Experiencia Laboratorio Electrotecnia

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UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS

INGENIERÍA CIVIL INDUSTRIAL

Experiencia N°1 de Laboratorio de Electrotecnia

ÍNDICE GENERAL

Contenido

ÍNDICE GENERAL        ii

NOMENCLATURA        iii

GLOSARIO        iv

ÍNDICE DE FIGURAS        v

RESUMEN        vi

I.        INTRODUCCIÓN        1

II.        DESARROLLO        2

2.1 Circuito 1        2

2.2 Circuito 2        4

2.3 Circuito 3        5

III.        CONCLUSIÓN        8

IV.        ANEXOS        9

NOMENCLATURA

A: Ampere. Unidad de medida de la corriente

Ii: Corriente i   ; i={1,2,3,4,5,6,7,8,9}

Ri: Resistencia i  ; i={1,2,3,4,5,6,7,8,9}

V: Volt. Unidad de medida del voltaje.

V1: Voltaje 1.

VRi: Voltaje de la resistencia i   ;   i={1,2,3,4,5,6,7,8,9}

Wi: Potencia i   ; i={1,2,3,4,5,6,7,8,9}

W: Watt. Unidad de medida de la potencia.

Ω: Ohm. Unidad de medida de la resistencia.

GLOSARIO

1. Cables: En este experimento hace referencias a cables de cobre que fueron utilizados para unir el entrenador al protoboard y para pasar el voltaje al circuito.
2. Entrenador: Es un equipo que permite realizar el montaje de circuitos de manera rápida y fácil. Además, se utiliza para pasar corriente al protoboard donde se armarán los circuitos.
3. Protoboard: O placa de pruebas. Es un tablero con orificios y conexiones eléctricas internas que sirve principalmente para armar circuitos.
4. Resistores: O resistencias. Son elementos que sirven, como lo indica su nombre, para poner resistencia al paso de corriente entre dos puntos de un circuito. En este experimentos serán utilizados 9.
5. Tester: El cual es un instrumento que se utiliza para medir diferentes magnitudes eléctricas activas o pasivas. Estas pueden ser continuas o alternas.

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1  Circuito 1……………..…………………………………………………………… 3                                    

Figura 2.2 Circuito 2……..……………………………………………………………………. 5      

Figura 2.3 Circuito 3….……………………………………………………………………….. 7                                          

RESUMEN

Esta segunda experiencia realizada en el laboratorio de electrotecnia tiene como principal objetivo el comprender el correcto uso y aplicación de los circuitos para el cálculo de resistencias, voltajes, y corrientes, tanto teórica como prácticamente. Es por esta razón que esta experiencia resulta muy útil ya que no sólo se trabaja de manera experimental, sino que, además se aprenden a usar diversas ecuaciones que resultarán necesarias a lo largo del curso y se internalizan los términos de resistencia, voltaje y corriente.

Como segunda experiencia se les solicitó a los alumnos trabajar con algunos de los instrumentos de laboratorio que fueron utilizados anteriormente, los cuales son: el entrenador, el tester y el protoboard. Para trabajar con dichos elementos se desarrollaron tres ejercicios en los que se debían formar circuitos con diversas cantidades de resistencias y luego de eso medir la corriente y el voltaje de cada resistencia, para lo que se utilizó el tester, el protoboard, donde se armó el circuito y el entrenador. En el último ejercicio los valores de las resistencias debieron variar entre distintos rangos entregados en la hoja de guía.

Para esta experiencia los grupos, de tres alumnos, debieron ser capaces de armar cada circuito solicitado en cada uno de los ejercicios de manera correcta, para luego tomar las medidas pedidas y responder las preguntas.

Con respecto al objetivo principal, mencionado al inicio de esta página, se puede decir que se vio cumplido, ya que los alumnos lograron conseguir de manera correcta los valores, tanto teóricos como prácticos, y sacar las conclusiones necesarias de las mediciones para responder los ejercicios propuestos por el profesor. A pesar de que durante el desarrollo de la experiencia surgieron ciertas complicaciones, los alumnos fueron capaces de sortearlas y llegar a cumplir con su labor.

En las siguientes páginas se dará una explicación detallada de cómo fue realizado el trabajo, las dificultades encontradas a lo largo del camino y cómo fue que los alumnos pudieron sortearlas para poder conseguir las respuestas necesarias y mejorar para futuras experiencias.

1. INTRODUCCIÓN

En la actualidad el uso de circuitos eléctricos está presente en prácticamente todos los aspectos de la vida y forma parte importante en la rutina diaria de todos, ya sea en la conexión de la luz en el hogar o en una empresa, a mayor escala. Es por esta razón que en la siguiente experiencia se trabajó de forma práctica con diferentes tipos de circuitos que pueden ser encontrados en cualquier ámbito de la vida, para que de esta forma los alumnos aprendan de manera correcta a calcular corrientes, resistencias y voltajes.

Este informe se refiere precisamente al cálculo, tanto experimental como teórico, de diversas magnitudes que son requeridas, teniendo como principal objetivo el conseguir valores similares entre ambos cálculos.

En esta segunda experiencia en el laboratorio de electrotecnia, se trabajará con algunos elementos eléctricos usados en la experiencia anterior, además de materiales que son necesarios para la formación de circuitos eléctricos y, por otro lado, se utilizarán instrumentos de medición que serán de ayuda para poder entender el funcionamiento de los circuitos eléctricos, y de esta manera poner en práctica los conocimientos previos que se poseen con respecto a la electrotecnia por medio de ejercicios de aplicación y trabajos prácticos.

Para esta segunda experiencia en el laboratorio de electrotecnia se presentó un objetivo principal a los alumnos, el cuál fue el de obtener los valores de voltajes, corrientes y resistencias de diversos tipos de circuitos, tanto teórica como prácticamente, todo esto haciendo uso de los conocimientos previos con respecto a los materiales e instrumentos de laboratorio.

Los instrumentos utilizados por los alumnos fueron tres: el entrenador, el tester y el protoboard. Cada de uno de estos fue necesario para realizar los tres ejercicios propuestos y que se pasan a explicar detalladamente a continuación.

1. DESARROLLO

En esta segunda experiencia, y tal como se mencionó en páginas anteriores, los alumnos se vieron desafiados a realizar tres ejercicios prácticos, en los cuáles debieron utilizar todos los conocimientos previos respecto a circuitos y sobre el uso y manejo correcto de los instrumentos de laboratorio.

2.1 Circuito 1

Se solicita armar que en el protoboard el circuito descrito en el diagrama (Anexo A) con cuatro resistores en serie y de valores cercanos a los que aparecían en la guía. Luego de una larga búsqueda de los resistores de valores similares, los cuales fueron bastante difíciles de encontrar, se trabajó con tres valores iguales a los valores solicitados y uno distinto, que varió de 2.2 [kΩ] (Ohm) a 1.8 [kΩ].

Primeramente, se debe regular el entrenador para que la salida de voltaje sea de 10 [V] (Volt), detalle solicitado explícitamente en el ejercicio. Luego se conecta con cables desde la salida de voltaje y de cable a tierra al circuito del protoboard.

Luego de tener conectado todo se pide calcular teóricamente el valor del voltaje VR3 (Voltaje de resistencia 3), el cual acompañó a la resistencia R3 (Resistencia 3) de valor 1.8 [kΩ], por medio de la fórmula de divisor de tensión:

                                                                 (2.1)                                                [pic 2]

Habiendo calculado el valor del voltaje se procedió a comprobar en forma práctica el valor con el voltímetro.

Posteriormente se debió realizar el mismo cálculo teórico para cada uno de los elementos restantes del circuito (R1 (Resistencia1), R2 (Resistencia 2) y R4 (Resistencia 4)), con la misma fórmula mencionada anteriormente (2.1). Teniendo calculados todos los valores de las diferencias de potenciales, de forma teórica, pasan a medirse de forma práctica con el voltímetro y se procede a utilizar una nueva fórmula, la cual sirve para comprobar que el valor del voltaje V1 (Voltaje total) (10 [V]) es igual a la suma de los valores de diferencia de potencial de cada resistencia. La fórmula es la siguiente:

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