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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA

Curso: MAQUINAS ELECTRICAS II (PRACTICAS) LABORATORIO N°1 “NORMAS DE SEGURIDAD, REGLAMENTO DE USO DEL LABORATORIO, HERRAMIENTAS E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS” Docente: Ing. JUAN DIEGO CACERES HUAMAN Alumno:

GONZALES CRUZ ERICK ABEL

Grupo: 03 Horario: MARTES: 10:00 am - 12:00 m Semestre: VIII Arequipa – Perú

2017

LABORATORIO N°1 “NORMAS DE SEGURIDAD, REGLAMENTO DE USO DEL LABORATORIO, HERRAMIENTAS E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS” I.  

II.

Objetivos: Conocer las normas de seguridad y reglamentos generales de uso del laboratorio. Familiarizarse con los instrumentos a utilizar, conociendo sus características de funcionamiento.

Fundamento Teórico:

NORMAS DE SEGURIDAD PARA EL TRABAJO EN LABORATORIOS. Las normas básicas de seguridad son un conjunto de medidas destinadas a proteger la salud de todos, prevenir accidentes y promover el cuidado del material de los laboratorios. Son un conjunto de prácticas de sentido común: el elemento clave es la actitud responsable y la concientización de todos: personal y alumnado. Seguridad -

Mantenga la salida del salón libre de obstáculos. Nunca energice ningún circuito, sin antes haber consultado al profesor. No ingiera ningún tipo de alimento dentro del salón de clase. Mantenga seriedad durante el periodo de clase evitando las bromas, juegos y carreras. Siga las instrucciones del profesor. Si tiene alguna duda de cómo utilizar el equipo, solicite la ayuda. Antes de comenzar el experimento, revise el equipo e informe si hay algún problema. Si durante el experimento se daña algún equipo, también deberá informarlo. Mantenga las fuentes de voltaje o corriente apagadas mientras construye o hace cambios al circuito. Consulte con el instructor cualquier duda antes de encender las fuentes. Muestre los resultados del experimento al instructor antes de desmontar el circuito. Evitar el uso de cadenas, collares, anillos y pulseras metálicas.

Al terminar el laboratorio: -

Verifique que todo el equipo eléctrico así como los instrumentos estén apagados. Entregue los componentes utilizados. Coloque los instrumentos en su lugar.

III.

Elementos a Utilizar:

En general los parámetros que caracterizan un fenómeno pueden clasificarse en Analógicos y Digitales, se dice que un parámetro es analógico cuando puede tomar todos los valores posibles en forma contínua, por ejemplo: el voltaje de una batería, la intensidad de luz, la velocidad de un vehículo, la inclinación de un plano, etc. Por otra parte se dice que un parámetro es digital cuando solo puede tomar valores discretos, por ejemplo: el número de partículas emitidas por un material radioactivo en un segundo, el número de moléculas, en un volumen dado de cierto material, el número de revoluciones de un motor en un minuto, etc.

Uso de Herramientas o Instrumentos de Medición: Los principales instrumentos de medición que se utilizarán en el laboratorio son:    

Amperímetro. Voltímetro. Ohmímetro. Vatímetro.

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Uso del Vatímetro.

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La bobina amperimétrica debe ir conectada en seria al circuito, tal como en un amperímetro; la bobina voltimétrica debe ir conectado en paralelo al circuito como si fuera un voltímetro. Se debe tener en cuenta el rango de medición del instrumento ya que si sobrepasa dicho rango el instrumento dejara de funcionar correctamente. Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.

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Uso del Amperímetro.

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Es necesario conectarlo en serie con el circuito. Se debe tener un aproximado de corriente a medir ya que si es mayor de la escala del amperímetro, lo puede dañar. Por lo tanto la corriente debe ser menor de la escala del amperímetro. Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada. Si no se siguen estas reglas, las medidas no serían del todo confiable y se puede dañar el eje que soporta la aguja (Amperímetros Analógicos) Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero. Las lecturas tienden a ser más exactas cuando las medidas que se toman están intermedias a la escala del instrumento cuando el amperímetro es analógico ya que un amperímetro digital nos brinda más precisión de lectura. Nunca se debe conectar un amperímetro con un circuito que este energizado.

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Uso del Voltímetro.

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Es necesario conectarlo en paralelo con el circuito. Se debe tener un aproximado de tensión a medir con el fin de usar el voltímetro apropiado. Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada. Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.

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Uso del Megohmetro.

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El término megóhmetro hace referencia a un instrumento para la medida del aislamiento eléctrico en alta tensión. El nombre de este instrumento, megóhmetro, deriva de que la medida del aislamiento de cables, transformadores, aisladores, etc se expresa en megohmios (MΩ). En realidad estos aparatos son un tipo especial de óhmetro en el que la batería de baja tensión.

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Uso del Multímetro.

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Un multímetro, también denominado polímetro o tester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas, como corrientes y potenciales (tensiones), o pasivas, como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma, con alguna variante añadida.

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Puente de Wheatstone.

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El puente de Wheatstone es un instrumento de gran precisión que puede operar en corriente continua o alterna y permite la medida tanto de resistencias óhmicas como de sus equivalentes en circuitos de comente alterna en los que existen otros elementos como bobinas o condensadores (impedancias). Para determinar el valor de una resistencia eléctrica bastaría con colocar entre sus extremos una diferencia de potencial (V) y medir la intensidad que pasa por ella (I), pues de acuerdo con la ley de Ohm, R=V/I. Sin embargo, a menudo la resistencia de un conductor no se mantiene constante variando, por ejemplo, con la temperatura y su medida precisa no es tan fácil. Evidentemente, la sensibilidad del puente de Wheatstone depende de los elementos que lo componen, pero es fácil que permita apreciar valores de resistencias con décimas de ohmio.

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IV.

Procedimiento de Ejecución:

a) Reconocer las herramientas a utilizarse en el laboratorio de electricidad. Los instrumentos de medida analógicos pueden ser:    

Instrumentos magnetoeléctricos o de bobina móvil. Instrumentos electromagnéticos o de hierro móvil. Instrumentos electrodinámicos. Instrumentos de inducción.

Los instrumentos de medición que se utilizaran en las siguientes prácticas serán:    

Amperímetros: Medición de la intensidad de corriente. Voltímetros: Medición de la diferencia de potencial. Ohmímetros: Medición de la magnitud de la resistencia eléctrica. Vatímetro: Medición de la potencia Activa consumida.

b) Identificar instrumentos de medición analógicos: El término: Analógico Se refiere a las magnitudes o valores que varían con el tiempo en forma continua como la distancia y la temperatura, la velocidad, que podrían variar muy lento o muy rápido. Para todos los instrumentos de medición ya mencionados pueden ser o bien analógicos o digitales.

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Características: o Son más voluminosos, es decir, ocupan más espacio. o La lectura del instrumento no es muy precisa. o Las lecturas se presentan a errores graves cuando el instrumento tiene varias escalas. o Es sencillo adaptarlos a diferentes tipos de escalas no lineales. Tipos de Escalas: o Según las divisiones:  Lineal: cuando la separación de las divisiones son iguales.  No Lineal: cuando las separaciones no son iguales. Forma de medición:

Como los instrumentos analógicos constan de una aguja que se mueve en una escala, para la correcta lectura de la magnitud eléctrica el instrumento en la mayoría de los casos deberá estar de forma horizontal, mirándolo de frente hacia la escala. Su forma de conexión es la misma tanto para analógica o digital dependiendo del instrumento de medición. c) Identificar instrumentos de medición digital. Los instrumentos de medición que se utilizaran en las siguientes prácticas serán: •

Amperímetros: Medición de la intensidad de corriente.

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Voltímetros: Medición de la diferencia de potencial.

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Ohmímetros: Medición de la magnitud de la resistencia eléctrica.

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Vatímetro: Medición de la potencia Activa consumida. 

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Características: o Su escala permite la reducción al error de la lectura humana. o En todos los casos requieren de fuente de alimentación (baterías). o Tienen mayor rapidez de lectura. Forma de medición:

El principio de conexión de los instrumentos de medición es el mismo sean analógicos o digitales, la diferencia está en que en los digitales se debe adecuar el rango de medición en la que se va a medir, para ello se deberá tener una idea de cuanta será la magnitud que se va a medir. o

Identificar los terminales del puente de resistencias (Puente de Wheastone).

El puente de Wheatstone se utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias de valores desconocidos. El circuito es el siguiente: (puede conectarse a cualquier voltaje en corriente directa, recomendable no más de 12 voltios). El puente de Wheatstone tiene 4 ramas resistivas, una fuente de f.e.m (una batería) y un detector de cero en cuanto a paso de corriente (el galvanómetro), para balancear el puente el galvanómetro debe medir 0 Amp.

V.

Cuestionario.

4.1. ¿Cuál es la misión del laboratorio en su formación profesional? Prepararnos para la implementación técnica de un circuito, evaluando los distintos fenómenos eléctricos que ocurren de forma práctica. También tiene la misión de sustentar lo sostenido en las clases teóricas. Nos brinda a los estudiantes un contacto directo con las distintas herramientas e instrumentos utilizados, con lo cual se va familiarizando en cuanto a su función, correcta conexión y normas de seguridad. 4.2. ¿Cuál es la función del Código Nacional da Electricidad? Tiene como objetivo establecer las reglas preventivas para salvaguardar las condiciones de seguridad de las personas, de la vida animal y vegetal, y de la propiedad, frente a los peligros derivados del uso de la electricidad; así como la preservación del ambiente y la protección del Patrimonio Cultural de la Nación. El Código también contempla las medidas de prevención contra choques eléctricos e incendios, así como las medidas apropiadas para la instalación, operación y mantenimiento de instalaciones eléctricas. 4.3. ¿Cuál es el principio de operación de los megóhmetros? Utilizado para realizar mediciones de resistencia de aislamiento, normalmente resistencias elevadas que pueden alcanzar los MΩ o más. Este instrumento basa su funcionamiento en una fuente de alta tensión pero poca energía, de forma tal que colocando una resistencia en los bornes de la fuente podemos observar que la tensión en la fuente disminuye, logrando una fracción de la tensión que la fuente es capaz de generar en vacío. Mientras menor es el valor de la resistencia colocada, tanto menor es la tensión suministrada por la fuente. En los instrumentos antiguos la fuente de tensión era a manivela, en los actuales se ha reemplazado por dispositivos electrónicos.El diagrama y procedimiento de funcionamiento es el del instrumento construido con dispositivos electrónicos.

4.4. Explique las razones por las que debe implementarse un reglamento de utilización de las instalaciones y equipos del laboratorio. Los distintos instrumentos que se utilizan en el laboratorio tienen un riesgo en su utilización ya que cualquier mal conexión o cualquier contacto con el circuito en funcionamiento puede llevar a lesiones graves, es por ello, que sin el uso de un reglamento para utilizar el laboratorio se pone en riesgo la seguridad de los estudiantes. Lo que se quiere evitar es que se lleve al laboratorio por ejemplo bebidas o comida, o no se esté usando el equipo de seguridad tales como guantes o casco. 4.5. ¿Cuál es el origen de los ACCIDENTES en los instrumentos analógicos y digitales que se aplican en el laboratorio? Una de las mayores causas de accidentes en estos instrumentos es que no se toma en cuenta el rango de medición que puede soportar el instrumento, o en el caso de ser digital, que se encuentre en la escala incorrecta. Otro motivo de estos accidentes puede ser la mala conexión del instrumento o que este no este correctamente calibrado dándonos lecturas incorrectas y comprometiendo el circuito. Todo instrumento de medición debe ser conectado al circuito cuando la alimentación del circuito este desconectada.

VI. Conclusiones y Observaciones: - Conclusiones: 

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Todas las Normas y Reglamentos con respecto al uso de los instrumentos utilizados en el laboratorio son para la seguridad de los operarios ya que estos instrumentos poseen riesgo de utilización si es que no son usados correctamente. Se debe tener una idea de la magnitud que se va a medir para asi adecuar el instrumento de medición a la escala correcta, y saber si es que este instrumento será capaz de soportar dicha magnitud. Por seguridad al realizar la medición el instrumento debe estar en la escala más alta de medición y posteriormente se le ajusta a la escala apropiada. El megohmetro solo se utiliza para medir resistencias altas, características de los aislantes.

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Observaciones:   

VII.

Los instrumentos Digitales proporcionan una lectura más exacta que los analógicos. Los instrumentos de medición Digitales requieren de una alimentación para funcionar (batería) mientras que los analógicos no. Los instrumentos Analógicos son más voluminosos (ocupan más espacio) que los instrumentos Digitales.

Bibliografía:     

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http://documents.mx/documents/instrumentos-analogos-y-digitalesventajas-y-desventajas.html http://intranet2.minem.gob.pe/web/cafae/Pdfs/CNE.PDF http://es.slideshare.net/oscarivanlopezpoveda/puentes-de-medicion http://es.slideshare.net/rseclen_b/escalas-en-instrumentos-analogicos-c2 https://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/metrologia-ynormalizacion/2-4-diferencia-ventajas-y-desventajas-de-instrumentosanalogicos-y-digitales/ http://www1.frm.utn.edu.ar/medidase1/practicos/medida_de_resistencia .pdf http://nslie.blogspot.pe/ Guía de Prácticas Nº 1, Circuitos Eléctricos 2 http://es.slideshare.net/eileemdebracho/instrumentos-de-medicinelctrica