UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ Campus Dr. Víctor Levi Sasso Facultad de Ingeniería Eléctrica Carrera: Lic. en Ingeniería Electromecánica Estudiante: Castillo, Edgardo Corrales, Luis Martinez, Basilio Martínez, Jesús 8-988-0389 8-991-1319 8-987-2331 8-992-1152 Curso: Laboratorio de Circuitos I Asignación: Informe 1: Reglas de Seguridad Facilitador (a): Leonelli, Marco Grupo: 1IE 122 Fecha de entrega: 28 de agosto del 2022 SEGUNDO SEMESTRE 2022 2 Índice Introducción ........................................................................................................................................................................ 3 Objetivos............................................................................................................................................................................. 3 Procedimientos ................................................................................................................................................................... 3 1. Multímetro y Osciloscopio ......................................................................................................................................... 3 1.1. 2. Generador de Funciones y el Rango de Atenuación ................................................................................................... 4 2.1. 3. Cálculos y Resultados ......................................................................................................................................... 3 Cálculos y resultados .......................................................................................................................................... 4 Osciloscopio: periodo y frecuencia ............................................................................................................................ 5 3.1. Cálculos y resultados .......................................................................................................................................... 5 4. Aplicaciones reales de los Instrumentos de Medición Estudiados ............................................................................. 5 5. Anexos ........................................................................................................................................................................ 6 Figura 1: medición de la mano derecha a la mano izquierda. .................................................................................. 6 Figura 2: medición de la mano izquierda al tobillo derecho..................................................................................... 7 Figura 3: medición del valor mínimo de la fuente de poder. ..................................................................................... 7 Figura 4: medición del valor máximo de la fuente de poder. .................................................................................... 7 Figura 5: medición del valor mínimo de la fuente de poder con el osciloscopio. ..................................................... 8 Figura 6: medición del valor máximo de la fuente de poder con el osciloscopio...................................................... 8 Figura 7: medición de la frecuencia y el periodo de una señal senoidal con el osciloscopio. ................................. 8 Figura 8: medición de la frecuencia y el periodo de una señal cuadrada con el osciloscopio. ............................... 9 Figura 9: medición de la frecuencia y el periodo de una señal triangular con el osciloscopio. .............................. 9 Figura 10: esquema a mano alzada de la señal senoidal obtenida en la pantalla del osciloscopio. ........................ 9 Figura 11: esquema a mano alzada de la señal cuadrada obtenida en la pantalla del osciloscopio. .................... 10 Figura 12: esquema a mano alzada de la señal triangular obtenida en la pantalla del osciloscopio. ................... 10 6. Conclusiones............................................................................................................................................................. 10 7. Bibliografía ............................................................................................................................................................... 11 3 Laboratorio 1: Reglas de Seguridad Introducción El presente trabajo comprende el estudio de las normas de seguridad en el laboratorio eléctrico, estas normas son de gran relevancia en las experiencias de laboratorio que estaremos desarrollando, por lo que debemos ser conscientes y responsables de estas normas para trabajar con seguridad dentro del laboratorio. Estas normas de seguridad nos protegen y nos mantienen alejados de cualquier tipo de accidentes que pongan en peligro nuestra vida, ya que el cuerpo humano puede sufrir grandes consecuencias por la corriente que lo recorre, tales como: paro cardíaco y muerte. con corriente de 100 y 200 mA, por lo que debemos actuar con extrema precaución en el área de trabajo, siguiendo así las normas de seguridad anunciadas por el docente. Aprenderemos el uso de los instrumentos como la fuente de poder, multímetro digital, generador de funciones y osciloscopio; componentes sumamente importantes para el estudio y realización de todo tipo de laboratorios relacionados con circuitos eléctricos. Como parte del laboratorio estaremos realizando la calibración de la punta del osciloscopio; lo cual es una práctica importante para realizar las medidas correctas y observar las gráficas de estas. Objetivos ▪ ▪ ▪ Familiarizar al estudiante con las precauciones que debe tomar por seguridad al trabajar con equipos eléctricos. Identificar y diferenciar los equipos de laboratorio: fuentes de poder, multímeros, osciloscopios, generadores de ondas. Conocer el funcionamiento de los equipos de laboratorio a. Procedimientos 1. Multímetro y Osciloscopio 1.1. Cálculos y Resultados 1.1.1. Con la ayuda del multímetro como óhmetro, mida la resistencia interna de su cuerpo entre los siguientes puntos. Punto ✓ De la mano derecha a la mano izquierda ✓ De la mano izquierda al tobillo izquierda Medición Obtenida 3.16𝑀Ω 1.16𝑀Ω Observación: se adjuntan en el apartado de anexos Figura 1 y Figura 2 1.1.2. Calcule el voltaje de corriente directa que, aplicado entre estos puntos, produciría una corriente peligrosa (100 mA). Utilice la fórmula de V = I · R. Punto ✓ De la mano derecha a la mano izquierda ✓ De la mano izquierda al tobillo izquierda Medición Obtenida 316𝑘𝑉 116𝑘𝑉 4 1.2. Investigue cual es el modelo de fuente de poder, multímetro, osciloscopio y generador de funciones que utilizará en los laboratorios de Circuitos I. Obtenga con su instructor las especificaciones de cada equipo, y familiarícese con su modo de operación. Especificaciones por dispositivo Fuente de poder Osciloscopio Multímetro Generador de Funciones EXTECH Tektronix VICTOR BK INSTRUMENTS TDS 2012B VC890C+ PRECISION 382213 TWO CHANNEL DIGITAL model DC REGULATED DIGITAL STORAGE MULTIMETER 4013DDS – POWER SUPPLY OSCILLOSCOPE100 12MHz SWEEP MHz FUNCTION 1 GS/s GENERATOR 1.3. Determine con el multímetro el valor de voltaje máximo y mínimo que puede obtenerse de la fuente de poder de corriente directa. Haga una primera medición con el multímetro y luego con el osciloscopio Tabla 1-1: Valores de Voltaje Mínimo y Máximo de la Fuente de Poder de Corriente Directa Aspecto ✓ Valor Máximo ✓ Valor Mínimo Teórico | Real Medición con el multímetro 33.0 V 32.3𝑉 0.1 V 105.2𝑚𝑉 Medición con el osciloscopio Observación: se adjunta en la sección de anexos figura 3, figura 4, figura 5 y figura 6. • Conclusiones a partir de la tabla 1-1: ✓ Podemos concluir que las fuentes de corriente directa siempre presentarán una diferencia entre los valores teóricos y los medidos a través del multímetro u instrumentos de medición, es decir que siempre en toda medición habrá un porcentaje de error. 2. Generador de Funciones y el Rango de Atenuación 2.1. 2.1.1. Cálculos y resultados Determinación del rango de atenuación del generador de funciones. Seleccione una forma de onda senoidal en el generador de funciones. Ajuste la frecuencia de la señal a 1 KHz. Recomendación: (coloque el selector de frecuencia en 10 y el multiplicador de escala en 100). Con todos los ajustes de atenuación desconectados, mida el valor máximo del voltaje en el generador de funciones, con el multímetro como voltímetro. Determinación del rango de atenuación Aspecto Medición Obtenida 5 2.1.2. ✓ Voltaje máximo sin atenuación: 8.03V ✓ Voltaje máximo con atenuación 0.80V La razón de atenuación no es más que la razón del voltaje alto al voltaje bajo. Los valores de atenuación son adimensionales, pero en electrónica se trabaja con unidades conocidas como decibeles. Investigue, si la atenuación está dada en decibeles, a que razón de voltaje corresponde. ✓ Valor teórico de rango de atenuación −20𝑑𝐵 → 0.8𝑉 8.03 𝑑𝐵 = 10 ⋅ log ( ) = 20𝑑𝐵 0.0803 ✓ Valor obtenido por medición −20𝑑𝐵 → 0.8𝑉 8.0 𝑑𝐵 = 10 ⋅ log ( ) = 10 𝑑𝐵 0.8 ✓ Porcentaje de error %= 20 − 10 ⋅ 100 = 50% 20 3. Osciloscopio: periodo y frecuencia 3.1. 3.2. Cálculos y resultados Medición de periodo y frecuencia con el osciloscopio. Tabla 1-2: Determinación del periodo y la frecuencia de la señal de acuerdo con el osciloscopio Forma de Onda ✓ Senoidal ✓ Cuadrada ✓ Triangular Ancho Horizontal 500𝜇𝑆 500𝜇𝑆 500𝜇𝑆 Periodo (div) 991.3𝜇𝑠 1.000ms Frecuencia (Hz) 1.003kHz 1.000kHz 1.006ms 994.0Hz Observación: se adjunta en la sección de anexos figura 7, figura 8 y figura 9, figura 10, figura 11, figura12. 4. Aplicaciones reales de los Instrumentos de Medición Estudiados Equipo Fuente de Poder Generador de Funciones Aplicaciones ✓ Las fuentes son cada vez más usadas para diversas aplicaciones, desde las fuentes para computadoras personales, fuentes para centrales telefónicas, fuentes para equipamiento médico, hasta fuentes normalizadas para uso industrial. Las aplicaciones de un generador de funciones podemos dividirla, de manera general, en tres: ✓ Crear señales: Señales creadas desde cero para simular, estimular y probar distintos circuitos y dispositivos. 6 ✓ Replicar señales: Ya sea una anomalía, un error o una señal adquirida por un osciloscopio, podemos recrearla utilizando un generador de funciones en nuestro laboratorio para variar sus parámetros y analizarla en un ambiente controlado. ✓ Generar señales: Señales ideales o funciones ya conocidas para utilizarlas como referencia o como señal de entrada para pruebas Multímetro Osciloscopio Un multímetro es un dispositivo que se utiliza para solucionar problemas y probar los diferentes aspectos de un circuito eléctrico. ✓ Voltaje: los multímetros pueden probar tanto el voltaje de CA como el de CC en diferentes rangos configurando el dial en el medidor y tocando las dos sondas para que entren en contacto con los puntos del circuito mientras la corriente fluye a través de él. ✓ Corriente: para probar la corriente, debe romper el circuito y colocar el multímetro en serie con él a medida que fluye la energía. para placas de circuito impreso - pcbs - una prueba de corriente es imposible porque no puede romper el circuito. ✓ Resistencia: la prueba de resistencia en un circuito le permite verificar si hay cables rotos o cortocircuitos en un circuito cuando el dial está en la configuración "Ω" u ohmios. Normalmente, la resistencia del cableado de cobre u otros materiales utilizados en el circuito debe ser extremadamente baja. ✓ Nos brinda mediciones sobre distintos aspectos, por ejemplo: presión arterial, ritmo respiratorio, potencia de un sonido, vibraciones, entre otros. 5. Anexos Figura 1: medición de la mano derecha a la mano izquierda. 7 Figura 2: medición de la mano izquierda al tobillo derecho. Figura 3: medición del valor mínimo de la fuente de poder. Figura 4: medición del valor máximo de la fuente de poder. 8 Figura 5: medición del valor mínimo de la fuente de poder con el osciloscopio. Figura 6: medición del valor máximo de la fuente de poder con el osciloscopio. Figura 7: medición de la frecuencia y el periodo de una señal senoidal con el osciloscopio. 9 Figura 8: medición de la frecuencia y el periodo de una señal cuadrada con el osciloscopio. Figura 9: medición de la frecuencia y el periodo de una señal triangular con el osciloscopio. Figura 10: esquema a mano alzada de la señal senoidal obtenida en la pantalla del osciloscopio. 10 Figura 11: esquema a mano alzada de la señal cuadrada obtenida en la pantalla del osciloscopio. Figura 12: esquema a mano alzada de la señal triangular obtenida en la pantalla del osciloscopio. 6. Conclusiones A través de esta experiencia de laboratorio, podemos destacar que: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Se pudo conocer acerca del funcionamiento y uso de los instrumentos de medición, entre ellos: el generador de funciones, fuente de poder, osciloscopio y el multímetro. Que la resistividad medida entre ciertas extremidades del cuerpo humano es variable. La importancia de manipular con cautela los equipos de medición del laboratorio, siguiendo las normas de seguridad establecidas. Que el error está de forma intrínseca en toda medición. La importancia del osciloscopio radica en que este instrumento de medición nos permite visualizar fenómenos transitorios, así como las ondas o señales presentes en circuitos eléctricos o electrónicos (senoidal, cuadrada, triangular). 11 7. Bibliografía [1] W. K. J. Hayr, Análsis de circuitos en ingeniería, ed, 8a, McGraw Hill, 2012. [2] M. Sadiku, Fundamentos de circuitos eléctricos, ed 5a, McGraw Hill, 2013. [3] J. R. S. Nillson, Circuitos eléctricos, ed, 7a, Prentice Hall, 2005. [4] R. S. J. Dorf, Circuitos eléctrcos, ed 8a, Alfaomega, 2011. [5] J. Irwin, Análisis básico de circuitos en ingeniería . ed, 6a, Limusa.
