Objetivos

Universidad Tecnolgica de Panam Facultad de Ingeniera Elctrica

LaboratorioReglas de Seguridad

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

Familiarizarlo, adems, con el equipo bsico del laboratorio: fuentes de poder, multmetros, osciloscopios, generadores de ondas.

Reglas de Seguridad en el Laboratorio Elctrico:

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.

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 extinguidores 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 cardio-pulmonar) que constituye la medida de auxilio bsico en caso de choque elctrico.

Uso del Equipo Bsico de Laboratorio:

2.1 Fuentes de Poder: 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.

2.2 Multmetro Digital: 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:

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

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

2.23 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.

Los multmetros digitales usualmente tienen ajuste automtico de la lectura cero, mientras que en los anlogos, normalmente hay que hacer el ajuste manualmente, (y hacer la prueba de corto circuito y circuito abierto, antes de medir resistencia).

2.3 Generador de Funciones: Este es un instrumento de prueba que origina diferentes formas de ondas, de frecuencia variable. Las seales de prueba ms comunes usadas son: senosoidal, triangular, cuadrada, rampa e impulso.

Una unidad tpica tendr un control calibrado de frecuencia, y un multiplicador de escala, para seleccionar la frecuencia. Normalmente, cuentan con un selector de funcin, para determinar el tipo de onda, y un control de amplitud, que permite graduar el nivel de la seal en los terminales de salida. La mayora incluyen mecanismos para atenuar la seal (disminuir la seal en una proporcin definida) y mecanismos que permiten desplazar la seal sobre el eje de referencia, sumndole o restndole un voltaje constante (de corriente de offset).

2.4 Osciloscopio: Este es un instrumento con el cual pueden visualizarse en forma instantnea (en tiempo real) las seales de voltaje. La pantalla de los osciloscopios cuentan con una cubierta transparente provista de marcas horizontales y verticales a escala.

Este trazado permite medir el tiempo y la amplitud de la onda de voltaje directamente.

El osciloscopio puede ser utilizado para medir voltajes de corriente directa o alterna, entre otras cosas. Pueden tener capacidad para una entrada o canal, dos (duales) o mltiples. Cuentan con terminales de entrada (1 ms dependiendo de la capacidad del osciloscopio), donde se conecta un cable coaxial provista de una punta de medicin especial para osciloscopio.

Los osciloscopios tienen controles de intensidad, foco, de posicin horizontal y vertical, y los controles de ajuste de la escala. La escala vertical corresponde a la amplitud de la seal, en voltios por divisin del eje vertical de la pantalla. La escala de tiempo de barrido permite determinar el tiempo por divisin del eje horizontal de la pantalla del osciloscopio. Este ltimo viene en escalas normalmente de microsegundos, milisegundos o segundos. Un osciloscopio puede tener otras aplicaciones adems de determinar la amplitud, la frecuencia y el perodo de una seal de voltaje variable con el tiempo. En un laboratorio posterior, se proceder a ampliar esta explicacin del uso del osciloscopio.

Calibracin de la punta del osciloscopio:

Normalmente aparece una salida en el panel frontal de los osciloscopios con las letras CAL (de calibracin), y las escalas de amplitud y de tiempo tienen una posicin especial para calibracin. La punta de prueba se conecta a la salida de CAL y debe aparecer en la pantalla un pulso cuadrado uniforme (con trazos rectos). De producirse deflexiones en las barras horizontales del pulso, debe ajustarse la punta de prueba, las cuales normalmente traen un tornillo de ajuste.

Luego de calibrar la punta de prueba, puede proceder a efectuarse la medicin deseada.

Recomendaciones al usar el osciloscopio:

No golpee las puntas de prueba ni hale de los cables de conexin.

No utilice el ajuste de intensidad en su valor mximo; el uso continuado de la mxima intensidad disminuye el tiempo de vida de la pantalla del osciloscopio.

La mayora de las puntas de prueba tienen un ajuste para atenuar la seal medida, normalmente 10 veces (se indica 10X). Verifique como est trabajando la punta de prueba que va a utilizar antes de realizar la medicin.

Materiales y Equipo:

Multmetro Digital

Fuente de Poder de DC

Osciloscopio

Generador de Funciones.

Procedimiento:

1. Con la ayuda del multmetro como hmetro, mida la resistencia interna de su cuerpo entre los siguientes puntos:

de la mano derecha a la mano izquierda:

de la mano izquierda al tobillo izquierdo:

Calcules el voltaje de corriente directa que aplicado entre estos puntos, producira una corriente peligrosa (100 mA). Utilice la frmula de V = I R.

de la mano derecha a la mano izquierda:

de la mano izquierda al tobillo izquierdo:

2. Investigue cual es el modelo de fuente de poder, multmetro, osciloscopio y generador de funciones que utilizar en los laboratorios de Circuitos I.

2.1 Determine con el multmetro el valor de voltaje mximo y mnimo que puede obtenerse de la fuente de poder de corriente directa. Antela en la tabla 1-1. Determine el error de esta lectura en base a los valores tericos esperados de acuerdo a las especificaciones del aparato.

2.2 Repita el punto 2.1 utilizando el osciloscopio, para determinar el valor mximo y mnimo del voltaje en terminales de la fuente de poder.

Tabla 1-1

Valores de Voltaje Mnimo y Mximo de la Fuente de Poder de Corriente Directa

TERICO (V)MEDIDO CON EL MULTIMETRO

Lectura % de error (v)MEDIDO CON EL OSCILOSCOPIO

Lectura % de error (v)

Valor mximo

Valor mnimo

2.3 Establezca sus conclusiones de acuerdo a los resultados obtenidos y resumidos en la tabla 1-1.

3. Determinacin del rango de atenuacin del generador de funciones.

Seleccione una forma de onda senosoidal en el generador de funciones. Ajuste la frecuencia de la seal a 1 KHz. Recomendacin: (coloque el selector de frecuencia en 10 y el multiplicador de escala en 100).

Con todos los ajustes de atenuacin desconectados, mida el valor mximo del voltaje en el generador de funciones, con el multmetro como voltmetro.

Voltaje mximo sin atenuacin: ______________________________

Repita utilizando algn nivel de atenuacin:_____________________

La razn de atenuacin no es ms que la razn del voltaje alto al voltaje bajo. Los valores de atenuacin son adimensionales, pero en electrnica se trabaja con unidades conocidas como decibeles. Investigue, si la atenuacin est dada en decibeles, a que razn de voltaje corresponde.

Valor terico de rango de atenuacin: _______________________

Valor obtenido por medicin: ______________________________

Porcentaje de error: _____________________________________

3.2 Medicin de periodo y frecuencia con el osciloscopio.

3.2.1 Ajuste la frecuencia del generador de funciones a 1KHz, en forma similar al punto anterior. Seleccione la forma de onda senosoidal y no utilice atenuacin.

3.2.2 Conecte la salida del generador de funciones a un canal del osciloscopio. Ajuste la escala del tiempo del osciloscopio para que un mnimo de dos ciclos de la onda puedan visualizarse. Ajuste los controles de posicin vertical y horizontal para que la seal coincida en la pantalla con el eje horizontal, y que el comienzo de un ciclo coincida con un trazado vertical.

3.2.3 Determine el periodo y la frecuencia de la seal de acuerdo a la lectura del osciloscopio. Anote las respuestas en la tabla 1-2.

3.2.4 Haga un esquema a mano alzada de la curva obtenida en la pantalla del osciloscopio.

3.2.5 Repita todo el procedimiento anterior con una seal cuadrada y con una seal triangular.

Forma de ondaAncho Horizontal (div.)Perodo

(ms)Frecuencia

(Hz)

Senosoidal

Cuadrada

Triangular

Circuito I 1/7