tecnologÍa elÉctrica campus politécnico j. rubén...

CONTROL INDUSTRIAL

2015-B

QUITO-ECUADOR

DEPARTAMENTO DE

AUTOMATIZACIÓN Y

HOJAS GUÍAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO

TECNOLOGÍA ELÉCTRICA

LCE

Texto tecleado

Campus Politécnico "J. Rubén Orellana R."

Dirección: Ladrón de Guevara E11-253 Teléfono: (02) 2976300 Ext.2209 Correo: [email protected] Quito - Ecuador

CODIFICACIÓN DEL REGLAMENTO DEL SISTEMA DE ESTUDIOS DE LAS

CARRERAS DE FORMACIÓN PROFESIONAL Y DE POSGRADO

TÍTULO V. DE LA GESTIÓN ACADÉMICA

CAPÍTULO I. DE LA EVALUACIÓN Y APROBACIÓN DE ASIGNATURAS

Art. 42.- Los profesores otorgarán a cada estudiante dos calificaciones correspondientes a los resultados obtenidos a través de los eventos de evaluación continua propuestos en la planificación semestral por asignatura, una en la mitad del período lectivo y otra al final del mismo, conforme al calendario académico. Cada calificación será sobre diez puntos y se podrá pasar hasta con un decimal. Ningún evento de evaluación tendrá una valoración superior al 40% de cada calificación. Dentro de las fechas indicadas en el calendario académico, cada profesor ingresará las calificaciones en el SAEW. Al final del semestre deberá entregar un reporte impreso de las mismas en la secretaría de la unidad académica correspondiente. Art. 46.- Para aprobar asignaturas de las carreras de ingeniería, ciencias o tecnólogos que consistan exclusivamente de prácticas de laboratorio, es necesario realizar todas las prácticas de laboratorio programadas para el período y alcanzar como mínimo 24 puntos sobre 40. Art. 47.- Para asignaturas que tengan integradas componentes de teoría y prácticas de laboratorio, en la planificación semestral por asignaturas el profesor establecerá los porcentajes de ponderación con los que aportará cada componente a la calificación. El profesor de la asignatura realizará la integración de la calificación. En todo caso, para aprobar la asignatura se requiere haber realizado, al menos, el 80% de todas las prácticas de laboratorio programadas y obtener la calificación global mínima de 24 puntos sobre 40, para el caso de las carreras de tercer nivel y tecnologías, y de 28 puntos sobre 40, para el caso de los programas de postgrado. Art. 48.- Es obligación del profesor dar a conocer a los estudiantes las calificaciones y revisar los documentos de evaluación escritos o digitales, antes de ingresar las calificaciones al SAEW. Art. 49.- Los profesores, en caso de error en la calificación o demora en su entrega, deberán solicitar al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnológico o al Coordinador de los Cursos de Nivelación, según el caso, la rectificación de la calificación o la autorización para el ingreso tardío, explicando el motivo correspondiente. El tiempo máximo para la rectificación de calificaciones será de cinco días laborables contados a partir de la fecha del cierre informático del SAEW. Luego de este cierre, las solicitudes de rectificación o de ingreso tardío de calificaciones deberán ir dirigidas al Vicerrector, quien resolverá lo pertinente. Art. 51.- Si un estudiante estimare que la calificación de un evento de evaluación escrito no es justa, podrá solicitar la recalificación del mismo, para lo cual presentará una solicitud al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnológico o al Coordinador de los Cursos de Nivelación, según corresponda, tendiente a conseguir la autorización respectiva y el señalamiento de dos profesores de áreas afines para que procedan a la recalificación, entre los cuales no debe constar el profesor de la asignatura.

Esta solicitud solamente se podrá presentar dentro de los tres días laborables

posteriores al ingreso de la calificación al SAEW. Los profesores designados, en el

plazo de dos días laborables de recibido el instrumento de evaluación, remitirán por

separado al Decano de la Facultad, al Director del Instituto Superior Tecnológico o al


Coordinador de los Cursos de Nivelación, según el caso, los resultados de la

recalificación. El Decano de Facultad, el Director del Instituto Superior Tecnológico o el

Coordinador de los Cursos de Nivelación, determinará, mediante proveído, la nueva

calificación como el promedio de las recalificaciones y entregará dicho documento a la

Secretaría correspondiente para que se la registre.

CAPÍTULO IV. DE LA ASISTENCIA ESTUDIANTIL, JUSTIFICACIÓN Y SANCIONES. Art. 61.- Los estudiantes deben asistir obligatoria y puntualmente a los eventos de evaluación y prácticas de laboratorio en las fechas establecidas; en caso de no hacerlo, deberán presentar al profesor de la asignatura una solicitud para rendir o cumplir con dichas actividades, adjuntando los documentos justificativos debidamente certificados por la Unidad de Bienestar Estudiantil y Social, dentro de los tres días laborables siguientes a la fecha de terminación del motivo que impidió su asistencia. Las solicitudes presentadas fuera de este plazo serán negadas. Si la solicitud es justificada, el profesor fijará la fecha y hora para la realización de los referidos eventos, sin sanción. Art. 62.- Si el estudiante no justifica su inasistencia, el profesor aplicará una sanción equivalente al 20% de la calificación obtenida en el evento o práctica de laboratorio. El plazo máximo para la recepción de eventos de evaluación o prácticas de laboratorio atrasados sin justificación, será de diez días laborables después de la fecha inicial.

Art. 63.- Una vez cerrado el Sistema de Administración Estudiantil (SAEW), quienes

deben autorizar cualquier solicitud de examen atrasado son el Decano de Facultad, el

Director del Instituto Superior Tecnológico o el Jefe del Departamento de Formación

Básica, según corresponda.


NORMAS INTERNAS

1.- RESPONSABILIDAD:

a. Son responsables del equipo de laboratorio los profesores y estudiantes que participan en cada sesión.

b. De la buena marcha y el éxito de las sesiones, así como, del cumplimiento de las normas son responsables los instructores de cada sesión de laboratorio.

c. Del correcto funcionamiento de los equipos de laboratorio, así como del arreglo y mantenimiento de laboratorio son responsables los jefes de laboratorio.

d. Fuera de sesiones de laboratorio la coordinación del uso del área y equipos, serán autorizados por el jefe del laboratorio.

2.- ASISTENCIA:

a. El inicio de cada sesión será a la hora programada (ingreso de

estudiantes atrasados con un máximo de 10 MINUTOS).

b. La adquisición de datos de cada sesión finalizará como máximo 10

MINUTOS antes del tiempo establecido para la sesión.

3.- DISCIPLINA:

a. Cada grupo debe trabajar en su respectiva mesa.

b. Cada grupo debe usar solo el equipo de la mesa de trabajo (el equipo

adicional se debe solicitar al instructor).

c. En la mesa de trabajo solo debe estar el material necesario (el resto de

la indumentaria estudiantil ubicar en un sitio pre-establecido).

4.- ACADÉMICO:

a. Cada estudiante debe traer elaborado el TRABAJO PREPARATORIO

correspondiente a la práctica a desarrollar.

b. Todos los trabajos deben ser legibles y en REDACCIÓN

IMPERSONAL.

5.- EVALUACION:

Los instrumentos de evaluación durante el desarrollo de las prácticas serán los

siguientes:


TRABAJO PREPARATORIO

Requisito indispensable para realizar la práctica.

EVALUACION PREVIA Hoja de datos, coloquio antes del inicio del experimento.

DESARROLLO Se evaluará el desarrollo y desempeño de cada estudiante durante la ejecución de la práctica.

INFORME Posterior a la ejecución de la práctica y es sujeto de comprobación.

6.- Pautas Generales.

a. La pérdida y/o deterioro de equipo y herramientas implica

responsabilidad pecuniaria (reposición de equipo de mejores o iguales

características) por parte de la persona o las personas que se

encontraban en la mesa de trabajo (en el caso de sesiones de

laboratorio) o de todo el grupo que se encontraba en un determinado

tiempo en el laboratorio cuando ocurrió la pérdida y/o deterioro de

equipos y herramientas

b. Incumplimiento de plazos: 2 puntos por cada día calendario en la

entrega del informe con un máximo de 5 días calendario, para tener

calificación es obligación entregar el informe.

c. Si el estudiante no justifica su inasistencia, o se presenta a la práctica

de laboratorio sin la preparación respectiva el profesor tiene la potestad

de negar la realización de la misma. Bajo estas circunstancias el

estudiante podrá recuperar únicamente una práctica por bimestre previa

solicitud al instructor.

GUÍA GENERAL DE CARACTERÍSTICAS Y CONTENIDO DE UN

INFORME

1. Carátula: - Identificación del tipo de Laboratorio. - Número y tema de la práctica. - Fecha de realización de la práctica. - Nómina de los integrantes y código del grupo. - Fecha de entrega del informe. - Espacio para datos de recepción. - Período lectivo.

2. Sustentación teórica: - Título de la práctica.

- Objetivo general. - Resumen teórico de sustentación del experimento (acorde a las

indicaciones del instructor) 3. Procedimiento práctico: - Elementos utilizados en la práctica y sus características generales.

- Resumen del procedimiento práctico del experimento con los modelos circuitales.

4. Datos teóricos y medidos: - Modelo de cálculo.

- Tabulación de valores teóricos, medidos y errores (absolutos, relativos o porcentuales).

5. Desarrollo del cuestionario: - Responder en forma clara y plenamente justificada el cuestionario

propuesto en las hojas guías 6. Análisis de resultados: - Análisis de los resultados obtenidos.

- Justificación de los errores. - Conclusiones en base al objetivo del experimento.

7. Aplicaciones: - Directas o indirectas del experimento. 8. Bibliografía específica: - Autor(es), Nombre del texto, Editorial, Edición, País, Año, Capítulo(s),

Página(s). 9. Hoja de datos: - Número y Título de la Práctica.

- Nombres de los integrantes del Grupo. - Código del Grupo. - Gráfica de circuito(s) y tabla(s) con los datos experimentales. - Fecha de realización de la Práctica. - Fecha de entrega del Informe. - Firma del Instructor.

CONTENIDO Y CARACTERÍSTICAS DEL TRABAJO

PREPARATORIO

1. Carátula: - Identificación del tipo de Laboratorio.

- Número y tema de la Práctica.

- Nómina de los integrantes y código del grupo.

- Fecha de entrega del Trabajo Preparatorio.

- Espacio para datos de recepción.

- Período lectivo.

2. Sustentación teórica: - Título de la práctica.

- Objetivo de la práctica

- Desarrollo del cuestionario propuesto en las hojas guías de la práctica a

desarrollarse.

3. Bibliografía específica: - Nombre del texto, Autor(es), Editorial, Edición, Año, País, Capítulo(os),

Página(as).

LABORATORIO DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA


ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL Campus Politécnico "J. Rubén Orellana R."

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Carrera de Ingeniería Electrónica y Control

Carrera de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Carrera de Ingeniería Electrónica y Redes de Información

Carrera de Ingeniería Eléctrica


PRÁCTICA N°1

1. TEMA

CONOCIMIENTO DEL EQUIPO, CARACTERÍSTICAS Y SIMBOLOGÍA

2. OBJETIVOS

2.1. Identificar los elementos básicos que conforman los circuitos eléctricos.

2.2. Expresar adecuadamente la información de la placa de características de cada

uno de ellos.

2.3. Ilustrar la simbología y las especificaciones técnicas de los elementos más

utilizados.

3. INFORMACIÓN

El trabajo preparatorio debe contener un resumen con todos los temas mencionados en el

mismo.

4. TRABAJO PREPARATORIO

4.1. Consultar y relacionar la teoría sobre elementos activos y pasivos con cinco

ejemplos de aparatos o elementos que se utilicen en la vida cotidiana.

4.2. Elaborar un cuadro con la simbología básica de al menos 15 elementos usados

en la vida diaria: elementos pasivos (focos, equipo de sonido, etc.), elementos de

maniobra (interruptores, conmutadores, etc.) y elementos de protección (fusibles,

térmicos, etc.).

4.3. Traer una HOJA DE DATOS INDIVIDUAL



5. EQUIPO Y MATERIALES

5.1. Fuentes: 1 Fuente de DC 1 Fuente de AC (Variac)

5.2. Elementos: 1 Resistor decádico 1 Reóstato 1 Banco de resistores electrónicos 1 Inductor núcleo de aire 1 Capacitor decádico

5.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro AC - DC 1 Amperímetro DC 1 Amperímetro AC 1 Multímetro Analógico 1 Multímetro Digital

5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección 1 Interruptor simple 1 Conmutador simple Juego de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Exposición del instructor sobre los objetivos de la práctica y las tareas a

desarrollar en el tiempo de permanencia en el laboratorio, explicación de las

características tecnológicas de los elementos y simbología.

6.2. Discutir con el compañero de grupo los aspectos técnicos que se consideren

importantes en los diferentes elementos pasivos (R, L, C) que hay en la mesa de

trabajo, identificar las características técnicas y apuntarlas.

6.3. Identificar y anotar las características básicas de las fuentes de energía

(elementos activos), especificaciones y rangos.

6.4. Para los instrumentos de medida: identificar y anotar la simbología operacional y

tecnológica (posición de uso, clase, etc.) encontrada en cada aparato.

.

7. INFORME

7.1. Comentar y explicar sobre los datos encontrados en la placa de características de

cada uno de los elementos pasivos y activos.

7.2. Explicar brevemente el significado de cada uno de los símbolos encontrados en

los aparatos de medida (presentar el gráfico del símbolo y su significado).

7.3. Describir el principio de funcionamiento de los aparatos de medida según los

siguientes mecanismos de traducción de señal eléctrica:

Ferro-magnético

Electromagnético

Electrostático

Inducción

7.4. Conclusiones y recomendaciones

7.5. Bibliografía



8. REFERENCIAS

(1) Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición, William D. Cooper Capitulo 4.

(2) Técnicas de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat. Capítulo 3

Responsable: Ing. Aracely Yandún

Revisado por: Ing. Aracely Yandún JEFE DEL LABORATORIO








PRÁCTICA N°2

1. TEMA

FUENTES DE ENERGÍA

2. OBJETIVOS

2.1 Relacionar el comportamiento de uno de los tipos de fuente DC (“Direct Current” o

Corriente Continua) y AC (“Alternating Current” o Corriente Alterna sinusoidal).

2.2 Explicar los valores de las medidas de voltaje de salida usando diferentes

instrumentos de medida.

2.3 Distinguir los errores cometidos y justificarlos.

3. INFORMACIÓN


mismo.


4.1. Consultar el significado de:

Voltaje en vacío, voltaje de bornes, voltaje con carga

Medir, rango de medida, valor de fondo de escala.

Precisión y exactitud, incluir un ejemplo.

Aparato de medida, patrón primario y patrón secundario.

Error absoluto, error relativo de lectura expresado en %.



4.2. Traer preparada la hoja de datos (INDIVIDUAL) acorde a las instrucciones de su

profesor.


5.1. Fuentes: 1 Fuente de DC 1 Fuente de AC (variac)

5.2. Elementos: 1 Reóstato de 170Ω 5.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro AC - DC

1 Voltímetro DC 1 Multímetro Analógico 1 Multímetro Digital

5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección 1 Interruptor simple Juego de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Exposición del instructor sobre el objetivo y las tareas a desarrollarse durante la

práctica.

6.2. Anotar las características técnicas de los elementos que tiene en la mesa de

trabajo (si ya dispone de información en su base de datos anotar sólo la serie del

elemento).

6.3. Armar el circuito de la Figura 1, con los elementos de protección y maniobra

necesarios.

Figura1

6.3.1. Energizar la fuente y mediante el control de voltaje regular a 10 [V] en DC. 6.3.2. Tomar nota del valor de voltaje con cada uno de los voltímetros existentes

en la mesa de trabajo, en vacío (S1 abierto) y con carga (S1 cerrado), observar también el comportamiento del medidor de intensidad de corriente incorporado a la fuente (si existe).

6.3.3. Incrementar el valor de la diferencia de potencial en la fuente a 18 [V] (en vacío), repetir el numeral 6.3.2 del procedimiento.

6.4. Cambiar la fuente de alimentación de DC por una fuente (autotransformador) de CA sinusoidal y repetir los literales 6.3.1, 6.3.2 y 6.3.3



7. INFORME

7.1. Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo el error relativo en cada una de las lecturas (considerar la medida obtenida con el multímetro digital como valor real.

7.2. Presentar en forma clara un ejemplo de cálculo para cada valor obtenido. 7.3. Justificar el error cometido con cada instrumento de medida usado 7.4. Conclusiones y recomendaciones 7.5. Bibliografía

8. REFERENCIAS

(1) Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición, William D Cooper Capítulo 4

(2) Técnica de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat, Cap.1, Cap. 3.










PRÁCTICA N°3

1. TEMA

USO DE ESCALAS

2. OBJETIVOS

2.1. Identificar las lecturas de las magnitudes eléctricas, efectuadas con varios

instrumentos de medida en 2 escalas diferentes: diferencias de potencial eléctrico

(voltaje) e intensidades de corriente eléctrica (corriente).

2.2. Explicar y justificar plenamente los errores cometidos.

3. INFORMACIÓN


mismo.


4.1. Consultar diferentes tipos de instrumentos (por lo menos tres) que se utilizan para

la medición de voltajes y corrientes.

4.2. Elaborar un cuadro con la simbología básica de los aparatos de medida

analógicos (voltímetros, amperímetros, vatímetros, etc.) para magnitudes alternas

y para magnitudes continuas.


profesor.




5.1. Fuentes: 1 Fuente de DC 5.2. Elementos: 1 Reóstato 600 Ω

1 Banco de resistencias (100 y 300Ω) 5.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro DC

1 Amperímetro DC 1 Multímetro Analógico 1 Multímetro Digital

5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección 4 Interruptores simples 1 Adaptador para medir corriente Juego de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Exposición del profesor sobre el objetivo y las tareas a cumplir durante la práctica.

6.2. Anotar las características técnicas de los elementos que existen en la mesa de

trabajo, si ya los tiene anotar la serie.

6.3. Armar el circuito de la Figura 1 con los elementos de protección y maniobra

necesarios.

6.3.1. Regular el valor de la fuente de DC en aproximadamente 20 [V]. 6.3.2. Mediante la variación del divisor de voltaje (reóstato de 600 Ω) regular a 15

[V] la diferencia de potencial de alimentación al circuito en el que se realizarán las mediciones.

Figura 1

6.4. Tomar nota con los voltímetros existentes en 2 escalas diferentes (si es posible) del mismo aparato de medida los valores de voltaje en cada elemento.

6.5. Tomar nota con los amperímetros existentes en 2 escalas diferentes (si es posible) del mismo aparato de medida los valores de corriente en cada elemento.



7. INFORME 7.1. Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo la constante de escala

para cada una las escalas usadas en los instrumentos analógicos, el error absoluto y el error relativo de lectura (considerar la lectura obtenida con el multímetro digital como valor real) para cada medida.

7.2. Presentar un ejemplo de cálculo que aclare cada uno de los valores para llenar la tabla del numeral anterior.

7.3. Justificar los errores cometidos. 7.4. Conclusiones y recomendaciones 7.5. Bibliografía

8. REFERENCIAS

(1) Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición, William D. Cooper Capitulo 4.

(2) Técnicas de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat. Capítulo 3










PRÁCTICA N°4

1. TEMA

MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA INTERNA DE UN GALVANÓMETRO

2. OBJETIVOS

2.1. IDENTIFICAR la resistencia interna de un micro o de un mili-amperímetro

(galvanómetro), mediante el uso de las magnitudes eléctricas y la adecuada

manipulación de los elementos de un circuito.

3. INFORMACIÓN


mismo.


4.1. Consulte acerca de la definición de un galvanómetro.

4.2. Estudiar sobre la determinación del valor de la resistencia interna de un

galvanómetro.


profesor.




5.1. Fuentes: 1 Fuente de DC 5.2. Elementos: 1 Resistor decádico de 0 a 10 KΩ

2 Reóstatos de 600 y/ó 1400 Ω 5.3. Equipo de medida: 1 μ-amperímetro análogo (10 ó 50 μA)

1 mili-amperímetro (3 mA ó 5 mA) 1 Multímetro Digital

5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección 1 Interruptor simple 1 Adaptador para medir corriente Juego de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Armar el circuito de la Figura 1, tener cuidado de que al inicio del procedimiento el voltaje de alimentación hacia el circuito (divisor de voltaje) sea mínimo.

6.2. Poner el reóstato Rv en más o menos las ¾ partes del valor máximo, con S

abierto y mediante el divisor de voltaje incrementar lentamente la diferencia de

potencial hasta que el μ-amperímetro en estudio (A2) marque el valor de fondo de

escala (si es necesario afinar el valor variando Rv), tomar nota del valor de A1.

Figura 1

6.3. Poner en paralelo (S cerrado) con el μ-amperímetro el resistor decádico y variar

simultáneamente Rv y Rx para conseguir que el valor de A1 se mantenga

constante (valor original en el literal 6.2) y que el valor de A2 (micro o amili-

amperímetro en estudio) marque media escala. En estas condiciones, Ri

(resistencia interna del miliamperímetro) = Rs. Anotar este valor.



6.4. Intercambiar el micro por el mili-amperímetro de otra mesa de trabajo y repetir todo el procedimiento desarrollado para el μ-amperímetro en 6.1, 6.2 y 6.3

7. INFORME

7.1. Presentar un cuadro de valores en el que consten claramente todos los valores medidos y el código de los elementos (micro y mili-amperímetro).

7.2. Comentar sobre el valor de la resistencia interna del mili y del micro-amperímetro. 7.3. Desarrollar la teoría de sustentación del uso de un micro o mili-amperímetro

(galvanómetro) como un aparato de medida de corriente multi-rango o de medida de voltaje multi-rango según las próximas prácticas.

7.4. Conclusiones y recomendaciones.

7.5. Bibliografía.

8. REFERENCIAS

(1) Tecnología Eléctrica, Maldonado Alfredo, EPN 2004, Cap. 5, pags. 122-130










PRÁCTICA N°5

1. TEMA

CONSTRUCCION Y USO DE UN AMPERÍMETRO MULTI-RANGO

2. OBJETIVOS

2.1. Construir un mili-amperímetro de 0,05 [A] de fondo escala (se puede hacer un

multi-rango) en base a los datos Ri e I fondo escala del micro-amperímetro de la

práctica anterior.

2.2. Aplicar la constante de escala del nuevo aparato en la medición de intensidades

de corriente en un circuito eléctrico.

3. INFORMACIÓN


mismo.


4.1. Consultar sobre amperímetros multi-escalas.

4.2. Desarrolle la expresión matemática y determine el valor teórico de la resistencia

shunt para que el micro-amperímetro y mili-amperímetro de la práctica anterior

puedan medir hasta 0,05 [A].


profesor.





1 Reóstato de 600 1 Tablero de resistores (100 y 300 Ω)

5.3. Equipo de medida: 1 μ-amperímetro análogo (10 ó 50 μA) 1 Multímetro Analógico 1 Multímetro Digital

5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección 3 Interruptores simples 1 Adaptador para medir corriente Juego de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. En el circuito de la Figura 1 y con el objeto de comprobar la veracidad del valor de la resistencia paralelo (shunt) calculada en el trabajo preparatorio, colocar la fuente en 10 V, Rv en ± ¾ del máximo valor, poner el valor de resistencia (calculada para 0,05 A de fondo de escala) en el resistor Rs. Ir variando Rv (o el valor de la fuente) hasta que en el multímetro (A1) se tenga el valor de corriente diseñado 50 mA. En el micro-amperímetro (A2) original deberá marcar su valor de fondo escala en el caso de que el miliamperímetro esté bien diseñado, anotar el resultado

Figura 1

6.2. En caso de ser necesario, ajustar simultáneamente Rv y Rs hasta que el multímetro marque el valor de corriente de diseño (50 mA) y el micro-amperímetro original su valor de fondo de escala (el valor en Rs es el valor práctico de Rsh) y los terminales a-b son los terminales del mili-amperímetro de 50 mA fondo de escala.

6.3. Armar el circuito de la Figura 2 con los elementos de protección y maniobra necesarios.

6.4. Tomar datos de: corriente total y corriente en cada elemento con el multímetro digital, con el multímetro analógico y con el mili-amperímetro construido (aplicar la constante de escala calculada para determinar su valor).



Figura 2

7. INFORME

7.1. Presentar un cuadro de valores en el que consten: valores medidos, valores calculados y errores de lectura expresados en forma porcentual (considere como valor real el valor tomado con el multímetro digital).

7.2. Calcular los valores de todas las corrientes, resolviendo el circuito de la Figura 2 por cualquier método. Considere S1, S2 y S3 ON.

7.3. Presentar en un solo gráfico la escala del micro-amperímetro original y la escala elaborada (50 mA), comentar los resultados y justificar las variaciones.

7.4. Presentar los cálculos necesarios y un gráfico en el que se identifique claramente la escala original del micro-amperímetro y las escalas para un amperímetro de 0,3 y de 4 (A) fondo escala

7.5. Presentar el diagrama circuital y el cálculo de las constantes de escala para estos dos nuevos valores (0,3 y 4 A).

7.6. Comentar y justificar los errores cometidos. 7.7. Conclusiones y recomendaciones

7.8. Bibliografía

8. REFERENCIAS

(1) Tecnología Eléctrica, Maldonado Alfredo, EPN 2004, Cap. 5, pags.130-132










PRÁCTICA N°6

1. TEMA

CONSTRUCCION Y USO DE UN VOLTIMETRO MULTI-RANGO

2. OBJETIVOS

2.1. Construir un voltímetro de 12 V fondo escala (se puede hacer un multi-rango) en

base a los datos (Ri e I fondo escala del mili-amperímetro o micro-amperímetro de

la práctica anterior).

2.2. Aplicar la constante de escala del nuevo aparato en la medición de diferencias de

potencial en un circuito eléctrico.

3. INFORMACIÓN


mismo.


4.1. Consultar sobre voltímetros multi-escalas

4.2. Realizar la simulación (usando Simulink) del circuito de la Figura 2 asumiendo

que S1, S2 y S3 están cerrados, presentar los resultados de la simulación

(voltajes en cada una de las resistencias).



4.3. Desarrollar la expresión matemática y determinar el valor de la resistencia

multiplicadora para que el mili-amperímetro y micro-amperímetro (práctica # 4)

pueda medir hasta 12 V.


profesor.



1 Reóstato de 600 1 Tablero de resistores (100 y 300 Ω)

5.3. Equipo de medida: 1 miliamperímetro análogo (3 ó 5 mA) 1 Multímetro Analógico 1 Multímetro Digital

5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección 3 Interruptores simples Juego de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Para comprobar la veracidad del valor de la resistencia multiplicadora (Rm) calculada para 12 V fondo de escala en el trabajo preparatorio, colocar en el circuito de la Figura 1 dicho valor en el resistor (Rm) en serie con el mili-amperímetro e ir incrementando el valor de la fuente desde 0 hasta tener el voltaje de diseño (12 V), anotar los resultados.

Figura 1

6.2. En caso de ser necesario ajustar el valor de Rm para que el mili-amperímetro (escala original) marquen el valor de fondo de escala y el voltímetro se mantenga en los de 12 V, este sería el valor en Rm práctico y los terminales del conjunto serie mA y Rm son los terminales del voltímetro (AB).




6.4. Incrementar el valor en la fuente hasta tener una diferencia de potencial de 10 V (medida en el voltímetro digital) y tomar datos de: diferencia de potencial total y en cada elemento con: el multímetro digital, el multímetro analógico y los terminales del voltímetro de prueba (AB) aplicando la constante de escala.

Figura 2

7. INFORME

7.1. Para los datos obtenidos en el circuito de la Figura 2 presentar un cuadro de valores en el que conste: valores medidos, valores calculados, constante de escala, y errores de lectura expresados en forma porcentual (considere como valor real el valor del multímetro digital).

7.2. Calcular los valores de todos los voltajes, resolviendo el circuito de la Figura 2 por cualquier método. Considere S1, S2 y S3 ON.

7.3. Presentar en un solo gráfico la escala del multímetro (12 [V]) y la escala del mili-amperímetro original usado como voltímetro, comentar los errores y resultados.

7.4. Determinar la constante de escala del voltímetro (12 [V]), comentar y justificar los errores cometidos.

7.5. Presentar el diagrama circuital y el cálculo de las resistencias multiplicadoras y las constantes de escala para la construcción de un voltímetro de 120 y 200 V de fondo de escala.

7.6. Presentar un gráfico en el que se identifique claramente la escala del mili-amperímetro original (mili-amperímetro) y las escalas para los voltímetros de 120 y 200 (V) de fondo escala.


7.8. Bibliografía



8. REFERENCIAS











PRÁCTICA N°7

1. TEMA

ESTUDIO DEL MULTÍMETRO

2. OBJETIVOS

2.1. Interpretar las medidas: diferencia de potencial, intensidad de corriente y resistencia en un circuito eléctrico adquiridas al usar adecuadamente un multímetro.

3. INFORMACIÓN


mismo.


4.1. Consultar sobre amperímetros multi-escalas. Graficar mediante los diagramas circuitales la forma en que debe conectarse un amperímetro, un voltímetro y un Óhmetro, comentar sobre el efecto de carga de cada uno.

4.2. Realizar la simulación del circuito correspondiente a la Figura 1 (usando Simulink) reemplazando el reóstato y la fuente de 20 V por una fuente de 18 V en los terminales bc, asumiendo que S1, S2 y S3 están cerrados, presentar los resultados de la simulación (voltajes y corrientes en cada una de las resistencias).


profesor.




5.1. Fuentes: 1 Fuente de DC 5.2. Elementos: 1 Reóstato de 600

1 Tablero de resistores (100 y 300 Ω) 5.3. Equipo de medida: 1 Multímetro Analógico

1 Multímetro Digital 5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección

3 Interruptores simples 1 Adaptador para medir corriente Juego de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Explicación del profesor sobre el objetivo de la práctica y las tareas a cumplirse.

6.2. Anotar las características del equipo utilizado (si ya lo tiene anote la serie).


Figura 1

6.4. Mediante la variación del divisor de voltaje hacer que el Multímetro digital marque 15 V (el multímetro digital se conecta como voltímetro como en la Figura 1).

6.5. MEDICIÓN DE VOLTAJES 6.5.1. Medir la diferencia de potencial en cada elemento, con el multímetro digital

y con el multímetro analógico (usar la escala más adecuada en cada caso).

6.6. MEDICIÓN DE INTENSIDADES DE CORRIENTE 6.6.1. Sin variar el voltaje de alimentación y seleccionando adecuadamente el

multímetro como amperímetro tomar medida de la corriente en cada elemento del circuito, (tanto con el digital como con el analógico en las escalas adecuadas).

6.6.2. Desactivar el circuito y retirar el divisor de voltaje.



Figura 2

6.7. MEDICIÓN DE RESISTENCIAS

6.7.1. Seleccionar y conectar cada vez un multímetro (analógico y luego digital) como Óhmetro en los terminales A y B de la Figura 2, y medir la resistencia cuando:

S1 y S2 cerrados (S3 abierto) S1 y S3 cerrados (S2 abierto) S2 y S3 cerrados (S1 abierto) S1, S2 y S3 cerrados.

7. INFORME

7.1. Presentar un cuadro en el que se incluyan los valores medidos, calculados, las constantes de escala y los errores de lectura expresados en porcentaje de cada magnitud medida en el procedimiento. Resolver los circuitos para determinar el valor teórico real.

7.2. Presentar un ejemplo de los cálculos hechos para llenar el cuadro anterior.

7.3. Comentar los errores encontrados; así como, identificar las posibles causas y soluciones.

7.4. Para el caso de medición de resistencias justificar plenamente (mediante cálculos de R equivalente) los valores medidos e interpretar las diferencias, calcular y comentar los errores cometidos (aplicar el concepto de transmisión de errores).

7.5. Presentar el diseño teórico de un óhmetro serie con las siguientes características:

corriente de fondo escala del galvanómetro = 0,1 [mA], Ri (galvanómetro) = 800

[Ω], E (pila) = 1,5 [V] y R de media escala = 75 [Ω].


7.7. Bibliografía

8. REFERENCIAS









PRÁCTICA N°8

1. TEMA

MEDICIÓN DE RESISTENCIAS (parte uno)

2. OBJETIVOS

2.1. Aplicar los métodos (LEY DE OHM Y EL MÉTODO DE SUSTITUCIÓN) para

determinar el valor de una resistencia desconocida, en base a la manipulación

adecuada de los elementos en circuitos con determinados fines.

2.2. Clasificar varios métodos de medición de resistencias en base a la interpretación

y análisis de errores.

3. INFORMACIÓN


mismo.


4.1. Estudiar como determinar el valor de una resistencia por el método Voltímetro –

Amperímetro (aplicación de la Ley de Ohm), y las dos formas de conexión de los

aparatos de medida.

4.2. Estudiar la manera para determinar el valor de una resistencia mediante el

método de sustitución (USO DEL AMPERÍMETRO).



4.3. Presentar los diagramas sobre otros dos métodos para medir o determinar

resistencias eléctricas.


profesor.



1 Reóstato de 600 1 Tablero de resistencias electrónicas

5.3. Equipo de medida: 1 Multímetro Digital 1 Voltímetro DC 5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección

1 Interruptor simple 1 Adaptador para medir corriente Juegos de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Explicación del profesor sobre los objetivos, y las tareas a cumplir durante el experimento

6.2. MÉTODO VOLTÍMETRO-AMPERÍMETRO.

6.2.1. Para este método utilizamos las dos formas de conexión (error por corriente y error por voltaje).

6.2.2. Armar el circuito de la Figura 1 con Rx igual a 47 [Ω]. 6.2.3. Con el conmutador en posición 1 (error por voltaje), la fuente en 10 [V],

partiendo con el divisor de tensión en mínimo, incrementar el voltaje (variando el reóstato) hasta que el amperímetro marque 100 [mA], tomar nota del valor de voltaje.

Figura 1

6.2.4. Sin variar el divisor de voltaje, cambiar el conmutador a la posición 2 (error

por corriente) y anotar los valores de voltaje y corriente. 6.2.5. Cambiar la Rx por una de valor de 1500 [Ω], incrementar el valor de la

fuente a 15 [V] e ir variando el reóstato (divisor de voltaje) hasta que la



corriente sea 8 [mA], anotar la diferencia de potencial y repetir el procedimiento 6.2.4.

6.2.6. Cambiar Rx por una de valor de 10 [KΩ], incrementar el valor de la fuente a 20 [V], e ir variando el reóstato (divisor de voltaje) hasta que la corriente sea 1 [mA], anotar la diferencia de potencial y repetir el procedimiento 6.2.4.

6.3. METODO DE SUSTITUCIÓN (AMPERÍMETRO) 6.3.1. Armar el circuito de la Figura 2,

6.3.2. Con el divisor de tensión en el mínimo valor, el conmutador en la posición 1, energizar el circuito y regular mediante el divisor de voltaje para que el amperímetro marque la corriente utilizada en al procedimiento anterior (según la resistencia usada), anotar dicho valor.

6.3.3. Cambiar el conmutador a la posición 2 y variar Rs hasta que por el amperímetro circule la misma corriente que con el conmutador en la posición anterior (1), anotar el valor de Rs.

6.3.4. Repetir el procedimiento 6.3.2 y 6.3.3 para cada una de las resistencias en estudio.

Figura 2

7. INFORME

7.1. Presentar un cuadro en el que se explique los valores medidos, calculados y errores de lectura para cada medida expresados en porcentaje. Tomar como valor real o teórico resistencias de 47, 1500 y 10000 [Ω].

7.2. PARA EL MÉTODO VOLTÍMETRO-AMPERÍMETRO: 7.2.1. Determinar qué posición (error por voltaje o error por corriente) debe escogerse para la medida de resistencias: altas, bajas y medianas. ¿Por qué? 7.2.2. Presentar los cálculos para justificar los errores cometidos al determinar la resistencia desconocida. 7.2.3. Interpretar los errores cometidos.

7.3. PARA EL METODO DE COMPARACIÓN: 7.3.1. Interpretar, comentar y justificar los resultados y errores cometidos. 7.3.2. Indique ventajas y desventajas de este método.




7.5. Bibliografía

8. REFERENCIAS

(1) Tecnología Eléctrica, Castejón Agustín & Santamaría Germán, Editorial McGraw-Hill, 1993. Cap. 15 Pags 205-208.










PRÁCTICA N°9

1. TEMA

MEDICIÓN DE RESISTENCIAS (parte dos)

2. OBJETIVOS

2.1. Descubrir habilidades en el armado y manipulación de circuitos eléctricos, para

mediante el manejo adecuado del puente de Wheatstone determinar el valor de

una resistencia desconocida.

2.2. Escoger en base de la interpretación y el análisis de errores entre todos los

métodos desarrollados en el laboratorio el más adecuado y las limitaciones de

cada una para la determinación de resistencias.

3. INFORMACIÓN


mismo.


4.1. Consultar sobre el puente de Wheatstone, relación de brazos, condiciones de equilibrio.

4.2. Estudiar sobre otros dos puentes de corriente continua y sus aplicaciones.


profesor.




5.1. Fuentes: 1 Fuente de DC 5.2. Elementos: 3 Resistores decádicos

1 Tablero de resistencias electrónicas

5.3. Equipo de medida: 1 Galvanómetro de 30 [uA] máximo 1 Shunt para protección Galvanómetro 1 Multímetro Digital

1 Puente técnico de Wheatstone 5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección

1 Interruptor simple Juego de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Explicación del profesor sobre los objetivos, y las tareas a cumplir durante el experimento.

6.2. Manejo demostrativo por grupo sobre el puente técnico de Wheatstone por parte del Instructor.

6.3. Armar el circuito de la Figura 1 considerando los resistores decádicos para RA, RB y RV. La resistencia Rx (resistencia desconocida que tomará valores de: 47 Ω, 1500 Ω y 2.7 M Ω) se asume como el resistor a determinar su valor. Utilice para la relación de brazos (Ra/Rb) en lo posible valores altos de resistencias para que en condiciones de equilibrio no se generen corrientes muy altas en cada una de las ramas.

6.4. Para la relación de brazos previamente definido (según la resistencia a medirse) determinar el valor probable de Rv, colocar un valor aproximado de este resistor Rv en el circuito (con el objeto de evitar el deterioro del equipo), y variarlo hasta que el puente esté en equilibrio (Ig = 0 [μA] o V=0 [V]). Anotar los valores de todos los resistores.

6.5. Repetir el procedimiento para los otros valores de Rx.

Figura 1



7. INFORME

7.1. Presentar un cuadro con todos los valores: utilizados, medidos, calculados y los errores expresados en % (aplicar transmisión del error considerando que la tolerancia de los resistores decádicos tiene un valor del 2 %).

7.2. Comentar, analizar y justificar los errores cometidos y los resultados obtenidos.

7.3. Hacer un comentario general de los métodos utilizados para medición de resistencias (prácticas 8 y 9).

7.4. Consulte al menos una aplicación adicional del puente de Wheatstone.


7.6. Bibliografía

8. REFERENCIAS

(1) Tecnología Eléctrica, Castejón Agustín & Santamaría Germán, Editorial McGraw-Hill, 1993. Cap. 15 Pags 205-208.










PRÁCTICA N°10

1. TEMA

MEDICIÓN DE POTENCIA

2. OBJETIVOS

2.1. Comparar las mediciones de potencia activa mediante el uso del voltímetro-

amperímetro y del vatímetro.

2.2. Explicar el comportamiento de elementos no lineales.

2.3. Comparar las potencias en circuitos serie y paralelo energizados por la misma

diferencia de potencial.

3. INFORMACIÓN


mismo.


4.1. Consultar sobre las características básicas de funcionamiento del vatímetro y del vati-horímetro.

4.2. Consultar sobre las formas de conexión del vatímetro, errores cometidos al determinar la potencia en forma indirecta (voltímetro-amperímetro).

4.3. Realizar la simulación (usando Simulink) de los circuitos de la Figura 2 y 3 considerando como valor de la resistencia eléctrica de los focos para el circuito de la Figura 2 los siguientes valores: R25W = 400 [Ω], R40W = 100 [Ω]; y para el



circuito de la Figura 3: R25W = 600 [Ω], R40W= 400 [Ω] presentar los resultados de la simulación (potencia en cada una de los focos).


profesor.


5.1. Fuentes: 1 Autotransfromador 5.2. Elementos: 3 lámparas incandescentes de 25 [W],

40 [W] y 25 [W]. 5.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro de AC

1 Amperímetro de AC 1 Vatímetro monofásico

5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección 4 Interruptores simples 1 adaptador para medir corriente Juego de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Explicación del instructor sobre la conexión del vatímetro y los errores, así como de los objetivos y tareas en el laboratorio.


6.3. Incrementar el valor del voltaje de alimentación desde 0 hasta 120 [V] en pasos de 20 y medir: voltaje, corriente y potencia para cada valor de voltaje. Anotar dichos valores.

6.4. Armar el circuito serie de la Figura 2 con los elementos de protección y maniobra necesarios.

6.5. Anotar las medidas de: corriente, voltaje y potencia en cada elemento incluyendo la fuente.

6.6. Armar el circuito paralelo de la Figura 3 con los elementos de protección y maniobra necesarios.

6.7. Anotar las medidas de: voltaje, corriente y potencia en cada elemento incluyendo la fuente.

Figura 1



Figura 2

Figura 3

7. INFORME

7.1. Presentar para cada circuito un cuadro en el que consten las medidas efectuadas,

calculadas y los errores porcentuales para cada medida y (adjuntar un ejemplo de

cálculo para cada valor).

7.2. Presentar los gráficos de: I vs. V y P vs. V para el circuito de la Figura 1.

Comentar los gráficos obtenidos.

7.3. Desarrollar un comentario sobre la medida de los voltajes en el circuito de la

Figura 2 (en relación al cumplimiento de la LVK y a las propiedades del circuito

serie).

7.4. Desarrollar un comentario sobre la medida de las corrientes en el circuito de la

Figura 3 (en relación al cumplimiento de la LCK y a las propiedades del circuito

paralelo).

7.5. Determinar la relación de Pserie / Pparalelo para todos los elementos y

argumentar la respuesta sobre esta relación (circuitos de las Figura 2 y 3)


7.7. Bibliografía



8. REFERENCIAS

Consultar en cualquier texto o enciclopedia










PRÁCTICA N°11

1. TEMA

EL OSCILOSCOPIO

2. OBJETIVOS

2.1. Identificar los controles para el uso adecuado de un osciloscopio digital en la

obtención de medidas de: amplitud, tiempo y frecuencia en circuitos alimentados

con corriente alterna senoidal.

3. INFORMACIÓN


mismo.


4.1. Consultar las características básicas del osciloscopio TEKTRONIX TDS 1002 y la función de los principales componentes del panel central: control de amplitud, control de tiempo, pulsador auto configurar (auto set), pulsador medidas (measurement), pulsador math menú, controles de posición vertical y horizontal, medición de voltaje y tiempo con el uso de cursores. Información disponible en internet.

4.2. Consultar las expresiones de: valor pico a pico (Vpp), valor eficaz (Vrms), frecuencia (f) y período (T) para una onda sinusoidal.



4.3. Para una forma de onda aleatoria del osciloscopio virtual (ver en REFEFENCIAS al final) determinar: el valor pico a pico y frecuencia.

4.4. Traer preparada la hoja de datos (INDIVIDUAL) para formas de onda, acorde a

las instrucciones de su profesor.

NOTA: Cada grupo de laboratorio debe traer tres puntas de prueba.


5.1. Fuentes: 1 Generador de funciones 5.2. Elementos: 1 Tablero de resistencias 5.3. Equipo de medida: 1 Osciloscopio digital

1 Multímetro digital 5.4. Elementos de maniobra y Protección: 1 Interruptor doble con protección

Juego de cables

6. PROCEDIMIENTO

6.1. Exposición del instructor sobre el objetivo y las tareas a cumplir durante la práctica; y del funcionamiento del osciloscopio.

6.2. Armar el circuito de la Figura 1 con los elementos de protección y maniobra necesarios y alimentarlo con el voltaje máximo del generador de funciones.

6.3. Energizar el osciloscopio, hacer los ajustes necesarios hasta tener una adecuada resolución, tanto en el amplitud como en tiempo, graficar las ondas de voltaje en cada una de los resistores del tablero

6.4. Sin modificar ninguna de las magnitudes, medir el valor de voltaje con el multímetro digital.

Figura 1



7. INFORME

7.1. Presentar para cada circuito un cuadro en el que consten las medidas efectuadas, Presentar los datos debidamente tabulados en el que consten: valores medidos, calculados, errores absolutos y errores relativos de lectura. Pedir al instructor las indicaciones para obtener los valores teóricos o verdaderos.

7.2. Presentar un ejemplo de cálculo que aclare cada uno de los valores para llenar la tabla del numeral anterior.

7.3. Interpretar y justificar los errores cometidos.

7.4. Presentar los oscilogramas obtenidos en la práctica.


7.6. Bibliografía

8. REFERENCIAS

(1) Manual de osciloscopio TEKTRONIX TDS 1002. https://physics.ucsd.edu/neurophysics/Manuals/Tektronix/TDS%201000B%20and%20TDS%202000B%20Manual.pdf

(2) Circuitos Eléctricos, H. Alex ROMANOWITZ, 1992 (3) Simulador de osciloscopio virtual.

http://www.virtual-oscilloscope.com/simulation.html#



https://physics.ucsd.edu/neurophysics/Manuals/Tektronix/TDS%201000B%20and%20TDS%202000B%20Manual.pdf

https://physics.ucsd.edu/neurophysics/Manuals/Tektronix/TDS%201000B%20and%20TDS%202000B%20Manual.pdf

http://www.virtual-oscilloscope.com/simulation.html

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