UNIVERSIDAD CÁTOLICA DEL NORTE FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS GEOLOGICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN SISTEMAS Y COMPUTACION
Experiencia Nº 1 de Laboratorio de Electrotecnia.
José Sepúlveda, Ing. Civil de Minas Jairo Toledo, Ing. Civil de Minas Fabián Vega, Ing. en Construcción Paralelo: Miércoles F/G Fecha de realización: 17 de octubre, 2018
Antofagasta, Chile
INDICE GENERAL I.
INDICE DE TABLAS ............................................................Error! Bookmark not defined.
II. INDICE DE IMÁGENES ........................................................................................................... ii III. NOMENCLATURA ................................................................................................................ iii IV. GLOSARIO .............................................................................Error! Bookmark not defined. V. RESUMEN. ................................................................................................................................. v VI. INTRODUCCION. ................................................................................................................... vi DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA..................................................................................... vii CONCLUSION ................................................................................................................................ x
I. INDICE DE TABLAS I. TABLA 7.1: Resultados de mediciones…………………………………………………….....viii
II. INDICE DE IMÁGENES I. FIGURA 7.1: Código de colores de las resistencias…………………………………….……vii II. FIGURA 7.2: Circuito conectado a entrenador………………………………………….……vii III. FIGURA 7.3: Ley de Ohm…………………………………………………………………..viii IV. FIGURA 7.4: Circuito conectado a osciloscopio…………………………………………....viii V. FIGURA 7.5: Comportamiento de la onda…………………………………………………...ix
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III. NOMENCLATURA •
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Ω: Ohm u Ohmio
A: Ampere o Amperio R: Resistencia Hz: Hertz I: Corriente V: Volt o Voltio : Cable conductor : Resistencia : Conexión del circuito : Voltímetro
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IV. GLOSARIO •
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Multitester: También denominado polímetro o tester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas, como corrientes y potenciales (tensiones), o pasivas, como resistencias, capacidades y otras. Protoboard: Es una especie de tablero con orificios, en la cuales pueden insertar componentes electrónicos y cables para armar circuitos. Osciloscopio: Es básicamente un dispositivo de visualización gráfica que muestra señales eléctricas variables en el tiempo. El eje vertical, a partir de ahora denominado Y, representa el voltaje; mientras que el eje horizontal, denominado X, representa el tiempo. Entrenador: Es un simulador de circuitos eléctrico, que se utiliza en pruebas de laboratorio, es la encargada de entregar la energía requerida en un circuito eléctrico donde se pueden manipular parámetros como periodo, frecuencia, voltaje, etc. Resistencias: son elementos que consumen corriente, es decir son capaces de transformar parte o a veces toda la energía eléctrica en energía calorífica. pero en los circuitos electrónicos se emplean para regular el flujo de electrones, definir tensiones, etc. Voltaje: Es la capacidad física que tiene un circuito eléctrico, debido a que impulsa a los electrones a lo extenso de un conductor
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V. RESUMEN Esta experiencia Nª 1, tiene por objetivo poder utilizar de manera correcta los instrumentos de medición, como también analizar los valores que se entregan en los diferentes circuitos armados en está experiencia. Para esto se construyeron 3 circuitos que iban aumentando su complejidad a medida que se avanza en el laboratorio. El primer circuito, llamado “Circuito serie resistivo puro”, que no presenta ma yor complejidad al momento de armarlo sobre la placa de prueba, se lleva sobre el entrenador, donde esté se regulo previamente con un valor de 10 Volts, para así posteriormente conectarlo al circuito. Hecho esto, se procede a calcular su diferencia de potencial en cada elemento del circuito con ayuda del multitester, verificando que la suma de estos efectivamente daba como resultado el valor que se le asignó a la fuente (10 Volts). Para el segundo circuito, denominado “Circuito serie- paralelo resistivo puro” que posee un grado
más de dificultad al momento del armado, ya que se altera su cantidad de resistencias y su orden en la placa, se procede de manera similar a lo realizado en el circuito 1. Para proseguir con la experiencia, se conserva el valor suministrado a la fuente en el circuito anterior (10 Volts) y se realizan los cálculos relacionados al voltaje y a la corriente que circula por los componentes del circuito, y con estos valores obtenidos, con ayuda de la ley de Ohm, se calcula a su vez la potencia consumida por cada resistencia.
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VI. INTRODUCCION. En este informe se pretende explicar los componentes básicos de un circuito, cómo funcionan, las metodologías de trabajo utilizadas en la experiencia, como también los objetivos y los resultados obtenidos de este, de forma que el lector pueda comprender el trabajo realizado y poder entenderlo de forma más clara y precisa. Para comenzar, se entiende por circuito eléctrico a la trayectoria cerrada que posee un conjunto de elementos conectados entre sí, por los que puede circular una corriente eléctrica. Estos elementos del circuito son:
Generador: Producen y mantienen la corriente eléctrica. Es la fuente de energía. Conductores: Son el medio por donde circula la corriente eléctrica de un elemento a otro. Resistencia eléctrica: Se define como la menor o mayor oposición que presentan los cuerpos al paso de la corriente.
El objetivo de esta experiencia es poder familiarizar a los estudiantes a utilizar y manejar los equipos de medición presentes en el laboratorio, también enfrentar en formas más natural el futuro trabajo en equipos multidisciplinarios.
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VII. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA. Para comenzar a trabajar en el laboratorio, se asigna a cada grupo un numero de resistencias, de las cuales se escogen 3. Estas resistencias se deben encontrar entre 1 K Ω y 4,7 KΩ. Para esto se analiza cada resistencia, mediante una tabla de colores y valores, como la que se muestra a continuación (Figura. 7.1)
Figura 7.1: Código de colores de resistencia.
Elegidas las resistencias, se procede a ocupar la placa de prueba (Protoboard). En esta placa se acomodan las resistencias de modo que dos de ellas se encuentran en paralelo, y la tercera en serie respecto a las otras. Análogamente se calibra el entrenador de modo que me entregue un voltaje de 10 volt que posteriormente se conecta al circuito, como se muestra en la Figura 7.2.
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Figura 7.2: Circuito conectado a un entrenador.
En la Figura 7.2 se aprecia que el circuito corresponde al ejercicio nº 1 de la experiencia, conectado a la fuente. Hecho esto, se procede a medir el voltaje y la corriente de cada una de las resistencias, obteniéndose los valores mostrados en la Tabla 7-1 Tabla 7-1: Resultados de medición. 1 2 3
R(K Ω) 4,7 1 1
V(volt) 9,08 0,93 0,93
A(mA) 1,9 0,93 0,93
OB S: Para medir el voltaje se conectan el tester en paralelo a cada resistencia para obtener el voltaje que circula por cada una de ellas. OB S.2: Para la medición de la corriente, se deben conectar el tester en serie a cada resistencia.
Para poder comparar resultados teóricos con los resultados experimentales obtenidos al medir con el tester, es necesario utilizar la ley de Ohm (Figura 7.3) para los cálculos. De esto podemos observar que ambos resultados son muy similares entre sí, dando el visto bueno a las mediciones realizadas en el circuito.
Figura 7.3: Ley de Ohm
Realizado el primer ejercicio de la experiencia, se procede a armar el siguiente circuito, en el cual se cambia la fuente del entrenador por una señal sinusoidal del generador de señales de Amplitud 1 volt peak y Frecuencia 1KHz, como se muestra en la Figura 7.4. viii
Figura 7.4: Circuito conectado al osciloscopio
Para el ejercicio nº 2, se recicla el circuito anterior y se utiliza el osciloscopio para ver de manera gráfica el comportamiento de la onda en cada una de las resistencias, como se muestra en la siguiente Figura 7.5.
Figura 7.5: Comportamiento de la onda.
En la Figura 7.5. se aprecia que la onda tiene un comportamiento sinusoidal de amplitud 1 volt peak y frecuencia de 1 KHz. Además, se desprenden datos como por ejemplo el periodo que tiene valor de 993,82 µs.
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VIII. CONCLUSION De la experiencia realizada se concluye la importancia de adquirir los conocimientos sobre los instrumentos utilizados a la hora de medir los paramentos más importantes de un circuito eléctrico, y a su vez incorporar un lenguaje común entre las distintas ramas de la ingeniería. También se concluye que, en un circuito eléctrico, el voltaje subministrado genera un movimiento de electrones, que a su vez producen corriente eléctrica, por tanto, si varia el voltaje, también se verá afectada la corriente, mientras que las resistencias se mantienen constantes. Del ejercicio nº 2, se deduce que la variación en la forma de la onda depende netamente del voltaje y amplitud subministrado al circuito, por ejemplo, a mayor amplitud, el peak to peak crecerá.
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Bibliografía
Cruz, A. D. (2018). Scribd Inc. de https://es.scribd.com/document/177240637/Osciloscopio-Scribd Herrera, L. W. (2018). Scribd de https://es.scribd.com/document/69596116/Definicion-de-Tester Llivicura, A. (2018). Scribd Inc. de https://es.scribd.com/document/329807772/El-Protoboard
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