:

Características Tipos de escalas

Formas de utilización en medición

Identificar instrumentos de medición analógicos: Características Formas de utilización Rangos de medición Identificar los terminales del puente de resistencias (puente de wheastone)

5. CUESTIONARIO5.1.- ¿Cuál es la misión del laboratorio en su formación profesional?

Aportar al logro de la misión institucional brindando los medios tecnológicos y científicos para contribuir al desarrollo social, generando conocimiento y contribuyendo con el proceso enseñanza – aprendizaje, para la formación de profesionales idóneos con criterios de calidad y productividad.

5.2.- ¿Cuál es la función del código nacional de electricidad?

El objetivo del Código Nacional de Electricidad es establecer las reglas preventivas que permitan salvaguardar a las personas (de la concesionaria, o de las contratistas en general, o terceros o ambas) y las instalaciones, durante la construcción, operación y/o mantenimiento de las instalaciones tanto de suministro eléctrico como de comunicaciones, y sus equipos asociados, cuidando de no afectar a las propiedades públicas y privadas, ni el ambiente, ni el Patrimonio Cultural de la Nación. Estas reglas contienen criterios básicos que son considerados necesarios para la seguridad del personal

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propio (de la empresa concesionaria, de las contratistas y subcontratistas) y del público, durante condiciones especificadas. Este Código no es un compendio de especificaciones de diseño ni manual de instrucciones.

5.3.- ¿Cuál es el principio de operación de los megohmetros?

Megohmetro o Megger es un aparato o instrumento que permite establecer la resistencia de aislación existente en un conductor o sistema de tierras. Este instrumento basa su funcionamiento en una fuente de alta tensión pero poca potencia. Colocando una resistencia en los bornes de la fuente podemos observar que la tensión en la fuente disminuye logrando una fracción de la tensión que la fuente es capaz de generar en vacío. Mientras menor es el valor de la resistencia colocada, tanto menor es la tensión suministrada por la fuente. Entonces censando la tensión producida por la fuente y asociándolos a valores de resistencias correspondientes, podemos estimar el valor de la resistencia colocada para su medición. En los instrumentos antiguos la fuente de tensión era a manivela, en los actuales se ha reemplazado por dispositivos electrónicos. El diagrama y procedimiento de funcionamiento es el del instrumento construido con dispositivos electrónicos.

IAGRAMA EN BLOQUES

4.4.- ¿esplique las razones por las que debe implementarse un reglamento de utilización de las instalaciones y equipo de laboratorio?

Para utilizar correctamente los instrumentos de medición Para no dañar los equipos como motores, transformadores , etc Para no causarnos daños a nosotros mismos por causa de desorden (limpieza) o

por esxplosion de algunos equipos mal ensamblados

5.5.- ¿cuál es el origen de la imprecisión de los instrumentos analógicos?

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Aunque en la actualidad se van reemplazando gradualmente por sus pares digitales, los

viejos instrumentos analógicos todavía gozan de buena salud en el campo de lasmediciones

eléctricas, y su fabricación no sólo prosigue en buena demanda, sino que además satisface

numerosas normas internacionales de diseño, calibración y performance para este tipo de

aparatos.

Son varias las razones que promueven el uso de los instrumentos analógicos para las

mediciones eléctricas, ya sea por las características que reúnen, como por sus ventajas y

múltiples aplicaciones. Presentan una amplia gama con distintos estilos de carcasa y

especificaciones, sus mediciones permiten visualizar parámetros eléctricos y electrónicos, y

son aparatos de gran fiabilidad bajo condiciones severas de trabajo. Entre sus beneficios se

destacan su bajo costo, su precisión razonable, la facilidad de la instalación y el escaso

mantenimiento, como así también la mínima capacitación que debe recibir un operario para

hacer uso de estos aparatos. Sus aplicaciones van de conmutadores de alta tensión y paneles

de control a sistemas de distribución, grupos electrógenos, administración de energía en

general y en edificios, control de procesos y de motores, etc.

Sin embargo, los aparatos para mediciones eléctricas que poseen el mismo diseño no son

fácilmente distinguibles entre sí. Por ejemplo, para un neófito en la materia, y a no ser por la

graduación de la escala que presentan, los instrumentos de la figura de abajo podrían parecer

idénticos cuando en realidad se trata de aparatos completamente diferentes, que miden

distintas magnitudes y funcionan mediante distintos mecanismos.

6. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

En el Laboratorio, necesitaremos conocimiento y Uso de los instrumentos que nos servirán para corregir, rectificar y mantener circuitos eléctricos que construiremos más adelante.

Es importante conocer de qué forma vamos a usar los instrumentos como el Multimetro, pues si le damos un Uso indebido, podemos dañar dicho instrumento u obtener cálculos inexactos que a la larga puedan dañar el trabajo que estemos haciendo.

Debemos además de conocer ciertas formulas y Leyes en las que tengamos que vaciar los Datos de Medición para obtener resultados confiables y por consiguiente, un optimo trabajo.

Se estableció los pasos que debe realizar para elaborar una medición correcta y segura, además de reconocer la estructura de un circuito eléctrico básico.

En un Vatímetro la inclinación resultante de la bobina móvil depende tanto de la corriente como del voltaje y puede calibrarse directamente en vatios, ya que la potencia es el producto del voltaje y la corriente.

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En un puente de wheatstone se utilizan puentes de este tipo para medir la inductancia y la capacitancia de los componentes de circuitos. Para ello se sustituyen las resistencias por inductancias y capacitancias conocidas.

7. BIBLIOGRAFIA

http://www.minem.gob.pe/minem/archivos/R%20M%20%20y%20CNE %202011.pdf

http://intranet2.minem.gob.pe/web/cafae/Pdfs/CNE.PDF http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/rdelgado/docencia/FISICA_ITI/

PRACTICAS/Errores.pdf http://es.slideshare.net/albertopasmaycoto/instrumentos-de-medicin-

analgicos-y-digitales-37018729

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