Manual LAB E&IE EJ2022 electricidad PDF

Preview

Summary

es un manual donde podemos practicar los conceptos de ingenieria electrica y electricidad y circuitos electricos con electrica...

Description

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS LABORATORIO DE ELECTRICIDAD E INGENIERÍA ELÉCTRICA MANUAL DE PRÁCTICAS ENERO – JUNIO 2022

Nombre del Alumno: Grupo: __________ Equipo: ________. Día: ________ Horario___________ Maestro de Prácticas:

ÍNDICE GENERAL TEMA

PÁGINA

REGLAMENTO INTERNO

I

NORMAS DE SEGURIDAD

VII

CALENDARIO

IX

PRÁCTICAS 1.- Simbología eléctrica

1

2.- Instrumentos de medición

8

3.- Conductores (alambres y cables)

12

4.- Característica de conductores

17

5.- Corriente eléctrica

20

6.- Resistores eléctricos

24

7.- Circuitos eléctricos

28

8.- Ley de Ohm

34

BIBLIOGRAFÍA

38

REGLAMENTO INTERNO DEL LABORATORIO DE ELECTRICIDAD E INGENIERÍA ELÉCTRICA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Para el semestre enero – junio 2022 las actividades del Laboratorio de Electricidad e Ingeniería Eléctrica se estarán llevando de acuerdo con las indicaciones de las autoridades universitarias y de salud pudiendo ser presencial con la totalidad del grupo o escalonado con grupos reducidos, se considera también la posibilidad de pasar a modalidad no presencial mediante el uso de una plataforma virtual en cuanto las autoridades así nos lo indiquen. Las actividades están programadas para realizarse en una sesión de 2 horas cada dos semanas, más el tiempo requerido que el alumno tendrá que invertir para cubrir las actividades académicas complementarias. El sistema de trabajo y evaluación que se aplicará durante el curso abarca cinco aspectos que son descritos a continuación.

I.

SESIONES DEL LABORATORIO

1. El programa del Laboratorio, está dividido en sesiones de 2 horas cada dos semanas. Un instructor será asignado al grupo, el cual tiene obligación de asesorar y supervisar a los alumnos en el desarrollo del tema.

2. Para las sesiones presenciales el alumno deberá presentarse en el horario inscrito. En la modalidad de grupos escalonados, el instructor indicará los días que el alumno deberá presentarse. En caso de pasar a modalidad no presencial, el instructor establecerá la plataforma virtual que se utilizará.

I

II. DEL COMPORTAMIENTO DEL ALUMNO 1. El alumno trabajará durante todo el curso en el horario y grupo asignado al tramitar su inscripción. 2. Deberá presentarse a las sesiones con bata, lentes, instructivo del laboratorio, calculadora y hoja de datos experimentales impresa correspondiente a la práctica. 3. Deberá presentarse puntualmente en el horario indicado, después de este tiempo se hará acreedor a una sanción, correspondiente a la anulación parcial o total de los exámenes de evaluación. 4. En caso de que la inasistencia sea justificable y el alumno no pueda recuperar la práctica, es necesario que éste se ponga en contacto con su instructor del laboratorio durante los siguientes cinco días hábiles para evaluar la situación e indicar lo procedente. 5. Deberá mostrar un comportamiento digno, respeto a compañeros, instructores y al responsable del taller, ya que la transgresión a esta norma ameritará una sanción.

6.

El material y/o equipo proporcionado por el laboratorio en caso de que se extravíe o destruya por mal uso del alumno, deberá ser repuesto o liquidado.

III. DEL CONTENIDO DEL CURSO El curso del laboratorio se imparte empleando los métodos de enseñanza tradicional (individual) y el basado en competencias (equipo).

III.a. DE LA CALIDAD DEL REPORTE DE LOS TEMAS Es un documento escrito que se entrega de forma individual en la sesión II

correspondiente de acuerdo con calendario oficial de actividades del taller. Integrado por dos partes principales, la primera llamada reporte PRE y la segunda reporte POST. Es obligatorio transcribir los subtítulos de cada sección, así como las instrucciones y/o preguntas seguidas de su respectiva respuesta.

III.a.1. CONTENIDO REPORTE PRE: Es la primera parte del reporte cuyo fin es que el alumno tenga conocimientos teóricos básicos acerca del tema, antes de efectuar la práctica. Está integrado por:

o PORTADA: Formato establecido por el taller que deberá ser llenado con la información requerida (letra legible y tinta).

o OBJETIVO: Resultado que se espera alcanzar al final de cada sesión. Transcribir del instructivo.

o INTRODUCCIÓN: Texto breve con las ideas principales del tema que debe ser elaborado a partir del contenido teórico de cada sesión.

o GUÍA DE ESTUDIOS: Trabajo de investigación bibliográfica basado en un cuestionario sobre el tema a tratar. Las respuestas deberán tener la referencia bibliográfica para ser evaluada.

o BIBLIOGRAFÍA: Fuente de información confiable (autor, título, editorial, edición, página, año). Correlacionar con el número de pregunta de la guía de estudio. Reporte sin bibliografía no tendrá validez. REPORTE POST: Es la segunda parte del reporte escrito dónde se reafirman los conocimientos adquiridos de la práctica, formado por:

o HOJA DE DATOS EXPERIMENTALES: Formato proporcionado por el laboratorio el cual se llena con las operaciones y ejercicios realizados durante la explicación y desarrollo del tema, autorizada por el instructor. Portada del reporte POST.

o CÁLCULOS,

CUESTIONARIO

Y

CONCLUSIONES:

Comprobación

matemática del objetivo de la práctica. Incluye planteamiento y deducción de modelos matemáticos, sustitución, manejo de unidades; así como la

III

elaboración de gráficos que involucran las variables analizadas en la sesión. También incluye la interpretación de los resultados por parte del alumno haciendo referencia al objetivo de la práctica. Los reportes son individuales y deberán enviarse a la plataforma que indique el instructor, previo a la fecha y horario indicados en el calendario de actividades del laboratorio; con las siguientes características: •

Hojas blancas tamaño carta

•

Margen, encabezado y/o pie de página (número de página y nombre del alumno)

•

Desarrollados en el orden preestablecido

•

Orientados verticalmente

•

Limpieza

•

Uniformidad en formato PDF: manuscritos a tinta. (No foto).

IV. DE SU EVALUACIÓN Para ser evaluado deberá haber realizado TODAS las actividades académicas establecidas en el programa del Laboratorio de Física A.

IV.a. PRÁCTICAS 1. Toda actividad realizada por el alumno debe ser sujeta a un reporte escrito, que entregará como parte de su evaluación. R.I.F.C.Q. CAP. XI Art. 83

2. El requisito para realizar la práctica correspondiente a la semana es presentar el reporte de PRE y presentar todo el material solicitado por el profesor. En caso de no cumplir con alguno de los mismos deberá salir a completar las actividades y reintegrarse a su sesión semanal. Cuando aplique.

IV

3. En las sesiones que aplique se entregará para su revisión la segunda parte de la práctica de la semana anterior (POST). En caso de no poder asistir, deberá enviarlo en el horario correspondiente y ser entregado al profesor asignado.

4. Para que un reporte pueda ser evaluado, deberá llevar la portada o bien la hoja de actividades correspondiente, debidamente complementada.

5. Cuando existan reportes iguales entre dos o más alumnos se anulará el tema a todos los involucrados.

6. En cada sesión se aplicarán breves cuestionarios sobre el fundamento teórico del tema a realizar y otro sobre el tema realizado, los cuales formarán parte de la calificación del reporte PRE y POST respectivamente.

7. El resultado de la evaluación de cada tema con una calificación numérica de 0 al 10 considerándose la calificación mínima aprobatoria de 6.0 (seis-cero) o su equivalente en porcentaje. R.I.F.C.Q. CAP. XI Art. 84

8. Tema no realizado se considera como práctica no presentada equivalente a cero.

9. Los alumnos tendrán derecho a solicitar revisión del reporte evaluado dentro de los 8 días hábiles posteriores a la entrega de resultados del(los) tema(s). En primera instancia con el maestro del grupo (3 días hábiles posteriores a la entrega de resultado) y de continuar alguna inconformidad con el coordinador del laboratorio (5 días posteriores al resultado anterior). R.I.F.C.Q. CAP. XI Art. 85

V. DE LA ACREDITACIÓN DEL CURSO 1. El resultado final del curso se expresará como ACREDITADO o NO ACREDITADO, y se registrará la calificación final promedio del laboratorio. R.I.F.C.Q. CAP. XI Art. 87

V

2. El Laboratorio es ACREDITADO cuando el número de prácticas aprobadas es no menor del 75% del total que se programó y se realizó con promedio mayor o igual al 60%. R.I.F.C.Q. CAP. XI Art. 88

3. El promedio final tomará en cuenta la calificación de cada uno de los temas (100%).

4. La teoría y el laboratorio se deben cursar simultáneamente. Si después de un curso simultáneo se reprueba la teoría y se acredita el laboratorio, el resultado del laboratorio será válido. Si no se acredita el laboratorio y se prueba la teoría, se anula la teoría, debiendo cursar nuevamente teoría y laboratorio. En caso que, el alumno repruebe por una segunda ocasión el laboratorio, deberá cursar teoría y laboratorio como materia única. R.I.F.C.Q. CAP. XI Art. 79 y 80.

5. Cuando la teoría y el laboratorio se cursen como materia única, de ser aprobados teoría y laboratorio, equivaldrá a una oportunidad de examen de regularización académica, y en caso de no acreditarlos, se consideran agotadas sus oportunidades para esta asignatura, por lo que causará baja definitiva de la Facultad. Este reglamento está elaborado acorde los estatutos que dicta el Reglamento Interno de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí, en el Capítulo XI “De los Laboratorios y Talleres”, aprobado por el H. Consejo Directivo Universitario en sesión del 28 de noviembre del 2019.

VI

NORMAS DE SEGURIDAD Es importante tomar en cuenta las siguientes recomendaciones antes de realizar una práctica en el Laboratorio de Electricidad e Ingemiería Eléctrica

1. Leer cuidadosamente el desarrollo de la práctica antes de entrar al laboratorio. 2. El orden y la limpieza deben persistir en todo momento dentro del laboratorio. En consecuencia, al terminar cada sesión deberán quedar limpias las mesas de trabajo.

3. No ingerir alimentos ni fumar dentro del laboratorio. 4. Siempre debe trabajar con seriedad, responsabilidad y estar atento a las instrucciones del profesor de laboratorio.

5. Debe informarse inmediatamente de cualquier accidente, aunque sea leve, al instructor.

6. Tener siempre presente la ubicación de los teléfonos de emergencia y los extintores para usarse en caso de cualquier eventualidad.

7. En caso de contingencia y/o emergencia suspender la actividad que se esté realizando y seguir las indicaciones del instructor dadas por las Brigadas de protección civil - FCQ.

SIMBOLOGÍA DE SEGURIDAD DENTRO DEL LABORATORIO

VII

Laboratorio de Electricidad e Ingeniería Eléctrica

VIII

Laboratorio de Electricidad e Ingeniería Eléctrica LABORATORIO DE ELECTRICIDAD E INGENIERÍA ELÉCTRICA CALENDARIO DE ACTIVIDADES GRUPOS ESCALONADOS SEMESTRE ENERO - JUNIO 2022 MES

ENERO

FEBRERO

MARZO

ABRIL

MAYO

JUNIO

LUNES

MARTES

MIÉRCOLES

JUEVES

VIERNES

TEMA

24

25

26

27

28

31

1

2

3

4

Instrucciones generales

Reinscripciones

7

8

9

10

11

Simbología Eléctrica (P1)

14

15

16

17

18

Simbología Eléctrica (P1)

21

22

23

24

25

Instrumentos de medición (P-2)

28

1

2

3

4

Instrumentos de medición (P-2)

7

8

9

10

11

Resistores (P-3)

14

15

16

17

18

Resistores (P-3)

21

22

23

24

25

Taller

28

29

30

31

1

Taller

4

5

6

7

8

Circuitos eléctricos (P4)

11

12

13

14

15

18

19

20

21

22

25

26

27

28

29

2

2

4

5

6

Ley de Ohm (P-5)

9

10

11

12

13

Ley de Ohm (P-5)

16

17

18

19

20

Taller

23

24

25

26

27

Entrega de calificaciones a alumnos

30

31

1

2

3

PERIODO VACACIONAL Circuitos eléctricos (P4)

Exámenes ordinarios

IX

Laboratorio de Electricidad e Ingeniería Eléctrica

SIMBOLOGÍA Y COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS. OBJETIVO: a) Conocer los diferentes dispositivos eléctricos, identificándolos por sus símbolos e interpretar su función en un circuito eléctrico. b) Conocer las normas de seguridad, indispensables en cualquier trabajo con electricidad. c) Clasificar los diferentes componentes eléctricos para así interpretar diagramas eléctricos. INTRODUCCIÓN: Los circuitos eléctricos pueden ser muy complejos, pero están hechos de componentes relativamente sencillos. En la figura No 1 se enlistan los símbolos más comunes de elementos eléctricos y aparatos de medición. FUENTES DE ENERGIA Y TIPOS DE CORRIENTE Las fuentes de energía o fuentes de poder pueden tener muchas formas y generalmente se representan con los símbolos de batería y pila. Las fuentes de poder se dividen en dos grupos: FUENTES DE CORRIENTE DIRECTA (C.D.) y FUENTES DE CORRIENTE ALTERNA (C.A.). Las más usuales en el laboratorio son las de pila seca de 1.5 VCD o bien de una fuente de poder C.D. de estado sólido; para obtener corriente alterna se toma generalmente de los contactos de 110 v y si se quiere mayor o menor voltaje se utilizan transformadores de relación variable que permiten ajuste de potencial. La corriente eléctrica se define como el flujo de electrones en conductores eléctricos. Los conductores pueden ser de plata, aluminio, cobre u otros materiales. Los conductores se clasifican en alambres y cables, ambos pueden transportar corrientes de diferentes voltajes según sean conductores de control o de potencia RESISTORES, CAPACITORES, INDUCTORES. Los resistores existen de diferentes formas y tamaños, están clasificados en fijos y variables. Existen resistores de precisión (tolerancia de 0.5 %) para construcción de instrumentos de medición exacta. También hay resistores demenor precisión (Tolerancia de 5 %, 10 % y 20 %), que se utilizan en aparatos más comunes como la radio. La unidad de resistencia es el Ohm y dependiendode su valor, se fabrican de alambres, arcilla y carbón y pueden ser depositados en fibra de vidrio.

1

Laboratorio de Electricidad e Ingeniería Eléctrica

Los resistores variables como el Reóstato y Potenciómetro se usan para el control de corriente o potencial. El primero de ellos consta de una resistencia de alambre cuya longitud efectiva puede variar y así cambia el valor de la resistencia, se usa como divisor de potencial. El potenciómetro se usa como divisor de voltaje, este dispositivo selecciona o regula el voltaje que toma el potencial que se aplica a sus terminales estacionarias. Los capacitores o condensadores son dispositivos formados por dos placas, conductoras separadas por un dieléctrico que puede ser aire, papel, mica térmica, aceite, etc. Se usan en un circuito eléctrico para acumular carga y evitar cambios bruscos de voltaje. Los hay de corriente directa (C.D). y de corriente alterna (C.A); fijos y variables en diferentes formas y medidas según la capacidad que se requiera y la cantidad de potencial que se aplicará en las placas. Otra clase de condensadores más especiales son los electrolíticos. Los inductores reciben el nombre de bobinas, estas pueden ser con un núcleo de aire o de fierro. El valor de la inductancia depende de la geometría de la bobina, número de espiras y tipo de núcleo. TRANSFORMADORES Y RECTIFICADORES. Los transformadores, se utilizan para elevar y/o reducir las tensiones deuna corriente eléctrica mediante inducción magnética. Se clasifican en elevadores o reductores según sea su efecto sobre el voltaje. Rectificadores: el diodo es un dispositivo semiconductor que transporta corriente en una dirección y la bloquea en el sentido opuesto, se utiliza en los circuitos de corriente alterna y rectifica media onda. El rectificador de onda completa es el que rectifica las dos mitades de la alternación gracias a un juegode cuatro diodos. APARATOS DE MEDICIÓN. Los tipos de aparatos más comunes en nuestro laboratorio son aquellos que se utilizan para medir intensidad de corriente, diferencia de potencial y resistencia. El amperímetro mide la intensidad de la corriente y se expresa en amperes. El voltímetro mide la diferencia de potencial y se expresa en voltios. El óhmetro mide resistencias y se expresa en ohms. Los aparatos anteriores se integran en uno solo y se le conoce con el nombre de multímetro. Estos aparatos tienen el principio básico del funcionamiento del Galvanómetro de D´Arsnoval de bobina móvil. Cuando se vaya a usar un aparato deberá observarse atentamente las indicaciones para su correcto manejo, tales como tipo de corriente, posición de empleo, limitaciones, escalas, etc.

2

Laboratorio de Electricidad e Ingeniería Eléctrica A continuación, se mencionan algunas reglas de seguridad que deben seguirse en cualquier laboratorio que maneje energía eléctrica: REGLAS PARA EVITAR LESIONES ELÉCTRICAS. 1.- Asegúrese de conocer bien el sistema eléctrico, sus componentes y equipo de trabajo. 2.- No confíe en elementos de protección como fusibles, interruptores, relevadores, etc., que pueden no estar funcionando. 3.- No trabajar cerca de donde haya amontonamiento de puntas conectadas. 4.- No distraerse al estar trabajando, midiendo o conectando equipo peligroso. 5.- Moverse cuidadosamente cuando este manejando equipo eléctrico nuevo o desconocido para usted. 6.- No trabajar solo, es conveniente que alguien esté cerca para auxiliar en caso de accidente, desconectando la energía, aplicando respiración de boca a boca, o llamando a un médico. 7.- No trabajar sobre superficies húmedas, pues su resistencia de contacto a tierra se reduce considerablemente; hágalo sobre plataformas aisladas. 8.- Trabaje con una sola mano pues una corriente eléctrica entre dosmanos cruza el corazón y puede ser fatal más que una corriente de mano a pie. REGLAS PARA EVITAR LESIONES TÉRMICAS. 1.- Los resistores disipan energía en forma de calor, tenga cuidado con los que soportan altas corrientes ya que pueden producir quemaduras. 2.- Los cap...