Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Eléctrica

Lic. En Ingeniería Electromecánica

Estudiantes:_____________

Camaño, Moises

Lobon, Henry

Muñoz, Jonathan

Gudiño, Anthony

Matheus, Rudy

Informes de laboratorio

Profesor: José Atencio

Grupo: 1IE-115 (A)

INFORME #1

PRECAUCION CON EL EQUIPO ELECTRICO Y CIRCUITOS BASICOS

Introducción

Preliminarmente se presentaron las normas de seguridad y algunas experiencia diseñadas para calcular voltajes mortales que aplicados en diferentes partes del cuerpo pueden causar una corriente mortal. Se estudió el funcionamiento de los elementos del circuito y para los capacitores su tiempo de carga o descarga y respuesta a cambios bruscos en el circuito.

Las normas de seguridad en el laboratorio son esenciales para evitar algún accidente en el laboratorio. Es responsabilidad de todos los participantes en el laboratorio incluyendo al instructor, crear las condiciones de trabajo más seguras posibles. Las reglas de seguridad que se enunciarán en esta guía, obedecen más que todo al sentido común y al respeto que debe sentirse por la electricidad.

En ésta guía veremos cómo será el uso de un equipo básico de laboratorio de electricidad como lo son las Fuentes de Poder y El Multímetro Digital. Es de gran importancia que se lea el manual antes de realizar uso de estos equipos en el experimento.

1. Objetivos

Familiarizar al estudiante con las precauciones que debe tomar por seguridad al trabajar con equipo eléctrico.

Comprender el funcionamiento y uso básico de cuatro equipos de laboratorio. Realizar circuitos sencillos utilizando interruptores y lámparas. Reforzar la habilidad del uso del multímetro para mediciones de voltaje y corriente en

circuitos serie y paralelo.

2. Equipo y Materiales

Fuente de energía 0 – 30 DC 25mA. Multímetro analógico o digital. Dos lámparas piloto (o focos incandescentes). Dos interruptores. Plantilla de experimentos o Prottoboard y alambre de teléfono.

3. Reglas de seguridad en el laboratorio

En un choque eléctrico, corrientes de tan sólo 100mA pueden ser fatales, a menos que alguien desconecte la energía y le dé tratamiento inmediato a la persona afectada. Si el cuerpo humano se considera como parte de un circuito, la cantidad de corriente que pasará por él dependerá de la resistencia que presente entre los dos puntos conectados y el voltaje aplicado. La resistencia que presenta el cuerpo humano varía de acuerdo a los dos puntos entre los cuales se mida. Además, disminuye si la superficie del cuerpo está húmeda, o si la persona se encuentra tensa o cansada; esta resistencia puede llegar a tener valores de tan sólo unos cientos de ohmios.

El efecto de la corriente en el cuerpo humano puede ir desde una leve sensación dolorosa, para corrientes de menos de 10 mA, hasta parálisis muscular (aprox. 40 mA), paro respiratorio, (aprox. 100 mA) paro cardíaco y muerte para corrientes entre 100 y 200 mA. A continuación la figura 1 nos muestra los efectos causados por la corriente.

Figura 1. Efectos fisiológicos de la corriente eléctrica

La primera medida de seguridad al trabajar con electricidad será siempre “pensar, antes de actuar”, planificar el trabajo a realizar. Algunas otras reglas de seguridad importantes serían: 1. Evite fomentar el desorden o juego en el área de trabajo. 2. Evite distraer a sus compañeros cuando están trabajando. 3. Consulte al instructor cuando tenga cualquier duda acerca del equipo, de las conexiones o del procedimiento en general, y pídale su aprobación antes de empezar a trabajar con un circuito dado. 4. Revise que el equipo y los materiales que vaya a utilizar estén en buen estado, y que las conexiones sean las correctas. 5. Trate de trabajar manteniendo una mano en el bolsillo o en su espalda cuando el sistema está activado. El camino a través del cuerpo más peligroso para la corriente es de mano a mano, puesto que atraviesa el pecho, donde están los órganos vitales como el corazón y los pulmones. 6. No trabaje sobre piso húmedo, ni apoyado o parado sobre ningún objeto metálico. 7. De ser posible, trabaje en un área donde halla por lo menos dos personas más presentes. De ocurrir un accidente, uno de ellos podría buscar auxilio mientras el otro atiende al afectado. 8. No trabaje en un circuito energizado a menos que sea absolutamente necesario, y en este caso, extreme las precauciones. 9. Evite el uso de collares, pulseras, o cualquier otro accesorio que pueda entrar en contacto con el circuito sin que usted se dé cuenta.

10. Utilice preferiblemente zapatos de suela de goma. (Aislados) 11. Los capacitores electrolíticos y otros de alto valor capacitivo, pueden mantenerse cargados por varias horas después de haber sido desconectados. Verifique si están completamente descargados aplicando un corto circuito entre sus terminales con un destornillador aislado, antes de volver a utilizarlos. 12. Ciertos componentes, como los resistores, por ejemplo, pueden calentarse durante su operación. De cierto tiempo para que se refresquen antes de removerlos del circuito. 13. Conozca donde están ubicados los extintores de incendio, y como utilizarlos. 14. Si va a trabajar con electricidad frecuentemente, es preferible tener algunas nociones de CPR (siglas en inglés de Resucitación Cardiopulmonar) que constituye la medida de auxilio básico en caso de choque eléctrico.

4. Uso del equipo básico de laboratorio

4.1. Fuente de Poder Definición: Una fuente de poder regulada de corriente directa, tiene la capacidad de mantener el nivel de voltaje de salida constante, aunque cambie la corriente de carga. La mayoría de las fuentes tienen dispositivos de protección tales como fusibles, que interrumpen la alimentación en caso de sobrecarga. Muchas cuentan además con limitadores de corriente, esto es, tienen un valor máximo de corriente que puede proporcionar a la carga. Si la carga demanda una corriente mayor que la corriente límite, la fuente reduce automáticamente su voltaje de salida. Esto protege tanto a la carga como a los circuitos internos de la fuente de poder. En algunas fuentes, existen mecanismos que permiten ajustar este valor máximo de la corriente, dentro de un margen dado. Toda fuente de poder de corriente directa tendrá un valor máximo de voltaje disponible en terminales.

4.2. Multímetro Digital Definición: Un multímetro es un instrumento de prueba de múltiples funciones, teniendo normalmente diferentes escalas o rangos de medición. Básicamente, están diseñados para leer voltaje, resistencia y corriente, aunque pueden tener otras funciones adicionales. En los multímetros digitales, se selecciona normalmente el modo de operación (voltímetro, amperímetro u óhmetro), el tipo de señal (AC o DC), el rango o escala a utilizar, y al realizar la medición aparece la lectura directamente en la pantalla. Hay que tener presente que:

1. Al realizar una medición de voltaje, con el multímetro como voltímetro, los terminales se conectan en paralelo con el voltaje a medir. 2. Al realizar una medición de corriente, con el multímetro como amperímetro, se conecta el instrumento en serie con la corriente que se desea leer.3. Al leer resistencias, se debe procurar utilizar la escala inmediatamente superior al valor esperado, para mayor exactitud, y desconectar la resistencia de interés del resto del circuito

ProcedimientosParte 1 a. Midamos nuestra resistencia. Haga que su instructor muestre la forma de usar un óhmetro. Con él, mida la resistencia del cuerpo entre:

Un dedo de la mano derecha a uno de la mano izquierda ___________Ω (resistencia) Un dedo de la mano derecha a un dedo del pie izquierdo____________Ω (resistencia)

Ahora, humedézcase los dedos y repita las mismas mediciones: Un dedo de la mano derecha a uno de la mano izquierda ___________Ω (resistencia) Un dedo de la mano derecha a un dedo del pie izquierdo____________Ω (resistencia)

La resistencia real varía, naturalmente, dependiendo de los puntos en contacto y, según se ha descubierto, de la condición de la piel. La resistencia de esta puede variar entre 1,000 Ω en la piel húmeda, y 500,000 Ω en la piel seca.

b. Tomando la resistencia del cuerpo medida en “a” y considerando 100 mili amperes como la corriente fatal, ¿qué tensiones serían mortales para usted?, use la fórmula: V= I * R con I=100mA. Contacto entre las dos manos (secas) _______________________ volts Contacto entre una mano y un pie (secos) ____________________ volts Contacto entre las dos manos (mojadas) _____________________ volts Contacto entre una mano y un pie (mojados) __________________ volts NOTA: No intente comprobar esta última parte ( ie. “b”).

Parte 2 En una plantilla de experimentos, arme los circuitos mostrados en las figuras 2, 3 y 4. Para cada circuito realice el procedimiento indicado en 1 y 2; Anote y tabule los resultados obtenidos.

Figura 2. Circuito 1

Figura 3. Circuito 2

Figura 4. Circuito 3

1) Coloque un voltímetro para medir: La caída de voltaje a través de cada una de las lámparas

2) Coloque un amperímetro para medir: La intensidad de corriente de la fuente. La intensidad de corriente de cada una de las lámparas

3) Para los circuitos de las figuras 3 y 4: Apague las dos lámparas a la vez Sólo apague una lámpara

ResultadosPARTE 1a. Los resultados de la parte “a” del laboratorio aparecen en la siguiente tabla:

Puntos de Medición Resistencia (Mohm)Un dedo de la mano derecha a uno de la mano izquierda 3.6Un dedo de la mano derecha a un dedo del pie izquierdo 3.24

Puntos de Medición (Humedecidos) Resistencia (Mohm)Un dedo de la mano derecha a uno de la mano izquierda 1.17Un dedo de la mano derecha a un dedo del pie izquierdo 2.43

b. Tomando la resistencia del cuerpo medida en “a” y considerando 100 mili amperes como la corriente fatal, ¿qué tensiones serían mortales para usted?, use la fórmula: V= I * R con I=100mA.

Contacto Voltaje Fatal(volts)Contacto entre las dos manos (secas) 360 000Contacto entre mano y un pie (secas) 324 000

Contacto entre las dos manos (mojadas) 117 000Contacto entre una mano y un pie (mojadas) 243 000

Parte 2 En una plantilla de experimentos, arme los circuitos mostrados en las figuras 2, 3 y 4. Para cada circuito realice el procedimiento indicado en 1 y 2; Anote y tabule los resultados obtenidos.

Circuito Elemento Voltaje (V) Corriente (mA)1 Foco L1 4.88 164

2Foco L2 3.62 98.6Foco L3 1.41 98.6

3Foco L4 4.55 220Foco L5 4.67 102.6

CONCLUSION

En esta experiencia aprendimos el uso de instrumentos basicos para el desarrollo como futuros ingenieros electrimecanicios, tales instrumentos como el milutimetro, protoboard y demas. Tambien la creacion de circuitos basicos y muy importante tambien las reglas que se deberan ejercer en el area de laboratorio.

INFORME #2

REGLAS DE SEGURIDAD

Introducción

En este laboratorio emplearemos el uso de dos nuevos instrumentos, el osciloscopio y el generador de funciones, y procederemos a medir magnitudes del V utilizando dichos instrumentos.

Objetivos:

Familiarizar al estudiante con las precauciones que debe tomar por seguridad al trabajar con equipo eléctrico.

Familiarizarlo, además, con el equipo básico del laboratorio fuentes de poder, multímetros, osciloscopios, generadores de ondas.

Materiales:

Multímetro Digital Fuente de Poder de DC Osciloscopio Generador de Funciones

PROCEDIMIENTO

1. 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.1.1 Determine con el multímetro el valor de voltaje máximo y mínimo que

puede obtenerse de la fuente de poder de corriente directa. Anótela en la tabla. Determine el error de esta lectura en base a los valores teóricos esperados de acuerdo a las especificaciones del aparato.

1.2 Repita el punto 1.1 utilizando el osciloscopio, para determinar el valor máximo y mínimo del voltaje en terminales de la fuente de poder.

1.3 Establezca sus conclusiones de acuerdo a los resultados obtenidos y resumidos en la tabla.

2. Determinación del rango de atenuación del generador de funciones.2.1.Medición de periodo y frecuencia con el osciloscopio.

2.1.1 Ajuste la frecuencia del generador de funciones a 1KHz, en forma similar al punto anterior. Seleccione la forma de onda sinusoidal y no utilice atenuación.

2.1.2 Conecte la salida del generador de funciones a un canal del osciloscopio. Ajuste la escala del tiempo del osciloscopio para que un mínimo de dos cielos de la onda puedan visualizarse. Ajuste los controles de posición vertical y horizontal para que la señal coincida en la pantalla con el eje horizontal, y que el comienzo de un ciclo coincida con un trazado vertical.

2.1.3 Determine el periodo y la frecuencia de la señal de acuerdo a la lectura del osciloscopio. Anote las respuestas en la tabla 1-2.

2.1.4 Haga un esquema a mano alzada de la curva obtenida de la pantalla del osciloscopio.

2.1.5 Repita todo el procedimiento anterior con una señal cuadrada y con una señal triangular.

RESULTADOS

TEÓRICO (V) MEDIDO CON EL MULTIMETRO Lectura % de error (v)

MEDIDO CON EL OSCILOSCOPIO Lectura % de error (v)

Valor máximo 38.4 V 38.9 VValor mínimo 125 mv 104 mVModelo: MASTECH Tektronix

3 Determinación del rango de atenuación del generador de funciones.

Voltaje máximo sin atenuación: 3.30VRepita utilizando algún nivel de atenuación: 330mVValor teórico de rango de atenuación: 330 mVValor obtenido por medición: 39.24 VPorcentaje de error: 1.29%

3.1 Medición de periodo y frecuencia con el osciloscopio.

Forma de onda Ancho Horizontal (div.)

Periodo (ms) Frecuencia (Hz)

Sinusoidal 1 1 1Cuadrada 1 1 1Triangular 1 1 1

CONCLUSIÓN

Podemos apreciar que para cálculos más precisos y sin tan elevado margen, de error es beneficioso utilizar un osciloscopio, ya que nos hace más exacta todos los resultados; de igual forma un generador de funciones es bueno para comprobar que el osciloscopio funciona de perfecto estado y el multímetro sería un aproximado cercano al osciloscopio, también hay que recalcar que el generador de funciones tiene una opción muy beneficiosa que nos evita dañar algún aparato eléctrico.

INFORME #3

CÉLULAR COMO GENERADOR DE FUNCIONES

Introducción

En esta experiencia utilizamos el celular como un generador de funciones, comparandolo con un generador de funciones dedicado en un osciloscopio, mediante un cable que consta de una salida de audifono de célular de la cual se desprenden dos cables, uno con carga positiva y otra negativa.

Objetivos:

Utilizar los recursos a nuestro alcance para tomarlos de provecho en cualquier labor de nuestra carrera.

Aprender a utilizar el celular como un generador de funciones móvil y factible.

Materiales:

-Osciloscopio-Generador de funciones-Multímetro

PROCEDIMIENTO

1. Calibrar el osciloscopio a la frecuencia de 1KHz.2. Prepara el generador de funciones a 1KHz.

2.1.Medir con el multímetro el voltaje que genera el generador de funciones (sin atenuar) y anote resultados.

2.2.Medir el voltaje atenuando el generador de funciones y anote resultados.3. Conectar el generador de funciones al osciloscopio y evaluar el voltaje pico y

v-min, periodo y frecuencia.4. Hacer el mismo procedimiento pero utilizando el celular como un generador de

funciones.5. Evaluar el porcentaje de error.

Resultados

Celular como generador de funciones:

Sinoidal Ramp SquareV pico 6.28 6.08 6.64V-min 2.21 1.75 3.30Periodo (m/s) 1 1 1Frecuencia (KHz) 1 1 1

Generador de funciones:

Sinoidal Ramp SquareV pico 1.60 1.56 1.70V-min (mV) 3.35 2.58 1.34Periodo (m/s) 1 1 1Frecuencia (KHz) 1 1 1

Porcentaje de error: 32.17%

CONCLUSIÓN

Gracias a la tecnología podemos usar estos implementos a nuestro favor en nuestra profesión a gran escala como se acaba de demostrar en este trabajo, lo cual es muy beneficio, factible, barato y de uso sencillo.