UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

INFORME DE PRACTICAS DE LABORATORIO ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

DOCENTE:

PRÁCTICA Nº NOMBRE DE LA PRACTICA DURACIÓN FECHA

1

NORMAS DE SEGURIDAD, HERRAMIENTAS Y

UTILIZACIÓN DE

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS

2 horas Miércoles 28

de Agosto 2013

GRUPO Nº INTEGRANTES:

04 BRYAN NIMER ALMANZA MARCAPURA

OBJETIVOS

Revisar, estudiar y aplicar las normas de seguridad en la utilización de energía eléctrica e instrucciones para la utilización para la utilización de instrumentos de medición de magnitudes eléctricas.

Verificar las características eléctricas de cada tipo de instrumento que se va a utilizar en el laboratorio, con la información impresa como de dato de placa, con la finalidad de poder usar el instrumento adecuado en cada experimento y obtener la precisión deseada.

FUNDAMENTO TEORICO

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO

1. Hábitos de conducta No fumar en los laboratorios por seguridad e higiene. No consumir alimentos ni bebidas dentro del laboratorio.

2. Mantener el puesto de trabajo limpio y en orden La mesa de trabajo debe estar libre de abrigos, bolsos, libros, etc. No dejar bultos u otros objetos en los lugares de circulación, en

especial entre los pupitres.

3. Salud Si tiene algún padecimiento, o si se usa algún medicamento que

considere relevante para el curso normal de la práctica, esta debe informarse al profesor antes de realizar la práctica.

No ingresar al laboratorio bajo los efectos de drogas o alcohol.

4. Vestimenta En trabajos con máquinas o en sus inmediaciones, no se debe vestir

con prendas sueltas o con partes que cuelguen, como por ejemplo, corbatas, flecos, etc.

No se deben usar sandalias, zapatos abiertos o tacón alto en el laboratorio.

Usar camisas de manga larga de algodón. Materiales sintéticos pueden provocar que en un accidente de quemadura esta se adhiera a la piel. Se sugiere el uso de gabacha, que no sea larga ni floja, de algodón o con un porcentaje alto de este

Usar pantalón largo. No se debe, al realizar la práctica, llevar anillos, relojes de pulsera,

collares u otros accesorios que puedan engancharse, tales como “piercings” en cualquier parte del cuerpo.

En caso de que se tenga pelo largo, se debe llevar recogido con el fin de evitar riesgos.

Realizar los laboratorios con ropa seca y en superficies secas.

5. En general En los laboratorios no se deben dar bromas, ni jugar, ni comunicarse

con gritos. Estudiar atentamente la guía del laboratorio a realizar. Seguir en todo momento las instrucciones del profesor. Ante cualquier

duda, consultar al profesor. En prácticas de laboratorio supervisadas, no se debe energizar ningún

panel o fuente de voltaje sin que el profesor haya revisado la instalación correspondiente.

No se pueden realizar experimentos que no estén autorizados por el profesor.

Mantener el debido respeto hacia el profesor y los compañeros y compañeras.

No utilizar el celular durante las sesiones de laboratorio. Mantenerlo apagado.

6. Equipo de protección

De manera particular, y según sea la naturaleza del laboratorio, será indispensable utilizar equipo de protección. Esto será indicado por el profesor en cada laboratorio en particular, teniendo en consideración los riesgos que tenga el mismo. Esto incluye: Uso de anteojos o pantallas de protección en operaciones donde exista

riesgo de salpicadura. Uso de guantes aislantes o protectores cuando se trabaja con piezas

cortantes Uso de cascos, mascarillas y calzado especial cuando estos se

requieran.

7. Máquinas En algunas ocasiones no se puede eliminar el riesgo en el origen y por tanto es necesario utilizar medios de protección colectiva, tales como resguardos o dispositivos de seguridad. El resguardo es un componente de una máquina que se utiliza como barrera material para garantizar la protección. Un dispositivo de protección es aquel que impide que se inicie o se mantenga una fase peligrosa de la máquina, mientras se detecta o sea posible la presencia humana en la zona de peligro. Por tanto: No ponga fuera de servicio los dispositivos de seguridad existentes. Utilice correctamente los elementos de seguridad. No utilice equipos y maquinaria sin conocer su funcionamiento. Antes de realizar cualquier tarea en una máquina, siga atentamente las

instrucciones. En caso de duda, pregunte al profesor(as). Desconectar de la red eléctrica las herramientas y equipos antes de

proceder al ajuste. No reparar, desatascar o limpiar equipo. Notificar la anomalía para que

el personal capacitado realice la tarea. No bloquear sistemas electrónicos, eléctricos, mecánicos, etc.

FACTORES A CONSIDERAR PARA EVITAR ACCIDENTES

a) Intensidad de la corriente En corriente alterna, el umbral mínimo de percepción es 1.1 mA. El umbral mínimo de contracción muscular ocurre con 9 mA, pudiendo

ocurrir contracción de los músculos, que expele al accidentado lejos del conductor.

En corriente alterna el umbral de corriente peligroso corresponde a 80 mA, donde se puede llegar a fibrilación ventricular.

Entre 3 o 4 amperes de corriente puede llegar a causar depresión del sistema nervioso central

Esto se puede resumir de la siguiente manera

Intensidad Posible efecto en el cuerpo humano

1 mA Leve sensación de hormigueo.

De 2 a 4 mA Temblor de los nervios en los dedos hasta el antebrazo.

De 5 a 7 mA Leve sensación de choque, no doloroso aunque incómodo. La persona promedio puede soltar la fuente que proporciona corriente. Reacciones involuntarias al choque pueden resultar en lesiones

De 10 a 15 mA Sensación desagradable, pero todavía es posible soltarse.

De 19 a 22 mA Fuertes dolores de brazo. Ya no es posible soltarse voluntariamente.

De 25 a 50 mA Irregularidades cardiacas, aumento de presión arterial, efecto de tetanización, inconciencia y fibrilación ventricular.

De 50 a 200mA Menos de medio ciclo cardiaco: No se da fibrilación. Fuerte contracción muscular. Menos de un ciclo cardiaco: Fibrilación, inconsistencia. Marcas visibles. Paro cardiaco reversible. Más de un ciclo cardiaco: Quemaduras

Mayor a 4A Parálisis cardiaca y respiratoria. Quemaduras graves. Con toda probabilidad, puede causar la muerte.

10 A Paro cardiaco, quemaduras severas y con toda probabilidad, puede causar la muerte.

b) Resistencia eléctrica del cuerpo Esta depende de muchos factores, por lo que es difícil de determinar. El elemento principal en la resistencia del cuerpo humano es la resistencia de la piel, la cual varía de persona a persona. Esta disminuye si se está enfermo, se tienen lesiones en la piel y si el ambiente circundante es húmedo. La resistencia entre 2 partes opuestas del cuerpo puede estar en el orden de los kilo-ohms, aunque puede ser de apenas unas decenas de ohms entre partes cercanas, sobre todo si la piel está humedecida. Bajo condiciones secas la piel humana es muy resistente. Si la piel está húmeda, la resistencia del cuerpo baja considerablemente. Condiciones secas: I = V/R = 120v/100000 Ω =1.2 mA Condiciones humedas: I = V/R = 120v/1000 Ω = 120 mA Lo suficiente para causar fibrilación ventricular.

Tensión y corriente La intensidad de la corriente (amperes) es el factor fundamental para poder predecir el tipo de daño que la electricidad puede causar al cuerpo. Voltajes menores a 20 o 30 volts son inofensivos excepto en ciertos lugares muy sensibles del cuerpo tales como la boca, labios, lengua, genitales, etc. Por encima de esos voltajes, la corriente que circula puede llegar a provocar daños graves e incluso la muerte.

c) Forma de corriente

Tanto en corriente alterna como en continua se aplica la Ley de Ohm.

La corriente continua puede producir electrólisis pero teniendo en cuenta el tiempo de exposición y la tensión

La corriente alterna, en igualdad de condiciones, es de 3 a 4 veces menos peligrosa que la corriente continua.

No obstante, en términos generales, 100 mA, tanto la corriente continua como la alterna, son peligrosamente mortales.

ELEMENTOS A UTILIZAR

AMPERIMETRO VOLTIMETRO

VARIAC

REOSTATO

RESISTOR

PROCEDIMIENTO Y EJECUCION

1. Reconocer las herramientas a utilizarse en el laboratorio de electricidad.

2. Identificar los instrumentos de medición.

3. Usar el amperímetro para

colocar el reóstato en 40 Ω.

4. Usando el amperímetro y los cables de banana calcular cuánto es el valor de un resistor.

5. Después usando el amperímetro calcular la cantidad de voltaje que suministra el tomacorriente.

6. Usando el variac y el

amperímetro regular la cantidad de voltaje que suministra el tomacorriente a 30 V.

7. Se debe tener en cuenta que

no se debe suministrar una intensidad de corriente mayor a 3 A ya que puede quemarse el fusil del variac.

CUESTIONARIO

1. ¿CUÁL ES LA FORMA CORRECTA DE LEER LAS MAGNITUDES EN LOS INSTRUMENTOS ANALÓGICOS? Para efectuar la lectura en la escala de un aparato, se debe tener en cuenta las dos cifras (números), que estén escritas sobre la escala y entre las cuales se haya situado la aguja. Por ejemplo en el siguiente instrumento observar en la posición AC-V:

La aguja se ha colocado entre los números 10 y 15, o sea que la lectura debe dar un valor superior a 10, pero inferior a 15.

También debe tener en cuenta la cantidad de espacios o subdivisiones entre los dos números.

Contar la cantidad de espacios pequeños entre los dos números; observar la figura anterior.

Existen 10 espacios pero para calcular el valor de cada espacio se cuenta la cantidad de divisiones desde cero hasta el valor máximo o fondo de escala (ejemplo:25). Existen 50 divisiones Luego divida el fondo de escala entre el número de divisiones:25/50 = 0.56. Entonces el valor de una división es: 0.5

La aguja ha recorrido un espacio y como cada espacio vale 0.5, entonces un espacio vale: 0.5 x 1 = 0.5

Sumar al número 10 de la escala el valor de los espacios recorridos. 10 + 0.5 = 10.5

Por lo tanto, la lectura será de 10.5 V , es el valor medido con el multímetro en la posición con fondo de escala de 25

2. ¿CÓMO SE CALIBRA UN OHMÍMETRO DIGITAL? Existen 2 métodos para calibrar un ohmímetro digital.

METODO DIRECTO: utilizando un calibrador como patrón.

METODO INDIRECTO: por comparación con otro ohmímetro. PREPARACION

Contar con el manual del ohmímetro a calibrar. Buen estado de batería y fusibles. Esperar estabilización térmica si lo requiere. Certificados de los patrones vigentes. Temperatura y humedad en las condiciones indicadas por el fabricante o

las de referencia del laboratorio (generalmente 23ºC ± 2ºC y no mayor a 75%).

No realizar ninguna conexión a los bornes de salida del calibrador si hay tensión presente en esos bornes.

CONSIDERACIONES PARA CALIBRACIÓN EN RESISTENCIA

Algunos ohmímetro de 5½ dígitos, e incluso algunos de 4 ½ con capacidad de medida de resistencia a cuatro hilos, tiene la posibilidad de realizar un ajuste a cero.

Existen tres formas de conexión para medir resistencia:

Medida a dos hilos sin compensación

Medida a dos hilos con compensación

Medida a cuatro hilos con compensación 3. ¿CUÁL ES EL PRINCIPIO DE OPERACIÓN DE LOS MEGOMETRO? Megometro o Megger es un aparato o instrumento que permite establecer la resistencia de aislación existente en un conductor o sistema de tierras. Este instrumento basa su funcionamiento en una fuente de alta tensión pero poca potencia. Colocando una resistencia en los bornes de la fuente podemos observar que la tensión en la fuente disminuye. 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. POR EL MARGEN DE ERROR DE LOS INSTRUMENTOS ANALÓGICOS CLASIFIQUE A ESTOS INSTRUMENTOS.

MARGEN DE ERROR (%)

0.5% 1.5% 2.5% FRECUENCÍMETROS

DE LÁMINAS AMPERÍMETROS

AMPERÍMETROS DE MÁXIMA

SHUNTS VOLTÍMETROS AMPERÍMETROS DE

MÁXIMA CON CONTACTOS

FRECUENCÍMETROS DE AGUJA

FASÍMETROS AMPERÍMETROS

DOBLES

BOBINA MÓVIL CON

CONVERTIDOR

AMPERÍMETROS DOBLES CON CONTACTOS

INSTRUMENTOS CON

CONTACTOS

INDICADORES DE

UNIDADES NO ELÉCTRICAS

INDICADORES DE TEMPERATURA

VATÍMETROS

VÁRMETROS

5. EXPLIQUE CÓMO CONSEGUIRÍA AMPLIAR EL RANGO DE MEDICIÓN DE TENSIÓN DE UN INSTRUMENTO DE MEDICIÓN ANALÓGICO. El voltaje entre los terminales de un voltímetro analógico es de 100mV, cuando la aguja está a plena escala. Con el propósito de ampliar el rango de medición del este instrumento para medir voltaje, se recurre a un resistor que se coloca en serie, como se ve en la figura de la derecha. El resistor Rx, en serie con la resistencia interna del voltímetro (Rm), constituye un divisor de voltaje. El voltaje en cada uno de los resistores en serie es proporcional a los valores que estos tienen. Entonces:

La resistencia total del instrumento de medición es: Rt = Rx + Rm, entonces Rx = Rt - Rm. Dónde: Rt = Vt/Im Con lo que se obtiene: Rx = (Vt/Im) – Rm

6. EXPLIQUE EL PRINCIPIO DE OPERACIÓN DEL PUENTE DE RESISTENCIAS. La topología del Puente de Wheatstone es la mostrada en la siguiente imagen.

Las resistencias R1 y R3 son resistencias de precisión, R2 es una resistencia variable calibrada, Rx es la resistencia bajo medición y G es un galvanómetro de gran sensibilidad. Si variamos R2 hasta que el galvanómetro indique cero corriente, se cumplirá que:

Este circuito se conoce con el nombre de puente de Wheatstone. El primero que diseñó un circuito como éste fue S. Hunter Chistie en 1833, pero su uso no se generalizó hasta que Charles Wheatstone lo empleó para medir resistencias en 1843. Por lo general, la configuración con la que se representa este circuito es la mostrada en la siguiente imagen, y la condición de equilibrio del Puente, cuando la corriente por el galvanómetro es igual a cero, está dada por la expresión:

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

Como resultado de este proyecto, una propuesta muy importante sería colocar en un lugar visible las normas de seguridad, para que antes de realizar cualquier práctica los estudiantes tengan pleno conocimiento de los riesgos que conlleva manipular máquinas y transformadores que existen en el laboratorio.

Es importante también tener conocimiento del manejo de los equipos de medición, tales como los que se utiliza para medir voltaje, corriente, potencia, etc.; pero sería mejor si dichos equipos de medición serian reemplazados por unos más modernos y mejor aún si fueran digitales.

Mantener el orden y la limpieza. Cada persona es responsable de la zona que tiene asignada y todos lo somos de los lugares comunes.

CONCLUSIONES

Llegue a la conclusión de que los sistemas eléctricos son potencialmente letales para las personas. Pero conocer las características del peligro latente permite tomar los recaudos necesarios para evitar accidentes.

En el Laboratorio, necesitaremos conocimiento y Uso de los instrumentos que nos servirán para corregir, rectificar y mantener circuitos eléctricos que construiremos más adelante.

En el laboratorio debemos evitar trabajar con dispositivos o circuitos energizados para ello tenemos que verificar que están abiertos o desconectados y uno de los dispositivos con los que debemos tener más cuidado son los capacitores porque pueden almacenar grandes voltajes.

BIBLIOGRAFIA

REFERENCIAS WEB

http://html.rincondelvago.com/los-instrumentos-de-medicion-electrica.html www.oocities.org/.../Seguridad_en_laboratorios_de_Electricidad.doc http://www.fcen.uba.ar/shys/pdf/normas_f1.pdf

http://www.controlfr.com/marcas/saci/Analogicos.pdf

https://portal.uah.es/portal/page/portal/GP_PREVENCION/PG_REPOSITORIO/PG_DOCUMENTOS/PG_DOC_MONOGRAFIAS/M-2.pdf

LIBRO

Libro “SEGURIDAD ELECTRICA” manual del estudiante. Edición revisada. Departamento de Salud y servicios humanos. Autor “Thaddeus W. Fowler, Ed.D. y Karen K. Miles”