Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre GUÍA DE PRÁCTICA DE LABORATORIO DE ELECTROTECNIA CARRERA: Ingeniería en Ciencias de la Computación NRO. PRÁCTICA: 01 ASIGNATURA: ELECTROTECNIA TÍTULO PRÁCTICA: Conocimiento de los equipos del laboratorio Nombres de los integrantes del grupo: nombre_apellido1, nombre_apellido2, … Fecha: OBJETIVO: Conocer Conocer Conocer Conocer el uso correcto de los instrumentos de medida en DC. el uso correcto del voltímetro de DC. el uso correcto del amperímetro de DC. el uso de las puntas de prueba en DC. TRABAJO PREPARATORIO: Consulte las definiciones de los voltaje medio o DC, voltaje eficaz o rms (root mean square), voltaje pico, voltaje pico-pico. INSTRUCCIONES (Detallar lasinstrucciones que se dará al estudiante): Primera Parte: Módulo de Trabajo 1 El módulo de trabajo que se utiliza en los laboratorios de circuitos eléctricos consta de los siguientes elementos (ver Figura 1): 1. Caja de herramientas 2. Módulo de carga capacitiva. 3. Módulo de carga resistiva. 4. Módulo de carga inductiva. 5. Para de emergencia. 6. Perilla de regulación de voltaje VARIAC. 7. Disyuntor 8. Leds indicadores. 9. Indicador módulo analógico. 10. Breakers de la fuente DC. 11. Breakers de la fuente AC. Figura 1: Módulo de trabajo 6 1 9 8 3 7 11 2 4 5 1 0 Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre Caja de herramientas. Sirve para guardar los cables de conexión, el multímetro y pinzas amperimétricas. Módulo de carga capacitiva. Posee tres secciones de capacitores cada uno de los cuales internamente tiene conectados tres capacitores en paralelo con valores: 2µf, 4µf y 7.5µf. La Figura 2 representa la sección de capacitores. Figura 2: Representación gráfica A) externa e B) interna del módulo de capacitores, además se diagrama la estructura de un C) condensador y del D) banco de condensadores. A C B D Módulo de carga resistiva. Posee tres secciones de resistencias cada una de las secciones internamente tiene tres resistencias conectadas en paralelo con valores (ver Ошибка! Источник ссылки не найден.-A): 300Ω, 750Ω y 1500Ω. Figura 3: Representación gráfica A) externa e B) interna (resistencias con su respectivo disipador de calor), además se diagrama la estructura de un C) condensador y del D) banco de resistencias. A C B D Módulo de carga inductiva. Posee tres secciones de bobinas (ver Figura 4) cada una de las cuales se encuentra conectada internamente 3 bobinas en paralelo, con los siguientes valores: 0.8H, 1.6H y 3.2H. Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre Figura 4: Representación gráfica A) externa e B) interna (bobinas), además se diagrama la estructura de un C) condensador y del D) banco de inductancias. A B C D Paro de emergencia. Se utiliza para suspender la energía eléctrica (riesgo de corto circuito) de todo el módulo de trabajo. Perilla de regulación de voltaje. Es utilizado para variar el voltaje de 0 a 270 VAC y en voltaje continuo de 0 a 170 VDC. Perrilla de regulación de voltaje (variac). Al girar la perilla de forma horaria o antihoraria se puede regular el voltaje que entrega la fuente variable en AC o CD. Hay autotransformadores en los que un terminal no es fijo, sino que se mueve mediante un cursor/perilla (ver Figura 1-6). Esto permite variar la relación de transformación del autotransformador, por lo tanto, obtener una tensión secundaria variable a voluntad. Este tipo de autotransformadores se denomina variac (ver Figura 5) y en ellos el circuito magnético de cada fase suele tener forma de toroide alrededor del cual se bobina el arrollamiento que hace de primario y de secundario a la vez. Figura 5: Variac Disyuntor. Se utiliza para encender y apagar el módulo de trabajo. Leds indicadores. Sirven para indicar el funcionamiento de las líneas de voltaje. Indicador módulo analógico. Es un instrumento de medida, muestra el nivel de voltaje de la fuente variable. Breakers. Son elementos de protección que se encuentran en las cuatro fuentes de voltaje en AC y DC tanto en la variable como en la fija. Siempre que se desee alimentar al circuito se debe activar primero el disyuntor y después el breaker de la fuente que se esté utilizando. Multímetro. Es una herramienta de prueba usada para medir dos o más valores eléctricos, principalmente tensión (voltios), corriente (amperios) y resistencia (ohmios). Es una Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre herramienta de diagnóstico estándar para los técnicos de las industrias eléctricas y electrónicas (ver Figura 6). (Fluke Corporation, 2020). Figura 6: Multímetro Fluke 117C True RMS Accionamiento de Elementos del Módulo. Los switch conocidos como ojo de cangrejo poseen dos posiciones abierto y cerrado, y en el módulo podemos tener carga capacitiva, resistiva o inductiva con sus diferentes valores al momento que cerramos su respectivo interruptor. Para obtener diferentes cargas ubicamos el switch en la posición hacia arriba y para desactivarla en la posición hacia abajo como se muestra en la Figura 7. Figura 7: Switch de activación o desactivación de la carga Nota: Los tres switch en cerrados (hacia arriba) las tres cargas de encuentran conectadas en paralelo. Marco Procedimental Los diferentes circuitos que se desarrollaran durante este curso pueden presentar fallas de corto circuito los cuales ocasionan que el filamento del fusible se vuelvan líquidos debido a la alta corriente y por este motivo el fusible se queme, usted debe estar pendiente de la falta de voltaje en el módulo y saber cambiar los fusibles por unos en buen estado, esto lo podrá desarrollar de la siguiente manera. En el caso de los fusibles estos se encuentran en la parte posterior del módulo de carga capacitiva (ver Figura 8-A). Tome en cuenta que cada bloque consta de un tope o pestaña que deberá moverlo con precaución para poder sacarlo con facilidad y completamente. Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre En la Figura 8-B, estando afuera en módulo de carga capacitiva podemos encontrar un porta fusibles doble trifásico. En la Figura 8-C, se debe alar con mucho cuidado la perrilla de color negra que se encuentra en cada porta fusible y girarla de forma correcta, el fusible de la parte interior es el que está trabajando como protección del circuito mientras que el fusible exterior se usara como un espacio de almacenamiento de un fusible en buen estado. En la Figura 8-D, cambiamos el fusible en mal estado. Dejamos el porta fusible y el bloque de carga capacitiva en su lugar. Debe anotar en la bitácora el cambio de fusible del respectivo modulo y en observaciones registrar cual fue el motivo. Revise los demás bloques del módulo de trabajo, y reconozca las resistencias, capacitores y bobinas respectivamente. Observe las placas de color negro donde se encuentran conectadas las resistencias de 300, 750 y 1500 ohmios. Figura 8: Faces para reemplazo de fusible Recursos Utilizados (Equipos, Accesorios Y Material Consumible) - Resistencias De Distintos Valores - Módulo - Multímetro - Fusibles - Destornillador 2 Segunda Parte: Simulador Consulte las definiciones de los voltaje medio o DC, voltaje eficaz o rms (root mean square), voltaje pico, voltaje pico-pico. 1. Conocer el uso correcto de los instrumentos de medida en DC. Usando el programa de simulación realice el diagrama de la Figura 9. Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre Figura 9: Circuito serie 2. Usando el voltímetro mida los voltajes y registre esos valores en la Tabla 1. Tabla 1: Datos para medir voltaje 1 Voltaje por medir Valor medido (V) Vah = Va – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vab = Va – Vb ** V(+)en (a), V(-)en (b) Vbc = Vb – Vc ** V(+)en (b), V(-)en (c) Vcd = Vc – Vd ** V(+)en (c), V(-)en (d) Vde = Vd – Ve ** V(+)en (d), V(-)en (e) Vef = Ve – Vf ** V(+)en (e), V(-)en (f) Vfg = Vf – Vg ** V(+)en (f), V(-)en (g) Vgh = Vg – Vh ** V(+)en (g), V(-)en (h) 24 [V] 3.43[V] 6.86[V] 3.43[V] 0[V] 6.86[V] 3.43[V] 0[V] Operaciones con las medidas realizadas Vac = Vab + Vbc Vcf = Vcd + Vde + Vef Vdc = Vd - Vc ¿Cómo se relacionan Vcd con Vdc? ¿Por qué el Vde tiene ese valor? De lo anterior ¿los voltajes en d o en e son nulos? explique 10.3[V] 10.3[V[ -3.43[V] Posee el mismo valor, pero al momento de cambiar el sentido la carga pasa a ser negativa. Porque al estar en el mismo cable, sin resistencia se restan y se obtiene el valor de 0 No, el voltaje inicial es 24, pero cada vez que pasa por una resistencia el valor se reduce, se vuelve nulo al final del circuito. 3. Colocando el cable con el signo – del voltímetro en el punto h, fíjelo allí y moviendo el otro terminal del voltímetro, el (+), mida los valores en todos losotros puntos marcados en la Figura 9 y llene la Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre Voltaj e po r m ed ir Valor medido (V) 24V 20.6[V] 13.7[V] 10.3[V] 10.3[V] 3.43[V] 0[V] Va = Va – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vb = Vb – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vc = Vc – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vd = Vd – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Ve = Ve – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vf = Vf – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vg = Vg – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Operaciones con los valores medidos Determine Vab haciendo Va - Vb Determine Vba haciendo Vb - Va Las dos medidas anteriores ¿en qué se parecen? ¿en qué se diferencian? Determine Vde = Vd – Ve ¿son Vd o Ve nulos? ¿por qué el valor de Vde? Determine Vcf haciendo Vc - Vf 3.4[V] -3.4[V] Posee el mismo valor, pero al momento de cambiar el sentido la carga pasa a ser negativa. 0[V] Vd y Ve no son nulos, pero al momento de calcular Vde da un valor de 0 puesto a que se restan. 10.2[V] 4. . Tabla 2: Datos para medir voltaje 2 Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre Voltaje por medir Valor medido (V) 24V 20.6[V] 13.7[V] 10.3[V] 10.3[V] 3.43[V] 0[V] Va = Va – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vb = Vb – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vc = Vc – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vd = Vd – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Ve = Ve – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vf = Vf – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Vg = Vg – Vh ** V(+)en (a), V(-)en (h) Operaciones con los valores medidos Determine Vab haciendo Va - Vb Determine Vba haciendo Vb - Va Las dos medidas anteriores ¿en qué se parecen? ¿en qué se diferencian? Determine Vde = Vd – Ve ¿son Vd o Ve nulos? ¿por qué el valor de Vde? Determine Vcf haciendo Vc - Vf 3.4[V] -3.4[V] Posee el mismo valor, pero al momento de cambiar el sentido la carga pasa a ser negativa. 0[V] Vd y Ve no son nulos, pero al momento de calcular Vde da un valor de 0 puesto a que se restan. 10.2[V] 5. Colocando el cable con el signo – del voltímetro en el punto a, fíjelo allí y moviendo el otro terminal del voltímetro, el (+), mida los valores en todos losotros puntos marcados en la Figura 9 y llene la Tabla 3. Tabla 3: Datos para medir voltaje 3 Voltaje por medir Valor medido Va = Va – Va ** V(+)en (a), V(-)en (a) Vb = Vb – Va ** V(+)en (b), V(-)en (a) Vc = Vc – Va ** V(+)en (c), V(-)en (a) Vd = Vd – Va ** V(+)en (d), V(-)en (a) Ve = Ve – Va ** V(+)en (e), V(-)en (a) Vf = Vf – Va ** V(+)en (f), V(-)en (a) Vg = Vg – Va ** V(+)en (g), V(-)en (a) Vh = Vh – Va ** V(+)en (h), V(-)en (a) 0[V] -3.43[V] -10.3[V] -13.7[V] -13.7[V] -20.6[V] -24[V] -24[V] Operaciones con los valores medidos Determine Vab haciendo Va - Vb Determine Vba haciendo Vb - Va Las dos medidas anteriores ¿en qué se parecen? ¿en qué se diferencian? Determine Vde = Vd – Ve ¿son Vd o Ve nulos? ¿por qué el valor de Vde? Determine Vcf haciendo Vc - Vf 3.43[V] -3.43[V] Posee el mismo valor, pero al momento de cambiar el sentido la carga pasa a ser negativa 0[V] Vd y Ve no son nulos, pero al momento de calcular Vde da un valor de 0 puesto a que se restan. 10.3[V] 3. 5. Cambie de instrumento, primero coloque el terminal de tierra (ground) la referencia en h. Luego busque al instrumento del simulador: punta de prueba devoltaje, y coloque una punta de prueba en cada uno de los puntos marcados en el diagrama del circuito, Figura 9. Finalmente registre los valores que reportan las puntas en la Tabla 4. Tabla 4: Datos para medir voltaje 4 Voltaje por medir Valor medido Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre 24[V] Va = V(+)en (a), V(-)en (ground) Vb = V(+)en (a), V(-)en (ground) Vc = V(+)en (a), V(-)en (ground) Vd = V(+)en (a), V(-)en (ground) Ve = V(+)en (a), V(-)en (ground) Vf = V(+)en (a), V(-)en (ground) Vg = V(+)en (a), V(-)en (ground) 20.5714[V] 13.7143[V] 10.2857[V] 10.2857[V] 3.42857[V] 0[V] Operaciones con los valores medidos Determine Vab haciendo Va - Vb Determine Vba haciendo Vb - Va Las dos medidas anteriores ¿en qué se parecen? ¿en qué se diferencian? Determine Vde = Vd – Ve ¿son Vd o Ve nulos? ¿por qué el valor de Vde? Determine Vcf haciendo Vc - Vf 4. 3.4286[V] -3.4286[V] Posee el mismo valor, pero al momento de cambiar el sentido la carga pasa a ser negativa 0[V] Vd y Ve no son nulos, pero al momento de calcular Vde da un valor de 0 puesto a que se restan. 10.28573[V] 6. Medición indirecta de corriente en circuitos de DC. La corriente que circula por la resistencia Rxy se puede determinar usando la ley de Ohm que dice: xy=I*Rxy, entonces, usando la Tabla 1, determine la corriente que circula en las siguientes resistencias, Tabla 5. Tabla 5: Datos para medir voltaje 5 Corriente Voltaje sobre R (V) Resistencia (Ω) Iab Ibc Icd Ifg 10 20 Vab = 3.4286 Vbc = 6.8571 Vcd = 3.4286 Vfg = 3.4286 10 10 Valor de corriente I = V/R en (A) 0.34286 0.342855 0.34286 0.342855 . 7. Realice el diagrama de la Figura 10 y repita el proceso anterior. Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre Figura 10: Circuito Prueba 2 Tabla 6: Datos Voltaje por medir Vah = Va – Vi ** V(+)en (a), V(-)en (i) Vab = Va – Vb ** V(+)en (a), V(-)en(b) Vbc = Vb – Vc ** V(+)en (b), V(-)en (c) Vcd = Vc – Vd Vde = Vd – Ve Vef = Ve – Vf Vfg = Vf – Vg Vgh = Vg - Vh Vhi = Vh - Vi Valor medido (V) 100 36.1 72.3 0 21.6 -21.6 -17.7 -10.6 20 Operaciones con las medidas realizadas Vac = Vab + Vbc Vfh = Vfg + Vgh Vcb = Vc - Vb 108.4 -28.3 -72.3 ¿Cómo se relacionan Vbc con Vcb? En el valor absoluto 8. Usando las puntas de prueba para medir voltajes y colocando la referencia de tierra en el punto i, mida y llene la tabla 7. Tabla 7: Datos para tabla Voltaje por medir Valor medido Va = 100 Vb = Vc = Vd = Ve = 63.87 -8.38 -8.83 -30 Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre Vf = Vg = -8.38 93.35 Operaciones con los valores medidos Determine Vab haciendo Va - Vb Determine Vba haciendo Vb - Va Las dos medidas anteriores ¿en qué se parecen? ¿en qué se diferencian? Determine Vcd = Vc – Vd ¿son Vd o Vc nulos? ¿por qué el valor de Vcd? 36.12 -36.12 En el valor absoluto, en el signo 0 No son nulos 9. DIVISOR DE TENSIÓN: Arme el circuito de la Figura 11. Figura 11: Circuito de prueba 3 ACTIVIDADES POR DESARROLLAR Primera Actividad A. Cuando se ubica un switch en el módulo resistivo en posición cerrada, ¿si se midiera sus terminales obtendríamos una resistencia de algún valor o una resistencia de cero ohms.? B. Si se ubica los fusibles en la parte exterior del porta fusibles. ¿existe corriente en los terminales? y por qué. Resolución CS N° 076-04-2016-04-20 Computación ELECTROTECNIA C. Docente: Ing. Washington Ramírez Docente: Ing. José Lui Período Lectivo: octubre 2021 febrero 2022 Período Lectivo: octu febre Los elementos donde se encuentran ubicadas las resistencias eléctricas del módulo. ¿para qué sirven? Segunda Actividad D. E. F. G. ¿Cuál es la relevancia de la referencia de tierra para medir los voltajes? Explique. ¿Los valores de voltajes son independientes del punto de referencia? Explique. ¿Cómo son los valores de la corriente en el circuito serie? Explique ¿Qué diferencia se encuentra al hallar en la figura 2, Vfh = Vfg + Vgh, o usando Vfh = Vf – Vh? Explique. H. Explique en sus palabras ¿Qué se entiende por: el divisor de tensión? I. Consulte y explique ¿cómo usando el divisor de tensión se puede ampliar el rango de medición de un voltímetro? RESULTADO(S) OBTENIDO(S): 1. 2. 3. CONCLUSIONES: Para desarrollar los ejercicios debemos aprender a manejar las herramientas de proteuos Hay como usar ley de mallas para sacar los voltajes en algunos ejercicios Debemos saber como utilizar los datos dentro de las transformaciones RECOMENDACIONES: BIBLIOGRAFÌA: Fluke Corporation. (2020). Fluke Corporation. Obtenido de Fluke Corporation: https://www.fluke.com/esec/informacion/mejores-practicas/aspectos-basicosde-las-mediciones/electricidad/que-es-un-multimetro-digital Ingeniería Electrónica, & Laboratorios. (agosto de 2019). Ejercicios propuestos. Prácticas de laboratorio. Quito, Pichincha, Ecuador: Laboratorios de Ingeniería Electrónica. Docente / Técnico Docente: Firma: _______________________________ Resolución CS N° 076-04-2016-04-20
