INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
INGENIERÍA EN SISTEMAS AUTOMOTRICES AUTOMOTRICES
MATERIA: Laboratorio de Electricidad !a"#eti$!o
PRO%ESOR: Ace&edo C'(&e) L*i$ Ar!a#do
ALUMNO: L*i$ Da&id Salcedo +i!e#e) O!ar Roble$ Ca!,*)a#o Ca$tro Morale$ Dere- +e$*$ G*iller!o .()/*e) Gala#
Practica No0 1 Dia"ra!a$ El2ctrico$ GRUPO: 3SM3
%EC4A: 3567863791
Diagramas Eléctricos Objetivos:
Al término de esta práctica, el alumno:
Comprenderá la importancia de asociar el símbolo con el componente eléctrico de interpretar los diagramas eléctricos para su montaje. Identificara algunas de las características básicas de componentes eléctricos que se emplean en los circuitos.
Introducción.
a formaci!n de "ábitos # destre$as en el trabajo con circuitos # diagramas eléctricos en un proceso largo # complejo. Es err!neo suponer que este proceso se desarrolla espontáneamente # que termina una %e$ que los alumnos se familiari$an con los símbolos &signos gráficos' con%encionales de los elementos que aparecen en los circuitos eléctricos. os símbolos en los diagramas eléctricos reflejen las principales características de los elementos que los integran. (nidos de manera definida, e)presan los principios de estructuraci!n # funcionamiento de los circuitos eléctricos que ocupan un alto lugar en el estudio del curso de física. *or eso, la asimilaci!n de los "ábitos elementales para identificar # reproducir los circuitos eléctricos constitu#e un elemento necesario de adiestramiento. Diagramas eléctricos os diagramas eléctricos se utili$an para registrar la configuraci!n de los componentes eléctricos que constitu#en un circuito eléctrico o un instrumento. Aun cuando los esbo$os de los componentes, alambres, interruptores, etc., pueden elaborarse de tal forma que presentan la apariencia que tiene el circuito en la mesa de trabajo, dic"a representaci!n normalmente no es mu# satisfactoria. El tiempo que se requiere para dibujar esbo$os es relati%amente largo # las ilustraciones que se obtienen no son patrones generales &# esto puede traer confusi!n o ambig+edad en la interpretaci!n'. os diagramas utili$ados para representar circuitos electr!nicos superan estas limitaciones por medio de la utili$aci!n de una taquigrafía eléctrica. Es decir, con can cada tipo de diagrama se asocia un conjunto de símbolos fáciles de dibujar # unas reglas para su uso. (tili$ando estos diagramas, puede identificarse rápida # fácilmente toda la informaci!n necesaria acerca del circuito. Cuando el lector de los diagramas electr!nicos conoce el significado de los símbolos, puede comprender clara # rápidamente toda la informaci!n contenida en ellos.
os tipos de diagramas eléctricos más comnmente utili$ados son los siguientes: -. . /. 0.
Circuitos o diagramas esquemáticos Diagramas de circuito equi%alente Diagramas de bloques Diagrama pictográfico
En casi todos los diagramas de los circuitos se asume que los conductores &alambres' # las cone)iones no influ#en en el comportamiento del circuito, e)cepto para transportar la corriente eléctrica. En otras palabras, se considera que son conductores perfectos. En la realidad, los conductores # las cone)iones poseen resistencia eléctrica, pero su %alor normalmente es más bajo que la de los otros elementos del circuito #, por consiguiente, puede despreciarse sin introducir un error significati%o.
Diagramas esquemáticos de circuitos eléctricos. El diagrama esquemático presenta informaci!n sobre la operaci!n eléctrica del circuito o instrumento. 1e e)clu#e toda informaci!n no eléctrica, tal como la relati%a a cajas e)ternas, soportes mecánicos, bornes, etc. os diagramas se utili$an para construir una réplica de los circuitos reales # para a#udar a locali$ar falla o mal funcionamiento en ellos. En circuitos complejos, pueden utili$arse para rastrear una se2al atra%es! de todo un circuito. 1in esta clase de mapa, normalmente toma muc"o más tiempo seguir complicadas cone)iones # combinaciones de elementos cuando se buscan las causa de una falla. En un diagrama esquemático, cada elemento del circuito real se representa por medio de un símbolo. De ser necesario, el %alor # tipo de cada componente del circuito también se inclu#e en el diagrama. *or consiguiente, una de las cla%es para comprender un esquema de circuito es el conocimiento del significado de cada uno de los símbolos que lo integran.
os símbolos normalmente se dibujan de forma que "agan pensar en los componentes de una manera funcional. *ero el diagrama no muestra ni contiene informaci!n específica acerca de d!nde # c!mo están locali$ados los elementos en su presentaci!n real. *or ejemplo, las resistencias # condensadores de un circuito de amplificaci!n se muestran en un diagrama de circuito de tal forma que sea fácil %isuali$ar su funci!n. Cuando se mera en el circuito real, pueden "allárseles colocados en diferentes sitios, de acurdo con las facilidades de espacio que e)istan en el ensamblaje del equipo. Cuando se lee un diagrama esquemático de un circuito eléctrico, se comien$a generalmente desde su esquina superior i$quierda. Esta parte normalmente contiene el punto de entrada al dispositi%o que se describe. Desde este punto de entrada, se lee el diagrama de i$quierda a derec"a. *ara cada bloque de elementos, lo mejor para su comprensi!n es formarse un idea mental de como alteran estos las se2ales o magnitudes eléctricas. a se2al alterada se utili$a después como la entrada al siguiente bloque. Continuando con este 3procedimiento "asta alcan$ar las terminales de salida, pueden lograrse una idea basada en la operaci!n eléctrica del instrumento que el diagrama representa.
Diagramas de circuito equi%alente. El diagrama de circuito equi%alente está mu# relacionado con la idea del modelo del circuito. El modelo de un circuito real es un modelo matemático que se apro)ima al %erdadero comportamiento del circuito real. El diagrama del circuito equi%alente se obtiene reempla$ando los símbolos de cada componente del diagrama esquemático por su circuito equi%alente. as ecuaciones que gobiernan el comportamiento de un circuito pueden escribirse a partir de un circuito equi%alente, puesto que esto se encuentra constituido por
elementos básicos, los cuales obedecen a reacciones matemáticas específicas. En esta forma, el diagrama de circuito equi%alente se utili$a para anali$ar el comportamiento de un circuito real. 1i los modelos de circuito equi%alente &como se describen en el diagrama' suministran una buena apro)imaci!n a las características de los dispositi%os, las ecuaciones desarrolladas con la a#uda de los diagramas pueden predecir de manera apro)imada el comportamiento del circuito.
Diagrama de bloques. os diagramas de bloques se utili$an para a#udar a describir la operaci!n global de instrumentos o sistemas de operaci!n más bien complejos. os conjuntos de componentes o partes del sistema se representan como bloques, de tal forma que la interpretaci!n entre ellos puede lograrse fácilmente. *odemos obser%ar que el diagrama de bloques nos permite rastrear el camino de una se2al a tra%és de todo el sistema4 además, nos da una idea concisa # global de la operaci!n # funcionamiento de este. 1in embargo, no nos proporciona informaci!n detallada acerca de los componentes, cone)iones # alambrado
Diagrama pictográfico. El diagrama pictográfico es una representaci!n de los componentes eléctricos en un circuito a tra%és de dibujos toscos. Estos diagramas tienen una funci!n didáctica, pues permiten identificar más fácilmente los componentes # la manera en que están conectados. 1in embargo, requieren ciertas "abilidades en el dibujo que no todos tienen. Además, sus representaciones podrían generar confusi!n, pues muc"os componentes no tienen el mismo aspecto físico, a pesar de que su símbolo eléctrico # funci!n sean los mismos.
Identificaci!n de componentes. Antes de montar un circuito, es necesario identificar el tipo # %alor de los componentes que se necesitaran. En las practicas siguientes, se describirán en detalle algunos componentes, de modo que la informaci!n que sigue es solo para identificaci!n de los mismos.
Resistencias eléctricas. El tipo más comn de resistencias de carb!n. Es fácilmente identificable como un cilindro marr!n con terminales de cone)i!n a)iales. El cuerpo de la resistencia lle%a tres o cuatro bandas de color que indican el %alor de resistencia en o"ms # su tolerancia. 5tro parámetro importante de una resistencia es su potencia, que permite establecer la tensi!n o intensidad que admite de ser destruida. as resistencias de carb!n generalmente se fabrican de 6 &7.8' 9, &7.87' 9, -9 # 9, que se identificaran por las dimensiones del cuerpo cilíndrico. En la figura ;./ pueden obser%arse dic"as medidas.
*ara potencias ma#ores de 9, las resistencias suelen ser de tipo cerámico. En estos casos, el %alor !"mico # la potencia nominal suelen aparecer impresos sobre el cuerpo.
*otenci!metros. Con frecuencia, es til disponer de una resistencia cu#o %alor !"mico pueda ajustarse de forma continua. Esta funci!n la reali$a el potenci!metro, que consiste en una resistencia %ariable de carb!n o bobina de alambre con un contacto graduable por medio de un eje. A medida que el contacto %aria de posici!n a lo largo del cuerpo de la resistencia, cambia el %alor de la misma entre los e)tremos # el citado contacto. En la figura ;.0 se muestra un potenci!metro típico con el símbolo que lo representa en los circuitos.
*ara conocer un potenci!metro, necesitamos conocer la resistencia má)ima &%alor entre sus bornes que se encuentra en los e)tremos' # la potencia que disipa. Esta informaci!n suele aparecer estampada en la caja metálica. A %eces, la resistencia se indica mediante un c!digo de tres dígitos. Al emplear un potenci!metro # despla$ar su cursor, "a# que tener la precauci!n de no e)ceder la má)ima potencia capas de disipar.
Condensadores o condensadores
os condensadores tienen una gran %ariedad de formas. os electrolitos # los de dieléctrico de papel suelen ser cilíndricos con terminales de cone)i!n a)iales. En general, lle%an impreso en su cuerpo el %alor de su capacitancia en micro faradios # la tenci!n &<' de operaci!n. os conductores de dieléctrico de mica son cilíndricos, paralelepípedos o de forma irregular # en general, lle%an el %alor de su capacitancia en picofaradios. os de tipo cilíndrico # paralelepípedo a %eces lle%an ubicada la capacidad si el coeficiente de temperatura. a tensi!n &%oltaje' de operaci!n # la polaridad son críticas en los condensadores electrolíticos # deben ser estrictamente obser%adas &figura ;.8'
Bobinas (inductores) las bobinas constitu#en el componente menos utili$ado en la ma#oría de los circuitos eléctricos. el coeficiente de autoinducci!n que las características suele aparecer impreso en la caja que puede tener formas mu# di%ersas. a nica confusi!n que puede producirse es que las bobinas de peque2o coeficiente &del orden de micro =enr#' de forma cilíndrica son mu# análogas a resistencias # condensadores cerámicos.
Diodos semiconductores os diodos semiconductores e)isten en gran %ariedad de forma. las más peque2os suelen ser cilíndricas con terminales a)iales # se parecen bastante a las resistencias de un cuarto de >att. Incluso en la identificaci!n de c!digos de color. ?o obstante diferencias en el color del cuerpo marr!n las resistencias # negro en los diodos. En otros casos %a montando un %idrio de modo que se identifica fácilmente por transparencia otros bien encapsulados en plásticos de color # en distintas cajas metálicas.
Transistores C!mo los diodos, los transistores e)isten una gran %ariedad de formas. os de baja potencia inferiores a un >att @eneralmente %an montados con aletas disparadoras. En la figura ;. se obser%an algunas de las formas de presentaci!n típica de los transistores.
Material • •
Instructi%o de la acti%idad e)perimental (n circuito electr!nico
Desarrollo exerimental as acti%idades planeadas en esta práctica no pretenden sustituir los trabajos prácticos # no ser un antecedente de esos que facilita el montaje de circuitos en las siguientes prácticas.
Acti%idad II A partir de los esquemas de montaje de las figuras ;.-7B # ;.--B, dibuja en los espacios correspondientes los diagramas esquemáticos.
a' b' Diagrama esquemático:
a' b'
Diagrama esquemático:
Conclusiones: Es importante conocer las definiciones de los diferentes diagramas eléctricos, como también saber c!mo diferenciarlos # cuando usarlos. ambién se conclu#e que es de alta importancia conocer los diferentes componentes eléctricos #a que al ser ingenieros los usaremos durante nuestra %ida laboral en la industria. Acti%idades complementarias: Contesta las siguientes preguntas de manera bre%e. -. *or qué se emplean los diagramas esquemáticos *orque muestra los diferentes componentes del circuito de manera simple # con pictogramas uniformes de acuerdo a normas, # las cone)iones de alimentaci!n # de se2al entre los distintos dispositi%os. . Fué es un diagrama de bloques Es la representaci!n gráfica del funcionamiento interno de un sistema, que se "ace mediante bloques # sus relaciones, # que, además, definen la organi$aci!n de todo el proceso interno, sus entradas # sus salidas. /. Fué es un diagrama equi%alente Es un circuito que conser%a todas las características eléctricas de un circuito dado. *re%ia in%estigaci!n, describe algunas características básicas de los siguientes componentes eléctricos. -. Gesistores *ara caracteri$ar un resistor "acen falta tres %alores: resistencia eléctrica, disipaci!n má)ima # precisi!n o tolerancia. . Capacitores Está formado por dos conductores pr!)imos uno a otro, separados por un aislante. *ueden conducir corriente continua durante s!lo un instante. 1e utili$an junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios # otros equipos electr!nicos.
1e fabrican en gran %ariedad de formas # se pueden mandar a "acer de acuerdo a las necesidades de cada uno. 1us características dependen principalmente del tipo de dieléctrico utili$ado. /. Diodos 1u conducti%idad es menor que la de un conductor # ma#or que la de un aislante. *ermite la circulaci!n de la corriente eléctrica a tra%és de él en un solo sentido. El más comn en la actualidad4 consta de una pie$a de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. 0. ransistores Es un dispositi%o electr!nico semiconductor. Es utili$ado para entregar una se2al de salida en respuesta a una se2al de entrada. Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. Actualmente se encuentra prácticamente en todos los aparatos electr!nicos de uso diario tales como radios, tele%isores, reproductores de audio # %ideo, relojes de cuar$o, computadoras, lámparas fluorescentes, tom!grafos, teléfonos celulares, aunque casi siempre dentro de los llamados circuitos integrados. 8. ransformadores *ermite aumentar o disminuir la tensi!n en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. a potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal &esto es, sin pérdidas', es igual a la que se obtiene a la salida. Con%ierte la energía eléctrica alterna de un cierto ni%el de tensi!n, en energía alterna de otro ni%el de tensi!n, basándose en el fen!meno de la inducci!n electromagnética. ;. *ilas Con%ierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio.
ienen dos terminales, llamados polos, electrodos o bornes, ellos es el polo negati%o o ánodo # el otro es el polo positi%o o cátodo, por los cuales la energía resulta accesible. as pilas, a diferencia de las baterías, no son recargables. Hibliografía !nr"#ue$ %arer , undamentos de electricidad, dispositi%os # circuitos en corriente continua, Jé)ico: imusa ?oriega, -KK0. &edloc' B. *. Rober+e , componentes electr!nicos # mediciones, Espa2a
: *rentice =all, -K/. &ol, -tanle, @uía para mediciones electr!nicas. *ráctica de laboratorio, Colombia: *rentice =all, -KL7.
