Instalaciones Eléctricas

OBJETIVOS:
1. Conocer las generalidades de las instalaciones eléctricas de baja tensión.
2. Familiarizar al estudiante con el manejo de circuitos eléctricos de corriente alterna.

FUNDAMENTO TEÓRICO:
La energía eléctrica que llega al hogar, a las oficinas o a la industria resulta posible gracias a todo un proceso que incluye generación, transmisión y distribución, a lo largo del cual es necesario realizar transformaciones (elevaciones y reducciones) de voltaje, control de variables como frecuencia, voltaje, pérdidas, etc.. Una vez que se dispone de la energía eléctrica en los sitios de consumo, se requiere suministrar energía a cada una de las salidas o puntos eléctricos de los cuales el usuario alimentará sus cargas.

los componentes usados usualmente en instalaciones electricas con los siguientes;

Diagramas unifilares. Una representación que simplifica considerablemente los planos eléctricos es la que se realiza por medio de los diagramas unifilares. Dicha representación consiste en dibujar únicamente los elementos (tomas, apagadores, luces, etc.) y los ductos que comunican las cajas en las cuales se encuentran montados dichos elementos, representando los ductos por medio de una línea sencilla. Posteriormente, sobre la representación de los ductos, se trazan pequeñas rayas diagonales, que representan la cantidad de conductores que viajan por el respectivo ducto.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

MATERIALES.

- 1 Breaker monopolar de 15 A.

- 1 Tomacorrientes con polo a tierra.

- 3 Interruptores conmutables.

- 1 Plafón con bombillo.

- 1 caja octogonal.

- 4 cajas rectangulares.

- 1 Tablero de distribución de dos puestos.

- 1 Cable dúplex con clavija de conexión.

- Cable para conexiones.

- Alambre dulce.

HERRAMIENTAS.

- Multímetro análogo.

- Pinzas.

- Cortafríos.

- Destornillador.

- Alicates.

CONCLUSIONES:

Se conoció un nuevo componente conocido como braker, ademas de ser un interruptor tiene una protección que reacciona con el calor y otra magnética que permite que este se auto-dispare por sobrecarga.

Se aprendió a realizar la instalación básica de conexiones y puntos eléctricos domiciliarios.

Se conoció la simbolización de los componentes y la interpretación de los diagramas unifilares.

Conmutadores electrónicos

OBJETIVOS:
1. Conocer la operación de los conmutadores de estado sólido, trabajando particularmente con el transistor bipolar en estados de corte y saturación.
2. Aprender a identificar los terminales de los transistores bipolares.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

El dispositivo de estado sólido más elemental que se encuentra es el Diodo Semiconductor, el cual se construye uniendo dos capas de material semiconductor de diferentes características: una capa de material tipo P con otra de material tipo N, tal como se muestra en la figura 7.1. El terminal correspondiente al material tipo P se denomina Ánodo y el correspondiente al material tipo N se denomina Cátodo. Esta unión, denominada también Juntura, presenta una característica muy importante que es la posibilidad de conducir la corriente de cargas eléctricas positivas en un único sentido: desde el terminal P hacia el terminal N, o sea desde el Ánodo hacia el cátodo, y nunca en sentido contrario. Tal característica de unidireccionalidad de la corriente se denomina rectificación y es ampliamente utilizada en electrónica.
Existen varios tipos de diodos entre los cuales se cuentan el diodo rectificador, el diodo emisor de luz (LED), el diodo varactor, el diodo túnel, etc., cada uno de ellos destinado a una aplicación específica.

Si bien el diodo es un dispositivo con amplia variedad de aplicaciones, fue el Transistor Bipolar el que generó toda una revolución en la electrónica, puesto que permitió reemplazar otros dispositivos más voluminosos, pesados, de respuesta más lenta, con mayor disipación de energía, por un elemento pequeño, compacto y, en general, con unas características que aventajaban a las de sus antecesores.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

MATERIALES.

- 1 Transistor 2N 2222.

- 1 Transistor 2N 3906.

- 4 Resistencias de 1 KΩ

- 1 LED rojo.

- 1 LED verde.

- 1 LED ámbar.

- 1 Relé SPDT, 5 Vdc.

- 1 Pulsador N.O.

- 1 Pulsador N.C.

HERRAMIENTAS.

- 1 Multímetro análogo.

- 1 Protoboard.

- 1 Pinzas.

CONCLUSIONES:

Es importante identificar cada terminal del transistor y el tipo para que al momento de realizar el montaje no haya errores.
Se comprobó los estados de funcionamiento de los transistores en cada montaje.
En el ultimo montaje al parecer ambos transistores estaban en corto porque no había cambios en la realización de este.

Conmutadores electromagnéticos

OBJETIVOS:
1.Conocer la construcción, características y facilidades que ofrece el relé electromagnético.
2.Aprender a implementar circuitos basados en relés electromagnéticos.

FUNDAMENTO TEÓRICO:
Los circuitos de conmutación operados por interruptores electromecánicos accionados manualmente han dado una idea general de lo que son este tipo de circuitos, mostrando globalmente cuáles son las facilidades que ofrecen. A pesar de sus beneficios, cuando se desea establecer un cierto grado de automatización o de control a distancia de un circuito eléctrico o electrónico, los interruptores electromecánicos no resultan apropiados debido a la imperiosa necesidad de accionarlos por medios mecánicos y, normalmente, en forma directa por el usuario.
Ante la necesidad de establecer esta clase de controles a distancia o, incluso, controles autónomos, apareció el interruptor electromagnético, del cual existen básicamente dos tipos: El Relé y el Contactor. El manejo del contactor se sale del alcance del presente curso, por lo cual se trabajará exclusivamente con el relé.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

MATERIALES.
-2 Relés SPDT, 5 Vdc
-1 Resistencia de 1 KΩ
-1 Resistencia de 22 Ω
-1 Resistencia de 2.2 KΩ.
-1 Potenciómetro de 10 KΩ
-1 LED verde.
-1 LED rojo.
-1 LED ámbar.
-2 Condensadores de 3300 μF.
-1 Fuente 0 – 15 Vdc.
-1 Pulsador N.O.
-Alambres de conexión.

HERRAMIENTAS.
-1 Multímetro análogo.
-1 Protoboard.
-1 Pinzas.

CONCLUSIONES

Está práctica ha sido de gran utilidad para despejar ciertas dudas que había sobre el funcionamiento y las funciones de un relé.

Hemos podido ver como un relé puede funcionar como una especie de interruptor, pero un poco más sofisticado, ya que un interruptor se actúa sobre el de forma manual; mientras que un relé cambia su estado por medio de un campo magnético, creado por la bobina alimentada

Interruptores electromecánicos

OBJETIVOS:
1. Conocer las configuraciones típicas de los tipos básicos de interruptores electromecánicos más utilizados en electrónica.
2. Implementar algunos circuitos sencillos basados en los tipos básicos de interruptores.

FUNDAMENTO TEÓRICO:
En una gran cantidad de aplicaciones se requieren dispositivos que cambien o conmuten el estado de un determinado circuito, con el fin de conectar o desconectar partes del mismo. Estas conmutaciones de los circuitos pueden efectuarse de forma manual o automática, para lo cual se deberá disponer del dispositivo conmutador adecuado. Existe un amplio número de situaciones en donde, bien sea porque se requiera que la conmutación sea necesariamente manual o bien porque la simplicidad del circuito así lo requiera, se deben utilizar los conmutadores electromecánicos.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

MATERIALES.

- 2 Interruptores DPDT.

- 1 Pulsador N.O..

- 1 Pulsador N.C..

- 4 Resistencias de 1 KΩ.

- 1 LED Rojo.

- 1 LED Verde.

- 1 Fuente de 0 – 15 Vdc.

HERRAMIENTAS.

- 1 Multímetro análogo.

- 1 Pinzas.

- 1 Protoboard.

CONCLUSIONES:

Se aprendió a identificar plenamente cada parte de los interruptores y el tipo de interruptor como su simboligia, y la función que cada uno cumple en un circuito.

Con ayuda del multimetro y medición de continuidad se identifico si un pulsador es normalmente abierto o cerrado.

Resistencias fijas y variables

OBJETIVOS:
1. Conocer los diferentes tipos de resistencias en cuanto a su forma de construcción y a su disipación de potencia.
2. Aprender a identificar las resistencias de acuerdo con el código de colores.
3. Conocer la ley de Ohm.

FUNDAMENTO TEÓRICO:
Una resistencia es un elemento que se opone al paso de la corriente y, al hacerlo, disipa en forma de calor la energía recibida. La oposición al paso de la corriente produce en los circuitos resistivos caídas de voltaje con las cuales es posible realizar el control de voltajes o corrientes.
El valor de la resistencia se mide en Ohmios, en honor del científico alemán George Simon Ohm, quien por primera vez propuso una relación entre el voltaje y la corriente a través de este elemento, en un enunciado conocido como Ley de Ohm.
La Ley de Ohm determina una relación lineal entre voltaje y corriente, la cual puede expresarse en cualquiera de las siguientes formas:
R = V/I V = I R I = V/R
La Ley de Joule indica que la potencia disipada por una resistencia está dada por la expresión
P = I2R = V2/R = VI

SIMBOLOGIA

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

MATERIALES.
- 1 Potenciómetro de 10 KΩ
- 2 Resistencia de 680 Ω
- 2 Resistencia de 1 KΩ
- 1 Resistencia de 1.5 KΩ
- 1 Resistencia de 2.2 KΩ
- 1 Resistencia de 3.3 KΩ
- 1 Resistencia de 10 KΩ

HERRAMIENTAS.
- Fuente de 0 a 15 Vdc.
- Protoboard.
- Multímetro análogo.
- Pinzas.

montaje 1

   

Puntos	Teorico Ω	Experimental Ω
1 y 2	340	340
1 y 3	1340	1400
1 y 4	2840	2750
2 y 4	2500	2200
4 y 5	538	530
1 y 5	3378	3500
2 y 5	3038	3000

montaje 2

V1= 2.95V, V2=2.5V, V3=4.2V, V4=0.44V, V5=1.56V, V6=0.65V, V7=0.95V, V8=0.62V

montaje 3

I1=2.13mA, I2=2.11mA, I3=0.68mA, I4=0.2mA, I5=1.3mA, I6=0.85mA, I7=I8=5.5mA

P1=6.9mW, P2=4.8mW, P3=1.33mW, P4=0.41mW, P5=1.69mW, P6=0.42mW, P7=P8=0.2mW

montaje 4

CONCLUSIONES

Hay un error entre el código de colores y el valor real de la resistencia, por eso el valor calculado manualmente en los arreglos es un poco diferente al medido

A mayor resistencia menor es el paso de la corriente y voltaje.

La suma de los voltajes en una malla es igual a 0, la suma de corrientes en un nodo es igual a 0.

El Multímetro

OBJETIVOS:
1. Conocer las cantidades eléctricas medidas con mayor frecuencia.
2. Aprender a medir correctamente dichas cantidades.

FUNDAMENTO TEÓRICO:
El multímetro es, probablemente, el equipo de prueba más común de los usados actualmente en electrónica. Con él se pueden medir, por lo menos, voltajes, corrientes y valores de resistencia, existiendo algunos tipos de multímetro que permiten medir otras variables como frecuencia, decibelios, ganancia de transistores, caída de voltaje directo de los diodos, temperatura, capacitancia, inductancia, etc..
El nombre de este aparato indica, precisamente, la multiplicidad de medidas que se pueden efectuar con él. También se le conoce con el nombre de V.O.M., queriendo indicar que sirve para medir Voltios, Ohmios y Miliamperios. Igualmente, se le llama frecuentemente Téster, por su nombre en inglés, que significa “Probador”.
Existen, básicamente, dos categorías de multímetros: análogos y digitales. Con ambos se pueden medir las mismas cantidades eléctricas, pero un tipo es más apropiado que el otro para ciertos tipos de aplicaciones. El multímetro análogo permite tener una idea rápida de la medida y su relación con respecto al rango total, al tiempo que permite visualizar variaciones rápidas de la señal, tales como picos de voltaje o corriente. El multímetro digital, por su parte, ofrece una lectura directa y muy sencilla de interpretar, amplia variedad de funciones (en algunos modelos) y alta impedancia de entrada (lo que garantiza mediciones confiables de voltaje). Debido a la simplicidad en el manejo de los multímetros digitales, en la presente práctica se trabajará con el manejo del multímetro análogo.

MATERIALES.

- Fuente 0-15 Vdc.

- 1 Resistencia de 220 Ω.

- 1 Resistencia de 470 Ω.

- 1 Resistencia de 1000 Ω.

- 1 Resistencia de 2200 Ω.

- 1 Resistencia de 3300 Ω.

- 1 LED rojo.

- 1 Potenciómetro de 10 KΩ.

HERRAMIENTAS.

- Multímetro análogo.

- Protoboard.

- Pinzas.

DESARROLLO DE LA PRACTICA

Medir los voltajes y corrientes de los siguientes montajes

V1= 3.8V  ,V2= 0.9V  ,V3= 1.9V  ,V4= 4V  ,V5= 6.8V .

I1= 4mA  ,I2= 0,75mA  ,I3= 30mA  ,I4= 2,2mA  ,I5= 5mA .

CONCLUSIONES.

La polaridad de las puntas del VOM debe ubicarse adecuadamente para obtener resultados adecuados.

Tener en cuenta que al momento de medir la corriente debemos ponerlas en serie con el elemento a medir y en voltaje en paralelo al elemento.

En el caso del VOM analogo, cada vez que se haga el cambio de escala se debe ajustar la aguja de este a 0.

Al momento de medir siempre poner la escala mas alta para evitar que este se dañe.

El uso del Protoboard

OBJETIVOS:
1. Aprender a utilizar el tablero de prototipos o Protoboard.
2. Conocer la construcción de circuitos elementales.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

En el protoboard los terminales de los componentes son conectados uno con otro por las bandas metálicas internas. Estas bandas metálicas están construídas con un material flexible que garantiza que el terminal de cada componente que es insertado en ellas queda prensado, garantizando un óptimo contacto eléctrico.
El uso del protoboard se justifica ampliamente si se tiene en cuenta que, antes de realizar el montaje definitivo de un circuito, el diseñador debe efectuar pruebas y realizar ajustes, lo cual implicará no pocos cambios en el circuito final. Si dicho montaje se realizara directamente sobre el circuito impreso, la labor del diseñador sería tremendamente difícil y costosa.

PRECAUCIONES Y CUIDADOS DEL PROTOBOARD:

1. No inserte más de un alambre o terminal en un mismo orificio, ya que dichos alambres podrían trabarse en el orificio haciéndose imposible su extracción e inutilizando definitivamente el orificio correspondiente. Adicionalmente, en caso de poder extraer los terminales insertados en el mismo orificio, las laminillas internas del protoboard podrían abrirse excesivamente, haciendo que perdieran presión de agarre y provocando, de esta manera, un mal contacto eléctrico.

2. No coloque cerca al protoboard elementos que disipen potencias superiores a un vatio, tales como transistores de potencia, disipadores de calor, resistencias de un vatio o mayores, etc., ya que el calor disipado podría derretir el plástico con el que está fabricado el protoboard, dejándolo inservible.

3. Evite el contacto del protoboard con agua u otros líquidos, ya que esto produciría la oxidación de las laminillas internas y dejaría inservible el protoboard.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

MATERIALES.

- 1 Fuente 0-15 Vdc.
- 1 Resistencia de 220 Ω.
- 1 Resistencia de 470 Ω.
- 1 Resistencia de 1000 Ω.
- 1 Resistencia de 2200 Ω.
- 1 LED rojo.
- 1 LED verde.
- Alambres de conexión.

HERRAMIENTAS.
- 1 Protoboard.
- 1 Pinzas.

CONCLUSIONES

Es importante tener en cuenta las reglas del uso del protoboard para tener una conexion adecuada.

Se aprendió a identificar el ánodo y cátodo del Led.

Se identifico la estructura interna del protoboard y se aprendió a conectar elementos en serie y paralelo en la protoboard,

La protoboard es una herramienta importante para probar nuestros circuitos antes de realizar la implementacion en  una placa o PCB