PRÁCTICAS DE LABORATORIO TECNOLOGÍA ELÉCTRICA DEPARTAMENTO DE AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL 2014 QUITO-ECUADOR INDICE Reglamento iii Normas Internas v Contenido del Informe vi Contenido del trabajo preparatorio vii HOJA DE DATOS CARÁTULA Práctica 1: CONOCIMIENTO DEL EQUIPO, CARACTERÍSTICAS Y SIMBOLOGÍA 1 Práctica 2: FUENTES DE ENERGÍA 3 Práctica 3: USO DE ESCALAS 5 Práctica 4: MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA INTERNA DE UN GALVANÓMETRO 7 Práctica 5: CONSTRUCCIÓN Y USO DE UN AMPERÍMETRO MULTIRANGO 9 Práctica 6: CONSTRUCCIÓN Y USO DE UN VOLÍIMETRO MULTIRANGO 11 Práctica 7: ESTUDIO DEL MULTÍMETRO 13 Práctica 8: MEDICIÓN DE RESISTENCIAS (Parte 1) 15 Práctica 9: MEDICIÓN DE RESISTENCIAS (Parte 2) 18 Práctica 10: MEDICIÓN DE POTENCIA 20 Práctica 11: EL OSCILOSCOPIO 22 CODIFICACIÓN DEL REGLAMENTO DEL SISTEMA DE ESTUDIOS DE LAS CARRERAS DE FORMACIÓN PROFESIONAL Y DE POSGRADO TÍTULO V. DE LA GESTIÓN ACADÉMICA CAPÍTULO I. DE LA EVALUACIÓN Y APROBACIÓN DE ASIGNATURAS Art. 42.- Los profesores otorgarán a cada estudiante dos calificaciones correspondientes a los resultados obtenidos a través de los eventos de evaluación continua propuestos en la planificación semestral por asignatura, una en la mitad del período lectivo y otra al final del mismo, conforme al calendario académico. Cada calificación será sobre diez puntos y se podrá pasar hasta con un decimal. Ningún evento de evaluación tendrá una valoración superior al 40% de cada calificación. Dentro de las fechas indicadas en el calendario académico, cada profesor ingresará las calificaciones en el SAEW. Al final del semestre deberá entregar un reporte impreso de las mismas en la secretaría de la unidad académica correspondiente. Art. 43.- Los estudiantes que alcancen 14 puntos o más en la suma de las dos calificaciones serán exonerados del examen final y aprobarán la asignatura. La calificación de aprobación será igual a dicha suma multiplicada por dos, sobre 40 puntos, en números enteros. Art. 44.- Los estudiantes de las carreras de ingeniería, ciencias o tecnólogos que no alcancen 14 puntos, pero que tengan por lo menos 9 puntos en la suma de las dos calificaciones, deberán rendir un examen final sobre 20 puntos, para completar un mínimo de 24 puntos para aprobar la asignatura. En cualquier caso, la calificación mínima del examen final debe ser de 12 puntos . Art. 46.- Para aprobar asignaturas de las carreras de ingeniería, ciencias o tecnólogos que consistan exclusivamente de prácticas de laboratorio, es necesario realizar todas las prácticas de laboratorio programadas para el período y alcanzar como mínimo 24 puntos sobre 40. Art. 47.- Para asignaturas que tengan integradas componentes de teoría y prácticas de laboratorio, en la planificación semestral por asignaturas el profesor establecerá los porcentajes de ponderación con los que aportará cada componente a la calificación. El profesor de la asignatura realizará la integración de la calificación. En todo caso, para aprobar la asignatura se requiere haber realizado, al menos, el 80% de todas las prácticas de laboratorio programadas y obtener la calificación global mínima de 24 puntos sobre 40, para el caso de las carreras de tercer nivel y tecnologías, y de 28 puntos sobre 40, para el caso de los programas de postgrado. Art. 48.- Es obligación del profesor dar a conocer a los estudiantes las calificaciones y revisar los documentos de evaluación escritos o digitales, antes de ingresar las calificaciones al SAEW. Art. 49.- Los profesores, en caso de error en la calificación o demora en su entrega, deberán solicitar al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnológico o al Coordinador de los Cursos de Nivelación, según el caso, la rectificación de la calificación o la autorización para el ingreso tardío, explicando el motivo correspondiente. El tiempo máximo para la rectificación de calificaciones será de cinco días laborables contados a partir de la fecha del cierre informático del SAEW. Luego de este cierre, las solicitudes de rectificación o de ingreso tardío de calificaciones deberán ir dirigidas al Vicerrector, quien resolverá lo pertinente. Art. 50.- Los profesores podrán devolver a los estudiantes los instrumentos de evaluación escritos después de 15 días de ingresada la calificación correspondiente al SAEW. Art. 51.- Si un estudiante estimare que la calificación de un evento de evaluación escrito no es justa, podrá solicitar la recalificación del mismo, para lo cual presentará una solicitud al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnológico o al Coordinador de los Cursos de Nivelación, según corresponda, tendiente a conseguir la autorización respectiva y el señalamiento de dos profesores de áreas afines para que procedan a la recalificación, entre los cuales no debe constar el profesor de la asignatura. ii Esta solicitud solamente se podrá presentar dentro de los tres días laborables posteriores al ingreso de la calificación al SAEW. Los profesores designados, en el plazo de dos días laborables de recibido el instrumento de evaluación, remitirán por separado al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnológico o al Coordinador de los Cursos de Nivelación, según el caso, los resultados de la recalificación. El Decano de Facultad, el Director del Instituto Superior Tecnológico o el Coordinador de los Cursos de Nivelación, determinará, mediante proveído, la nueva calificación como el promedio de las recalificaciones y entregará dicho documento a la Secretaría correspondiente para que se la registre. CAPÍTULO IV. DE LA ASISTENCIA ESTUDIANTIL, JUSTIFICACIÓN Y SANCIONES. Art. 61.- Los estudiantes deben asistir obligatoria y puntualmente a los eventos de evaluación y prácticas de laboratorio en las fechas establecidas; en caso de no hacerlo, deberán presentar al profesor de la asignatura una solicitud para rendir o cumplir con dichas actividades, adjuntando los documentos justificativos debidamente certificados por la Unidad de Bienestar Estudiantil y Social, dentro de los tres días laborables siguientes a la fecha de terminación del motivo que impidió su asistencia. Las solicitudes presentadas fuera de este plazo serán negadas. Si la solicitud es justificada, el profesor fijará la fecha y hora para la realización de los referidos eventos, sin sanción. Art. 62.- Si el estudiante no justifica su inasistencia, el profesor aplicará una sanción equivalente al 20% de la calificación obtenida en el evento o práctica de laboratorio. El plazo máximo para la recepción de eventos de evaluación o prácticas de laboratorio atrasados sin justificación, será de diez días laborables después de la fecha inicial. Art. 63.- Una vez cerrado el Sistema de Administración Estudiantil (SAEW), quienes deben autorizar cualquier solicitud de examen atrasado son el Decano de Facultad, el Director del Instituto Superior Tecnológico o el Jefe del Departamento de Formación Básica, según corresponda. iii NORMAS INTERNAS: 1.- RESPONSABILIDAD: a. b. 2.- ASISTENCIA: a. b. 3.- c. Cada grupo debe trabajar en su respectiva mesa. Cada grupo debe usar solo el equipo de la mesa de trabajo (el equipo adicional se debe solicitar al instructor). En la mesa de trabajo solo debe estar el material necesario (el resto de la indumentaria estudiantil ubicar en un sitio pre-establecido). ACADÉMICO: a. b. c. 5.- El inicio de cada sesión será a la hora programada (ingreso de estudiantes atrasados con un máximo de 10 MINUTOS). La adquisición de datos de cada sesión finalizará como máximo 10 MINUTOS antes del tiempo establecido para la sesión. DISCIPLINA: a. b. 4.- Son responsables del equipo de laboratorio los profesores y estudiantes que participan en cada sesión. De la buena marcha y el éxito de las sesiones; así como, del cumplimiento de las normas son responsables los instructores. Cada estudiante debe Leer y traer por escrito una síntesis de la consulta relativa a la temática de la práctica correspondiente. Todos los trabajos deben ser a tinta, legibles y en REDACCIÓN IMPERSONAL. Se debe insistir en la responsabilidad individual e incorporar el concepto de trabajo en grupo (criterios de evaluación). EVALUACION: PRIMERA NOTA PARCIAL: a. EVALUACION PREVIA: 30 % b. DESARROLLO: 10 % c. DESARROLLO DEL INFORME: 35 % d. CONCLUSIONES 25% Hoja de datos, trabajo preparatorio y coloquio antes del inicio del experimento. (se evaluará el desempeño durante la ejecución de La práctica). (posterior a la ejecución de la práctica y es sujeto de comprobación). SEGUNDA NOTA PARCIAL: 6.- a. EVALUACION PREVIA: 20 % b. DESARROLLO: 10 % c. INFORME: 40 % d. EVALUACIÓN DE LOGROS 30 % Hoja de datos, trabajo preparatorio y coloquio antes del inicio del experimento. (se evaluará el desempeño durante la ejecución de La práctica). (posterior la ejecución de la práctica y es sujeto de comprobación). Individual SANCIONES. a. b. La pérdida y/o deterioro de equipo implica responsabilidad pecuniaria (reposición de equipo de mejores o iguales características). Incumplimiento de plazos: 1 punto por cada día calendario en la entrega del informe con un máximo de 5 días calendario, para tener calificación es obligación entregar el informe. iv GUÍA GENERAL DE CARACTERÍSTICAS Y CONTENIDO DE UN INFORME 1. Carátula: - Identificación del tipo de Laboratorio. Número y tema de la práctica. Fecha de realización de la práctica. Nómina de los integrantes y código del grupo. Fecha de entrega del informe. Espacio para datos de recepción. Período lectivo. - Título de la práctica. Objetivo general. Resumen teórico de sustentación del experimento. 2. Sustentación teórica: 3. Procedimiento práctico: - Elementos utilizados en la práctica y sus características generales. - Resumen del procedimiento práctico del experimento con los - modelos circuitales. 4. Datos teóricos y medidos: - Modelo de cálculo. - Tabulación de valores teóricos, medidos y errores (absolutos, relativos o - porcentuales). 5. Desarrollo del cuestionario: - Responder en forma clara y plenamente justificada el cuestionario propuesto en las hojas guías 6. Análisis de resultados: - Análisis de los resultados obtenidos. Justificación de los errores. Conclusiones en base al objetivo del experimento. 7. Aplicaciones: - 8. Bibliografía específica: - Directas o indirectas del experimento. Autor(es), Nombre del texto, Editorial, Edición, País, Año, Capítulo(s), Página(s). 9. Hoja de datos: - Número y Título de la Práctica. Nombres de los integrantes del Grupo. Código del Grupo. Gráfica de circuito(s) y tabla(s) con los datos experimentales. Fecha de realización de la Práctica. Fecha de entrega del Informe. Firma del Instructor. v CONTENIDO Y CARACTERÍSTICAS DEL TRABAJO PREPARATORIO 1. Carátula: - Identificación del tipo de Laboratorio. Número y tema de la Práctica. Nómina de los integrantes y código del grupo. Fecha de entrega del Trabajo Preparatorio. Espacio para datos de recepción. Período lectivo. - Título de la práctica. Desarrollo del cuestionario propuesto en la Práctica correspondiente. (En caso de realizar gráficos, éstos deben ser bien detallados). 2. Sustentación teórica: 3. Bibliografía específica: - Nombre del texto, Autor(es), Editorial, Edición, Año, País, Capítulo(os), Página(as). vi ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA AREA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS Práctica #: Realizado por: Tema: _______________________________________ Grupo: Fecha de realización: ___ / ___ / ___ / HOJA DE DATOS Amplitud = __________ Barrido = __________ Amplitud = __________ Barrido = __________ Amplitud = __________ Barrido = __________ Revisado por: _________________ Firma: ______________ Entrega de Informe: ____/____/____/ ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA AREA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS Práctica #: Realizado por: Tema: _______________________________________ Grupo: Fecha de realización: ___ / ___ / ___ / HOJA DE DATOS AQUÍ DEBE CONSTAR: (todo a mano, a tinta y a colores) 1. EL O LOS CIRCUITOS DE LA PRÁCTICA. 2. LA/S TABLA/S CON TODAS LAS VARIABLES A MEDIRSE EN LA PRÁCTICA. ____________________________________________________________________________________ ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ÁREA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS INFORME TRABAJO PREPARATORIO Tecnología Eléctrica Circuitos Eléctricos I Circuitos Eléctricos II Práctica #: ___ Tema: _______________________________________________ Realizado por: Alumno (s): Grupo: (Espacio Reservado) Fecha de entrega: ____ / ____ / ____ año Sanción: Semestre: mes f. ______________________ día Recibido por: ________________________________________________ Ene - Jun Sep - Feb _____ _____ 20____ ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PRÁCTICA Nº 1: CONOCIMIENTO DEL EQUIPO, CARACTERÍSTICAS Y SIMBOLOGÍA. 1. OBJETIVO: 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. Consultar y relacionar la teoría sobre elementos activos y pasivos con cinco ejemplos de aparatos o elementos que se utilicen en la vida cotidiana. Traer elaborado (HOJA DE DATOS INDIVIDUAL) un cuadro con la simbología básica de elementos usados en la vida diaria: elementos pasivos (focos, equipo de sonido, etc.), elementos de maniobra (interruptores, conmutadores, etc.) y elementos de protección (fusibles, térmicos, etc.). 2.2. Identificar los elementos básicos que conforman los circuitos eléctricos. Expresar adecuadamente la información de la placa de características de cada uno de ellos. Ilustrar la simbología y las especificaciones técnicas de los elementos más utilizados. (2) BIBLIOGRAFIA: Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición, William D. Cooper Capitulo 4 págs. 47, 57-60, 77. Técnicas de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat, 1975. Capítulo 3 3. EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. Fuentes: 3.2. Elementos: 3.3. Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra y Protección: 4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: 4.1 Exposición del instructor sobre los objetivos de la práctica y las tareas a desarrollar en el tiempo de permanencia en el laboratorio, explicación de las características tecnológicas de los elementos y simbología. Discutir con el compañero de grupo los aspectos técnicos que se consideren importantes en los diferentes elementos pasivos (R, L, C) que hay en la mesa de trabajo, identificar las características técnicas y apuntarlas. (1) 4.2 Prácticas de Tecnología Eléctrica 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 Fuente de C. C. Fuente de C. A. Resistor decádico Reóstato Banco de resistores electrónicos Inductor núcleo de aire Capacitor decádico Voltímetro A.C. - D.C. Amperímetro D.C. Amperímetro A.C. Multímetro Analógico Multímetro Digital Interruptor doble con protección Interruptor simple Conmutador simple Cables con diferentes terminales. Pag. N° 1 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial 4.3. 4.4. Identificar y anotar las características básicas de las fuentes de energía (elementos activos), especificaciones y rangos. Para los instrumentos de medida; Identificar y anotar la simbología operacional y tecnológica (posición de uso, clase, etc.) encontrada en cada aparato. SUGERENCIA: Ir creando una base de datos personal de los elementos: activos, pasivos y aparatos de medida usados en el Laboratorio. 5. CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE AL INFORME: 5.1. Comentar y explicar sobre los datos encontrados en la placa de características de cada uno de los elementos pasivos. Interpretar las características de los aparatos de medida, desarrollar brevemente el significado de cada uno de los símbolos encontrados en dichos aparatos (presentar el gráfico del símbolo y su significado). Describir el principio de funcionamiento de los aparatos de medida según los siguientes mecanismos de traducción de señal eléctrica: Ferro-magnético. Electromagnético. Electrostático. Inducción. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias. Bibliografía adicional. 5.2. 5.3. 5.3.1. 5.3.2. 5.3.3. 5.3.4. 5.4. 5.5. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 2 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PRÁCTICA Nº 2: FUENTES DE ENERGIA. 1. OBJETIVO: Relacionar el comportamiento de uno de los tipos de fuente DC (“Direct Current” o Corriente Contínua en español) y AC (“Alternating Current” o Corriente Alterna sinusoidal). Explicar los valores de las medidas de voltaje de salida usando diferentes instrumentos de medida. Distinguir los errores cometidos y justificarlos. 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4. 2.2. Consultar el significado de: Voltaje en vacío, voltaje de bornes, voltaje con carga; Medir, rango de medida, valor de fondo de escala, precisión, exactitud; Aparato de medida, patrón primario y patrón secundario. Error absoluto, corrección y error relativo de lectura expresado en %. Traer preparada la hoja de datos (INDIVIDUAL) con las tablas de medidas a efectuarse según el procedimiento práctico y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra necesarios. (1) BIBLIOGRAFIA: Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición, William D Cooper Capítulo 4 Págs. 47, 57-60, 77 (2) Técnica de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat, 1975. Cap.1 Pgs. 29-40, Capítulo 3. 3. - EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. Fuentes: 3.2. 3.3. Elementos: Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra y protección 4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: 4.1. 4.2. Exposición del instructor sobre el objetivo y las tareas a desarrollarse durante la práctica. Anotar las características (técnicas) de los elementos que tiene en la mesa de trabajo (si ya dispone de información en su base de datos anotar sólo la serie del elemento). Armar el circuito de la Fig.1, con los elementos de protección y maniobra necesarios. Energizar la fuente y mediante el control de voltaje regular a 10 V en D.C. Tomar nota del valor de voltaje con cada uno de los voltímetros existentes en la mesa de trabajo, en vacío (S1 abierto) y con carga (S1 cerrado), observar también el comportamiento del medidor de intensidad de corriente incorporado a la fuente (si existe). 4.3. 4.3.1. 4.3.2. Prácticas de Tecnología Eléctrica 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Fuente de C. C Fuente de C. A. (autotransformador) Reóstato de 170 Ω Voltímetro A.C. - D.C. Voltímetro D.C. Multímetro analógico Multímetro Digital Interruptor doble con protección Interruptor simple Cables con diferentes terminales. Pag. N° 3 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial 4.3.3. Incrementar el valor de la diferencia de potencial en la fuente a 18 V (en vacío), repetir el numeral 4.3.2 del procedimiento. NOTA: Cada estudiante del grupo debe hacer su medición, para el informe se toma el valor promedio (en todos los procedimientos). 4.4. Cambiar la fuente de alimentación de corriente continua (D.C.) por una fuente (autotransformador) de corriente alterna (C.A.) sinusoidal y repetir los literales 4.3.1, 4.3.2 y 4.3.3 Figura 1 5. CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE EN EL INFORME: 5.1. Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo el error relativo en cada una de las lecturas (considerar la medida obtenida con el multímetro digital como valor real), incluir también la clase de cada uno de los instrumentos analógicos utilizados para cada una de las mediciones efectuadas. Presentar en forma clara un ejemplo de cálculo para cada valor obtenido. Justificar el error cometido con cada instrumento de medida usado. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias. Posibles aplicaciones. Bibliografía adicional. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. 5.7.- Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 4 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PRÁCTICA Nº 3 USO DE ESCALAS 1. OBJETIVO: 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. Consultar diferentes tipos de instrumentos (por lo menos tres) que se utilizan para la medición de voltajes y corrientes. Elaborar un cuadro con la simbología básica de los aparatos de medida analógicos (voltímetros, amperímetros, vatímetros, etc.) para magnitudes alternas y para magnitudes continuas. Traer preparada la hoja de datos (INDIVIDUAL) con las tablas de las medidas a tomarse según el procedimiento y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra necesarios. 2.2, 2.3. (1) (2) Identificar las lecturas de las magnitudes eléctricas, efectuadas con varios instrumentos de medida en 2 escalas diferentes: diferencias de potencial eléctrico (voltaje) e intensidades de corriente eléctrica (corriente). Explicar y justificar plenamente los errores cometidos. BIBLIOGRAFIA: Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición , William D Cooper Capítulo 4 Págs. 47, 57-60, 77 Técnica de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat , 1975 . Cap. 1 Pgs 29-40, Cap. 3 3. EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. 3.2. Fuentes: Elementos: 3.3. Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra y protección 4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: 4.1. 4.2. Exposición del profesor sobre el objetivo y las tareas a cumplir durante la práctica. Anotar las características (técnicas) de los elementos que existen en la mesa de trabajo, si ya los tiene anotar la serie. Armar el circuito de la Fig. 1 con los elementos de protección y maniobra necesarios. Regular el valor de la fuente de alimentación (DC) en aproximadamente 20 V. Mediante la variación del divisor de voltaje (reóstato de 600 Ω) regular a 15 (V) la diferencia de potencial de alimentación al circuito en el que se realizarán las mediciones. Tomar nota con los voltímetros existentes en 2 escalas diferentes del mismo aparato (si es posible) de medida los valores de voltaje en cada elemento. 4.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.4. Prácticas de Tecnología Eléctrica 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 Fuente de corriente continua Banco de resistencias (100 y 300 Ω) Reóstato 600 Ω. Voltímetro D.C. Amperímetro D.C. Multímetro analógico Multímetro Digital. Interruptor doble con protección Interruptores Adaptador para medir intensidad de corriente Juego de Cables Pag. N° 5 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial NOTA: Recordar que la lectura en los aparatos de medida lo hace cada integrante del grupo y su promedio será utilizado para efectos del informe. 4.5. Tomar nota con los amperímetros existentes en 2 escalas diferentes (si es posible) del mismo aparato de medida los valores de corriente en cada elemento. S1 S2 20 V 50 Ω 600 Ω S3 200 Ω 100 Ω V Fig. 1 Figura 1 5. CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE EN EL INFORME: 5.1. Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo la constante de escala para cada una las escalas usadas en los instrumentos analógicos, el error absoluto y el error relativo de lectura (considerar la lectura obtenida con el multímetro digital como valor real) para cada medida. Presentar un ejemplo de cálculo que aclare cada uno de los valores para llenar la tabla del numeral anterior. Justificar los errores cometidos. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias. Posibles aplicaciones del buen uso de las escalas. Bibliografía adicional. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 6 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PRÁCTICA Nº 4 MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA INTERNA DE UN GALVANÓMETRO 1. OBJETIVO: IDENTIFICAR la resistencia interna de un micro y de un mili-amperímetro (galvanómetro), mediante el uso de las magnitudes eléctricas y la adecuada manipulación de los elementos de un circuito. 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. 2.2. Consultar cómo determinar del valor (rango) de la resistencia interna de un galvanómetro. Traer preparada la hoja de datos (INDIVIDUAL) en la que se incluya los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra necesarios y una tabla de las medidas referenciales para determinar la resistencia interna del micro y mili-amperímetro según el procedimiento. BIBLIOGRAFIA: (1) Tecnología Eléctrica, Maldonado Alfredo, EPN 2004, Cap. 5, pags. 122-130 3. EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. 3.2. Fuentes: Elementos: 3.3. Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra y protección 4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: 4.1. Armar el circuito de la Fig. 1, tener cuidado de que al inicio del procedimiento el voltaje de alimentación (divisor de voltaje) sea mínimo. Poner el reóstato (regulador de corriente) Rv en más o menos las ¾ partes del valor máximo, con S abierto y mediante el divisor de voltaje incrementar lentamente la diferencia de potencial hasta que el micro o mili-amperímetro en estudio (A2) marque el valor de fondo de escala (si es necesario afinar el valor variando Rv), tomar nota del valor de A1. Poner en paralelo con el micro o miliamperímetro el resistor estándar (decádico) y variar simultáneamente: Rv para conseguir que el valor de A1 se mantenga constante (valor original (4.2) y Rx hasta conseguir que A2 (micro o amili-amperímetro en estudio) marque media escala; en estas condiciones, Ri (resistencia interna del miliamperímetro) = Rs. Anotar este valor. Intercambiar el micro por el mili-amperímetro de otra mesa de trabajo y repetir todo el procedimiento desarrollado para el mili o micro-amperímetro en 4.1, 4.2 y 4.3 4.2 4.3. 4.4. 1 1 2 1 1 1 1 1 Fuente de corriente continua Resistor (estándar) decádico de 0 a 10 KΩ Reóstatos de 600 y/ó 2870, 1435 Ω micro-amperímetro analógico (10 µA ó 50 µA) mili-amperímetro (3 mA ó 5 mA,) Multímetro analógico (amperímetro). Interruptor doble con protección Interruptor simple Juego de Cables 5. CUESTIONARIO MINIMO QUE DEBE ADJUNTARSE AL INFORME: 5.1. 5.2. Presentar un cuadro de valores en el que consten claramente todos los valores medidos y el código de los elementos (micro y mili-amperímetro). Comentar sobre el valor de la resistencia interna del mili y/o micro-amperímetro. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 7 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial 5.3. Desarrollar la teoría de sustentación del uso de un micro o mili-amperímetro (galvanómetro) como un aparato de medida de corriente multi-rango o de medida de voltaje multi-rango según las próximas prácticas. A1 Rv a b A2 V S Rs c Figura 1 Fig. 1 5.4. 5.5. 5.6. Conclusiones y recomendaciones. Posibles aplicaciones. Bibliografía adicional. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 8 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL PRÁCTICA Nº 5 Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial CONSTRUCCION Y USO DE UN AMPERÍMETRO MULTI-RANGO 1. OBJETIVO: Construir un mili-amperímetro de 0,050 A de fondo escala (se puede hacer un multi-rango) en base de los datos (Ri e I fondo escala del microamperímetro de la práctica anterior). Aplicar la constante de escala del nuevo aparato en la medición de intensidades de corriente en un circuito eléctrico. 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. 2.2. Consultar sobre amperímetros multi-escalas Traer preparada la hoja (INDIVIDUAL) de datos con los cuadros de las medidas a tomar según el procedimiento (en los que conste la expresión matemática y el valor calculado de la resistencia shunt) para que el micro-amperímetro pueda medir hasta 0,05 A, los valores de las corrientes en los elementos del circuito de la Fig. 2 y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra necesarios. 1) BIBLIOGRAFIA: Tecnología Eléctrica, Maldonado Alfredo, EPN 2004, Cap. 5, pags.130-132 3. EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. 3.2. Fuentes: Elementos: 3.3. Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra y protección 4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: 1 1 1 1 1 1 1 1 3 Fuente de corriente continua Resistor decádico de 0 a 10 KΩ Reóstato de 600 Ω Tablero de resistores (100 y 300 Ω) micro-amperímetro (práctica anterior 10 ó 50 µA) Multímetro analógico Multímetro digital Interruptor doble con protección Interruptor simple Juego de Cables USO DEL GALVANÓMETRO COMO AMPERÍMETRO 4.1.1. 4.1.2. En el circuito de la Fig. 1 y con el objeto de comprobar la veracidad del valor de la resistencia paralelo (shunt) calculada en el trabajo preparatorio, colocar la fuente en 10 V, Rv en ± ¾ del máximo valor, poner el valor de resistencia (calculada para 0,05 A de fondo de escala) en el resistor Rs. Variar Rv (o el valor de la fuente) hasta que en el multímetro (A1) se mida el valor de la corriente de diseño (50 mA); el micro-amperímetro (A2) original deberá marcar su valor de fondo de escala en el caso de que el miliamperímetro esté bien diseñado, anotar el resultado. En caso de ser necesario, ajustar simultáneamente Rv y Rs hasta que el multímetro marque el valor de corriente de diseño (50 mA) y el micro-amperímetro original su valor de fondo de escala (el valor en Rs es el valor práctico de Rsh) y los terminales a-b son los terminales del miliamperímetro de 50 mA fondo de escala. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 9 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial USO DE LA NUEVA ESCALA DEL AMPERÍMETRO 4.2.1 4.2.2 Armar el circuito de la Fig.2 con los elementos de protección y maniobra necesarios. Tomar datos de: corriente total y corriente en cada elemento con el multímetro digital, con el multímetro analógico y con el mili-amperímetro (usar los terminales a - b) construido (aplicar la constante de escala calculada para determinar su valor). A1 a Rv A2 V S Rs b Figura Fig. 1 1 50 Ω S1 S2 4V 100 Ω S3 300 Ω Fig. 2 Figura 2 5 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.8. CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE AL INFORME: Presentar un cuadro de valores en el que consten: valores medidos, valores calculados y errores de lectura expresados en forma porcentual (considere como valor real el valor tomado con el multímetro digital). Presentar en un solo gráfico la escala del micro-amperímetro original y la escala elaborada (50 mA), comentar los resultados y justificar las variaciones. Presentar los cálculos necesarios y un gráfico en el que se identifique claramente la escala original del micro-amperímetro y las escalas para un amperímetro de 0,1 y de 3 (A) fondo escala Presentar el diagrama circuital y el cálculo de las constantes de escala para estos dos nuevos valores (0,1 y 3 A). Comentar y justificar los errores cometidos. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias. Posibles aplicaciones. Bibliografía adicional. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 10 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PRÁCTICA Nº 6 CONSTRUCCION Y USO DE UN VOLTÍMETRO MULTIRANGO 1. OBJETIVO: 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. 2.2. Consultar sobre voltímetros multi-escalas Realizar la simulación (usando Simulink) del circuito de la figura 2 asumiendo que S1, S2 y S3 están cerrados, presentar los resultados de la simulación (voltajes en cada una de las resistencias). Traer preparada la hoja (individual) de datos con las tablas de las medidas a tomarse según el procedimiento en los que conste: la expresión matemática y el valor de la resistencia multiplicadora calculada para que el mili-amperímetro (práctica # 4) pueda medir hasta 12 V, los valores de las diferencias de potencial calculados para los elementos del circuito de la Fig.2 y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra necesarios. 2.3. Construir un voltímetro de 12 V fondo escala (se puede hacer un multirango) en base de los datos (Ri e I fondo escala del mili-amperímetro de la práctica anterior). Aplicar la constante de escala del nuevo aparato en la medición de diferencias de potencial en un circuito eléctrico. 1) BIBLIOGRAFIA: Tecnología Eléctrica, Maldonado Alfredo, EPN 2004, Cap. 5, pags 130-1132 3. EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. 3.2. Fuentes: Elementos: 3.3. Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra y protección 4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: 4.1 Para comprobar la veracidad del valor de la resistencia multiplicadora (Rm) calculada para 12 V fondo de escala en el trabajo preparatorio, colocar en el circuito Fig. 1 dicho valor en el resistor (Rm) en serie con el mili-amperímetro e ir incrementando el valor de la fuente desde 0 hasta tener el voltaje de diseño (12 V), anotar los resultados. En caso de ser necesario ajustar el valor de Rm para que el mili-amperímetro (escala original) y el voltímetro (escala de 12 V) marquen el valor de fondo de escala (el valor en Rm es el valor práctico del resistor multiplicador) y los terminales del conjunto serie mA y Rm son los terminales del voltímetro (AB). 5.9 1 1 1 1 1 1 1 1 3 Fuente de corriente continua resistor decádico de 0 a 10 KΩ Reóstato de 600 Ω Tablero de resistores (100 y 300 Ω) mili-amperímetro analógico (práctica 4) Multímetro analógico Multímetro digital Interruptor doble con protección Interruptor simple Juego de Cables 5. USO DE LA ESCALA DEL MILIAMPERÍMETRO COMO VOLTÍMETRO 5.1. 5.2. Armar el circuito de la Fig. 2 con los elementos de protección y maniobra necesarios. Incrementar el valor en la fuente hasta tener una diferencia de potencial de 10 V (medida en el voltímetro digital) y tomar datos de: diferencia de potencial total y en cada elemento con: el multímetro digital, el multímetro analógico y los terminales del voltímetro de prueba (AB) aplicando la constante de escala. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 11 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial Figura 1 S1 S2 10 V 50 Ω V S3 200 Ω 100 Ω Fig. 22 Figura 6. CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE AL INFORME: 6.1. Para los datos obtenidos en el circuito de la Fig. 2 presentar un cuadro de valores en el que conste: valores medidos, valores calculados, constante de escala, y errores de lectura expresados en forma porcentual (considere como valor real el valor del multímetro digital). Presentar en un solo gráfico la escala del multímetro (12 V) y la escala del mili-amperímetro original usado como voltímetro, comentar los errores y resultados. Determinar la constante de escala del voltímetro (12 V), comentar y justificar los errores cometidos. Presentar el diagrama circuital y el cálculo de las resistencias multiplicadoras y las constantes de escala para la construcción de un voltímetro de 120 y 200 V de fondo de escala. Presentar un gráfico en el que se identifique claramente la escala del mili-amperímetro original (mili-amperímetro) y las escalas para los voltímetros de 120 y 200 (V) de fondo escala. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias. Posibles aplicaciones. Bibliografía adicional. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 6.8. 6.9. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 12 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PRÁCTICA Nº 7 ESTUDIO DEL MULTÍMETRO. 1. OBJETIVO: 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. Graficar mediante los diagramas circuitales la forma en que debe conectarse un amperímetro, un voltímetro y un Óhmetro, comentar sobre el efecto de carga de cada uno. Realizar la simulación del circuito correspondiente a la figura 1 (usando Simulink) reemplazando el reóstato y la fuente de 20 V por una fuente de 15 V en los terminales bc, asumiendo que S1, S2 y S3 están cerrados, presentar los resultados de la simulación (voltajes y corrientes en cada una de las resistencias). Traer preparada la hoja (individual) de datos con una tabla de las medidas a tomarse según el procedimiento (en el que conste una casilla con los valores de las magnitudes eléctricas calculadas en el circuito de la fig.1, los valores de las resistencias a medirse según la combinación de los interruptores sugeridas en el procedimiento y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra necesarios. 2.2. 2.3. Interpretar las medidas: diferencia de potencial, intensidad de corriente y resistencia en un circuito eléctrico adquiridas al usar adecuadamente un multímetro. (1) (2) BIBLIOGRAFIA: Instrumentación Electrónica moderna y Técnicas de medición , William COOPER, 1995 Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio, Stanley WOLF, 1997, Cap.9 3.- EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. 3.2. Fuentes: Elementos: 3.3. Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra y protección 4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. Explicación del profesor sobre el objetivo de la práctica y las tareas a cumplirse. Anotar las características del equipo utilizado (si ya lo tiene anote la serie). Armar el circuito de la Fig. 1. con los elementos de protección y maniobra necesarios. Mediante la variación del divisor de voltaje hacer que el Multímetro digital marque 15 V (el multímetro digital como voltímetro indicado en dicha figura). 1 1 1 1 1 1 3 Fuente de C. C. Tablero de resistencias (100, 300 Ω) Reóstato de 600 Ω Multímetro analógico. Multímetro digital. Interruptor doble con protección Interruptor simple Juego de Cables NOTA: Recordar que cada estudiante debe hacer lectura de las mediciones y el promedio utilizar como dato para el informe. 4.5. MEDICION DE VOLTAJES: 4.5.1. Medir la diferencia de potencial en cada elemento, con el multímetro digital y con el multímetro analógico (usar la escala más adecuada en cada caso). Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 13 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL 4.6. 4.6.1 4.6.2 Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial MEDICION DE INTENSIDADES DE CORRIENTE: Sin variar el voltaje de alimentación y seleccionando adecuadamente el multímetro como amperímetro tomar medida de la corriente en cada elemento del circuito, (tanto con el digital como con el analógico en las escalas adecuadas). Desactivar el circuito y retirar el divisor de voltaje. 50 Ω S1 S2 20 V S3 a b 600 Ω 100 Ω 300 Ω V c Fig. 1 Figura 1 4.7. MEDICION DE RESISTENCIAS: 4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.7.5 Seleccionar y conectar cada vez un multímetro (analógico y luego digital) como Óhmetro en los terminales libres (los que quedaron al retirar el divisor de voltaje), y medir la resistencia cuando: S1 y S2 cerrados (S3 abierto), S1 y S3 cerrados (S2 abierto), S2 y S3 cerrados (S1 abierto); y, S1, S2 y S3 cerrados. 5 CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE AL INFORME: 5.1. Presentar un cuadro en el que se incluyan los valores medidos, calculados, las constantes de escala y los errores de lectura expresados en porcentaje de cada magnitud medida en el procedimiento. Presentar un ejemplo de los cálculos hechos para llenar el cuadro anterior. Comentar los errores encontrados; así como, identificar las posibles causas y soluciones. Para el caso de medición de resistencias justificar plenamente (mediante cálculos de R equivalente) los valores medidos e interpretar las diferencias, calcular y comentar los errores cometidos (aplicar el concepto de transmisión de errores). Presentar el diseño teórico de un óhmetro serie con las siguientes características: corriente de fondo escala del galvanómetro = 0,1 mA Ri (galvanómetro) = 800 Ω, E (pila) = 1,5 V. y R de media escala = 75 Ω. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias. Bibliografía adicional consultada. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. 5.7. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 14 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PRÁCTICA Nº 8 MEDICIÓN DE RESISTENCIAS (parte uno) 1. OBJETIVO: 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. Estudiar como determinar el valor de una resistencia por el método Voltímetro – Amperímetro (aplicación de la Ley de Ohm), y las dos formas de conexión de los aparatos de medida. Estudiar la manera para determinar el valor de una resistencia mediante el método de sustitución (USO DEL AMPERÍMETRO) Traer preparada la hoja de datos (individual), con las tablas de las medidas a tomarse según el procedimiento y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra necesarios. Presentar los diagramas sobre otros dos métodos para medir o determinar resistencias eléctricas. 2.2. 2.3. 2.4. Aplicar los métodos (LEY DE OHM Y EL METODO DE SUSTITUCION) para determinar el valor de una resistencia desconocida, en base a la manipulación adecuada de los elementos en circuitos con determinados fines. Clasificar varios métodos de medición de resistencias en base a la interpretación y análisis de errores. (1) BIBLIOGRAFIA: Tecnología Eléctrica, Castejón Agustín & Santamaría Germán, Editorial McGraw-Hill, 1993. Cap. 15 Pags 205-208. 3. EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. 3.2. Fuentes: Elementos: 3.3. Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra y protección 4. PROCEDIMIENTO PRACTICO: 4.1. Explicación del profesor sobre los objetivos, y las tareas a cumplir durante el experimento 4.2. MÉTODO VOLTÍMETRO-AMPERÍMETRO. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. Para este método utilizamos las dos formas de conexión (larga y corta). Armar el circuito de la Fig. 1 con Rx igual a 1 Ω. Con el conmutador en posición 1 (error por voltaje), la fuente en 10 V, partiendo con el divisor de tensión en mínimo, incrementar el voltaje (variando el reóstato) hasta que el amperímetro marque 100 mA, tomar nota del valor de voltaje. Prácticas de Tecnología Eléctrica 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Fuente de corriente continua Tablero de resistencias electrónicas Resistor decádico 0 – 10 KΩ Reóstato de 600 Ω. Voltímetro D.C. Multímetro analógico (amperímetro). Interruptor doble con protección Interruptor simple Conmutador de una vía. Juego de Cables Pag. N° 15 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial 4.2.4. Sin variar el divisor de voltaje, cambiar el conmutador a la posición 2 (error por corriente) y anotar los valores de voltaje y corriente. Figura 1 4.2.5. 4.2.6. Cambiar la Rx por una de valor 1500 Ω, incrementar el valor de la fuente a 15 V e ir variando el reóstato (divisor de voltaje) hasta que la corriente sea 10 mA, anotar la diferencia de potencial y repetir el procedimiento 4.2.4. Cambiar Rx por una de valor 10 KΩ, incrementar el valor de la fuente a 20 V, e ir variando el reóstato (divisor de voltaje) hasta que la corriente sea 1 mA, anotar la diferencia de potencial y repetir el procedimiento 4.2.4. METODO DE SUSTITUCIÓN (AMPERÍMETRO) 4.3.1. Armar el circuito de la Fig. 2 4.3.2. Con el divisor de tensión en el mínimo valor, el conmutador en la posición 1, energizar el circuito y regular mediante el divisor de voltaje para que el amperímetro no marque la corriente utilizada en al procedimiento anterior (según la resistencia usada), anotar dicho valor. Cambiar el conmutador a la posición 2 y variar Rs hasta que por el amperímetro circule la misma corriente que con el conmutador en la posición anterior (1), anotar el valor de Rs. Repetir el procedimiento para cada una de las resistencias en estudio. Figura 2 5. CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE AL INFORME: 5.1. Presentar un cuadro en el que se explicite los valores medidos, calculados y errores de lectura para cada medida expresados en porcentaje. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 16 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PARA EL MÉTODO VOLTÍMETRO-AMPERÍMETRO: 5.2.1. 5.2.2. 5.2.3. 5.2.4. Determinar qué posición (error por voltaje o error por corriente) debe escogerse para la medida de resistencias: altas, bajas y medianas. Porqué? Presentar los cálculos para justificar los errores cometidos al determinar la resistencia desconocida, incluyendo el efecto de carga en el circuito de los aparatos de medida (resistencia interna) de los instrumentos usados en el laboratorio (para cada configuración). Interpretar y desarrollar los errores cometidos. Hacer el análisis matemático considerando: Rx (resistencias a medir) = 1Ω y para 10 KΩ ; Ra = 1 Ω (resistencia interna del amperímetro), Sv = 1.000 Ω/V (sensibilidad del voltímetro (escala 30 V)) y comentar las coincidencias o discrepancias con la afirmación hechas en 5.2.1. del informe. PARA EL METODO DE COMPARACIÓN: 5.3. Interpretar, comentar y justificar los resultados y errores cometidos. 5.4. 5.5. 5.6. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias. Posibles aplicaciones. Bibliografía adicional. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 17 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PRÁCTICA Nº 9 MEDICIÓN DE RESISTENCIAS (parte dos) 1. OBJETIVO: Descubrir habilidades en el armado y manipulación de circuitos eléctricos, para Mediante el manejo adecuado del puente de Wheatstone determinar el valor de una resistencia desconocida. Escoger en base de la interpretación y el análisis de errores entre todos los métodos desarrollados en el laboratorio el más adecuado y las limitaciones de cada una para la determinación de resistencias. 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. 2.2. 2.3. Consultar sobre el puente de Wheatstone; relación de brazos, condiciones de equilibrio. Estudiar sobre otros dos puentes de corriente continua y sus aplicaciones. Traer preparada la hoja (individual) de datos con las tablas de las medidas a tomarse según el procedimiento (en los que conste una casilla con la relación de brazos y la expresión para determinar Rx con cuatro cifras significativas) y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra necesarios. (1) BIBLIOGRAFIA: Tecnología Eléctrica, Castejón Agustín & Santamaría Germán, Editorial McGraw-Hill, 1993. Cap. 15 Pags 209-211. 3. EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. 3.2. Fuentes: Elementos: 3.3. Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra y protección 4. PROCEDIMIENTO PRACTICO: 4.1. 4.2. Explicación del profesor sobre los objetivos, y las tareas a cumplir durante el experimento. Manejo demostrativo por grupo sobre el puente técnico de Wheatstone por parte del Instructor. 4.3. PUENTE DE WHEATSTONE: 4.3.1. Armar el circuito de la Fig. 1 considerando los resistores decádicos para RA, RB y RV; Rx (resistencia desconocida será: 1 Ω, 1500 Ω y 2.7 M Ω) resistor a determinar su valor. Utilice para la relación de brazos (Ra/Rb) en lo posible valores altos de resistencia para que Rv tenga 5 cifras significativas (precisión) en condiciones de equilibrio. Para la relación de brazos previamente definido (según la resistencia a medirse) determinar el valor probable de Rv, colocar un valor aproximado de este resistor Rv en el circuito (con el objeto de evitar el deterioro del equipo), y variarlo hasta que el puente esté en equilibrio (Ig = 0 µA), anotar los valores de los resistores. Repetir el procedimiento para los otros valores de Rx. 4.3.2. 4.3.3. Prácticas de Tecnología Eléctrica 1 3 1 1 1 1 1 1 Fuente de corriente continua Resistores decádicos. Tablero de resistores electrónicos. Galvanómetro 30 µA máximo. Shunt para protección del galvanómetro Puente técnico de Wheatstone Interruptor doble con protección Interruptor simple Juego de Cables. Pag. N° 18 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial 5. CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE AL INFORME: Figura 1 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. Presentar un cuadro con todos los valores: utilizados, medidos, calculados y los errores expresados en % (aplicar transmisión del error considerando que la tolerancia de los resistores decádicos tiene un valor del 2 %). Comentar, analizar y justificar los errores cometidos y los resultados obtenidos. Hacer un comentario general de los métodos utilizados para medición de resistencias (prácticas 8 y 9). Para qué sirve el factor de multiplicación en el puente técnico (el comentario debe tomar en cuenta el análisis para lograr mayor precisión) Conclusiones, recomendaciones y aplicaciones Bibliografía adicional. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 19 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PRÁCTICA Nº 10 MEDICIÓN DE POTENCIA. 1. OBJETIVO: 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. 2.2. Consultar sobre las características básicas de funcionamiento del vatímetro y del vati-horímetro. Consultar sobre las formas de conexión del vatímetro, errores cometidos al determinar la potencia en forma indirecta (voltímetro-amperímetro) y las condiciones de carga para el uso adecuado del vatímetro. Realizar la simulación (usando Simulink) de los circuitos de la Fig. 2 y Fig. 3 considerando como valor de la resistencia eléctrica de los focos para el circuito de la figura 2 los siguientes valores: R25W = 350Ω, R40W = 100Ω; y para el circuito de la figura 3: R25W = 576Ω, R40W= 360Ω presentar los resultados de la simulación (potencia en cada una de los focos). Traer preparada la hoja (individual) de datos con las tablas de las medidas a tomarse según el procedimiento (en los que conste una casilla con los valores calculados en los circuitos propuestos) y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra necesarios. 2.3. 2.4. Comparar las mediciones de potencia activa Mediante el uso del voltímetroamperímetro y del vatímetro. Explicar el comportamiento de elementos no lineales. Comparar las potencias en circuitos serie y paralelo energizados por la misma diferencia de potencial. BIBLIOGRAFIA: Consultar en cualquier texto o enciclopedia. 3. EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. 3.2. 3.3. Fuentes: Elementos: Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra y protección 4.- PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: 4.1. Explicación del instructor sobre la conexión del vatímetro y los errores, así como de los objetivos y tareas en el laboratorio. Armar el circuito de la Fig. 1 con los elementos de protección y maniobra necesarios. Incrementar el valor del voltaje de alimentación desde 0 hasta en 120 V en pasos de 20 y medir: voltaje, corriente y potencia para cada valor de voltaje, anotar dichos valores. Armar el circuito serie de la Fig. 2 con los elementos de protección y maniobra necesarios. Anotar las medidas de: corriente, voltaje y potencia en cada elemento incluyendo la fuente. Armar el circuito paralelo de la Fig. 3 con los elementos de protección y maniobra necesarios. Anotar las medidas de: voltaje, corriente y potencia en cada elemento incluyendo la fuente. 4.2. 4.2.1. 4.3. 4.3.1. 4.4. 4.4.1. Prácticas de Tecnología Eléctrica 1 3 1 1 1 4 1 Auto-transformador. lámparas incandescentes de 25 w, 40 w y 25 w. Voltímetro de A.C. Amperímetro de A.C. Vatímetro monofásico. Interruptores simples Interruptor doble con protección Juego de Cables. Pag. N° 20 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL 5.5.1. Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE AL INFORME: Presentar para cada circuito un cuadro en el que consten las medidas efectuadas, calculadas y los errores porcentuales para cada medida y (adjuntar un ejemplo de cálculo para cada valor). Figura 1 Figura 2 Figura 3 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. 5.7. 5.8. 5.9. Presentar los gráficos de: I vs. V y P vs. V para el circuito de la Fig. 1. Comentar los gráficos obtenidos. Desarrollar un comentario sobre la medida de los voltajes en el circuito de la Fig. 2 (en relación al cumplimiento de la LVK y a las propiedades del circuito serie). Desarrollar un comentario sobre la medida de las corrientes en el circuito de la Fig. 3 (en relación al cumplimiento de la LCK y a las propiedades del circuito paralelo). Determinar la relación de V parcial vs V total para cada elemento del circuito de la Fig. 2 y de I parcial vs I total para cada elemento del circuito de la fig. 3 y comentar los resultados. Determinar la relación de Pserie / Pparalelo y argumentar la respuesta sobre esta relación (circuitos de las figuras 2 y 3) Conclusiones, recomendaciones y sugerencias. Posibles aplicaciones. Bibliografía consultada. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 21 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial PRÁCTICA Nº 11 EL OSCILOSCOPIO. 1. OBJETIVO: 2. TRABAJO PREPARATORIO: 2.1. Consultar las características básicas del osciloscopio TEKTRONIX TDS 1002 y la función de los principales componentes del panel central: control de amplitud, control de tiempo, pulsador auto configurar (auto set), pulsador medidas (measurement), pulsador math menú, controles de posición vertical y horizontal, medición de voltaje y tiempo con el uso de cursores. NOTA: La información la encuentran en el manual del osciloscopio disponible en el laboratorio. Consultar las expresiones de: valor pico a pico (Vpp), valor eficaz (Vrms), frecuencia (f) y período (T) para una onda sinusoidal. Para una forma de onda del osciloscopio virtual (ver bibliografía) determinar: el valor pico a pico y frecuencia. Traer preparada la hoja (individual) de datos con las tablas de las medidas a tomarse según el procedimiento y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra necesarios. 2.2. 2.3. 2.4. Identificar los controles para el uso adecuado de un osciloscopio analógico en la obtención de medidas de: amplitud, tiempo y ángulo de fase en circuitos alimentados con corriente alterna senoidal. BIBLIOGRAFÍA: (1) Manual de osciloscopio TEKTRONIX TDS 1002. (http://materias.fi.uba.ar/6644/info/osciloscopios/manuales/TDS%201000%202000%20manual% 20usuario.pdf) (2) Circuitos Eléctricos, H. Alex ROMANOWITZ, 1992 (3) Simulador de osciloscopio virtual. http://www.virtual-oscilloscope.com/simulation.html# 3. EQUIPO A UTILIZARSE: 3.1. 3.2. 3.3. Fuentes: Elementos: Equipo de medida: 3.4. Elementos de maniobra: 4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO: 4.1. Exposición del instructor sobre el objetivo y las tareas a cumplir durante la práctica; y del funcionamiento del osciloscopio. Armar el circuito de la Fig. 1 con los elementos de protección y maniobra necesarios y alimentarlo con el voltaje máximo del generador de funciones. Energizar el osciloscopio, hacer los ajustes necesarios hasta tener una adecuada resolución, tanto en el amplitud como en tiempo, graficar las ondas de voltaje en cada una de los resistores del tablero Sin modificar ninguna de las magnitudes, medir el valor de voltaje con el multímetro digital. 4.2. 4.3. 4.4. Prácticas de Tecnología Eléctrica 1 1 1 1 1 Generador de funciones Tablero de resistencias Osciloscopio TEKTRONIX TDS 1002 Multímetro digital Interruptor doble con protección Juego de Cables. Pag. N° 22 ESCUELA POLITECNICA NACIONAL Departamento de Automatización y Control Industrial IIndustrial IIndustrial 100 Ω 250 Ω 300 Ω V 50 Ω Figura 1 5. CUESTIONARIO MÍNIMO QUE DEBE ADJUNTARSE AL INFORME: 5.1 Presentar los datos debidamente tabulados en el que consten: valores medidos, calculados, errores absolutos y errores relativos de lectura (considerando la lectura obtenida con el multímetro digital). Presentar un ejemplo de cálculo que aclare cada uno de los valores para llenar la tabla del numeral anterior. Interpretar y justificar los errores cometidos. Presentar los oscilogramas obtenidos en la práctica. Conclusiones y recomendaciones. Posibles aplicaciones. Bibliografía. 5.3. 5.2 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. NOTA: Cada grupo de laboratorio debe traer tres puntas de prueba. Prácticas de Tecnología Eléctrica Pag. N° 23
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