FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICA

FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICALABORATORIO DE TECNOLOGA ELCTRICA

1. TTULO DE LA PRCTICAFuentes de energa2. OBJETIVO GENERALRelacionar el comportamiento de uno de los tipos de fuente DC (corriente continua) y AC (corriente alterna sinusoidal). Explicar valores de las medidas de voltaje de salida usando diferentes instrumentos de medida. Distinguir los errores cometidos y justificarlos3. SUSTENTACIN TERICA DEL EXPERIMENTOLacorriente alterna (CA)es un tipo decorriente elctrica, en la que la direccin del flujo de electrones va y viene a intervalos regulares o en ciclos. La corriente que fluye por las lneas elctricas y la electricidad disponible normalmente en las casas procedente de los enchufes de la pared es corriente alterna. La corriente estndar utilizada en los EE.UU. es de 60 ciclos por segundo (es decir, unafrecuenciade 60 Hz); en Europa y en la mayor parte del mundo es de 50 ciclos por segundo (es decir, una frecuencia de 50 Hz.).

Lacorriente continua (CC)es la corriente elctrica que fluye de forma constante en una direccin, como la que fluye en una linterna o en cualquier otro aparato con bateras es corriente continua.Una de las ventajas de la corriente alterna es su relativamente econmico cambio de voltaje. Adems, la prdida inevitable de energa al transportar la corriente a largas distancias es mucho menor que con la corriente continua.

Fuentes de energaEl propsito principal de una fuente de alimentacin o energa, es hacer entrega de una o ms tensiones elctricas que pueden ser variables al circuito, con la suficiente capacidad para mantener las condiciones de operacin ideales. Hay muchos tipos de fuentes de alimentacin, y pueden ser de tamao y formas variadas. Se puede decir que todos los dispositivos electrnicos que conocemos tienen uno de estos aparatos integrados, desde nuestrotelevisor,microondas, hasta elordenadorque tenemos en casa.Aunque cada fuente de alimentacin tiene sus propias especificaciones y caractersticas individuales, todas ellas tienen ciertas cosas en comnEl principio bsico del generador de CA es una consecuencia directa de la ley de induccin de Faraday. Cuando una bobina se hace girar en un campo magntico a frecuencia angular constante w, un voltaje sinusoidal (FEM) se induce en la bobina, este voltaje instantneo es: v= Vmax. Sen wtVoltmetrosUn voltmetro es un instrumento que sirve para medir de manera directa o indirecta el voltajeentre dos puntos de un circuito elctrico. El voltmetro est constituido por un galvanmetro (instrumento que se usa para detectar y medir la corriente elctrica) y por una resistencia serie.Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltmetro ha de colocarseen paralelo; esto es, en derivacin sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida.

Esto nos lleva a que el voltmetro debe poseer unaresistencia interna lo ms alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que dara lugar a una medida errnea de la tensin. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnticos de la corriente elctrica, estarn dotados de bobinas de hilo muy fino y con muchas espiras, con lo que con pocaintensidad de corrientea travs del aparato se consigue elmomentonecesario para el desplazamiento de la aguja indicadora.TIPOS DE VOLTIMETROSVOLTMETRO ELECTROMECNICO: Estos se constituyen por un galvanmetro que tiene una escala graduada en voltios.VOLTMETRO ELECTRNICO:Cuentan con un amplificador que proporcionan la relacin entre el voltaje y la intensidad de corriente de entrada y mayor sensibilidad. VOLTMETRO VECTORIAL:Se utilizan con seales de microondas adems de indicar el voltaje ayudan con la fase.VOLTMETRO DIGITAL:Instrumento diseado para medir y presentar en forma digital una variable voltaje de la corriente elctrica, la indicacin es numrica por lo general en una pantalla LCD, el primer voltmetro digital fue inventado y producido por el seor Andrew Kay en 1954.

CARACTERISTICAS DE UN VOLTMETRO1.Sirve para medir el voltaje tanto en corriente alterna como en corriente continua2.Los voltmetros se simbolizan con la letra V encerrada en un circulo3.La unidad bsica de medida expresada porlos voltmetros es el Voltio4.El voltmetro siempre se conecta en paralelo en el circuito; nunca en serie.COMO SE UTILIZA?La medida del voltajecon un voltmetro es muy sencilla, lo primero que debemos hacer es establecer si el voltaje es de corrientealterna o de corriente continua, de acuerdo a esto seleccionamos enel voltmetro la opcinde medir tensin continua o tensin alterna de acuerdo al tipo decorriente quetengamos, y luego empezamoscon el voltaje ms alto establecido en el voltmetro y lo vamos disminuyendo hasta acercarnos al dato ms preciso. Si la corriente es alternael voltmetrose puede conectar en cualquier sentido, si es de corriente continua debe conectarsecon polaridad positivo y negativo segn correspondan. Para poder tomar la medida del voltaje el voltmetro se debe colocar en paralelo;o seaen derivacin sobre cada uno de los puntos en que deseamos tomar la medida.

VOLTIMETRO CORRIENTE ALTERNA(NO IMPORTA LA POLARIDAD)

VOLTIMETRO CORRIENTE CONTINUA(ES IMPORTANTE TENER EN CUENTA LA POLARIDAD)

4. PROCEDIMIENTO PRCTICO4.1 CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS ELEMENTOS UTILIZADOS EN LA PRCTICABASE DE DATOS: EQUIPO UTILIZADO

NOMBRE DEL EQUIPOCARACTERISTICAS GENERALES

ELEMENTOS ACTIVOSFuente de C.C.1) 3 Fuentes de alimentacin con 3 perillas de control: -F1 ( 0/+20); ( 0/500) -F2 ( 0/-20) ; ( 0/500)-F3 ( 0/+5) ; ( 0/1,5)2) Uso perpendicular3) Fuente independiente.4) Marca: CE-5

Fuente de C.A.1)Fuente dependiente de corriente alterna2)Rango: 0-140 de salida y 120 de entrada;Corriente 53)Frecuencia: 50-60 Hz4) Uso perpendicular5) 1 perilla de control

ELEMENTOS PASIVOS

Restato 1)Resistor variable2) R mx.: 170 3) 1 contacto mvil en la parte superior4) Serie: C 0489

EQUIPO DE MEDIDAVoltmetro A.C. D.C.SIMBOLOGA OPERACIONAL

1) Medicin de voltaje (C.C. A.C.)2) Posee espejo para evitar paralaje3) Clase: 0,5 4) Uso horizontal5) Instrumento de hierro mvil (Ferro magntico)6) Tensin de prueba superior a 5007) Escalas: 6, 30, 60

0,5

Multmetro Analgico

1) Responde C.C. A.C2) Mediciones de voltaje, corriente y resistencia.

Multmetro Digital

1) Responde C.C. A.C2) Mediciones de voltaje, corriente y resistencia.3) Uso de procesador4) V A.C.: 200-1000 5) V D.C.: 1000

ELEMENTOS DE MANIOBRAInterruptor doble con proteccin 1) Posee como elemento protector un fusible2) Se maneja con una misma cuchilla que cierra o abre al mismo tiempo ambos caminos del circuito paralelos entre s.

Interruptor simple1) Cierra un camino o desva la corriente al abrirlo. 2) 2 terminales

Cables con diferentes terminales1) Cables banana: cables de color rojo con ambos terminales banana2) Cables horquilla: cables de color verde con ambos terminales de tipo horquilla3) Cables banana-horquilla: cables de color amarillo con una terminal banana y otra horquilla

4.2 RESUMEN DEL PROCEDIMIENTO PRCTICO DEL EXPERIMENTO:Primero se presenta una exposicin del instructor sobre el objetivo y el procedimiento de la prctica, luego se arma el circuito requerido usando los elementos de proteccin necesarios como un interruptor doble con fusible, posteriormente se enciende la fuente con un voltaje inicial de 10 V en DC y se toman los valores que marcan cada uno de los voltmetros, a continuacin se aumenta el voltaje de la fuente a 18 V en DC y se toman los valores de voltaje en los voltmetros, finalmente se cambia la fuente DC por una AC y se repite todo el procedimiento con 10 V y 18 V

5. DATOS TERICOS Y MEDICIONESFUENTE DC10 V (S1 ABIERTO)10 V(S1 CERRADO)18 V (S1 ABIERTO)18 V (S1 CERRADO)

VOLTMETRO DC9.45 (V)9.4 (V)18.2 (V)18.15 (V)

MULTMETRO ANA10.2 (V)10.18 (V)19.1 (V)19 (V)

MULTMETRO DIG10.16 (V)10.14 (V)19.35 (V)19.32 (V)

FUENTE AC10 V (S1 ABIERTO)10 V(S1 CERRADO)18 V (S1 ABIERTO)18 V (S1 CERRADO)

VOLTMETRO AC9.65 (V)9.52 (V)17.5 (V)17.25 (V)

MULTMETRO ANA10 (V)9.8 (V)17.9 (V)17.8 (V)

MULTMETRO DIG9.47 (V)9.41 (V)18.05 (V)17.92 (V)

6. CUESTIONARIO 6.1 ERROR DE CADA INSTRUMENTO ANALGICOVoltmetro analgico:Error relativoError de lectura

Clase: 0.5

Escala mnima : 0.5 V

Rango mx.: 30 V

Error de lectura= 0.5*1/2=0.25 V

Error relativo= 0.5*30/100=0.15 V

En cada medida se presenta una desviacin de 0.15 V

Voltmetro y multmetro digitalError de precisinError de lectura

Error de precisin : 1%

Error de lectura: 3 unidades

En cada medida se presenta un error de:Valor medido*1/100

Error de lectura= 0.01*3=0.03 V

Error absoluto =error de precisin + error de lectura = valor/100+0.03

6.2 DESARROLLO DEL VALOR MEDIO Y EFICAZPara la fuente ACValor medio (ejemplo de clculo): FUENTE AC10 V (S1 ABIERTO)10 V(S1 CERRADO)18 V (S1 ABIERTO)18 V (S1 CERRADO)

VOLTMETRO AC6.14 (V)6.06 (V)11.14 (V)10.98 (V)

MULTMETRO ANA6.37 (V)6.23 (V)11.40 (V)11.33 (V)

MULTMETRO DIG6.03 (V)5.99 (V)11.49 (V)11.41 (V)

Valor eficaz (ejemplo de clculo):

FUENTE AC10 V (S1 ABIERTO)10 V(S1 CERRADO)18 V (S1 ABIERTO)18 V (S1 CERRADO)

VOLTMETRO AC6.83 (V)6.73 (V)12.37 (V)12.20 (V)

MULTMETRO ANA7.07 (V)6.93 (V)12.66 (V)12.57 (V)

MULTMETRO DIG6.7 (V)6.65 (V)12.76 (V)12.67 (V)

6.3 JUSTIFICAR LOS RESULTADOS:Los errores obtenidos en la practican se deben en su mayora a los errores de lectura de los instrumentos anlogos y no a los errores relativos, porque en cada caso, son pequeos, debido a que no se presenta mayor desviacin en la medida con este factorAdems se puede observar mayor precisin en los datos tomados con los instrumentos digitales porque el error absoluto es ms pequeo6.4. CONCLUSIONES POR ESTUDIANTE

1) Es posible tomar mediciones ms precisas con instrumentos digitales por la fcil apreciacin de cifras significativas2) El voltaje disminuye un poco al cerrar el circuito, esto se debe a la accin de la resistencia3) Es fcil cometer errores de apreciacin en los instrumentos anlogos, uno de los factores que influye es la escala mnima en el equipo4) En la fuente de corriente continua se aprecia fcilmente el paso de corriente al cerrar el circuito5) La resistencia cumple un papel fundamental en esta prctica, porque el valor que muestra el voltmetro se afecta con la variacin del restato 6.5 RECOMENDACIONES POR ESTUDIANTE1) Se recomienda verificar primero el correcto funcionamiento de la fuente de energa ya que la prctica depende de la considerada regulacin del voltaje.2) El estudiante no debe olvidar colocar el fusible debido al peligro de choques elctricos3) Tambin es necesario colocar un interruptor doble de fusible con el cable positivo en este ya que eso representa mayor seguridad4) Los instrumentos de medida deben estar correctamente configurados segn el voltaje a usar, caso contrario es muy posible que estos sufran averas, principalmente los instrumento anlogos5) Previo al paso de la corriente el circuito debe ser verificado segn los objetivos prcticos, sin olvidar que los voltmetros van en paralelo

7. BIBLIOGRAFAElectrnica Moderna y Tcnicas de Medicin/William D Cooper, capitulo 4 Instrumentos de medida elctrica /Charles M. Gilmore /Editorial Revert http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/medidas/Inst_digitales.htm-http://progratronica.blogspot.com/2013/02/conceptos-de-electronica-ii-codigo-de.htmlhttp://personales.upv.es/jogomez/LES/01-practica1s2.pdf-Instrumentacin