Regional Distrito Capital

SISTEMA DE GESTION DE LA CALIDAD

GUÍA DE APRENDIZAJE

ELECTROTECNIA

Ultima versión

Centros: de Electricidad y Electrónica

Abril de 2007

Código:

CONTROL DEL DOCUMENTO

1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUÍA DE APRENDIZAJE

Nombre Cargo Dependencia Firma Fecha

Autores

Gloria Milena Rojas Moreno

José Espitia Montañez

Instructor

Instructor

Centro de Electricidad

y Electrónica

Centro de Electricidad y Electrónica

Junio 2007

Revisión

Danilo

Cardona Carmona

Juliana María

Montoya Tabares

Instructor

Apoyo Metodológico

Centro de

Automatización Industrial

Centro de

Automatización Industrial

Junio 2007

Redacción final

Gloria Milena Rojas Moreno

José Espitia Montañez

Instructor

Instructor

Centro de Electricidad

y Electrónica

Centro de

Electricidad y Electrónica

Junio 2007

Aprobación

Beatriz

Restrepo Tabares

Sonia Cristina Prieto Zarta

Subdirectora

Subdirectora

Centro de e

Automatización Industrial

Centro de Electricidady Electrónica

Junio 2007

2. INTRODUCCIÓN

La Electrotecnia estudia las aplicaciones técnicas de la electricidad con fines industriales, científicos, etc. así como las leyes de los fenómenos eléctricos. La finalidad de la Electrotecnia es la de proporcionar aprendizajes relevantes que propicien un desarrollo posterior, abriéndosele al alumno un gran abanico de posibilidades en múltiples opciones de formación electrotécnica más especializada, lo que confiere a esta materia un elevado valor propedéutico. El primer aspecto conduce

a una formación científica que justifique los fenómenos eléctricos, y el segundo a una formación más orientada a técnicas y procedimientos. El carácter de ciencia aplicada le confiere un valor formativo relevante, al integrar y poner en función conocimientos procedentes de disciplinas científicas de naturaleza más abstracta y especulativa. También ejerce un papel de catalizador del tono científico y técnico que le es propio, profundizando y sistematizando aprendizajes afines procedentes de etapas educativas anteriores. El campo disciplinar abarca el estudio de los fenómenos eléctricos y electromagnéticos, desde el punto de vista de su utilidad práctica, las técnicas de diseño y construcción de dispositivos eléctricos característicos, ya sean circuitos, máquinas o sistemas complejos, y las técnicas de cálculo y medida de magnitudes en ellos. Esta se configura a partir de tres grandes campos del conocimiento y la experiencia: 1. Los conceptos y leyes científicas que explican los fenómenos físicos que tienen lugar en los dispositivos eléctricos. 2. Los elementos con los que se componen circuitos y aparatos eléctricos y su disposición y conexiones características. 195 3. Las técnicas de análisis, cálculo y predicción del comportamiento de circuitos y dispositivos eléctricos.

¡ PREPÁRESE PARA FORTALECER SU CONOCIMIENTO !

ESTRUCTURA CURRICUALAR: Mantenimiento de Equipo Biomédico. Módulo de Formación: Establecimiento de actividades operativas para el mantenimiento de equipo Biomédico. Unidad de Aprendizaje No.1: Análisis de información técnica preliminar para el mantenimiento de equipos biomédicos. Modalidad de formación: Presencial

Resultados de Aprendizaje: Identificar los componentes eléctricos y electrónicos de los equipos biomédicos, sus características y funciones; para realizar análisis, pruebas y montajes de circuitos donde se involucren. Actividad de Enseñanza – Aprendizaje – Evaluación: Reconocer los elementos involucrados en sistemas de alimentación de equipos biomédicos. DURACIÓN DE LA GUÍA DE APRENDIZAJE: 60 horas

3. ACTIVIDADES Y ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE

3.1 ACTIVIDAD DE RECONOCIMIENTO DE SABERES PREVIOS SOBRE ELECTROTECNIA

Una entidad hospitalaria lo convoca para que diagnostique las fallas que se presentan en un monitor multíparametro marca GENERRA modelo 770 MX, la asignación del contrato para reparar este equipo depende de una prueba de conocimientos técnicos de electrotecnia que usted debe responder a continuación:

• ¿Conoce exactamente qué es electrotecnia? • ¿Conoce exactamente los conceptos fundamentales de la electrotecnia:

fundamentos de electricidad, circuitos magnéticos, electromagnetismo, ley de Ohm, fuentes de energía eléctrica?

• ¿Diferencia entre un material conductor, semiconductor y conductor? • ¿Conoce qué es una resistencia, un capacitor, una inductancia? • ¿Conoce los diferentes tipos de circuitos eléctricos: serie, paralelo, mixtos, RL,

RC, RLC? • ¿Diferencia entre corriente directa y corriente alterna? • ¿Conoce los diferentes instrumentos de medición básicos como: voltímetro,

óhmetro, amperímetro, osciloscopios y generadores de señales? • ¿Interpreta planos eléctricos, electrónicos, maneja manuales del equipo? • ¿Conoce los riesgos que afectan el funcionamiento de los equipos

biomédicos? • ¿Aplica el dibujo técnico a los planos eléctricos, electrónicos, diagramas

unifilares y multifilares? • ¿Conoce las normas y procedimientos técnicos de seguridad eléctrica,

RETIE? Si los interrogantes aquí propuestos no fueron resueltos de manera óptima, estimado alumno, se le invita a realizar las actividades sugeridas a continuación:

3.2 ACTIVIDAD DE CONCEPTUALIZACIÓN SOBRE ELECTROTECNIA

CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE ELECTROTECNIA

NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD Los antiguos griegos comprobaron que el ámbar (Elektrón) frotado con lana atraía cuerpos ligeros; nosotros lo justificamos diciendo que el ámbar está electrizado, que posee carga eléctrica o bien que está cargado. En las experiencias actuales se utiliza la ebonita, la cual al frotarla con piel atrae durante un corto tiempo a cuerpos pequeños, para soltarse después debido a que ha sido electrizado el cuerpo atraído con cargas del mismo signo que la ebonita, y comienza la repulsión. Si ahora frotamos una barra de vidrio con seda y la ponemos en contacto con bolitas de médula de saúco, veremos que ocurre el mismo fenómeno que con la ebonita, es decir, serán atraídas por el vidrio y al cabo de un corto tiempo serán repelidas por éste y entre sí. Si a continuación acercamos una bolita que ha estado en contacto con ebonita electrizada, a otra bolita que ha estado en contacto con vidrio electrizado, veremos que ambas bolitas se atraen. Esto nos lleva a la conclusión de que hay dos clases de carga eléctrica, la que tiene la ebonita frotada con piel o carga negativa y la que tiene el vidrio frotado con lana o carga positiva. Las cargas eléctricas no son engendradas ni creadas en los cuerpos, son adquiridas o transmitidas. Cuando se pierden electrones se adquiere carga positiva, y cuando se ganan electrones se tiene carga negativa. El electrón está en la materia, mucho más allá de las células, en los confines de la composición esencial de las cosas o elementos químicos que nos forman; en cada cosa que tocamos y vemos; sólo que está potencialmente estática o quieta y gracias a los avances tecnológicos se ha logrado hacer uso de ella, para el beneplácito y desarrollo evolutivo tecnológico del hombre. Se ha descubierto que en algunos lugares de la naturaleza, la corriente eléctrica se encuentra en grandes cantidades y si se canaliza adecuadamente, podemos servirnos eficazmente de ella. EL ÁTOMO. Es la expresión de la materia, más pequeña o mínima, en que un elemento se puede sub-dividir. Observemos la estructura física o forma del Helio.

Cuando un átomo tiene igual número de electrones y de protones o, en otras palabras, igual número de cargas eléctricas contrarias, se dice que el átomo está equilibrado o neutro. Dice una teoría: “la unión de un protón y un electrón forma un neutron”. Un átomo se vuelve IÓN positivo, cuando éste pierde uno o más electrones. Cuando el átomo recibe o “gana” electrones (donados por otro átomo), se le llama IÓN negativo. Observe la figura siguiente: ¿Le encuentra algún parecido al sistema solar?

La órbita más cercana al núcleo, tiene dos electrones y son fuertemente atraídos por el núcleo, cuya carga es positiva. La segunda órbita tiene seis electrones girando alrededor del núcleo. En este nivel, la atracción que el núcleo ejerce sobre los electrones es menor que la ejercida sobre los electrones de la primera órbita. Esa fuerte o ligera atracción es la que define la dureza física de un material o elemento de la naturaleza. La disposición de los electrones y cantidad de órbitas tienen su orden lógico y característico según el elemento natural. Fuentes de electricidad El fenómeno de la electricidad es creado por el desplazamiento de los electrones de sus posiciones naturales dentro de los átomos. Entre las personas que trabajan con la electricidad, el dispositivo o máquina que causa este movimiento o desplazamiento de los electrones, comúnmente es llamado la

fuente de fuerza electromotriz (F .E. M.).Todos los abastecedores de electricidad son en realidad convertidores de energía, en los cuales cualquiera de las formas más comunes de energía como calor, luz, o energía mecánica son transformadas en energía eléctrica. Convertidores de energía mecánica a eléctrica La única cosa común en los convertidores de energía mecánica a eléctrica es que todos ellos dependen de un movimiento mecánico para producir fuerza electromotriz. Este movimiento se puede aprovechar para: -Producir fricción entre dos cuerpos. -Producir el desplazamiento de un imán para que atraviese a un conductor eléctrico. -Producir una presión en un cristal. APLICACIONES Muchos tocadiscos usan un pequeño cristal piezoeléctrico cerco de la aguja, lo cual al pasar sobre la grabación del disco tuerce el cristal y genera pequeños valores de fuerza electromotriz. Estos valores son imágenes de los sonidos grabados en el disco. Con la amplificación necesaria estas señales pueden hacer funcionar un parlante como los que usted conoce. los cristales piezoeléctricos tienen muchos aplicaciones en la industria. Registran niveles de ruido, detectan cambios de presión, etc. TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA Los electrones al desplazarse y producir un flujo o corriente no se mueven siempre en la misma dirección y por esta razón usted seguramente ha oído mencionar dos tipos de corriente: CORRIENTE DIRECTA Y CORRIENTE ALTERNA Corriente alterna Cuando el flujo de electrones varía periódicamente de dirección, se dice que la corriente eléctrica es una corriente alterna.

La polaridad de un generador de corriente alterna está cambiando constantemente, así que a ningún terminal, de la fuente que la produce, se le puede asignar el nombre de positivo o negativo. Una de las características más importantes de la corriente alterna es la frecuencia. La frecuencia representa el número de veces que la corriente cambia de dirección en un segundo. La frecuencia se da en ciclos por segundo (C / seg.) O Hertz (Hz) la corriente alterna se nombra con las siguientes abreviaturas: A.C, C.A. La fuente de corriente alterna más utilizada es el generador de corriente alterna o alternador. Aplicaciones La corriente alterna es la más utilizada en el momento; la corriente eléctrica que venden las empresas de energía, o electrificadoras, y que llega a nuestros hogares, es una corriente alterna de 60 C / seg (ciclos por segundo) ó 60 Hertz.

Corriente directa Cuando el flujo de electrones se da siempre en una misma dirección, se dice que

la corriente eléctrica es una corriente directa. LA DIRECCION DEL FLUJO DE LA CORRIENTE DIRECTA ES SIEMPRE EL MISMO DE NEGATIVO (-) A POSITIVO (+) El término corriente continua (C.C.) algunas veces se utiliza para expresar corriente directa. La corriente directa se le asignan las siguientes abreviaturas: C.D. D.C. C.C.

De las fuentes de corriente directa más utilizadas, tenemos las siguientes: Generadores de corriente directa o dinamos Baterías o acumuladores Pilas voltaicas o pilas secas. Aplicaciones La corriente directa tiene muchos usos; Se utiliza generalmente en: alumbrados portátiles (linternas), alumbrados de emergencia en fábricas y almacenes, plantas telefónicas, vehículos automotores, etc. Electricidad estática: Se refiere a corriente en reposo o sin movimiento. Electricidad dinámica: Expresa electrones en movimiento y gracias a ella son posibles múltiples aplicaciones para la vida diaria. Ejemplos: mover motores eléctricos, encender lámparas, hacer funcionar el teléfono, energizar televisores, equipos de sonido, etcétera. Arco eléctrico: Se trata de corriente dinámica y se presenta diaria y constantemente cuando dos nubes cargadas estáticamente, una con un polo negativo (-), y la otra con polo positivo (+), se acercan mutuamente hasta romper el aislante de aire que las separa produciendo así, (por ley de cargas eléctricas), una corriente dinámica de gran magnitud, manifestada en un fuerte “chispazo“ conocido técnicamente como arco eléctrico y vulgarmente como “rayo”. Otro nombre que recibe el arco eléctrico es el Tesla en honor a su investigador “Nikola Tesla” Expresión gráfica de los tipos de corrientes A continuación, vamos a estudiar las características de los tipos de corriente ya enunciados. recordemos los componentes del plano cartesiano.

Se debe tener sumo cuidado al utilizar la C.C, ya que obliga al usuario, tener muy en cuenta, la manera de conectar su polaridad, pues, algunos equipos al no ser conectados correctamente, pueden sufrir destrucción al energizarse.

Eje X: Es la línea horizontal del plano (abscisa). En ella registramos la variable tiempo. Recordemos que el desplazamiento a la derecha equivale al sentido positivo y viceversa. Eje Y: Es la línea vertical del plano (ordenada). En ella identificamos y cuantificamos gráficamente los niveles positivos y negativos de una señal electrónica. Este signo ( + ) corresponde a Polaridad positiva, y este otro ( - ) indica polaridad negativa, y polo neutro es ( 0 ).”cero” La figura siguiente , ilustra gráficamente la corriente continua, con relación al tiempo y a su nivel.

Rizado o Ripple: A pesar de lo continua que sea una corriente, puede sufrir sobre su nivel máximo, una variación muy leve pero rápida y constante. Se le llama rizado. Esto trae problemas para la calidad de la función del aparato, pero puede corregirse con un buen filtrado de la fuente, aspecto que estudiaremos a su debido tiempo.

Transientes: Son cambios esporádicos de nivel, causados por deficiencia de la fuente o exceso de carga o consumo del receptor.

¿Por qué un material es conductor de electrones y otro no? Un material conductor es aquel que tiene su estructura atómica dispuesta de tal manera que los electrones más alejados del núcleo son débilmente atraídos por él. Es importante conocer que en un átomo se encuentran dos bandas, así: 1. Banda de valencia, cerca del núcleo. 2. Banda de conducción, lejos del núcleo. Y entre estas dos bandas, se encuentra el gap o abertura (región prohibida de energía) Los elementos que poseen átomos sin gap, o zona prohibida, se consideran conductores eléctricos y tienen también en sus últimas órbitas, abundancia de electrones. MAGNITUDES ELÉCTRICAS Llamamos Magnitudes físicas a las propiedades de los cuerpos que pueden medirse y para determinar esto es necesario compararla con alguna otra de la misma especie que se toma como patrón ó unidad de medida. El resultado de una medida se expresa mediante una cantidad numérica seguida de la unidad utilizada y los nombres para la unidad tienen que cumplir una serie de normas incluyendo también un símbolo que destaque y diferencie una unidad de otra para que su lenguaje sea universal Los arcos eléctricos en la naturaleza llamados comúnmente “rayos”, pueden producirse de dos formas: una, entre nube y nube (Difusos) cuando sus respectivas cargas eléctricas

son contrarias y otra, entre nube y tierra (Lineal) cuando la nube está cargada positivamente. Las cargas son tan altas que rompe la barrera del espacio que separa las dos nubes debido al gran diferencial de potencial que fueron generadas entre ellas; Produce una elevada iluminación a razón de la ionización del aire, un fuerte estruendo (ruido) por el choque entre cargas eléctricas y generando por efecto natural, Ozono, elemento de vital importancia en la atmósfera para bloquear los rayos ultravioleta generados por el sol y que son perjudiciales para la piel.

Estos rayos son un claro ejemplo, que nos explica, como la energía estática pude dejar de serlo, y puede volverse energía dinámica al mover sus cargas, a razón de su diferente polaridad, y diferente magnitud. En electrónica, se tiene una gran variedad de unidades de medida, destinadas para cada uno de los fenómenos que comprometen a la misma; estas unidades tienen su propio nombre y símbolo, que en honor a su descubridor, corresponden casi siempre a él. Las unidades eléctricas más relevantes, y de las cuales destacaremos su magnitud tenemos:

DIFERENCIA DE POTENCIAL Todos los átomos de los cuerpos en estado natural se encuentran equilibrados, o sea, todos poseen igual número de electrones e igual número de protones, si un átomo está desequilibrado se puede encontrar en dos formas: Con mayor número de protones que de electrones Con mayor número de electrones que de protones

A estos átomos también se les llama átomo de potencia positiva o cargado positivamente, o átomo de potencia negativa o cargado negativamente. Al átomo que se encuentra en su estado natural lo llamaremos átomo de potencia neutra o átomo sin carga. Un átomo o un cuerpo se desequilibra cuando es aplicada a éste una fuerza externa que hace que el átomo pierda o gane electrones. De a cuerdo con esto, se pueden presentar tres casos:

En el primer caso

Los átomos del cuerpo, como se dijo anteriormente, tienen 6 protones y 6 electrones, la diferencia es 0 o sea que su potencial es 0. Segundo caso La diferencia es 3 protones (+2), su potencial es (+)2 Tercer caso La diferencia es (-2), su potencial es (-)2 Tomemos los casos 2 y 3 anteriores. En el caso 2 el átomo tiene una potencia de +2, o sea que posee 2 protones más En el caso 3 el átomo tiene una potencia de -2, o sea que posee 2 electrones más. O sea, que la diferencia de potencial cuando los átomos de uno u otro cuerpo son diferentes en su estado eléctrico. Comúnmente esta deferencia de potencial, se llama TENSIÓN, VOLTAJE O FUERZA ELECTROMOTRIZ. La tensión se representa con las letra U, E , V, F.E.M. Como usted sabe, toda magnitud tiene una unidad de medida, Por ejemplo La longitud, tiene como unidad de medida el Metro. Como unidad de medida del peso utilizamos el gramo. La capacidad tiene como unidad de medida el litro. Existe una diferencia de potencial cuando por intermedio de una fuente de energía se logra mantener en dos puntos cargas desiguales. Esta fuente de energía puede se una pila, batería, o generador, y los dos puntos se llaman bornes. ¿ por qué los electrones van del borne negativo al borne positivo? Pues bien, en el interior de la pila se produce un efecto, el cual desequilibra los átomos de los dos bornes (terminales de conexión) quedando un borne con más electrones que otro.

LA CORRIENTE ELÉCTRICA Los electrones que se encuentran en las órbitas más alejadas del núcleo se les conoce también como electrones libre. Estos electrones son los responsables de la mayoría de los fenómenos eléctricos y electrónicos ya que al estar débilmente atraídos por los protones del núcleo, pueden moverse fácilmente de una átomo a otro. Los electrones libres al desplazarse, constituyen la CORRIENTE ELÉCTRICA a través de un conductor que puede ser sólido, líquido o gaseoso. Un conductor es elemento que TRANSPORTA electrones de un cuerpo a otro.

¿ Cómo se produce este flujo de electrones? Seguramente usted recuerda que los electrones libres tienen su propio movimiento dentro de sus respectivos átomos. Pero es preciso transportar ese movimiento a corriente, a lo largo del conductor. Para lograrlo tenemos que utilizar algún dispositivos que se encargue de hacer saltar un electrón de un átomo a otro; ese electrón desaloja a otro de un átomo vecino y éste a su vez otro y así sucesivamente.

El dispositivo que causa ese movimiento de electrones, se denomina FUENTE DE ENERGÍA, y podría ser una pila como las que se utilizan para el funcionamiento de radios portátiles, lámparas de mano (linternas), etc.

¿ Qué se requiere para mantener la corriente eléctrica? Para mantener la corriente eléctrica es necesario: Una fuerza electromotriz (F.E.M), que saque los electrones libres de sus orbitas y reponga los que van saliendo. Un conductor eléctrico. Su función es de servir de camino a los electrones de un terminal de la fuente de energía, a través de la carga o receptor donde la corriente va a realizar su trabajo hasta el otro terminal de la fuente. Que el recorrido de los electrones sea continua a través del material usado del conductor. Cuando en un conductor hay movimiento de electrones existe corriente eléctrica.

Ahora bien, si son dos cuerpos que tienen esa diferencia de potencial, nos imaginamos que van a existir muchos átomos y que por el medio que se utilice como conductor va a pasar no solamente un electrón sino muchos. Es posible medir esa cantidad de electrones que pasa por un conductor; esa cantidad de electrones se denomina INTENSIDAD DE CORRIENTE.

En la figura anterior, tenemos como ejemplo tres cuerpos iguales y nos imaginamos que los átomos que conforman cada cuerpo tienen la misma estructura en cuanto a electrones y protones Si analizamos cada átomo, podemos determinarle el potencial, con el solo hecho de hallar la diferencia entre sus protones y electrones.

COMPONENTES PASIVOS

los componentes pasivos básicos, que encontramos en todo circuito eléctrico o electrónico, los cuales podemos encontrar a lo largo de un par de conductores por los cuales circula una corriente eléctrica, estos parámetros los encontramos en forma distribuida, los cuales son llamados : Parámetro distribuido de resistencia, Parámetro distribuido de capacitancia y Parámetro distribuido de inductancia. RESISTENCIA ELÉCTRICA

Es el obstáculo o dificultad que un material opone al paso de la corriente eléctrica. En otras palabras, la resistencia es el grado de oposición o impedimento de un material a la corriente eléctrica que lo recorre. Todos los conductores eléctricos ofrecen mayor o

menor resistencia al paso de la corriente eléctrica. Ésta resistencia es debida a las siguientes causas: A que cada átomo se opone en cierta medida a que le arranquen los electrones, por ser éstos atraídos por el núcleo. A que se producen incontables choques entre los electrones de las corrientes y los átomos que componen el conductor. Estos choques se traducen en resistencia y hacen que se caliente el conductor. Diferencia entre resistor y resistencia El resistor es el elemento físico que se utiliza como una de las fuentes de calor en algunos artefactos como estufas, calentadores, planchas, y que se fabrican con materiales de lata resistencia a la corriente eléctrica como el ferroníquel y el carbón.

La resistencia es la propiedad que tiene el resistor o un tramo de conductor de oponerse al paso de la corriente. La unidad básica de medida de la resistencia es el OHMIO que se representa por la letra griega (omega)

Múltiplos y submúltiplos del Ohmio Cuando estamos midiendo longitudes, tomando como unidad de medidas el metro, a veces tenemos que expresarnos en múltiplos y submúltiplos de esa unidad. Por ejemplo hablamos de kilómetros para trayectos muy largos o de centímetros para longitudes pequeñas. Así también, cuando estamos midiendo la resistencia podemos encontrar valores tan grandes que tenemos necesidad de expresarnos mediante múltiplos del Ohmio, o tan pequeñas que debemos utilizar sus submúltiplos. Recuerde de sus lecciones de aritmética, que para hacer conversiones de unidades se multiplica o divide; tal como en el sistema métrico decimal. Para la conversión de unidades de resistencia, básese en la siguiente tabla:

Interpretación Del Código De Colores En Las Resistencias Las resistencias llevan grabadas sobre su cuerpo unas bandas de color que nos permiten identificar el valor óhmico que éstas poseen. Esto es cierto para resistencias de potencia pequeña (menor de 2 W.), ya que las de potencia mayor generalmente llevan su valor impreso con números sobre su cuerpo.

En la resistencia de la izquierda vemos el método de codificación más difundido. En el cuerpo de la resistencia hay 4 anillos de color que, considerándolos a partir de un extremo y en dirección al centro, indican el valor óhmico de este componente El número que corresponde al primer color indica la primera cifra, el segundo color la segunda cifra y el tercer color indica el número de ceros que siguen a la cifra obtenida, con lo que se tiene el valor efectivo de la resistencia. El cuarto anillo, o su ausencia, indica la tolerancia. Podemos ver que la resistencia de la izquierda tiene los colores amarillo-violeta-naranja -oro de forma que según la tabla de abajo podríamos decir que tiene un valor de: 4-7-3ceros, con una tolerancia del 5%, o sea, 47000 Ω ó 47 KΩ. La tolerancia indica que el valor real estará entre 44650 Ω y 49350 Ω (47 KΩ±5%). La resistencia de la derecha, por su parte, tiene una banda más de color y es que se trata de una resistencia de precisión. Esto además es corroborado por el color de la banda de tolerancia, que al ser de color rojo indica que es una resistencia del 2%. Éstas tienen tres cifras significativas (al contrario que las anteriores, que tenían 2) y los colores son marrón-verde-amarillo-naranja, de forma que según la tabla de abajo podríamos decir que tiene un valor de: 1-5-4-4ceros, con una tolerancia del 2%, o sea, 1540000 Ω ó 1540 KΩ ó 1.54 MΩ. La tolerancia indica que el valor real estará entre 1509.2 KΩ y 1570.8 KΩ (1.54 MΩ ± 2%).

Nota: Estos colores se han establecido internacionalmente, aunque algunos de ellos en ocasiones pueden llevar a una confusión a personas con dificultad de distinguir la zona de colores rojo-naranja-marrón-verde. En tales casos, quizá tengan que echar mano en algún momento de un polímetro para saber con certeza el valor de alguna resistencia cuyos colores no pueden distinguir claramente. También es cierto que en resistencias que han tenido un "calentón" o que son antiguas, a veces los colores pueden haber quedado alterados, en cuyo caso el polímetro nos dará la verdad. Otro caso de confusión puede presentarse cuando por error leemos las bandas de color al revés. Los resistores se pueden clasificar también en función de su potencia. Esto hay que tenerlo en cuenta a la hora de montarlos en un circuito, puesto que la misión de estos componentes es la de disipar energía eléctrica en forma de calor. Por lo tanto, no es suficiente con definir su valor en ohmios, también se debe conocer su potencia. Las mas usuales son: 1/8 w, ¼ w, 1/2 w, 1w, 2w, 4w, 10w y 20w. Los Resistores se clasifican en: Fijos, variables y no lineales ( NTC, PTC, etc.) Resistencias Variables Existen básicamente dos tipos de resistencias variables conocidas: Los Potenciómetros y los Reóstatos, los cuales se diferencias entre si, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, estos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de tensión.

CIRCUITO ELECTRICO Elementos básicos en todo circuito.

bloque 1, expresa la planta generadora de energía que puede ser de CC o AC, dependiendo de lo que vamos a alimentar o utilizar como receptor. Esta FUENTE puede estar conformada por: pila seca, generador de motor AC, dinamos o generadores de CC, fuente electrónica, etcétera. El bloque 2, hace alusión a los CONDUCTORES o CABLES que, dependiendo de la cantidad de electrones, la distancia de transmisión y la cantidad de presión o Voltaje, serán de diferente tipología.

El bloque 3, se refiere a la CARGA. Esta es, finalmente, el objetivo principal del circuito. Ella representa cualquiera de las funciones de las que se sirve la humanidad en una labor determinada, desde un simple bombillo hasta una compleja computadora. CIRCUITO SERIE En un circuito en serie la resistencia total de un circuito es igual a la suma de las resistencias parciales de ese circuito. La resistencia total de un circuito en serie, que llamamos RT , puede buscarse aplicando la ley de ohm, si se conocen las intensidades de la corriente y el voltaje aplicado al circuito. R TOTAL = R1 + R 2 + R3

CIRCUITO PARALELO

En un circuito en paralelo la resistencia total es igual al producto de las resistencias parciales de ese circuito dividido por el total del valor de las mismas así:

CIRCUITOS MIXTOS Se Combinan las características de los circuitos serie y paralelo. Estos tipos de

circuitos se calculan utilizando las fórmulas establecidas para los circuitos: serie y paralelo.

• Las resistencias R1 y R2, están conectadas en serie; las resistencias R3, R4 y R5, también están en serie. • La serie R1 y R2, están conectadas en paralelo con la otra serie formada por R3, R4 y R5. • En conclusión: Tenemos un circuito MIXTO serie paralelo simple. EL CONDENSADOR ó CAPACITOR Un condensador es un dispositivo almacenador de energía en la forma de un campo eléctrico. El capacitor consiste de dos placas, que están separadas por un material aislante, que puede ser aire u otro material "dieléctrico", que no permite que éstas (las placas) se toquen. Se parece a la batería que todos conocemos, pero el condensador solamente almacena energía, pues no es capaz de crearla. Los condensadores se miden en Faradios (F.), pudiendo encontrarse condensadores que se miden en Microfaradios (uF), Pico faradios (pF) y Nanofaradios (nF). A continuación se pueden ver algunas equivalencias de unidades. El primer capacitor es la botella de Leyden, el cual es un capacitor simple en el que las dos placas conductoras son finos revestimientos metálicos dentro y fuera del cristal de la botella, que a su vez es el dieléctrico. La magnitud que caracteriza a un capacitor es su capacidad, cantidad de carga eléctrica que puede almacenar a una diferencia de potencial determinado.

Nota: Existen condensadores electrolíticos de gran valor que en su mayoría tienen polaridad, esto quiere decir que su terminal positivo se debe de conectar a una parte del circuito donde el voltaje se mayor que donde se conecta el terminal negativo.

Condensadores En Serie Del gráfico se puede ver si se conectan 4 condensadores en serie, para hallar el condensador equivalente se utiliza la fórmula: 1/CT = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/C4 Pero fácilmente se puede hacer un cálculo para cualquier número de condensadores con ayuda de la siguiente fórmula 1 / CT = 1 / C1 + 1 / C2 + .........+ 1 / CN, donde N es el número de condensadores

Condensadores en Paralelo Del gráfico se puede ver si se conectan 4 condensadores en paralelo, para encontrar el condensador equivalente se utiliza la fórmula: CT = C1 + C2 + C3 + C4 Fácilmente se puede hacer un cálculo para cualquier número de condensadores con ayuda de la siguiente fórmula: CT = C1 + C2 + .........+ CN, donde N es el número de condensadores

Capacitores Fijos Estos Capacitores tienen una capacidad fija determinada por el fabricante y su valor no se puede modificar. Sus características dependen principalmente del tipo de dieléctrico utilizado, de tal forma que los nombres de los diversos tipos se corresponden con los nombres del dieléctrico usado. De esta forma podemos distinguir los siguientes tipos: • Cerámicos. • Plástico. • Mica. • Electrolíticos. • De tantalio.

INDUCTANCIAS Una bobina o inductor tiene la propiedad de oponerse a cualquier cambio en la corriente que lo atraviesa. Esta propiedad se llama inductancia.

Cuando una corriente atraviesa un conductor, un campo magnético es creado. Las líneas de fuerza del campo magnético se expanden empezando en el centro del conductor y alejándose, pasando primero por el conductor mismo y después por el aire. bobinas en serie :

LT = L1 + L2 + L3 Para este caso particular, pero si se quisiera poner más o menos de 3 bobinas, se usaría la siguiente fórmula: LT = L1 + L2 + L3 +......+ LN donde N es el número de bobinas colocadas en serie Bobinas en paralelo El caso que se presenta es para 3 bobinas y se calcula con la siguiente fórmula:

1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 Pero la fórmula se puede generalizar para cualquier número de bobinas, con la siguiente fórmula 1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + .... 1/LN donde N es el número de bobinas que se conectan en paralelo.

LEY DE OHM

Esta relación que fue descubierta por Jorge Ohm nacido en 1789, es la ECUACIÓN FUNDAMENTAL de la ciencia de la electricidad. Y dice:

Despejando la tensión obtenemos:

POTENCIA ELÉCTRICA Usted sabe que en todo circuito eléctrico completo hay un movimiento de electrones, y una carga que se desplaza. ¿ No es esto trabajo? Por lo tanto, la corriente eléctrica produce un trabajo, que consiste en trasladar una cierta carga (llamada culombios), a lo largo de un conductor. Este trabajo supone la existencia de una potencia, que dependerá del tiempo en que dure desplazándose la carga. Recuerde que la UNIDAD DE CARGA ELÉCTRICA ES EL CULOMBIO, y la unidad de tiempo ( t ), es el segundo. O sea, 1 culombio * segundo = 1 Amperio

Potencia = Tensión * Intensidad P = V x I La potencia eléctrica se mide en vatios, en homenaje a James Watt, quien realizó los trabajos que llevaron al establecimiento de los conceptos de potencia, y dictó la llamada LEY DE WATT.

Formulas:

LEYES DE KIRCHHOFF

Primera ley de Kirchhoff: En un circuito en serie la corriente que entra al circuito es con exactitud igual a la corriente que sale del mismo. Definamos primero los siguientes términos relativos a los circuitos eléctricos: • Nudo: (nodo) Es el punto donde se unen tres o más conductores. • Rama: Es el conductor que une dos nudos contiguos. • Malla: Es un circuito cualquiera comprendido dentro de una red, de manera que puede recorrerse sin pasar dos veces por un mismo nudo. La primera ley de Kirchhoff es , por tanto verdadera para todo tipo de circuito. Sin embargo, se encuentra relacionada con el circuito no como un todo, sino sólo con nodos individuales en los que las corrientes se combinan dentro del circuito mismo. Esta establece que:

Suponga que usted tiene un circuito, parte del cual consta de un nodo de cinco conductores, y que todos los cinco conductores conducen corrientes en las direcciones mostradas en la ilustración siguiente.

La veracidad de la primera ley de Kirchhoff se hace obvia si usted observa el dibujo precedente. Las corrientes I1 e I2 entregan caudales de electrones al punto N, por lo cual el numero de electrones que salen del punto N debe ser siempre igual al numero de electrones que entran. Observe la importancia de asignarle una dirección al flujo de corriente. Ya sea que se use el flujo de corriente convencional o el electrónico, la dirección no es importante siempre y cuando usted sea consistente. En este caso, la corriente que se dirige hacia el nodo es positiva y las corrientes que salen son negativas.

SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF

Usted sabe que cuando un voltaje mueve a los electrones a través de una resistencia, se usa una parte de la fem. disponible. A dicha pérdida de fem. se le llama una caída de tensión o una caída de potencial a través de la resistencia.

TEOREMA DE THEVENIN Este teorema sirve para convertir un circuito complicado, que tenga dos terminales, en uno muy sencillo que contiene solo una fuente de tensión o voltaje (VTh) en serie con una resistencia (RTh). Tenemos el siguiente circuito:

El circuito equivalente tendrá una fuente y una resistencia en serie como ya se había dicho, a este voltaje se le llama VTh y a esta resistencia se la llama RTh. Para obtener VTh (Voltaje de Thevenin), se mide el voltaje en los dos terminales antes mencionados y ese voltaje será el voltaje de Thevenin. Para obtener RTh (Resistencia de Thevenin), se reemplazan todas las fuentes de voltaje por corto circuitos y se mide la resistencia que hay desde los dos terminales antes mencionados.

Con los datos encontrados se crea un nuevo circuito muy fácil de entender, al cual se le llama Equivalente de Thevenin. Con este último circuito es muy fácil obtener que corriente, voltaje y potencia hay en la resistencia de 200 ohm.

Este es el circuito equivalente de Thevenin conectado a una carga de 200 ohm En este caso el VTh = 12V y RTh = 700 TEOREMA DE NORTON Es un teorema similar al de Thevenin, que se emplea cuando se generadores de corriente en el circuito. El circuito equivalente de Norton formado por un generador de intensidad con una resistencia en paralelo.

La relación con el circuito equivalente de Thevenin viene dada por las siguientes expresiones: RN = RTH

Luego para sacar el equivalente Norton de un circuito, se recomienda por facilidad hacer el equivalente Thevenin y al final convertir al equivalente Norton. El generador equivalente de Norton debe proporcionar una corriente igual a la de cortocircuito entre los terminales A y B del circuito original. Además, la resistencia equivalente de Norton es el cociente entre la tensión de circuito abierto y la corriente de cortocircuito. TEOREMA DE LA SUPERPOSICION

En un circuito con varias fuentes, o generadores el estado global del circuito es la suma de los estados parciales que se obtienen considerando por separado cada una de las fuentes. Los pasos que deben seguirse para aplicar a un circuito este teorema son: 1. Eliminar todos los generadores independientes menos uno y hallar la respuesta debida solamente a dicho generador. 2. Repetir el primer paso para cada uno de los generadores independientes que haya en el circuito. 3. Sumar las repuestas parciales obtenidas para cada generador. Los generadores independientes de tensión se anulan cortocircuitándolos (así se impone la condición de tensión generada nula), mientras que los de corriente se anulan abriendo el circuito (corriente nula). NOTACIÓN ANGULAR La notación angular o notación fasorial es una notación utilizada en electrónica, se usa para describir fasores. Nótese que el ángulo φ se expresa por lo general en grados.

Donde φ es la fase, y j es la unidad imaginaria (-1)1/2. Se puede pasar de forma polar a forma rectangular de la siguiente forma:

y a la inversa (teniendo cuidado en situar el ángulo en el cuadrante adecuado):

Donde R es usualmente la parte resistiva de la impedancia y X es usualmente la reactancia. En la siguiente tabla presentamos a modo de resumen las relaciones entre voltaje y corriente de los elementos: resistencias, bobinas y condensadores

Elemento S.I. Voltaje Corriente Potencia

Resistencia

Bobina H

Condensador F

Impedancia:

La razón entre V e I se define como impedancia Z. La unidad de la impedancia en el S.I. es el ohmio ( ). Teniendo en cuenta la notación rectangular, las impedancias de los diferentes elementos son:

• Impedancia de una Resistencia:

•

• Impedancia de una Bobina:

• Impedancia de un Condensador:

En este tipo de notación, donde la impedancia viene representada por una notación compleja, la parte real del complejo es el término resistivo o de resistencia (R), mientras que la parte imaginaría corresponde a la reactancia ( , ) in ductiva o capacitiva según provenga de una bobina o condensador, respectivamente.

Una alternativa a la notación rectangular es la notación polar:

• Impedancia de una Resistencia:

• Impedancia de una Bobina:

• Impedancia de un Condensador:

CIRCUITOS RL Circuitos RL en serie: La forma general de un circuito RL serie es la siguiente:

La respuesta a esta excitación de tensión será una corriente i que producirá sobre la resistencia y sobre la inductancia sendas caídas de tensión, las cuales vendrán dadas respectivamente por:

Si aplicamos al circuito la segunda ley de Kirchhoff, tendremos que el valor instantáneo de la tensión en función del tiempo será:

Supongamos que por el circuito de la figura 8a circula una corriente

Como VR está en fase y VL adelantada 90º respecto a dicha corriente, se tendrá:

Sumando fasorialmente ambas tensiones obtendremos la total V:

donde, y de acuerdo con el diagrama fasorial de la figura 8b, V es el módulo de la tensión total:

y φ el águlo que forman los fasores tensión total y corriente (ángulo de desfase):

La expresión representa la oposición que ofrece el circuito al paso de la corriente alterna, a la que se denomina impedancia y se representa Z:

En forma polar

con lo que la impedancia puede considerarse como una magnitud compleja, cuyo valor, de acuerdo con el triángulo de la figura 9, es:

Obsérvese que la parte real resulta ser la componente resistiva y la parte imaginaria la inductiva.

CIRCUITO RC

Supongamos que por el circuito de la figura circula una corriente

Como VR está en fase y VC retrasada 90º respecto a dicha corriente, se tendrá:

La tensión total V será igual a la suma fasorial de ambas tensiones,

Y de acuerdo con su diagrama fasorial (figura 10b) se tiene:

Al igual que en el apartado anterior la expresión es el módulo de la impedancia, ya que

lo que significa que la impedancia es una magnitud compleja cuyo valor, según el triángulo, es:

Obsérvese que la parte real resulta ser la componente resistiva y la parte imaginaria, ahora con signo negativo, la capacitiva.

Circuito serie RLC

En el circuito serie RLC la impedancia Z tiene un valor de

siendo φ

En el diagrama se ha supuesto que el circuito era inductivo (XL > XC), pero en general se pueden dar los siguientes casos:

• XL > XC: Circuito inductivo, la intensidad queda retrasada respecto de la tensión (caso de la figura 12, donde φ es el ángulo de desfase).

• XL < XC: Circuito capacitivo, la intensidad queda adelantada respecto de la tensión.

• XL = XC: Circuito resistivo, la intensidad queda en fase con la tensión (en este caso se dice que hay resonancia).

EL MAGNETISMO El hombre ha bautizado el magnetismo como "campo eléctrico", campo magnético", o simplemente "atracción de las masas". Aún no se ha podido establecer la naturaleza de esta fuerza invisible que tiene el poder de atraer y rechazar. Los científicos tan solo han formulado hipótesis y teorías intentando aclarar su misterio. Sin embargo se han logrado establecer sus leyes, principios y efectos fundamentales, y se han podido aplicar en forma directa las leyes del magnetismo en la mayoría de los implementos que constituyen los aparatos modernos. Desde hace siglos se conoce la existencia de una piedra que tiene la propiedad de atraer el hierro; esta piedra es muy abundante en ciertas regiones de Asia Menor, en Etiopía y en el norte de Grecia. A este imán natural se le llama Magnetita. La magnetita es el mismo óxido de hierro, y se conoce también con el nombre de Oxido Magnético.

Los polos magnéticos de un imán son 'inseparables, es decir que si usted divide un imán en dos partes obtendrá dos imanes, y cada uno de ellos tendrá sus respectivos polo norte y polo sur.

ELECTROMAGNETISMO Campo magnético alrededor de un conductor El físico danés Hans Cristian Oersted descubrió en el año de 1820 que alrededor de todo conductor que transporta corriente eléctrica se forma un Campo Magnético. Este descubrimiento es la base del electromagnetismo. Oersted descubrió el campo magnético alrededor de un hilo conductor de corriente eléctrica. Observó que al acercar la brújula a un cable que conducía electricidad, ésta desviaba su aguja magnética de la posición normal norte - sur, y se orientaba en dirección perpendicular al conductor.

INSTRUMENTOS DE MEDIDAS Los instrumentos de medidas son elementos de primordial importancia para las personas que trabajan en este medio de la electricidad y la electrónica , ya que estos permiten medir las diferentes variables eléctricas, y comprobar el buen o mal funcionamiento de los diferentes dispositivos utilizados en los circuitos eléctricos o electrónicos. El instrumento fundamental para todo profesional del área es el Multímetro, el cual estudiaremos a continuación. Tipos de Multímetros Básicamente se tienen dos tipos de Multímetros: Multímetros Análogos, los cuales fueron los primeros en ser utilizados, hoy en día están en decadencia. Estos los encontramos del tipos de tubo al vació, llamados VTVM y los de baterías llamados VOM. Multímetros Digitales (DMM) son los que encontramos hoy en día en nuestras empresas, son muy resistentes al mal trato y además tienen incorporadas muchas mas funciones, como son las de medir frecuencia, semiconductores, capacitancia, inductancia, etc.

1- Display de cristal líquido. 2- Escala o rango para medir resistencia. 3- Llave selectora de medición. 4- Escala o rango para medir tensión en continua (puede indicarse DC en vez de una línea continua y otra punteada). 5- Escala o rango para medir tensión en alterna (puede indicarse AC en vez de la línea ondeada). 6- Borne o “jack” de conexión para la punta roja ,cuando se quiere medir tensión, resistencia y frecuencia (si tuviera), tanto en corriente alterna como en continua. 7- Borne de conexión o “jack” negativo para la punta negra. 8- Borne de conexión o “jack” para poner la punta roja si se va a medir mA (miliamperes), tanto en alterna como en continua. 9- Borne de conexión o “jack” para la punta roja cuando se elija el rango de 20 A máximo, tanto en alterna como en continua. 10- Escala o rango para medir corriente en alterna (puede venir indicado AC en lugar de la línea ondeada). 11- Escala o rango para medir corriente en continua (puede venir DC en lugar de una línea continua y otra punteada). 12- Zócalo de conexión para medir capacitores o condensadores. 13- Botón de encendido y apagado. Selección de las Magnitudes y Escalas o Rangos Continuidad , prueba de diodos y resistencias : Tengamos en cuenta que para utilizar el multímetro en esta escala, el componente a medir no debe recibir corriente del circuito al cual pertenece y debe encontrarse desconectado. Los valores indicados en la respectiva escala, por ejemplo pueden ser:

Tensión en DC El voltímetro se conecta en paralelo con el componente a medir, de tal manera que indique la diferencia de potencial entre las puntas.

Corriente Para medir esta magnitud, hay que tener mucha precaución porque como amperímetro el Multímetro se conecta en serie. Por lo tanto toda la corriente a medir se conducirá por su interior, con el riesgo de quemarlo.

3.3 ACTIVIDAD DE APLICACIÓN SOBRE ELECTROTECNIA

A partir de los conceptos teóricos y los ejemplos dados, realice las siguientes actividades:

ACTIVIDAD # 1

1. Identificar los valores de las siguientes resistencias y especificar el rango de tolerancia y su valor nominal:

a. Rta:______________________________________

b. Rta:______________________________________

c. Rta:______________________________________

d. Rta:______________________________________

e. Rta:______________________________________

2. Determinar el voltaje en el condensador (Vc) cuando han transcurrido dos segundos desde que se cerro el suiche S1 en el circuito mostrado:

Recuerde que Τ = R x C en segundos si R esta en ohm y C en faradios.

3. Según el código japonés (JIS) indicar el valor de los siguientes condensadores

a) 224, 2E,J

En uf =__________, En pf =______, Voltaje Máx.________ , Tolerancia___

b) 221, 1H ,F

En nf =__________, En pf = _____, Voltaje Máx.________ , Tolerancia___

c) 470, 2A En nf =__________, En pf = ______ , Voltaje Máx.________

Plata

Dorado

Plata

Vf

4. Describa los colores de las siguientes bobinas (Inductores)

a) 10 milihenrios al 5% __________________________________

b) 470 microhenrios al 10% ______________________________

c) 68 microhenrios al 5% ________________________________

5. Hallar el valor de la inductancia equivalente de tres bobinas en serie con los siguientes valores:

ACTIVIDAD # 2 Responda las siguientes preguntas y realice un montaje para cada caso:

¿Que se utiliza para medir corriente? ¿Que se utiliza para medir tensión eléctrica? ¿Que se utiliza para medir una resistencia? Describir como se mide la corriente en un circuito? Describir como se mide la tensión eléctrica. Describir como se mide la resistencia. ¿Que precauciones se deben tomar para medir corriente en un

circuito con un Multímetro digital? Elabore un reporte con los datos obtenidos y entréguele a su instructor con competencias técnicas en mantenimiento de equipos biomédicos, los montajes realizados.

ACTIVIDAD # 3

En esta actividad comprobaremos la primera ley de Kirchhoff (I2 + I3 –I1 = 0) en forma practica, mediante el montaje de un circuito mixto serie paralelo.

Hallar el valor de I1, I2, I3 medido con el amperímetro ubicado según el diagrama mostrado y comprobar con el valor teórico hallado para el circuito. El valor de las resistencias R1 será de 100 ohm ò 1k; R2 de10k, R3 de1k o 10k, usted determine cual valor va a utilizar.

Elabore un reporte con los datos obtenidos y entréguele a su instructor con competencias técnicas en mantenimiento de equipos biomédicos,

L equivalente

Requerimientos para la práctica:

a) resistencias de ½ watt del valor seleccionado b) una batería de 9 voltios o un adaptador de voltaje con salidas múltiple c) un protoboard pequeño d) un Multímetro digital o analógico e) alambre de teléfono

Comprobar la segunda ley de Kirchhoff, mediante un montaje práctico. Utilizaremos el mismo montaje de la practica anterior y verificaremos las caídas de tensión en R1, R2, y R3, los elementos para la practica son los mismos que el anterior. Veamos el montaje:

Ient = ?

I3=?

I2= ?

R2

R3

-+ 9 V

A

A

A

A

I1 = ? Interruptor

Batería

Nodo A

Nodo B

R1

R2

R3

R1

I1= ?

I2=?

I3 =?

BA

9 vol

+ -

-

Tester 2A + -

A =?

Circuito abierto con el fin de hacer la medida de corriente

R2

R3

R1

VR1= ?

VR2 =?

V R3 = ?

A Ti

9

+ -

-

Tester 20V + -

V =?

ACTIVIDAD # 4

a) Hallar el voltaje sobre RL utilizando el teorema de Thevenin (recuerde

hallar el VTh y la RTh). Montar el circuito mostrado y mediante un programa de simulación comprobar el resultado teórico del circuito original y el circuito equivalente Thevenin con el mostrado en la simulación.

b) Montar el circuito equivalente Thevenin de la figura y comprobar

prácticamente el teorema de Thevenin, comprobar con el resultado de a)

2. Hallar el voltaje sobre RL utilizando el teorema de Thevenin, montar el circuito mostrado y mediante un programa de simulación comprobar el resultado teórico con el mostrado en la simulación

3. Hallar el voltaje sobre RL y la corriente IL utilizando el teorema de superposición. Montar el circuito mostrado y mediante un programa de simulación comprobar el resultado teórico con el mostrado en la simulación.

Midiendo voltaje entre el punto A y Tierra (negativo de

la pila)

RL

R1

R2

R3

VRL

VRL

Elabore un reporte con los datos obtenidos y entréguele a su instructor con

competencias técnicas en mantenimiento de equipos biomédicos,

Con el apoyo del instructor con competencias técnicas en mantenimiento de

equipos biomédicos, seleccione un equipo biomédico existente en el aula de formación y realice lo siguiente:

• Busque la información necesaria (planos, manuales, etc.) • Confronte los planos del equipo con las tarjetas del mismo. • Distinga los elementos pasivos y diferéncielos de los elementos activos dentro

del equipo. • Tome diferentes mediciones con el equipo apagado de los elementos pasivos y

mida las resistencias, condensadores, inductancias, verificando los valores obtenidos con los del plano y concluya.

RL R1 R2

R3

IL

VRL

RL = 4.7K

Rth =10K

Vth = 4.5V

Voltaje sobre RL

Circuito Equivalente thevenin Figura # 1

Tester 20V + -

1.4

• Tome diferentes mediciones con el equipo encendido de los elementos activos del equipo, confróntelos con los valores del plano del equipo y concluya.

• Elabore un reporte final que contenga todas las actividades y entréguelo a su instructor con competencias técnicas en mantenimiento de equipos biomédicos,

3.4 ACTIVIDAD DE SOCIALIZACIÓN El instructor con competencias técnicas en mantenimiento de equipos biomédicos, decidirá cual de las actividades propuestas en esta guía o de su criterio, se socializarán y la metodología para hacerlo.

3.5 ACTIVIDAD DE ANÁLISIS Y APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO Estimado alumno, teniendo en cuenta que en este momento está adquiriendo conocimientos básicos para el desarrollo de su formación profesional integral y ha desarrollado las habilidades para conocer los componentes activos y pasivos de un circuito electrónico con el objetivo primordial de aplicarlos en la ejecución de su proyecto macro.

Para afianzar lo adquirido durante su proceso de formación: • Aplique en su proyecto las habilidades y destrezas adquiridas.

• Por último realice una socialización de los resultados de todas las actividades y

sobre el desarrollo de su proyecto, argumentando su propuesta con su equipo de Instructores y demás compañeros.

3.6 ACTIVIDAD DE CIERRE COGNITIVO Finalizadas todas las actividades anteriores, el instructor generará un espacio para aclarar dudas, responder a las preguntas formuladas por los alumnos y ampliar los conceptos trabajados en la actividad de enseñanza – aprendizaje – evaluación.

3.7 ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN El desarrollo de esta guía de aprendizaje, le facilitará la presentación de las evidencias de aprendizaje sugeridas en la actividad de Enseñanza – Aprendizaje – Evaluación; debe prepararse para presentar las siguientes evidencias de aprendizaje:

4. AMBIENTES DE APRENDIZAJE, MEDIOS Y RECURSOS DIDÁCTICOS Ambiente de aprendizaje para 25 trabajadores alumnos, dotado de:

Equipos Cantidad Características

Computador 6 Mínimo: Pentium 3 500MHz, 256MB en RAM, Disco duro de 60GB, conexión para red, Unidad CDs Windows 2000.

EVIDENCIAS CRITERIOS DE EVALUACION TECNICAS E

INSTRUMENTOS DE EVALUACION

DE CONOCIMIENTO Respuesta a preguntas sobre:

- Principios fundamentales de electrotecnia.

-

DE DESEMPEÑO Resultado de observar:

- Un (1) procedimiento de realización de pruebas a tres (3) tipos de resistores, inductancias y capacitancias, mediante la utilización del instrumento de medición correspondiente.

- Un (1) procedimiento de montaje y análisis de un (1) circuito RL, un (1) circuito RC y un (1) circuito RLC y su respectiva instrumentación, tanto para AC como para DC.

- Un (1) procedimiento de medición de la potencia eléctrica activa, aparente y la reactiva de un (1) circuito.

- Un (1) proceso de verificación de las instalaciones eléctricas hospitalarias a un (1) Centro Hospitalario; donde se analicen planos, realicen pruebas, chequeo de materiales y formulación de conclusiones.

DE PRODUCTO

Resultado de valorar: - Un (1) montaje de un (1) circuito RL, un (1) circuito RC y un (1) circuito RLC tanto para AC como para DC.

- Un (1) registro con los valores de las medidas tomadas al montaje anterior.

- Aplica los fenómenos físicos asociados a la electricidad, en el análisis de circuitos eléctricos.

- Identifica los diferentes componentes que constituyen un circuito eléctrico para calcular las variables que intervienen en el.

- Selecciona los elementos que componen un circuito eléctrico, de acuerdo al principio de funcionamiento de cada componente, sus características y finalidad del circuito.

- Prueba el funcionamiento de los diferentes elementos de un circuito eléctrico, de acuerdo al cálculo de los parámetros y variables que definen su comportamiento.

- Analiza circuitos eléctricos con elementos pasivos RLC, para verificar su comportamiento y posteriormente realizar su respectivo montaje.

- Selecciona los conductores y aislantes requeridos para las instalaciones eléctricas, con el fin de brindar seguridad a la instalación.

- Realiza montajes de circuitos simples, circuitos de corriente directa, circuitos de corriente alterna y circuitos magnéticos; aplicando los principios que regulan su funcionamiento.

- Opera los instrumentos de medida en la verificación de las variables que intervienen en un circuito eléctrico, aplicando las normas técnicas y de seguridad para su manipulación.

- Reconoce los principios fundamentales de electricidad, electrónica; con el fin de comprender el funcionamiento de los componentes que poseen los equipos biomédicos.

TÉCNICA -Formulación de preguntas. INSTRUMENTO -Cuestionario TÉCNICA Observación Directa NSTRUMENTO Lista de Chequeo TÉCNICA Valoración de Producto INSTRUMENTO Lista de Chequeo

Equipos Cantidad Características Computador 1 Mínimo: Pentium 4 2Ghz, 256MB en RAM, Disco

duro de 60GB, conexión para red, Quemador de CDs o DVDs Windows 2000.

Osciloscopio 6 2 canales, 100MHz, 2 sondas, Manual de operación, manual de mantenimiento y planos

Multímetro digital de Banco

6 Capacidad para medir: Voltaje AC y DC, Corriente AC y DC, Ohmiómetro, Inductómetro, Capacímetro, Frecuencímetro, Probador de diodos y transistores, puntas, manuales de operación y mantenimiento.

Multímetro digital portátil

6 Capacidad para medir: Voltaje AC y DC, Corriente AC y DC, Ohmiómetro, Termómetro, puntas, manuales de operación y mantenimiento.

Fuente de voltaje DC

4 Salida fija 5V DC capacidad 2 A, salida dual ajustable de 0 hasta ±15V DC capacidad 1 A, con protección para sobrevoltaje de entrada, cortocircuitos sobrevoltaje y sobrecorriente en la salida. Manuales de operación y mantenimiento.

Generador de señales

4 Seno, Triangular, Cuadrada, pulsos, amplitud y frecuencia ajustables, rangos de décadas desde 0,1Hz hasta 1,0 MHz. Manuales de operación y mantenimiento.

Estación de soldadura de estaño para electrónica.

1 Para 110V AC, temperatura ajustable, Juego de puntas intercambiables para diferentes dispositivos electrónicos de montaje superficial y pasante en la placa de circuito impreso.

Protoboards 25 Dobles Resistencias Diferentes valores Capacitores Diferentes valores Inductancias Diferentes valores