INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL. UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS.
LICENCIATURA: INGENIERIA INDUSTRIAL. MATERIA: ELECTRICIDAD INDUSTRIAL
PRACTICA 1 INTRODUCCIÓN, MESA DE TRABAJO Y APARATOS DE MEDICIÓN
NOMBRE DEL ALUMNO: LIMETA MONTELLANO ARCADIO GUSTAVO. N° DE BOLETA: 2015601155
PROFESOR: GARCIA VELEZ ENRIQUE
Secuencia: 3IM6B
1. INTRODUCCION TEORICA Los fenómenos electromagnéticos constituyen una de las áreas de estudio de estudio del ingeniero industrial, de tal manera que las cargas eléctrica, las fuerzas que se generan entre ellas y la transferencia de energía en circuitos y sistemas, son elementos del trabajo de muchos de restos ingenieros. La compresión de estos fenómenos, es importante para aplicar correctamente las leyes que gobiernan el funcionamiento de maquinas eléctricas, sistemas de control, líneas de transmisión redes de distribución. Por su propia naturaleza, los valores eléctricos no pueden medirse por observación directa. Por ello se utiliza alguna propiedad de la electricidad para producir una fuerza física susceptible de ser detectada y medida. Por ejemplo, en el galvanómetro, el instrumento de medida inventado hace más tiempo, la fuerza que se produce entre un campo magnético y una bobina inclinada por la que pasa una corriente produce una desviación de la bobina. Dado que la desviación es proporcional a la intensidad de la corriente se utiliza una escala calibrada para medir la corriente eléctrica. La acción electromagnética entre corrientes, la fuerza entre cargas eléctricas y el calentamiento causado por una resistencia conductora son algunos de los métodos utilizados para obtener mediciones eléctricas analógicas.
Calibración de los medidores Para garantizar la uniformidad y la precisión de las medidas los medidores eléctricos se calibran conforme a los patrones de medida aceptados para una determinada unidad eléctrica, como el ohmio, el amperio, el voltio o el vatio. Patrones principales y medidas absolutas Los patrones principales del ohmio y el amperio de basan en definiciones de estas unidades aceptadas en el ámbito internacional y basadas en la masa, el tamaño del conductor y el tiempo. Las técnicas de medición que utilizan estas unidades básicas son precisas y reproducibles. Por ejemplo, las medidas absolutas de amperios implican la utilización de una especie de balanza que mide la fuerza que se produce entre un conjunto de bobinas fijas y una bobina móvil. Estas mediciones absolutas de intensidad de corriente y diferencia de potencial tienen su aplicación principal en el laboratorio,
mientras que en la mayoría de los casos se utilizan medidas relativas. Todos los medidores que se describen en los párrafos siguientes permiten hacer lecturas relativas. Sensibilidad de los instrumentos La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala. El grado de sensibilidad se expresa de dos maneras, según se trate de un amperímetro o de un voltímetro. En el primer caso, la sensibilidad del instrumento se indica por el número de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviación completa. Así, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desviación, etcétera. En el caso de un voltímetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el número de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltímetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resistencia
2. OBJETIVO a) Que el alumno conozca los niveles de energía eléctrica que existen desde la generación hasta los que se utilizan en este curso. b) Que el alumno se familiaricen con los aparatos de medición y precauciones al utilizarlos.
GENERACIÓN Y TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA La producción de grandes cantidades de energía eléctrica, ha sido posible gracias a la utilización de las maquinas generadoras que basan su funcionamiento en los fenómenos electromagnéticos. Generador elemental Un alternador es una maquina electromagnética en La que se convierte energía mecánica en energía eléctrica, al mover dentro de un campo magnético varios conductores que producen una fuerza electromotriz en las terminales de la maquina.
LAS PARTES PRINCIPALES DE UN ALTENADOR SON: ESTATOR: es la parte fija que sostiene los polos productores del campo magnético ROTOR: parte giratoria donde se alojan los conductores en los que se induciría la fuerza electromotriz. ANILLOS COLECTORES: en ellos son conectadas las terminales del inducido ESCOBILLAS O CARBONES: establecen el contacto con los anillos colectores para llevar al exterior la fem (fuerza electromotriz) inducido CORRIENTE ALTERNA: una fem. Alterna producirá, al ser aplicada a un circuito, una corriente cuya forma de onda corresponderá a la forma de onda del voltaje. La corriente alterna puede definirse como una corriente periódica cuyo valor medio es cero. Una corriente periódica es una corriente periódica es una corriente oscilante cuyos valores recurren a intervalos iguales de tiempo. Una corriente oscilante es aquella que aumenta y disminuye de valor alternadamente de acuerdo con la ley determinada. La mayor parte de la energía eléctrica que se produce en el mundo es por grandes plantas generadoras de tipo termoeléctrico, hidroelectrectrico, nuclear, solar.
geotérmico o
El voltaje que estas generan es alterno y trisifico que puede tener niveles hasta de kilovolts. Normalmente estas plantas generadoras se encuentran alejadas de ciudades, por lo que es necesario tener todo un conjunto de equipos para poder transmitir energía eléctrica. Dado que esta transmisión de energía se logra utilizando altos voltajes e intensidades de corrientes bajas, primordialmente por la utilización de conductores de poca área transversal, es de gran importancia el servicio que presenta la subsistencia eléctrica. Una subsistencia eléctrica básicamente se utiliza para modificar una potencia determinada en otra, es decir, se pueden bajar o subir los niveles de voltaje o corriente de acuerdo a las necesidades de la carga eléctrica conectada a la misma. La transmisión de energía se logra mediante líneas de distribución. LINEAS DE TRANSMISION: Transportan la energía eléctrica a grandes distancias desde las centrales hasta centros de consumo. Los voltajes comunes que se tienen son del orden de 115, 230, 400 y 750 kilo volts. LINEAS DE SUBSTRANSMISION: tiene longitudes menores que las de transmisión, se emplea para interconectar entre las subestaciones. Las tenciones usuales que manejan son de 88. 66 y 33 kilovolts. LINEAS DE DISTRIBUCION: constituyen la primera etapa en donde es posible hacer uso de la energía eléctrica. a)
De alta tensión: utilizadas para enlazar centros industriales siendo las tensiones
de 6, 138 y 23 kilovolts. b)
De baja tensión: para pequeñas industrias, comercios, hospitales y la mayoría de
los servicios domésticos. Las tensiones más comunes son de 220 y 127 volts.
APARATOS DE MEDICION Son aquellos aparatos utilizados para mediciones eléctricas que tiene general las siguientes características: Cuentan con una aguja indicadora que podrá señalar una determinada cantidad. Tiene una o varias escaleras lineales o logarítmicas con una determinada numeración. El usuario de estos aparatos deberá interpretar la medición de acuerdo a la posición que indique la aguja y en consideración a las instrucciones específicas de cada aparato. Corriente: voltaje/resistencia = I= V/R
INSTRUMENTOS DE MEDICION
Amperímetro Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Normalmente, la escala de medida viene en amperios, que es la unidad de medida de la intensidad eléctrica. En algunos casos puede venir la escala en miliamperios, estos aparatos se utilizan para medir señales muy débiles.
AMPERIMETRO ANALOGICO: Es un dispositivo o instrumento eléctrico que se utiliza para medirla carga de consumo en amperes, es análogo por que la indicación de la medida es a través del desplazamiento de una aguja que está sujeta con un eje para su movimiento, este movimiento se ejecuta a través de un embobinado que es el que recibe el voltaje acompañado de su potencia que es el ampére, dependiendo el ampere la aguja se desplazara más. Esto se utiliza en colgadores de Baterías, equipos industriales, y en muchos equipos electrónicos
VOLTÍMETRO El voltímetro es un herramienta para la medición de diferencia de potencial de poder entre dos puntos en una circuito, Unidad de medida de quién es el Voltios con el símbolo V. La unidad tiene este nombre en honor al físico italiano Alessandro Volta. Todos Juntos 'amperímetro, vatímetro, varímetros, Frecuencia, cosfimetro (o cambio de fase) y otros, es uno de instrumento de medición eléctrica
WATTMETRO El wattmetro PCE-830 (Power and Harmonics Analyzer) sirve para la medición de una a tres fases de magnitudes eléctricas en la red de corriente alterna. Además de detectar las magnitudes de medición "normales" como tensión, corriente, frecuencia, potencia y energía, también indica, según la normativa EN50160, los valores armónicos, interarmónicos y asimétricos. Interferencias en la red como interrupciones, robos,
sobretrensiones temporales o transitorios (a partir de 16 µs) son detectadas con sus valores correspondientes.
Multimetro El Multimetro analógico: Es el instrumento que utiliza en su funcionamiento los parámetros del amperímetro, el voltímetro y el Ohmimetro. Las funciones son seleccionadas por medio de un conmutador. Por consiguiente todas las medidas de Uso y precaución son iguales y es multifuncional dependiendo el tipo de corriente (C.C o C.A.)
El Multimetro Digital (DMM): Es el instrumento que puede medir el amperaje, el voltaje y el Ohmiaje obteniendo resultados numéricos - digitales. Trabaja también con los tipos de corriente.
ÓHMETRO Un óhmetro u ohmímetro es un instrumento para medir la resistencia eléctrica. Su diseño se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia de baja medida, para luego, mediante un galvanómetro, medir la corriente que circula a través de la resistencia. La escala del galvanómetro que está calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicación de la ley de Ohm, al ser el voltaje de la batería fijo, la intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.
OSCILOSCOPIO El osciloscopio es el principal instrumento de laboratorio para medir y observar fenómenos eléctrico. Es especialmente importante para los estudiantes de ingeniería eléctrica que intente trabajar en áreas que incluyen a la electrónica. El simulador de osciloscopio reproduce el comportamiento y apariencia de un osciloscopio. El simulador ofrece dos modos de operación.
Generador de señales Un generador de señales, de funciones o de formas de onda es un dispositivo electrónico de laboratorio que genera patrones de señales periódicas o no periódicas tanto analógicas como digitales. Se emplea normalmente en el diseño, prueba y reparación de dispositivos electrónicos; aunque también puede tener usos artísticos.
MESA DE TRABAJO DE LA UPIICSA DE LABORATORIOS PESADOS Cuenta con cable de alimentación trifásico, el cual se conecta el contacto que se encuentra en el piso. Este contacto puede energizarse por medio de un interruptor termo magnético que se encuentra en el tablero de la parte lateral del aula. La energía eléctrica que recibe la mesa se distribuye de dos maneras. a)
Voltaje monofásico: de 127 volts que se encuentra presente en los contactos
monofásicos polarizados de la parte inferior. b)
Voltaje trifásico: Este puede interrumpirse o activarse al operar algunos de los dos
interruptores que se encuentran en la parte central del tablero. Siguiendo las trayectorias indicadas en el tablero se notará que se tienen 3 interruptores termo magnéticos en ambos lados de la mesa, cada uno de los cuales accionaran a su vez sobre cada una de las fases. La presencia de estos voltajes es indicada por la lamparita de color blanco colocada en cada trayectoria. Los contactos trifásicos del tablero recibirán así voltajes de línea de 220 volts de valor fijo. Los botones marcados con las letras A, B, C y N tendrán la presencia de voltaje trifásico que puede tomar diferentes valores. El nivel del voltaje de línea en estos botones es indicado por el voltímetro de tipo industrial al que se encuentra ahí conectado. La variación del voltaje en los botones antes mencionados se logra por utilización de un auto transformador trifásico variable localizado en el interior de la mesa.
