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ESCUELA POLITÉCNICA
NACIONAL
ESCUELA DE INGENIERÍA
NUEVO LABORATORIO DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO
ELÉCTRICO
LUIS ABEL1NO NARANJO YEPEZ
DIRECTOR: ING. LUIS PÉREZ NARANJO
Quito, Enero, 2002
DECLARACIÓN
Yo, Luis Abeiino Naranjo Yépez, declaro bajo juramento que el trabajo aquí
descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún
grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas
que se incluyen en este documento.
A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual
correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo
establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la
normatividad Institucional vigente.
/r^f~ ¿r~r.Luis/A-belino Naranjo Yépez
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Luis Abelino Naranjo Yépez,
bajo mi supervisión.
Ing. IluisW. Pérez/Naranjo
DIRECTOR DEL PROYECTO
AGRADECIMIENTO:
Agradezco a todos los compañeros; Docentes,
Paradocentes, Administrativos y de Servicio de la
exFacultad de Ingeniería Eléctrica por permitirme
disfrutar de su amistad y consideraciones: de
manera muy especial al Ing. Luis Pérez Naranjo
coautor e impulsor de este trabajo, a la Sra.
Guadalupe de Bedoya por su invalorable ayuda.
GRACIAS A TODOS
CONTENIDO
Página
CAPITULO I
GENERALIDADES 1
1.1 Introducción 1
1.2 Antecedentes 1
1.2.1 Objetivos de la enseñanza del Laboratorios 3
.,2.2 Análisis del servicio Académico del Laboratorio de Circuitos 6
1.2.3 Trabajo extra-académico del Laboratorio de Circuitos 14
1.2.3 Objetivo y alcance del proyecto 14
CAPITULO II
SITUACIÓN ACTUAL 16
2.1 Recursos del Laboratorio 16
2.1.1 Recursos Humanos 16
2.1.2 Recursos materiales: espacio físico y equipos 17
2.1.3 Servicio Académico del Laboratorio 18
2.2 Servicio externo 22
2.3 Control de actividades 23
CAPITULO III
PROYECCIÓN 24
3.1 Proyección Académica 24
3.1,1 Orientación de los laboratorios 29
..1.1,1 Servicio Académico a la Escuela de Ingeniería 32
3.1.1.2 Proyección para otras carreras e Institutos 34
3.2 Necesidad de capacitación del personal 37
3.3 Servicio Externo 38
3.3.1 Servicio Académico externo 38
3.3.2 Servicio Técnico externo 39
3.4 Optimización del equipo existente y proyección 42
3.5 Proyección del equipo 48
3.6 Proyección del espacio físico 51
3.7 Inversión y costo total 54
CAPITULO IV
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 58
4.1 Conclusiones 58
4.2 Recomendaciones 61
Bibliografía 64
ANEXOS
PRESENTACIÓN
Se dice que el País va a donde va la Universidad, sin embargo el autor de este
trabajo cree que la Universidad va a donde lo lleve el País como Institución
integrante del sistema.
Es por esta razón que en la Universidad Ecuatoriana se privilegia en la actualidad
la " competitividad " y la " productividad " sin importar mucho el nivel académico y
la realidad docente ni de los profesores ni de los estudiantes, lo que se manifiesta
en la masificación estudiantil por hoy sentida en los niveles básicos y que con
seguridad posteriormente se sentirá en los niveles de especialización.
Como contrapartida hay un grupo de personas que dice que la opción es
mantener el nivel académico y teniendo como meta mejorarlo. No se debe
descartar los otros campos que son los ejes de las Instituciones de Educación
superior, la investigación y el servicio; sin embargo, estos aspectos son mas inter-
dependientes de las políticas de estado, de las condiciones de desarrollo
tecnológico y las necesidades reales del aparato productivo; razón por la cual, a
partir de la realidad Institucional se plantea en el presente trabajo soluciones
prácticas para mejorar las condiciones académicas proyectadas al año 2005 y
que sin embargo de que económicamente significa un mínimo gasto es una gran
inversión.
La soluciones inmediata y mediata contemplan implementar mesas de trabajo y
experimentación acorde al nivel en el que los estudiantes reciben estos
laboratorios; así como, el eficiente uso del espacio físico que aparentemente
implica incomodidad para las personas que allí trabajan, se solucionan con la
adquisición de equipo computacional en el que se pueda modelar y simular
fenómenos relacionados con la energía eléctrica, todo ello con la propuesta de las
hojas guías necesarias y evitando creativamente la masificación en las sesiones y
puestos de trabajo.
La realidad de la investigación en el Ecuador es deficitaria, y esto se ve reflejada
en la Universidad Ecuatoriana y en particular en la Escuela Politécnica Nacional;
el servicio que puede ofrecer la Universidad, no es lo suficientemente conocido y
si lo es, se prefiere el servicio externo, (lo que se ha acentuado en los últimos
tiempos) sin desconocer que tal vez por la obsolescencia de los equipos en unos
casos y la desactualización tecnológica en otros se de la razón a esta parcial
verdad, hay que combatirla y para esto se plantea la prioritaria decisión
Institucional de proyectar este trabajo dándole continuidad y en base de encontrar
financiamiento adecuado, crear la infraestructura y normativa jurídica que lleve a
ofertar servicios externos eficientes y competitivos.
RESUMEN
La masificación de los últimos semestres en el Laboratorio de Circuitos Eléctricos,
el evidente envejecimiento de su equipo y la falta de competitividad en los
servicios externos dei mismo crean la necesidad de darle un tratamiento a esta
realidad, para de ser posible, proponer soluciones al déficit que en los tres ejes
fundamentales del que hacer universitario se ha evidenciado con los hechos
mencionados anteriormente.
Es por esto que a partir de las estadísticas del servicio académico prestado por el
Laboratorio, de la lectura, propuestas y encuestas hechas a nivel de otras
universidades; y que, a criterio del autor coinciden con la realidad institucional y
de nuestro sistema educativo, así como de la poca incidencia del laboratorio en la
prestación de servicios externos e investigación que se trata en el Capitulo 1, se
hace un diagnóstico de la realidad actual en la que el nivel académico ha
declinado evidentemente, el servicio externo es casi nulo, la investigación que no
arranca definitivamente y que es un mal nacional tratado en el Capítulo II del
proyecto, se hace una proyección en la que se plantea soluciones posibles y
viables inmediatamente; en el aspecto académico, se proponen cambios a
mediano plazo con bajo costo para satisfacer en mejores condiciones la
enseñanza de los laboratorios, fortaleciendo así la razón de ser de la Escuela
Politécnica Nacional en el capítulo III.
De la misma manera en el Capítulo III y IV se deja planteada la prioridad que para
la Institución debe ser invertir en equipo para ofertar servicios profesionalmente
buenos y tecnológicamente competitivos como paso previo al inicio de una cultura
investigativa y que deberá ser motivo de la continuidad de este trabajo.
Finalmente se sugieren cambios que pueden y deben ser resueltos para el inicio
del próximo semestre y otros que deben implementarse el año lectivo siguiente,
proponiendo para el efecto la optimízación del equipo existente, un modelo
prototipo de mesa de trabajo para experimentación de los estudiantes
considerando el nivel al que están, y creando las condiciones para que sin
embargo del sacrificio de estrechar la oficina, se tengan las condiciones para
iniciar programas de simulación, proyectos de tesis y oferta de servicios digitales
hacia el exterior con la ayuda de computadoras personales.
CAPITULO I
GENERALIDADES
1.1 INTRODUCCIÓN
El laboratorio de circuitos eléctricos y mediciones, siendo sin duda alguna el de
mayor uso académico de todos los restantes de la Escuela Politécnica Nacional,
tiene el derecho de constar dentro de las prioridades de desarrollo y equipamiento
que debe emprender la E. P. N., como una de las metas dentro del proceso de
modernización institucional, a la que obligatoriamente deben dar paso las
autoridades por mandato Constitucional.
1.2 ANTECEDENTES
Considerando los aspectos académico, investigativo y de extensión de servicios
como los tres pilares fundamentales de la institución y contemplados dentro de la
Ley de Educación Superior e inscribiéndolos dentro de las actividades del área de
circuitos en cuanto a laboratorio se refiere, se debe anotar lo siguiente:
En lo académico, que sin lugar a dudas es el pilar fundamental y la razón de ser
de la Universidad, el laboratorio de circuitos eléctricos sirve a una importante y
numerosa población estudiantil que se educa en la E. P. N., la misma que ha
tenido un crecimiento sostenido como lo indican los cuadros estadísticos del
anexo A, cuadros y gráficos donde se muestra el servicio individual y colectivo del
laboratorio a lo largo del tiempo, tanto a carreras (agrupadas en las exfacultades)
como a los institutos (hoy escuelas) de la Politécnica.
Siendo la investigación el segundo y no menos importante pilar institucional, el
área y en particular el laboratorio presentan un déficit y su incidencia ha sido casi
nula, debido fundamentalmente a la obsolescencia de los equipos y aparatos de
medida, los mismos que en su generalidad han estado para uso exclusivo de las
grandes necesidades académicas del área.
Hablando de extensión o servicios a la comunidad en el laboratorio se han
realizado muy pocos trabajos hacia el exterior institucional, debido básicamente ai
poco conocimiento de los sectores externos de las actividades y servicios que se
podría ofrecer, así como por la poca demanda de la industria o instituciones
públicas o privadas que los necesitan.
Potencialmente el laboratorio puede y debe prestar servicios importantes y
actualizados sobre la base de criterios modernos, desarrollando las
potencialidades humanas de las que dispone y con un adecuado plan de
equipamiento y modernización cumplir con el afán de fortalecer los pilares,
fundamentales del sustento institucional.
Académicamente se debe considerar los criterios pedagógicos, así como buscar
la eficiencia en el uso del equipo, aparatos y espacio físico para que sin embargo
de la crisis y limitaciones económicas de la institución, no se sacrifique la
excelencia académica que históricamente tiene la E. P. N. en ei contexto mundial,
debido a criterios unidireccionados de modernización y que afecta también a la
enseñanza de los laboratorios.
La modernización del equipo, aparatos de medida y sitios de trabajo es prioritario
y fundamental para convertir al laboratorio en un soporte efectivo y válido en la
investigación multidiscipiinaria para la que tiene que irse adecuando la
infraestructura institucional.
Aparatos y equipos modernos deben servir para diversificar el servicio extra-
institucional que debe ser potenciado mediante una agresiva divulgación de las
actividades que se pueden ofrecer a nivel de catálogos de servicio y ofertas de
actualización científica.
1.2.1 OBJETIVOS EN LA ENSEÑANZA DE LABORATORIOS.
Dentro de los aspectos de planificación de la educación se debe partir por
considerar algunas críticas muchas veces generalizadas a la educación superior.
"De hecho el volumen de las críticas procedentes de los profesores, de los
estudiantes, y futuros empresarios sugiere la necesidad de reexaminar la
educación superior en todos sus aspectos. Los profesionales que trabajan en la
industria comentan que muchos científicos e ingenieros no están adecuadamente
preparados, careciendo por una parte de un conocimiento científico amplio que
los hiciera capaces de transferir conocimientos de un campo a otro, y por otra
parte de la capacidad para resolver problemas sistemáticamente entre tanto
llevan la cuenta de sus hallazgos. Los empresarios que emplean a jóvenes
científicos se lamentan que ha menudo se muestran incapaces de tomar
decisiones sobre una base incompleta de hechos, que desean certitud, lo que es
inalcanzable antes de pasar a la acción".
El personal técnico joven o aquellos que en servicios subordinados se sienten
empleados por sus jefes de modo inadecuado e inapropiado mencionan muy
frecuentemente una capacidad pobre para cooperar en equipos o para
comunicarse efectivamente con colegas.
Muchos profesores de Universidades y colegios técnicos se lamentan que los
estudiantes no estén interesados en el trabajo como tal, sino que van al Colegio o
Universidad por lo que es consabido: el título, o encuentran también que la
mayoría de ¡os estudiantes solamente se interesan en aprobar exámenes con la
esperanza de obtener puntos lucrativos.
Las críticas de los estudiantes se han hecho desde hace poco, mas extensas y
clamorosas. Desde su punto de vista, aunque la mayoría de los profesores
suscribirían probablemente los fines descritos por Sir Mountford, no solamente la
enseñanza es a menudo pobre, sino que los estudios están planificados a veces
de manera antagónica al desarrollo de la comprensión.
Los estudiantes a menudo discrepan con los profesores que sostienen que los
estudiantes generalmente están orientados profesionalmente sin ningún deseo de
ensanchar e! escenario sus estudios con algunas de las siguientes reflexiones de
algunos estudiantes a escala mundial.
"Uno siente el deseo de hacer tantas cosas, y se te da en cambio la oportunidad
de hacer tan poco por ejemplo, asistir a conferencias por las noches, dadas por
otras sociedades, leer mucho más."
"E! problema esta en que hay tantas ramas en ía ingeniería y que necesitan una
comprensión de todo el campo: sería difícil especializar mas aun. Pero se
necesita un poco más de tiempo para pensar en los principios básicos. Hay una
gran cantidad de tiempo que se va en informes, sobre los trabajos de laboratorio,
redactando experimentos, preguntas, trazando dibujos, y esto te lleva las dos
terceras partes del tiempo y te deja muy poco tiempo para repasar o intentar
comprender la lección..... Esto no te prepara para pensar, es solamente
mecánico, te hace trotar todo el rato, como una máquina."
"Sería mejor para nosotros trabajar más por nuestra cuenta, en clase de prácticas
por ejemplo."
"Lo que me gustaría sacar de una lección son principios básicos y bastante
información para irme a una biblioteca y hacer algo por mi cuenta."
"Pienso verdaderamente que preferiría algo menos especializado, tal como está el
curso trata solamente de las ramas teóricas de las matemáticas. Pienso que
ustedes deberían incluir ideas de cómo las matemáticas pueden aplicarse a las
ciencias, en el otro extremo, filosofía para las ciencias sociales. Creo que falta
demostrar como las matemáticas de hecho, se relacionan con otras ramas; no
podemos levantar barreras alrededor de nuestros temas y ponerlos en pequeñas
cajas "(1).
Muchos de estos comentarios pueden ser atribuidos a nuestros estudiantes
aunque en la mayoría los sistemas de estudios oficiales (aplicados en los
planteles estatales) no llegan a cuestionar los aportes personales, sino la facilidad
y el aporte paternal de los profesores; entonces, dentro de ia planificación debe
generarse la posibilidad de un conocimiento generalista con muy poca
especializaron, debido además a la poca especializaron que necesita e!
desarrollo tecnológico de nuestro aparato productivo.
Como consecuencia de estas críticas y adentrándose en la enseñanza de los
laboratorios se recuerda brevemente algunos de los experimentos en el campo
de la formación industrial en los libros de Seymor (1966) Industrial skills
(conocimientos industriales) y e! editado por Glaser (1962) en Estados Unidos. Así
como una discusión a cierta altura de ios problemas que han de resolver los
psicólogos en la estudio de la formación. En ambos libros se distinguen los
términos conocimiento y habilidades en el contexto del aprendizaje práctico: el
primero comprende la memorización de material simbólico, como palabras,
números y diagramas; y se dice, que se ha aprendido como viene a la memoria
en el momento adecuado; el segundo en cambio comprende aquella formación
no simbólica que hay que obtener a través de un aprendizaje móvil y perceptivo.
Si el contenido del conocimiento puede ser rápidamente memorizado, el control
de las actividades motoras puede proceder sin impedimento por referencia a una
guía , pero la dificultad surge cuando hay que consultar diagramas y textos
escritos mientras surge el trabajo, o cuando el nivel de distinción requerido ( por
ejemplo entre dos formas, colores o sonidos muy semejantes) se halla a punto de
rebasar la capacidad de los sentidos.
Aún en materia tan simple como el uso de nombres para componentes, los
experimentos muestran que la capacidad de memorizarlo prontamente, debido a
la posesión de conocimientos previos, facilita el aprendizaje de la "habilidad",
pero también que, caso de que los nombres sean en principio poco familiares, el
aprendizaje de algunos de estos coadyuvará al aprendizaje de las tareas; sin
embargo, el intento de aprender la totalidad de los nombres componentes da
como resultado, en este último caso, una mayor pobreza de ejecución,
posiblemente por que existen interferencias en la evolución de nombres similares,
o porque haya dificultades de discernimiento entre "significados" (Salta y Newman
1960). Ello significa que, por ejemplo cuando se trata de enseñar los nombres de
los instrumentos a las enfermeras, estas aprenderán más deprisa si ya han oído
hablar de algunos de aquellos en el curso de su trabajo diario, que si se les
enseña por primera vez los nombres junto con el instrumental.
1,2.2 ANÁLISIS DEL SERVICIO ACADÉMICO DEL
LABORATORIO DE CIRCUITOS.
En la E.P.N. para los recientes semestres pasados se ha producido el cambio de
que el uso de laboratorios en la enseñanza práctica, se lo realice paralelamente a
la teoría, lo que implica según la mayoría de los estudiosos un cambio profundo
en los contenidos de las experiencias prácticas y un giro significativo en los
objetivos de cada experimento con une rígida planificación y coordinación teórico
práctica; señalando algunas de las diferencias en cada uno de los casos según
experiencia personal de los cambios producidos y no evaluados aun.
El cuadro N. 1.1. hace una comparación y análisis del sistema de enseñanza
actual con el sistema de laboratorio desplazado un semestre de la teoría.
ENSEÑANZA DE LOS LABORATORIOS
DESPLAZADOS UN SEMESTRE PARALELOS A LA TEORÍA
• El estudiante ya conoce los
significados y le será más fácil
apropiarse de las habilidades.
• El estudiante prepara
adecuadamente a un nivel
• El estudiante no se apropia de los
significados y se le dificultará
entender las habilidades.
• El estudiante no tiene tiempo de
reproducir su conocimiento
reproductivo los conocimientos
teóricos necesarios para
desarrollar la experiencia práctica
limitándose a repetir lo que en teoría
recibe simultáneamente.
Como consecuencia del primer
ítem el informe o reporte de cada
experiencia práctica será
enriquecedor y el aporte personal
debería ser significativo, ya que
los significados de la Asignatura
son conocidos en su totalidad.
Eí reporte de la experiencia se
limitará a la comprensión parcial de
los significados que tiene del
conocimiento al momento, siendo
limitado su aporte personal
En la mayoría de ios casos el
estudiante recuerda sus
conocimientos anteriores a la
preparación del experimento,
comprueba dichos significados
durante el experimento y ratifica
los mismos en ei informe.
El estudiante con los significados no
digeridos aún, realiza el experimento
(muchas veces los significados no
están claros) y debe ratificar los
mismos casi inmediatamente sin que
en algunas asignaturas tenga la
oportunidad de volverlos a revisar-
la calificación es lo
suficientemente justificada por si
sola y tiene la fuerza para que el
proceso de enseñanza tenga ¡a
exigencia adecuada.
La calificación deforma tanto la
valoración teórica como práctica, se
convierte en dubitativa para el
estudiante, convirtiéndose en arma
de doble filo,*
Cuadro 1.1 Comparación del sistema de enseñanza en los Laboratorios
* De acuerdo a los datos estadísticos en los semestres en que la calificación es
única se produce una distorsión en las notas y en el porcentaje de estudiantes
reprobados, como lo demuestran los cuadros No 1.2, 1.3 Y 1.4 y los respectivos
gráficos que constan en las páginas 8 a 13.
A todo esto se agrega la excesiva carga horaria y el elevado costo de los
textos científicos que impiden ampliar las consultas en las pocas bibliotecas
especializadas existentes y que por lo general tienen ocupada su bibliografía.
PERIODOOCT.82 - MAR.83
ABR.83-AGO.83
OCT.83 - MAR.84
ABR.84-AGO.84
OCT.84-MAR.85
ABR.85-AGCX85
OCT.85-MAR.86
ABR.86-AG0.86
OCT.86 - MAR.87
ABR.87-AGO.87
OCT.87-MAR.8S
ABR.88-AG0.88
OCT.88 - MAR.89
ABR.89-AGO.89
OCT.89-MAR.90
ABR.90-AGO.90
OCT.90 - MAR.91
ABR.91 -AGO.91
OCT.91 - MAR.92
ABR.92-AGO.92
OCT.92 - MAR.93
ABR.93-AGO.93
OCT.93 - MAR.94
ABR.94-AG0.94
OCT.94 - MAR.95
ABR.95-AG0.95
OCT.95-MAR.9G
ABR.96-AGO.96
OCT.96 - MAR.97
ABR.97-AGO.97
OCT.97-MAR.98
ABR.98-AGO.98
OCT.98 - MAR.99
ABR.99-AGO.99
OCT.99 - MAR.OO
ABR.00~AGO.00
OCT.OO-MAR.01
ABR.01 -AG0.01
# Estud.
319
269
273
316
285
330
321
373
392
423
434
420
435
414
357
355
325
306
307
313
282
368
414
430
462
482
467
575
522
522
535
536
549
624
667
573
846
828
Est. Apro.
270
227
206
259
238
293
280
342
338
353
362
363
379
378
322
321
294
283
284
287
265
330
355
358
375
404
381
493
449
452
508
483
499
551
634
534
621
566
Est, Perd..
41
32
51
41
39
26
31
21
30
43
52
37
28
18
21
22
17
16
14
18
10
30
46
57
69
70
79
74
59
51
17
35
39
50
23
16
206
237
Est. Ret.
8
10
16
16
8
11
10
10
24
22
20
20
28
18
14
12
14
7
9
8
7
8
13
15
18
8
7
8
14
19
10
18
12
23
10
23
19
25
% E. A
84,6
84,4
75,5
82,0
83,5
88,8
87,2
91,7
86,2
83,5
83,4
86,4
87,1
91,3
90,2
90,4
90,5
92,5
92,5
91,7
94,0
89,7
85,7
83,3
81,2
83,8
81,6
85,7
86,0
86,6
95,0
90,1
90,9
88,3
95,1
93,2
73,4
68,4
% E. P
12,9.
11,9
18,7
13,0
13,7
7,9
9,7
5,6
7,7
11,3
12,0
8,8
6,4
4,3
5,9
6,2
5,2
5,2
4,6
5,8
3,5
8,2
11,1
13,3
14,9
14,5
16,9
12,9
11,3
9,8
3,2
6,5
7,1
8,0
3,4
2,8
24,3
28,6
% E. R.
2,5
3,7
5,9
5,1
2,8
3,3
3,1
2,7
6,1
5,2
4,6
4,8
6,4
4,3
3,9
3,4
4,3
2,3
2,9
2,6
2,5
2,2
3,1
3,5
3,9
1,7
1.5
1,4
2,7
3,6
1,9
3,4
2,2
3,7
1,5
4,0
2,2
3,0
Cuadro 1,2. Total de estudiantes servidos por el Laboratorio de Circuitos
Eléctricos.
TO
TA
L D
E E
ST
UD
IAN
TE
S S
ER
VID
OS
PO
R E
L L
AB
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AT
OR
IO D
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UIT
OS
900
800
-
700
-
600
200
-
100
#E
stud.
Est
. Ap
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0°
0°
0°
0°
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0°
0°
0°
0°
0°
0°
0°
0°
0°
0°
10
PERIODOOCT.82-MAR.83
ABR.83~AGO.83
OCT.83-MAR.84
ABR.84-AGO.84
OCT.84-MAR.85
ABR.85-AG0.85
OCT.85-MAR.86
ABR.86-AGO.86
OCT.86-MAR.87
ABR.87~AGO.87
OCT.87-MAR.88
ABR.88~AGO.88
OCT.88~MAR.89
ABR.89-AGO.89
OCT.89~MAR.90
ABR.90-AGO.90
OCT.90-MAR.91
ABR.91 -AGO.91
OCT.91 -MAR .92
ABR.92-AGO.92
OCT.92-MAR.93
ABR.93-AGO.93
OCT.93-MAR.94
ABR.94-AG0.94
OCT.94-MAR.95
ABR.95-AGO.95
OCT.95-MAR.96
ABR.96-AGO.96
OCT.96-MAR.97
ABR.97-AG0.97
OCT.97-MAR.98
ABR.98-AGO.98
OCT.98-MAR.99
ABR.99~AGO.99
OCT.99-MAR.OO
ABR.OO-AGO.OO
OCT.OO - MAR.01
ABR.01 -AG0.01
Estud.127
120
111
135
152
134
143
163
174
200
174
191
203
213
162
161
170
131
102
126
134
190
231
223
287
279
287
367
317
317
350
373
364
420
434
352
647
652
Est. Apn107
107
94
119
137
120
129
155
160
175
142
168
193
206
157
150
157
128
95
121
130
167
191
164
231
209
217
293
260
263
332
339
334
390
420
333
448
402
Est. Pen16
9
14
13
14
10
12
7
13
19
30
18
7
5
5
10
10
2
5
4
2
19
36
51
49
63
66
69
53
45
10
22
24
18
8
6
192
228
Est. Ret.4
4
3
3
1
4
2
1
1
6
2
5
3
2
0
1
3
1
2
1
2
4
4
8
7
7
4
5
4
9
8
12
6
12
6
13
7
22
% E. A
84,3
89,2
84,7
88,1
90,1
89,6
90,2
95,1
92,0
87,5
81,6
88,0
95,1
96,7
96,9
93,2
92,4
97,7
93,1
96,0
97,0
87,9
82,7
73,5
80,5
74,9
75,6
79,8
82,0
83,0
94,9
90,9
91,8
92,9
96,8
94,6
69,2
61,7
% E. P
12,6
7,5
12,6
9,6
9,2
7,5
8,4
4,3
7,5
9,5
17,2
9,4
3,4
2,3
3,1
6,2
5,9
1,5
4,9
3,2
1,5
10,0
15,6
22,9
17,1
22,6
23,0
18,8
16,7
14,2
2,9
5,9
6,6
4,3
1,8
1,7
29,7
35,0
% E. R.3,1
3,3
2,7
2,2
0,7
3,0
1,4
0,6
0,6
3,0
1,1
2,6
1,5
0,9
0,0
0,6
1,8
0,8
2,0
0,8
1,5
2,1
1,7
3,6
2,4
2,5
1,4
1,4
1,3
2,8
2,3
3,2
1,6
2,9
1,4
3,7
1,1
3,4
Cuadro 1.3. Estudiantes de las carreras afines a Ing. Eléctrica servidos por
el Laboratorio de Circuitos Eléctricos.
ES
TU
DIA
NT
ES
DE
LA
S C
AR
RE
RA
S A
FIN
ES
A I
NG
. EL
ÉC
TR
ICA
700
-,
600
-
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. .
. ,
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x ,
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A'
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A*
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/V
A'
0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0°
12
PERIODOOCT.82 - MAR.83
ABR.83~AGO.83
OCT.83-MAR.84
ABR.84~AGO.84
OCT.84-MAR.85
ABR.85- AGO.85
OCT.85 -MAR.86
ABR.86~AGO.86
OCT.86 -MAR.87
ABR.87-AGO.87
OCT.87-MAR.88
ABR.88- AGO.88
OCT.88-MAR.89
ABR.89~AGO.89
OCT.89 -MAR.90
ABR.90-AGO.90
OCT.90-MAR.91
ABR.91 -AGO.91
OCT.91 -MAR.92
ABR.92-AGO.92
OCT.92-MAR.93
ABR.93-AGO.93
OCT.93-MAR.94
ABR.94-AGO.94
OCT.94-MAR.95
ABR.95 - AGO.95
OCT.95-MAR.96
ABR.96- AGO.96
OCT.96-MAR.97
ABR.97~AGO.97
OCT.97-MAR.98
ABR.98- AGO.98
OCT.98-MAR.99
ABR.99 - AGO.99
OCT.99-MAR.OO
ABR.OO- AGO.OO
OCT.OO-MAR.01
ABR.01 - AGO.01
# Estud,
192
149
162
181
133
196
178
210
218
223
260
229
232
201
195
194
155
175
205
187
148
178
183
207
175
203
180
208
205
205
185
163
185
204
233
221
199
176
Est. Apro.
163
120
112
140
101
173
151
187
178
178
220
195
186
172
165
171
137
155
189
166
135
163
164
194
144
195
164
200
189
189
176
144
165
161
214
201
173
164
Est, Perd,
25
23
37
28
25
16
19
14
17
29
22
19
21
13
16
12
7
14
9
14
8
11
10
6
20
7
13
5
6
6
7
13
15
32
15
10
14
9
Est. Ret.
4
6
13
13
7
7
8
9
23
16
18
15
25
16
14
11
11
6
7
7
5
4
9
7
11
1
3
3
10
10
2
6
6
11
4
10
12
3
% E. A
84,9
80,5
69,1
77,3
75,9
88,3
84,8
89,0
81,7
79,8
84,6
85,2
80,2
85,6
84,6
88,1
88,4
88,6
92,2
88,8
91,2
91,6
89,6
93,7
82,3
96,1
91,1
96,2
92,2
92,2
95,1
88,3
89,2
78,9
91,8
91,0
86,9
93,2
% E. P
13,0
15,4
22,8
15,5
18,8
8,2
10,7
6,7
7,8
13,0
8,5
8,3
9,1
6,5
8,2
6,2
4,5
8,0
4,4
7,5
5,4
6,2
5,5
2,9
11,4
3,4
7,2
2,4
2,9
2,9
3,8
8,0
8,1
15,7
6,4
4,5
7,0
5,1
% E. R.
r 2,14,0
8,0
7,2
5,3
3,6
4,5
4,3
10,6
7,2
6,9
6,6
10,8
8,0
7,2
5,7
7,1
3,4
3,4
3,7
3,4
2,2
4,9
3,4
6,3
0,5
1,7
1,4
4,9
4,9
1,1
3,7
3,2
5,4
1,7
4,5
6,0
1,7
Cuadro 1.4. Estudiantes de otras carreras y ESFOT servidos por el
Laboratorio de Circuitos Eléctricos.
ES
TU
DIA
NT
ES
DE
OT
RA
S C
AR
RE
RA
S
Y E
SF
OT
300
250
200
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-# Estud.
-Est. Apro,
-Est. Perd.
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Ret.
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x
X
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x
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A- A-
A- A-
A' A' r'S' A* A" A' A' A' A' A* A' A" A' A'
0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0° 0°
14
1.2.3 TRABAJO EXTRA ACADÉMICO DEL LABORATORIO DE
CIRCUITOS
El laboratorio de Circuitos y Mediciones Eléctricas siendo uno de los pocos a nivel
nacional y el único en la institución, debe ser e! referente nacional de
certificaciones de calidad y contrastación de equipos de medida, control de
calidad de elementos básicos, soporte para trabajos interdisciplinarios, apoyo
efectivo para tesis de grado, cursos y seminarios de actualización industria!,
certificados de funcionamiento y características técnicas de productos de
fabricación nacional.
Para cumplir lo anteriormente mencionado el laboratorio de circuitos y mediciones
eléctricas debe ser adecuadamente equipado y actualizado en el aspecto
tecnológico, para tener la oportunidad de competir con las otras pocas
instituciones que están vinculadas con la energía eléctrica y poder convertirse en
el necesario soporte para la investigación de todos !os fenómenos eléctricos y los
aspectos relacionados con estos.
12.4 OBJETIVO Y ALCANCE DEL PROYECTO.
Este trabajo pretende crear la necesidad para que, por parte de la institución, se
de la prioridad que requiere esta área básica en la formación profesional de
algunos departamentos y se ie de la importancia y los recursos necesarios para
convertirla en un área de formación académica solvente, de servicio externo
eficaz y de fundamental apoyo a la investigación multidisciplinaria. Para cumplir
con este objetivo primario, es necesario la adquisición de un mínimo equipo,
resultado de un análisis de equipo necesario para atener los requerimientos
académicos proyectados ai año 2005, el cual se lo trata en el capítulo 3 , así
como también se presenta un listado de prácticas según el servicio académico
15
presente, un paquete de experimentos a ofrecer hacia el exterior, con el diseño de
una mesa prototipo que cubra las necesidades académicas descritas.
Finalmente se hace un análisis comparativo del equipo que se utiliza en cada
práctica con las dos modalidades en que se ha trabajado en el laboratorio para
cubrir las mismas necesidades académicas: las prácticas de laboratorio
desplazadas un semestre de la teoría que se convierte en pre-requisito y con las
prácticas de laboratorio paralelo con la teoría que representa el co-requisito.
El equipo fundamental para una proyección del Laboratorio de Circuitos hacia el
medio externo debe ser tratado de un forma muy especializada y cumpliendo con
requisitos específicos enmarcados en normas internacionales y concordantes con
las vigentes del instituto Ecuatoriano de Normalización.
C A P I T U L O II
SITUACIÓN ACTUAL
Para realizar una adecuada proyección de las diferentes actividades inherentes al
Laboratorio de Circuitos Eléctricos, es necesario realizar un análisis de la
situación actual en la que se desenvuelve cotidianamente, bajo la óptica real y sin
apasionamiento, posibilitando una visualización de los problemas existentes y por
tanto, permita luego dar las soluciones más adecuadas. El análisis mencionado
se realiza considerando los recursos físicos, académicos, de investigación y de
servicio al medio externo
2.1 RECURSOS DEL LABORATORIO.
El área de circuitos y mediciones eléctricas cuenta para su funcionamiento y
atención a las diferentes actividades con una infraestructura deficitaria en algunos
aspectos y que se hace necesario diagnosticarlo, para conocimiento
fundamentalmente de sus debilidades y la potenciación de sus fortalezas; así
como, de las posibles soluciones para convertirla en un área solvente y
autogestionada.
2.1.1 RECURSOS HUMANOS.
En el área de circuitos y mediciones están adscritos 5 ingenieros eléctricos en la
ex especialización de sistemas eléctricos de potencia, un egresado de la misma
especialización y 1 tecnólogo electromecánico dedicado a labores académicas en
la Escuela de Formación Tecnológica y al mantenimiento del equipo de
Laboratorio.
17
Profesionales todos con mucha convicción y deseos de servicio institucional en su
mayoría, causa fundamental para que históricamente sean los docentes y
paradocentes con el mayor peso de carga horaria dentro de la ex facultad de
ingeniería eléctrica, con el mayor número de estudiantes, con las mayores
obligaciones académicas, lo que como consecuencia ha limitado su participación
en las otras actividades institucionales; sin embargo, dispuestos al trabajo y con
poca ambición de sacar provecho institucional o con limitado tiempo para
superación en la formación al nivel de pos-tgrado.
El gran peso académico que tiene que satisfacer el área ha hecho que
permanentemente reciba el aporte de profesionales y egresados para satisfacer la
carga horaria, aportes que en su mayoría han sido transitorios para el área y sin
logros significativos para su fortalecimiento y desarrollo.
En los últimos semestres y dentro de los cambios, muchos de ellos no
planificados y desconocidos por la mayoría de los actores se ha obtenido el
concurso de un considerable número de egresados y profesionales jóvenes que
en su mayoría (totalidad) viene con un espíritu de transitoriedad tanto por su
nombramiento como por su deseo, lo que influye en su poco o ningún aporte para
el área, ni en su desarrollo académico ni en el fortalecimiento del área como base
fundamental para los logros institucionales.
2.1.2 RECURSOS MATERIALES: ESPACIO FÍSICO, EQUIPOS Y
HERRAMIENTAS.
Dentro de los recursos materiales con los que cuenta el área de circuitos, si bien
el espacio físico es suficiente para atender el numero de grupos de estudiantes
practicantes que su equipo permite, será necesario pensar en una ampliación del
espacio para incorporar otros servicios, especialmente para servicio externo.
La mayoría del equipo que se dispone en el laboratorio data de 2 o 3 décadas
anteriores y que gracias al cuidado con el que ha sido usado se mantiene en
18
aceptable estado de funcionamiento lo que permite seguir atendiendo el aspecto
académico.
Equipo y elementos que necesitan urgente renovación y actualización para evitar
el desface tecnológico que el futuro profesional encontrará cuando se inserte en el
trabajo productivo y que en la actualidad su obsolescencia limita la competencia
en el mercado, haciendo poca atractiva la oferta de servicios que la institución
puede ofrecer en dicho campo.
En el Anexo 2.1 se muestra el equipo existente en el Laboratorio de Circuitos
Eléctricos y que en la actualidad se utiliza en todos los experimentos que se
realizan en el Laboratorio de Circuitos de la Escuela de Ingeniería y la ESFOT de
laE.P.N.
2.1.3 SERVICIO ACADÉMICO DEL LABORATORIO.
El área de circuitos actualmente tiene bajo su responsabilidad la formación (nivel
básico) de estudiantes en ingeniería para los departamentos de electrónica y
control, electrónica y telecomunicaciones, electrónica y redes en las materias con
laboratorio de Tecnología eléctrica, Análisis de Circuitos I, Análisis de Circuitos II,
sin embargo en forma inexplicable dichas materias para la carrera de Energía
están sin ubicación por falta de coordinación.
Para las carreras de Mecánica, Química y Petróleos se dicta la materia de
Electrotecnia y su laboratorio con muy bajos niveles de coordinación y un
deficitario servicio debido básicamente a la poca importancia que los estudiantes
de dichas carreras demuestran.
Para la ESFOT, son responsabilidad del área los laboratorios de Electricidad 1,
Electricidad II y Electricidad Industrial (materia nueva y laboratorio que nunca se
conoció su creación a nivel de área) con niveles adecuados de coordinación y una
adecuada evaluación académica.
19
En los últimos semestres y a causa de los cambios implementados en la E.P.N.,
dentro de este esquema micro-globalizado al interior se ha masificado el uso de
los laboratorios, sin tomar en cuenta el aspecto académico ni el nivel de calidad
de la educación, sino solo, la satisfacción de la demanda que en última instancia
es "productividad", causa fundamental de la baja del nivel académico.
Deterioro académico que para mi criterio es el resultado de cambios no
compartidos, errores conceptuales del papel de los laboratorios en los dos
modelos (paralelo o desplazado), masificación de los laboratorios, disminución en
los niveles de exigencia de los instructores, excesiva carga horaria de los mismos,
teorizando mucho en los trabajos preparatorios e informes posteriores, falta de
compromiso de los estudiantes, falta de tiempo para digerir los conceptos de la
asignatura y el desconocimiento de la misma en su globalidad.
Se hace necesario un comentario en forma particular a cada uno de los
laboratorios que son servidos por el área en sus diferentes niveles y para las
diferentes carreras.
• Laboratorio de Tecnología Eléctrica, dictado como parte de la teoría para
las carreras de Electrónica y Telecomunicaciones, Electrónica y Control y
Electrónica y Redes de la Información al nivel de ingeniería y con un tiempo de
dos (2) horas por sesión, antiguamente laboratorio de Mediciones Eléctricas, a
más de las dolencias generales, este laboratorio carece de la coordinación
teórico-práctica (son estudiantes, muchos de ellos que desconocen conceptos
elementales de electricidad y aparatos de medida) habiendo sido desplazada
la materia hacia niveles inferiores no se ha coordinado contenidos que
anteriormente se tenían como correquisitos en otras materias (Circuitos 1)
produciéndose dificultades por parte de los estudiantes en la apropiación de
las habilidades por falta de significados, tratando de experimentar sobre
fenómenos con contenidos inexistentes todavía para los estudiantes.
20
• Laboratorio de Análisis de Circuitos Eléctricos I dictado para las mismas
carreras paralelamente con la teoría, y con el mismo tiempo por sesión que el
anterior, el laboratorio tiene que ser tutorial todavía y en el que sin embargo
de que el estudiante no tiene tiempo de llegar al grado "cognoscitivo" en la
teoría ya debe comprobar aquello que "acaba" de conocer o "va" a conocer,
sin que se hayan producido cambios, ni en los objetivos ni en los
procedimientos de experimentación debido a la transición del esquema
anterior de laboratorio desplazado a la teoría al nuevo esquema de laboratorio
paralelo con la teoría.
Lo anteriormente anotado hace que la asimilación de habilidades en los
estudiantes sea menor y el aporte de los mismos tanto en el trabajo previo
como en el informe posterior sea repetitivo de textos consultados y no tenga el
aporte necesario y gratificante de los participantes en lo que a "significados" se
refiere en la gran mayoría de los casos.
• Laboratorio de Análisis de Circuitos Eléctricos II paralelo con la teoría y
como pre-requisito Análisis de Circuitos I, éstas prácticas son de carácter
extremadamente teórico y tanto el trabajo preparatorio como el informe se han
forzado a entender fenómenos abstractos en condiciones ideales: proceso
que se da por la falta de un conocimiento global de la asignatura y el poco
tiempo que para llegar a niveles cognoscitivos en la teoría el estudiante tiene
que asistir a éstas practicas de laboratorio. Se mantiene el tiempo de dos (2)
horas por sesión previsto en el actual pénsum académico.
Los informes y trabajos preparatorios generalmente son largos y repetitivos de
los contenidos en los textos y que sin embargo el aporte estudiantil es
aceptable y debería ser mejor si tuviera el tiempo y facilidades para trabajar
paralelamente "simulando" fenómenos y "comprobando" resultados en la
práctica, lo anteriormente expuesto se ratifica por el hecho de que se ha
implementado esta modalidad en algunas prácticas.
21
• Laboratorio de Electrotecnia dictado para los estudiantes de las carreras de
Mecánica, Petróleos y nuevamente desde hace dos semestres Química, éste
laboratorio se dicta simultáneamente a la teoría, tiene a más de las
deficiencias generales, el inconveniente de una nula coordinación con la
teoría, convirtiéndose en un laboratorio que se desarrolla de acuerdo a lo que
el instructor asignado considera "necesario" enseñar para cada especialidad,
con el agravante de que siendo el número de créditos suficiente, el estudiante
recibe cada 15 días, con un tiempo de dos (2) horas por sesión (seguramente
por el número excesivo de estudiantes) y no tiene el compromiso de una
asignatura con su carrera sino, una de relleno para su formación.
• Laboratorio de Electricidad I dictado con desplazamiento de 1 semestre con
respecto a la teoría, para los estudiantes de la Escuela de Formación
Tecnológica en las carreras de E/T y Electromecánica, es a no dudarlo el
laboratorio que más dinámica ha tenido en los últimos semestres, se ha
¡mplementado cambios importantes en el afán de obtener mayor aporte
estudiantil, así como, desarrollar en el estudiante criterios y normas de
seguridad y responsabilidad en cada experiencia.
• Laboratorio de Electricidad II dictado de igual manera para los estudiantes
de formación tecnológica de las especializaciones E/T y E/M luego de recibir
Laboratorio de Electricidad y teoría de Electricidad II, igual que el anterior ha
tenido un proceso interesante en exigir mayor aporte estudiantil y menos
tutoría del instructor, otorgándole al estudiante confianza y mayor
responsabilidad dentro del desarrollo personal y futuro profesional.
• Laboratorio de Electricidad Industrial para estudiantes de tecnología en la
especialización de Mantenimiento Industrial, el mismo que por no estar a cargo
del personal adscrito al área es de libre iniciativa del instructor; el que, por su
experiencia profesional da un laboratorio que abarca aspectos de electricidad I
y Electricidad II con relativo éxito estudiantil y ninguna coordinación con las
demás asignaturas tradicionales.
22
Para los Laboratorios que se dictan para la ESFOT, que se mencionan
anteriormente el tiempo de duración por sesión es de dos (2) horas.
2.2. SERVICIO EXTERNO.
Como actividades extra-académicas de servicio al exterior, estas han sido muy
limitadas debido fundamentalmente a la obsolescencia del equipo de laboratorio
lo que quita competitividad externa, así como del desconocimiento de las
potencialidades del área por la falta de promoción institucional y en particular de
la ex Facultad de Ingeniería Eléctrica.
El servicio prestado se ha limitado a trabajos de calibración y contrastación de
aparatos de medida analógicos, certificados de funcionamiento de aparatos de
medida solicitados por empresas, certificados de funcionamiento y calibración de
contadores de energía solicitado por empresas estatales, cursos de actualización
teórico-prácticos para instituciones públicas y privadas, asesoramiento y pruebas
de resistividad de materiales.
Cabe anotarse que gracias a la iniciativa e imaginativa utilización de conceptos y
equipo existente en el área por parte de los profesores ha sido posible realizar
trabajos de una relativa dificultad en la condiciones existentes y que por la misma
razón no pudo ser hecho en otras instituciones como, curvas fotométricas de
lámparas, certificados de funcionamiento y confíabilidad de ahorradores de
energía , funcionamiento de reactores para lámparas de vapor entre otros, todos
ellos han tenido la total conformidad de los usuarios.
Lo anteriormente expuesto, permite colegir que el equipo existente en el
laboratorio no presta las garantías necesarias para ofrecer un trabajo acorde con
la tecnología actual, por tanto se hace indispensable un análisis especial del
tema.
23
La investigación en el Laboratorio de Circuitos Eléctricos, como en el caso de los
servicios al medio externo, ha sido limitada y de muy poca relevancia, porque las
capacidades investigativas de ia institución son en su mayoría personales y no
cuentan con los recursos económicos suficiente; es de mencionar que en el
campo de los circuitos eléctricos hay mucho camino que recorrer, de acuerdo a
los avances tecnológicos actuales y a las experiencias de otros centros de
Educación Superior del Extranjero.
2.3. CONTROL DE ACTIVIDADES.
La mayoría de los trabajos realizados bajo pedido expreso de Empresas o
Instituciones externas a la Escuela Politécnica Nacional se ha elaborado sin
ninguna normatividad interna de control, sin tener en cuenta ia reglamentación y
controles necesarios de acuerdo a las normas del INEN, que en su parte
correspondiente son requisitos para otorgar certificados de funcionamiento o
calibración y contratación por parte de los Laboratorios que conceden dichos
certificados; sin embargo se ha tenido en cuenta las normativas internacionales y
la calidad de los trabajos han permitido satisfacción de parte de los organismos
servidos. Tampoco existe trazabilidad del equipo del laboratorio ya que no se ha
llevado un control de la utilización del mismo ni tampoco un registro de
mantenimiento tanto preventivo como correctivo.
24
C A P I T U L O I I I
PROYECCIÓN
En este capítulo se realiza la proyección del Laboratorio de Circuitos Eléctricos,
sobre la base de tres aspectos que marcan la actividad y desarrollo del
mencionado Laboratorio y estos son: el académico, investigación y servicios
externos, que conllevan a un planteamiento de desarrollo físico, de equipo y
capacitación del personal adscrito al Área de Circuitos Eléctricos y Cibernética
perteneciente al Departamento de Automatización y Control Industrial.
3.1 PROYECCIÓN ACADÉMICA
Para establecer una proyección en cuanto a necesidades y objetivos académicos
del área en la enseñanza de laboratorios se revisarán algunos conceptos y
criterios pedagógicos sobre trabajos en grupos y algunos contenidos filosóficos de
la enseñanza en los laboratorios.
Antes de considerar los hechos experimentales con respecto a la efectividad de
los grupos de discusión en orden a objetivos varios, se de un vistazo a los
propósitos que determinan su uso por parte de quinientos profesores
universitarios (la mayoría, de departamentos de ciencias), propósitos explicitados
durante una encuesta realizada para el efecto y que consta en la referencia (1). El
objetivo que prepondera en importancia sobre todos los demás (aunque ello varíe
según la asignatura) es el de ayudar a los estudiantes a discutir y a esclarecer las
dificultades que surgen en clases magistrales u otras sesiones docentes. Ello
aparece formulado de diversos modos; "para dar la oportunidad de formular
preguntas" " para apoyar a la comprensión del tema de la clase magistral" "para
asegurarse de que los estudiantes no se pierden en los cursos de clases
magistrales" "para dar respuesta a cualquier problema que tiene origen en las
clases teóricas y prácticas", "para descubrir áreas de ignorancia y dirigir la
25
atención hacia las mismas", "para promover la comprensión de conceptos y
principios, etc. Otro objetivo, mencionado por una buena proporción de profesores
de todas las especialidades, es el de obtener un contacto mas íntimo con el
alumno que el que es posible en las clases magistrales, lo que muchos
consideran como una de las mayores ventajas de la celebración de discusiones
de grupo. A continuación con distinto énfasis según las distintas asignaturas,
siguen objetivos más específicos, tales como promover un pensamiento más
crítico y más lógico, ayudar a los estudiantes a resolver problemas y a hacer
aplicaciones prácticas de las teorías, obtener práctica en la presentación oral de
informes, discutir la labor de los estudiantes - ensayos, planos y diseños,
resultados experimentales, etc.- para delimitar el marco de una especialidad
determinada, para consolidar un labor hecha anteriormente, para escudriñar con
mas profundidad un tipo determinado de problemas, para una revisión y
preparación de cara a exámenes, asegurarse -de que se han comprendido los
principios y los conceptos, extender los estudios más halla de los temas
abarcados en clase, conocer la bibliografía referente a un tema, ampliar el interés,
cambiar actitudes -importante jalón en un campo como el de estudios sociales -
y proporcionar al profesorado una visión retrospectiva sobre el progreso de los
estudiantes, así como de las actitudes de estos, y también de la efectividad de la
enseñanza Aunque raramente lo mencionan como objetivo, muchos profesores
universitarios consideran que esta visión retrospectiva sobre el éxito del
aprendizaje y de la enseñanza es una de las principales ventajas del método.(2)
De alguna manera la aplicación de estos criterios y objetivos deben cumplirse en
las prácticas de laboratorio de las carreras de ingeniería de la E.P.N. y con
relación a los laboratorios que aquí se dictan en la mayoría de los casos se
ignoran. Es interesante constatar que siendo el objetivo mas mencionado el de
"ayudar" al estudiante en sus dificultades, sea también el que menos claramente
se define debido posiblemente al significado de la palabra dificultad, ¿debe el
instructor cerciorarse de que el estudiante conoce los principios y teorías, o de
que posee la mayor información posible?, ¿Debe corroborar que el alumno
aprende a resolver cierto tipo de problemas, o debe ayudarle a desarrollar un
26
sistema generalmente válido para la solución de los mismos? ¿ o bien tal como
dicta el sentido común debe primero preguntar al estudiante cuales son sus
dificultades? Muchos profesores desean actuar así pero la experiencia demuestra
que la propia naturaleza de la dificultad pueda impedir que el estudiante lo
identifique, especialmente con el sistema actual en el que el estudiante no tiene
la visión completa de la asignatura y muchas veces no entiende aún
suficientemente la teoría motivo de ia experimentación.
Concentrando la actividad en la enseñanza del laboratorio en todos los casos se
exige una base teórica, y en la mayoría, al ritmo que avanza el conocimiento una
creciente habilidad para el razonamiento abstracto.
Otros estudiosos sugieren que el estudiante en cualquier método utilizado debería
hacer sus propios descubrimientos y luego compararlos con las realidades de la
naturaleza. Acaso será que estos postulados se debe aplicar también en los
estudiantes que estudian ciencias ya que ha dado excelentes resultados en
estudiantes de medicina, ciencias biológica y ciencias naturales especialmente,
"Una experiencia que demuestra e! despilfarro de tiempo que suponen las
prácticas demasiado intensivas en los momentos iniciales. Henshaw, Longdon y
Halman (1933) hicieron un experimento con tres grupos de treinta sujetos cada
uno encargados del ensamblaje de cadenas, durante ochenta minutos cada
mañana. Por la tarde, el grupo uno hacia otro ensamblaje de cadenas de ochenta
minutos el II practicaba una operación diferente y el grupo III no hacia ensamblaje
alguno; y, no obstante la calidad de la producción de cada uno de los tres grupos
se mantuvo casi idéntica, pese a que, tal como dicta la experiencia ordinaria, los
períodos de descanso mejoran el trabajo, por ejemplo en aprender a conducir o a
nadar. Seymour sugiere que el período óptimo de práctica, en los momentos
iniciales, es de media hora, alargándose hasta dos horas una vez el individuo ha
adquirido ya el hábito. (3)
Con respecto a la enseñanza en el laboratorio la autora de textos de pedagogía
Ruth Beard menciona lo siguiente: "En el trabajo de laboratorio el contenido
teórico puede preceder a la práctica; este suele ser el caso del investigador que
cumple métodos experimentales para corroborar hipótesis preestablecidas en el
27
caso de ia resolución de un problema. Sin embargo, las experiencias
consignadas en múltiples publicaciones sobre enseñanza de laboratorio,
demuestran que a muchos estudiantes se les asigna un trabajo práctico donde es
mínima la necesidad de pensar. Los debates entre profesores adscritos al campo
de la educación superior ponen de manifiesto que uno de los motivos parece ser
el hecho de considerar el trabajo del laboratorio sencillamente como un medio de
desarrollar facultades de observación y habilidad manual, o bien de familiarizarse
con el instrumental mediante la ejecución de experimentos preestablecidos. No se
considera en -absoluto la necesidad que tienen los estudiantes de especialidades
de aprender la aplicación de métodos científicos, ni tampoco se pregunta, en el
caso de estudiantes que jamás emplearán profesionalmente la práctica adquirida
en los laboratorios, si merece la pena que pasen tantas horas - o siquiera que
pasen alguna - en el laboratorio verificando resultados". (4)
En lo referente a la organización del trabajo en los laboratorios la mencionada
autora emite los siguientes conceptos que por compartirlos plenamente los hago
míos: "La organización de los laboratorios no compete normalmente a miembros
del profesorado que no posean una experiencia considerable; además, los
encargados de hacerlo, antes de decidir la construcción y el equipo de nuevos
laboratorios habrán de considerar los modelos de tipo más moderno, tales como
laboratorios de aplicaciones múltiples o aquellos destinados a un rápido
desmantelamiento previo a la reorganización. Así un asunto de importancia tan
capital como es la planificación de un laboratorio se deja normalmente en manos
de profesores veteranos y sujeto a una guía muy completa, Y las
responsabilidades que la mayoría de los profesores toman a su cargo se refieren
a! mantenimiento de la disciplina, el uso del instrumental, la planificación de
trabajo experimental y la organización de grupos de estudiantes en sus tareas
sucesivas".
Aunque la mayor parte de los profesores consideran que lo ideal seria que los
estudiantes trabajaran independientemente, y dan cuenta de los progresos
considerables en la comprensión que tiene lugar cuando ello es posible, la
magnitud del personal y la limitación espacial de los laboratorios suele hacer
inevitable el trabajo por grupos. Con todo, algunos profesores trocan el
28
inconveniente en ventaja echando mano de una discusión en e! seno del grupo
antes y después del trabajo experimental, o bien antes del redactado de
informes.(5)
Respecto de la orientación a los estudiantes sobre el trabajo práctico e informes la
mencionada autora de textos pedagógicos acota lo siguiente:
"Al dictar !as instrucciones a los estudiantes el problema estriba en evitar, por un
lado, decirles tantas-cosas que pierdan el interés, y, por otro, decirles tan poca
cosa que desconozcan lo que se les pide. Las instrucciones requeridas obedecen
a tres apartados: organización del trabajo dentro del laboratorio papeletas de
laboratorio o preguntas para orientar en cada experimento específico, y puntos a
anotar en la redacción de informes. Además, allí donde se realizan los proyectos
es necesaria la ayuda del tutor para la elección del tema, para la lectura y para el
asesoramiento en general en momentos de dificultades.
Como parte de la planificación metodológica del laboratorio deben concretarse
visitas e inspecciones, de las mismas que la autora mencionada dice lo siguiente:
"Las visitas e inspecciones suelen tener una íntima relación con el trabajo del
laboratorio. Su éxito depende de una cuidadosa preparación, así como de la plena
información proporcionada a los estudiantes, precisando del tiempo suficiente
para que los estudiante puedan comprender y apreciar cuanto contemplan;
alternativamente si el horario no puede elegirse a voluntad hay que preparar a los
estudiantes para que sean capaces de formular preguntas inteligentes y que se
beneficien de las respuestas obtenidas. Hay que preparar, además, instrucciones
para que conozcan lo que van a observar y sepan usar el tiempo disponible. Si
existe un catálogo de instrucciones de años precedentes, será examinado
cuidadosamente y puesto al día en caso necesario.
Allí donde el horario de visita esté abierto a la elección, será prudente consultar al
director del local o al vigilante del centro sobre ía hora más adecuada para la
visita. Morris (1950) por ejemplo, recomienda que los estudiantes de ingeniería
visiten una planta industrial a la hora del desmontaje para inspección y
mantenimiento , ya que con ello les será posible un mejor conocimiento de sus
29
partes internas. El autor ha descubierto que los directores de tales centros suelen
mostrarse satisfechos de notificar a los instructores de escuelas de ingeniería que
se va ha llevar cabo algún desmontaje de este tipo (el sistema nacional industrial
permitirá dar esta ayuda?).
Previo la visita, el profesor necesita considerar lo que deben ver exactamente los
estudiantes, o lo que deben hacer, para que les clarifique y dé significado a la
teoría que están estudiando en sus departamentos. Por lo tanto, hay que
considerar los detalles de las observaciones e investigaciones, preferentemente
sobre el terreno, y habrá que consultara los estudiantes sobre cualquier pregunta
pertinente que deseen se les conteste. A partir de esta información preliminar,
debe prepararse un catálogo para entregarlo a cada estudiante unos cuantos días
antes de la visita. De esta forma los estudiantes disfrutarán de una gran
independencia respecto del profesor, pudiendo recurrir a él en busca de
información esencial y discusión final". (6)
3.1.1 ORIENTACIÓN DE LOS LABORATORIOS.
Sobre la base de lo expuesto y a la realidad de la enseñanza en el laboratorio se
tienen dos opciones, la una dada en el mismo sistema de estudios y la práctica y
ejecución del mismo en los departamentos a los que se sirve, que no es
compartida por algunos profesores del área ya que el nivel académico se
deteriora cada vez más, y la otra, convertirnos en un verdadero soporte y liderar la
enseñanza de los laboratorios en la institución, creando una infraestructura base
para ejercer y ofrecer servicios académicos de calidad a los diferentes niveles de
la educación en la institución.
Se considera que los modelos de hojas guías con muy pocas variantes y
actualizaciones que dependerán de las adquisiciones de equipos y aparatos de
medida sirven para la alternativa de las prácticas de laboratorio desplazadas
respecto de la teoría. Para la segunda opción se propone la posibilidad de los
objetivos para cuando el estudiante ya recibió los significados y, para cuando el
estudiante no ha recibido aun los conocimientos teóricos, el uso de las mismas
30
hojas guías pero con un enfoque diferente en la ejecución, en cuyo caso se
diferirá la entrega del informe para la evaluación, esta afirmación es válida para la
enseñanza de los laboratorios en las carreras de ingeniería Eléctrica ya que
aparentemente el modelo esta consolidado por la inacción y quemeimportismo de
los actores institucionales. El modelo de hojas guías intenta ser una directriz
aceptable para las necesidades del estudiante cuando: conoce ya la teoría de la
materia (los significados) o para cuando el estudiante no conoce aun los
significados y basándose en la experiencia del laboratorio (habilidades) pueda
acceder más fácilmente a los conocimientos conceptuales; debe necesariamente,
en estos casos el profesor dar una exposición detallada de ios objetivos y de los
mecanismos a seguir para conseguirlos, así como bosquejar los resultados
esperados, ya que, los conocimientos no deberían cambiar de un modelo a otro.
La orientación que se de a los diferentes laboratorios que sirve el área depende
fundamentalmente de la decisión del modelo que adopte la institución, del tiempo
en que se dicten y del análisis que en base de las proyecciones se haga de la
optimización del equipo existente y futuro, pensando en cualquiera de los casos la
mejor alternativa desde el punto de vista académico que debe ser la columna
vertebral de la Escuela Politécnica Nacional.
Considerando estos escenarios se puede plantear primero tomando el modelo
actual de la E.P.N. (diferenciando tecnología con ingeniería) y con las prácticas de
laboratorio simultáneamente a la teoría dentro de la misma asignatura.
La orientación que se de a los laboratorios de las carreras de ingeniería eléctrica,
debe partir de una íntima coordinación con la teoría; la orientación en general
debe ser consolidar el avance de la asignatura con objetivos claros y limitados de
comprobación experimental de los principios, en el caso de que la teoría sea
previa a la práctica de laboratorio; quedando como alternativa en caso de un
posible desfase de la teoría el objetivo de inducir a conclusiones que consolide
luego los principios teóricos.
En cuanto a los trabajos previos e informes posteriores, estos deben ser más
específicos sobre el conocimiento inmediato, parcelario, en los primeros
31
laboratorios; para ir ampliando los contenidos en los posteriores e igualmente ir
exigiendo posibles aplicaciones a los estudiantes en su futura profesión.
Considerando otro escenario el modelo de los laboratorios simultáneos con la
teoría pero con un modelo de carrera única desde pregrado hasta Postgrado
con salidas intermedias (Tecnólogos, Ingeniería, Postgrado) se debe replantear
los contenidos de las asignaturas dándoles un enfoque limitado a aplicaciones
tecnológicas los primeros semestres, diferenciando los modelos para Corriente
Continua o Corriente Alterna, y con aplicaciones o consolidación al conocimiento
aplicable en nivel reproductivo, para en lo posterior a un nivel de Ingeniería
plantear prácticas conceptuales, para diseños de modelos, aplicaciones
industriales, modelaciones, es decir con un nivel productivo profundizando
modelos matemáticos compatibles con simulaciones en Computadoras
personales.
Los trabajos preparatorios e informes se vería limitados en los primeros
semestres o los mismos anteriormente mencionados, profundizando en lo
posterior los contenidos, aplicaciones y conclusiones a un nivel productivo.
En otros escenarios que implican tiempo con el laboratorio diferenciado y
desplazado con la teoría, separando los niveles de educación tecnología e
ingeniería, debe tener en forma general como en los casos anteriores objetivos de
reapropiación de conocimientos, aplicación de principios y teorías con la visión de
ampliar el conocimiento y proyectarlo limitadamente, a lo inmediato posterior.
Los trabajos preparatorios deben ser más elaborados, de recordación de
principios teóricos y los informes deben ser de consolidación definitiva de
conocimientos, exigiendo a los estudiantes ítem de aplicación de los contenidos
anteriores en las asignaturas actuales e inclusive con proyecciones posteriores.
Si se piensa en carrera única con salidas intermedias, se mantendría la
diferenciación de contenidos lógicos de la nueva programación académica, esto a
nivel tecnológico inicialmente, nivel de diseño y aplicación para grado académico
y nivel de modelaciones, investigación y aplicación productiva en Postgrado.
32
3.1.1.1 SERVICIO ACADÉMICO A LA ESCUELA DE INGENIERÍA
(CARRERAS AUNES CON ELECXMCIDAD).
Dentro de esta orientación planteada en el ítem anterior y considerando los
objetivos generales es necesario particularizar para cada laboratorio dentro de los
niveles de Ingeniería:
• Tecnología Eléctrica. Debe darse prioridad a formas y métodos de
mediciones, recalcando todo cuanto se refiere a: escalas; estudio, cálculo e
interpretación de errores, manipulación de elementos activos, pasivos, de
protección y maniobra, el uso adecuado de aparatos de medida, uso de
placas de características, y normas de seguridad, capacidades y alcances de
los elementos, el objetivo principal debe ser, con la ayuda de los elementos
fundamentales, la comprensión y dominio de las mediciones más que la
configuración de circuitos y características de los mismos; el tiempo por sesión
previsto para este Laboratorio es adecuado, por tanto, no se hace ningún
comentario al respecto. Para cumplir con lo planteado se proponen las
siguientes prácticas y cuyas hojas guías constan en el anexo 3.1.
1. Conocimiento del Equipo, Características y Simbología.
2. Fuentes de Energía y Medida de Voltajes.
3. Uso de Escalas e Interpretación de Errores.
4. Estudio del Multímetro.
5. Medición de Resistencias.
6. Estudio del Osciloscopio,
7. Medición de Potencia.
Aparentemente el número de prácticas es reducido, pero la modalidad del
curriculum y el número de estudiantes, no permiten incrementarlo.
33
• Análisis de circuitos 1.- Relaciones y comportamiento de elementos y
configuraciones básicas; su uso, propiedades y características, comprobación,
aplicación y limitaciones de leyes y principios, aplicación de mediciones a
nuevos conceptos y avance de la asignatura; para la consecución de estos
objetivos se propone las siguientes prácticas y las correspondientes hojas
guías con unificación del formato constan en anexo N° 3.2.
1. Interconexión de Elementos Eléctricos.
2. Formas de Onda Periódicas y Valores Característicos.
3. Magnitudes Eléctricas Constantes.
4. Almacenamiento de Energía.
5. Leyes de Kirchhoff.
6. Magnitudes Alternas en el Dominio del-Tiempo.
7. Magnitudes Alternas en el Dominio de la Frecuencia.
8. Potencia Compleja.
9. Corrección del Factor de Potencia.
10.Acoplamiento Magnético.
11. Circuitos Ajustables.
El número de experimentos a realizarse es el adecuado por cuanto se prevé, el
tomar exámenes prácticos como una experiencia más en la formación académica
del estudiante, así como también para reforzar el aspecto de evaluación
individual. El tiempo que se debe emplear en cada sesión de Laboratorio de
Análisis de Circuitos Eléctricos I debe mantenerse en dos (2) horas.
• Análisis de Circuitos II.- Relaciones, comportamiento y análisis de sistemas
polifásicos (trifásicos), características y limitaciones del equipo del laboratorio
en las mediciones trifásicas, comprobación, aplicación y simulación de
34
conceptos más avanzados, características y comportamientos de estos
circuitos en períodos no estacionarios; se propone las siguientes prácticas y
sus hojas guias se presentan en el Anexo 3.3,
1. Secuencia de Fases.
2. Magnitudes Trifásicas.
3. Potencia Trifásica.
4. Factor de Potencia en Sistemas Trifásicos.
5. Corrección del Factor de Potencia en Sistemas Trifásicos.
6. Transitorios de Primer Orden.
7. Transitorios de Segundo Orden.
8. Simulación de Circuitos en Régimen Transitorio,
9. Función de Red.
10. Cuadripolos.
Los experimentos señalados cumplen con la programación curricular para la
asignatura de Análisis de Circuitos Eléctricos II, tomando en consideración una
nueva modalidad en la simulación de los Circuitos realizados en forma analógica.
En la actualidad si bien se realiza simulación, esta es restringida por la falta de
Computadoras Personales y que son necesarias adquirirlas. El tiempo de dos (2)
horas es adecuado para cumplir los objetivos previstos para este Laboratorio.
3.1.1.2 PROYECCIÓN PARA OTRAS FACULTADES O
INSTITUTOS.
El servicio del laboratorio de Circuitos contempla el apoyo académico a
Tecnólogos y otras facultades que consideran un conocimiento general de los
35
conceptos de electricidad aplicados a su propia formación que sería la asignatura
de Electrotecnia con tópicos específicos de las leyes que lo gobiernan. La
orientación de las prácticas que tiene que ver con el laboratorio deben tener una
generalización para todos, así como una particularización dependiendo de la
especialización y posible aplicación profesional.
Para ofrecer una alternativa en el plano académico de las facultades que
tradicionalmente tienen una materia correspondiente del área incorporada en su
curriculum, se debe seguir el procedimiento recomendado y lógico de
coordinación de la micro-planificación y la macro-planificación de la materia con
sus objetivos y cómo ella aporta para la formación de la carrera correspondiente
Como objetivo general se debe definir el conocimiento por parte de los
estudiantes de estas carreras: las técnicas de mediciones de las diferentes
variables eléctricas, y el estudio y comprensión del comportamiento de los
diferentes elementos pasivos en las configuraciones y modelos circuitales
básicos, alimentados por fuentes de energía constante o variable en el tiempo,
todo esto con un nivel reproductivo.
Posteriormente y con la adecuada coordinación, ya conocidos y definidos los
objetivos será más fácil establecer los contenidos de la materia y el aporte que las
prácticas de laboratorio, a un nivel adecuado aporta a la asignatura y a la carrera,
sin embargo de no contar con el suficiente flujo informativo de los requisitos
expuestos y en base de la experiencia se propone un paquete de prácticas
elaboradas con una frecuencia estudiantil de 2 horas por cada dos semanas.
Haciendo un análisis específico de cada uno de los laboratorios que se dictan se
debe destacar la orientación específica para cada uno de ellos.
Laboratorio de Electrotecnia para las carreras de Mecánica, Petróleos y Geología
y Minas se deben orientar hacia la identificación, aplicación de la energía eléctrica
proporcionada por el sistema nacional interconectado, su medición,
características y seguridad en el uso de ella, aplicada a su profesión; se bebe
orientar y capacitar para el posterior estudio de máquinas eléctricas o circuitos
36
con componentes electrónicos básicos como base para la aplicación en aparatos
propios de su formación.
A nivel de carrera de Química, se debe profundizar y diferenciar la corriente
continua de la alterna ya que dentro de los procesos industriales tiene una gran
aplicación la C.C., no se presenta propuestas de hojas guías para ellos pues han
retomado la materia luego de algunos períodos de ausencia.
De los objetivos y consideraciones planteadas anteriormente se propone las
siguientes prácticas y las hojas guías correspondientes constan en el Anexo 3.4
como base para las carreras de ingeniería química, mecánica y de petróleos.
1. Introducción al Laboratorio.
2. Elementos y Magnitudes Eléctricas.
3. Leyes de Kirchhoff, Circuitos Serie y Paralelo.
4. Circuitos Monofásicos en el dominio de la Frecuencia.
5. Corrección del Factor de Potencia.
El número de prácticas corresponde a una sesión por grupo cada quince (15)
días, con un tiempo estimado de dos (2) horas que es el adecuado.
• A nivel de la ESFOT y lo que sería la parte básica de concretarse la unificación
de las carreras en una sola con salidas intermedias estaría como base la
orientación explicada anteriormente, en caso de seguir como hasta hoy se
debería profundizar en el uso de aparatos de medida y escalas, características
técnicas y límites en los procesos de medición diferenciando y aplicando
inicialmente a la D.C, para posteriormente utilizar, estudiar y comprobar
principios de C.A. monofásico y trifásica, su uso y aplicaciones con seguridad
y la adecuada manipulación uso y características de las configuraciones de
circuitos.
37
Para la ESFOT las hojas guías se mantienen las existentes, con muy pocas
variaciones dada la estabilidad y buen criterio académico mantenido en los
últimos semestres, aun con los cambios institucionales.
3.2 NECESIDAD DE CAPACITACIÓN DEL PERSONAL.
Con el cambio de departamento, por parte del área de Circuitos control y
cibernética del Departamento de Energía al de Automatización y Control Industrial
se tiene ya una clara proyección de los integrantes del área hacia
especializaciones terminales, lo cual, acentúa las necesidades de que sus
integrantes busquen una especialización en verdaderos programas de Postgrado
en el exterior y la obligación de la Institución para que, en base de las
necesidades académicas institucionales y los futuros cambios asigne a los
integrantes del área las especializaciones que a nivel de Postgrado son
requeridas por la E.P.N. y que deben ser tomadas por miembros del área.
El porcentaje del número de estudiantes servidos en el área, así como, la
necesidad de tener institucionalmente un verdadero centro de oferta de servicios
en: mediciones de variables eléctricas, estudios de fenómenos eléctricos,
calibración de aparatos de medida, etc. Con el mas alto control de calidad y en
cumplimiento de las diferentes normas tanto nacionales como internacionales
hacia el exterior, justifican plenamente la necesidad de contar con personal
calificado socialmente con un título de postgrado aunque en la realidad
tecnológicamente capaz y profesionalmente solventes, postgrado que debe ser
diseñado, o escogido en Universidades exteriores con la participación de los
coordinadores de carrera que fundamentalmente son servidos por el Área.
3.3 SERVICIOS EXTERNOS.
Los servicios externos son de vital importancia para la supervivencia del Área de
Circuitos, Control y Cibernética, por lo tanto, se debe ofrecer servicios
38
académicos y tecnológicos fuera de las carreras tradicionalmente servidas en la
E.P.N. y mejor aun fuera de la Institución. Servicios que deben ofertarse en
catálogos promocionales en los que se exponga un abanico de posibilidades a
diferentes niveles.
3.3.1 SERVICIO ACADÉMICO EXTERNO.
Académicamente, cursos de actualización a diferentes niveles, cursos de
capacitación industrial, seminarios sobre: Contrastación de aparatos de medida,
contrastación y calibración de contadores de energía, cursos básicos y avanzados
de Instalaciones Eléctricas residenciales e Industriales, con programas cuya
profundidad dependerá de ios asistentes y de común acuerdo con los
proponentes. Estos cursos y especialmente los de Instalaciones eléctrica
residenciales pueden ser ofrecidos internamente.
Como una propuesta de cursos teórico-prácticos para nivel básico de capacitación
industrial se proponen los siguientes temas, cuyas hojas guías se presentan en el
Anexo 3.5, Estas prácticas servirán de base para coordinadamente con la
Institución que solicite estos servicios, se elaboren los temas más concretos y
específicos,
1. Conocimiento del Equipo, Características y Simbología.
2. Uso de Escalas.
3. Medición de Voltajes y Corrientes.
4. Configuraciones Básicas.
5. Circuitos R - L - C alimentados por Corriente Continua.
6. Leyes de Kirchhoff.
7. Medición de Resistencias (Puente de Wheatstone).
39
8. Medición de Resistencias (Método Voltímetro - Amperímetro y Método de
Comparación).
9. Medición de Potencia.
10. Circuitos Monofásicos en el Dominio de! Tiempo.
11. Circuitos Monofásicos Resistivos.
12. Circuitos Monofásicos en el Dominio de la Frecuencia.
13. Medición de Potencia y Energía.
14. Potencia Compleja.
15. Corrección del Factor de Potencia.
3.3.2 SERVICIO TÉCNICO EXTERNO.
Tecnológicamente se debe adquirir equipo de última generación para competir
con los equipos que a nivel institucional las empresas donde se concentran
profesionales y trabajadores relacionados con la electricidad tienen como dotación
de uso diario, equipo que permita ofertar servicios de contrastación de aparatos
de medida, calibración de Contadores de Energía y fundamentalmente
certificados de funcionamiento de elementos y aparatos relacionados con la
electricidad y su aplicación diaria. Es menester, que se haga una planificación
para mantener y renovar el equipo periódicamente.
En el presente proyecto de titulación, se plantea la necesidad de convertir al
Laboratorio en un referente nacional, para lo cual se hace indispensable en la
homologación del mismo en el ámbito nacional en una primera fase, para luego y
sí los recursos de la institución lo permiten hacerlo a escala internacional.
Lo anteriormente expuesto plantea un reto para la institución y en particular para
el Departamento de Automatización y Control Industrial, por lo que amerita dar un
tratamiento muy especializado al tema con la seriedad y profundidad que se
41
ÍTEM
2
3
4
5
6
7
8
9
10
CANT.
1
1
1
1
1
1
1
1
2
DESCRIPCIÓN
Incertidumbre de medida: .1 %
Fuentes de corriente A.C. Y D.C.Rangos: 0 ...50;0 ... 100;
0 ...600 y 0... 1200 A
Fuentes de corriente A.C. Y D.C.
Rangos: 0 ... 50 mA; 0 ... 100 mA;0 ...600 mA y 0 ... 1200 mA
Fuentes de voltaje A.C. Y D.C.Rangos: 0 ... 50 mV; 0 ... 200 mV0... 1200 mV;0.. 100 V; 0 ... 1200 V;
Defasador de señalesRango de corriente: .012 ... 1200 ARango de voltaje: 0 ... 1200 V
Resolución: .01 °
Puente Técnico de Wheatstone
Puente de Kelvin
Vatímetro patrón A.C.Rango de voltaje: 0 ... 1 00 V;0...30QV;0... 600VRango de corriente: 0 ... 1 A;
0 . . .5A;0 ...10 A
Vatímetro patrón D.C.Rango de voltaje: 0 ... 100 V;0...300V;0...600V
Rango de corriente: 0 ... 1 A;0 ...5A;0 ... 10A
Analizador Industrial: V, I, Kw, Kvar, Kva,Kw-h, distrosión de armónicas, fp, etc.Con ¡nterfases para registro digital y TC 0..600 A
CTO/UNiT.
20000,00
20000,00
20000,00
30000,00
10000,00
10000,00
2000,00
2000,00
4000,00
COSTO APROXIMADO TOTAL
CTO/TOTAL
20000,00
20000,00
20000,00
30000,00
10000,00
10000,00
2000,00
2000,00
8000,00
302000,00
Cuadro 3.1 Equipo para Desarrollo y Prestación de Servicios
Laboratorio de Circuitos Eléctricos,
del
42
3.4 OPTIMIZACIÓN DEL EQUIPO EXISTENTE Y PROYECCIÓN.
El uso adecuado del equipo existente en el laboratorio de Circuitos Eléctricos en
el aspecto académico se hace necesario, y su optímización es indispensable
pensando en solucionar la masificación y su fuerte consecuencia en el deterioro
del nivel académico'mencionada anteriormente como causa fundamental.
Para el análisis se considera el uso del laboratorio 5 días a la semana con una
frecuencia de 12 horas diarias y el sábado 2 horas, lo que da un total de 62 horas
por semana, que considerando la proyección estudiantil en los próximos
semestres tendremos el numero de estudiantes por sesión que sería:
SEMESTRE MARZO 2001 - OCTUBRE 2001:
No,est/sesión = «27 est/sesión31
La mayoría de equipo alcanza para 5/6 grupos:
_ r , est./sesión 27 . , ,. , .No.estfgrupo — = — «4 estudiantes/grupogrupos 6
Académicamente este número de estudiantes por grupo es antipedagógico, por lo
cual hay que definir un número de sesiones por semana que se deben repetir por
cada asignatura.
SEMESTRE OCTUBRE 2003 - MARZO 2004
No.est 1013 ^No,est. i sesión- — = «32 est. / sesión
est. /sesión 31
La mayoría de equipo alcanza para 5/6 grupos:
43
, est. i sesión 32 _No.est.lgrupo ~ = — w 5 est. / grupo
grupos / sesión 6
SEMESTRE OCTUBRE 2005 - MARZO 2006
1149No.estlsesión = w 37 estudiantes / sesión
31
La mayoría de equipo alcanza para 5/6 grupos:
, , est./sesión 37 _No.est.l grupo = - = — «6 est./grupo
grupos / sesión 6
Este resultado es producto de una generalización de la utilización del Laboratorio
proyectada al año 2005 de acuerdo a los cuadros del Anexo 3.2 en donde se hace
una proyección de la población estudiantil, y que definitivamente no abastecería
de una manera eficiente y pedagógica las necesidades del Laboratorio. La
aproximación del número de estudiantes por grupo si bien es real no es exacta
debido a que en la ESFOT se tiene e! sistema de prácticas desplazadas un
semestre de la teoría y se trabaja con 8 grupos por sesión; de igual manera, en
las carreras de ingeniería se ha logrado ofrecer 2 diferentes prácticas cada 15
días con el objeto de que el equipo existente satisfaga las necesidades existentes.
Utilizando un esquema de prácticas de laboratorio desplazado y diferenciado
para los estudiantes se puede lograr duplicar el tiempo de uso del laboratorio y
tener en el mismo tiempo de uso 62 sesiones lo que redundaría en claro beneficio
académico, por otro lado se puede iniciar la primera semana de clases pues los
estudiantes ya conocen la materia, y se lograría con un grupo que descanse
ampliar la cobertura a 10 grupos de 2 (20 estudiantes por sesión).
44
En los cuadros No. 3.2, No. 3.3 y No. 3.4., se establece la comparación bajo las
mismas condiciones de servicio académico y para diferentes semestres,
notándose la diferencia en e! uso del laboratorio del sistema actual y con el
sistema desplazado. El análisis se realiza para todos los grupos, en alguno de !os
cuales se tienen 4 prácticas diferentes, lográndose con este nuevo esquema,
conseguir el que se realicen dos laboratorios simultáneamente y se presenten
emparejados como propuesta de solución; es decir, que de acuerdo a la situación
más óptima se juntan laboratorios de asignaturas que no interfieren ni
comprometen el uso de la mayor cantidad de equipo específico usado.
TECNOLOGÍA ELÉCTRICA
Sesiones de 12 estudiantes c/15
días total 24 estudiantes (un solo
profesor).
No.est. 258 .,Nn ^f3-0, — '• — • & 1 1
No.est. /sesión 24
sesiones
ANÁLISIS DE CIRCUITOS I
Sesiones de 20 estudiantes con 4
prácticas diferentes (Un Profesor +
Ayudante)
No.est. 205 ..No.est./ sesión 20
ELECTRICIDAD I
Sesiones de 20 estudiantes con 5
prácticas Diferentes por bimestre
(un Profesor + un Ayudante).
No.esí. 61 .No.est. /sesión 20
ELECTROTECNIA
Sesiones de 12 estudiantes c/15
días total 24 estudiantes (un solo
profesor).
No.est. 67 0
No.est./sesión 24
sesiones
ANÁLISIS DE CIRCUITOS II
Sesiones de 20 estudiantes con
prácticas diferentes (Un Profesor
Ayudante)
.. No.est. 189 ..20 20
4
+
ELECTRICIDAD II
Sesiones de 10 estudiantes con 5
prácticas diferentes (un solo
Profesor).
Kl No.est. 67 _
No.est./sesión 10
Cuadro No. 3.2. Comparación de Número de sesiones y estudiantes por
grupo en ele semestre Marzo 2001 -Agosto 2001.
45
Total de sesiones por semana 44 sesiones * 2 horas = 88 horas.
Con el sistema actual se debería laborar 16 horas de Lunes a Viernes y el Sábado
8 horas.
El número de horas que permanece abierto el Laboratorio es de 14, lo cual
significa un déficit de 4 horas dianas que ha sido resuelto con aumento de
estudiantes por grupo de trabajo a 3 o 4, según el caso, lo cual implica un notorio
deterioro académico.
Adoptando el sistema de desplazamiento de las prácticas con respecto a la teoría,
trabajando con el mismo número de estudiantes y con cuatro prácticas diferentes,
el equipo abastece para dos asignaturas diferentes, lo cual reduce el numero de
sesiones a:
28 sesiones * 2 horas = 56 horas a la semana, con 12 horas laborables de Lunes
a Viernes se satisfacen las necesidades académicas actuales de los Laboratorios,
considerando además que se libera parte del equipo en algunas sesiones
paralelas, lo que se evidencia de mejor manera en las tablas de uso'de equipo del
Anexo 3.1
Haciendo una proyección para el semestre Octubre 2003 - Marzo 2004, utilizando
los datos de las tablas del Anexo 3.2, los resultados que se obtienen son:
52 horas de dedicación del laboratorio a labores académicas 10 horas libres para
otras actividades.
46
TECNOLOGÍA ELÉCTRICA
Sesiones de 12 estudiantes c/15
días, total 24 estudiantes (un solo
Profesor).
No.est 286 ,_MnT"> , — ~1"
No.est. /sesión 24
ANÁLISIS DE CIRCUITOS 1
Sesiones de 20 estudiantes con 4
prácticas diferentes (Un Profesor +
Ayudante)
No.est 205 ,.f\\r\ — ~ 1 nNo.est. /sesión 20
ELECTRICIDAD I
Sesiones de 20 estudiantes con 5
prácticas Diferentes por bimestre
(un Profesor + Ayudante).
.. No.est. 67 .No.est. /sesión 20
ELECTROTECNIA
Sesiones de 12 estudiantes c/15
días, total 24 estudiantes (un solo
Profesor).
., No.est. 82 ,No ees — — "^ M
No.est. /sesión 24
ANÁLISIS DE CIRCUITOS II
Sesiones de 20 estudiantes con 4
prácticas diferentes (Un Profesor +
Ayudante)
No.est 290 ._20 20
ELECTRICIDAD II
Sesiones de 10 estudiantes con 5
prácticas diferentes (un Profesor).
No.est 82 _
No.est. /sesión 10
Cuadro No. 3,3. Comparación de Número de sesiones y estudiantes por
grupo en el semestre Marzo 2003 - Agosto 2003.
Total de sesiones por semana 51 * 2 horas = 104 horas./semana, lo cual
significa que se tendría que laborar 20 horas diarias de Lunes a Viernes y cuatro
horas el Sábado.
Con e! sistema de Laboratorio desplazado un semestre a la teoría, se tienen 35
sesiones de 2 horas cada una, dando 70 horas / semana, que es factible
satisfacer con 14 horas al día de Lunes a Viernes.
47
TECNOLOGÍA ELÉCTRICA
Sesiones de 12 estudiantes c/15
días, total 24 estudiantes (un solo
Profesor).
No.est 308 ,0
No.est. ¡sesión 24
ANÁLISIS DE CIRCUITOS I
Sesiones de 20 estudiantes con 4
prácticas diferentes (Un Profesor +
Ayudante)
No.est. 218 ,,
No.est, 1 sesión 20
ELECTRICIDAD 1
Sesiones de 20 estudiantes con 5
prácticas Diferentes por bimestre (
un Profesor + ayudante).
_ . _ No.est. 78rlo.ses. — - — '~ *i
No.est. / sesión 20
ELECTROTECNIA
Sesiones de 12 estudiantes c/15
días, total 24 estudiantes (un solo
Profesor).
,r No.est. 62 „
No.est. 1 sesión 24
ANÁLISIS DE CIRCUITOS 11
Sesiones de 20 estudiantes con 4
prácticas diferentes (Un Profesor +
Ayudante)
„ No.est. 348 n _
20 20
ELECTRICIDAD 11
Sesiones de 10 estudiantes con 5
prácticas diferentes (un solo
Profesor).
Nojest. 83 _
No.est. 1 sesión 10
Cuadro No. 3.4. Comparación de Número de sesiones y estudiantes por
grupo en ele semestre Marzo 2005 - Agosto 2005.
Total de sesiones por semana 56 * 2 horas = 112 horas./semana, lo cual
significa que se tendría que laborar 22 horas diarias de Lunes a Viernes y dos
horas el Sábado.
Con el sistema de Laboratorio desplazado un semestre a la teoría, se tienen 38
sesiones de 2 horas cada una, dando 76 horas / semana, que es factible
satisfacer con 14 horas al día de Lunes a Viernes y 6 horas el sábado, esperando
que se modifiquen las condiciones y se pueda incrementar por lo menos un grupo
por sesión con lo que a bajo costo se soluciona el problema, otra solución
inmediata es la de duplicar el número de grupos en ei Laboratorio de Electricidad
II para trabajar 2 profesores, liberándose así 4 sesiones.
43
Otra posible solución que se plantea es el incrementar dos grupos rotativos, con
lo cual se restringe la liberalidad y se respeta la programación desde la primera
hasta la última semana de clases, eliminando ia semana de recuperación y
repaso, pero manteniendo las condiciones académicas planteadas como las
mejores.
Para cualquiera de las dos opciones se cuenta con un espacio físico en el que se
tiene 11 mesas de trabajo, con dos puestos en cada mesa dando un total de 22
sitios de trabajo.
En las condiciones actuales con el sistema de prácticas páratelas con la teoría,
se tiene en casi todas las sesiones una ocupación de solo 5 mesas de trabajo, por
la carencia de equipo; con el sistema de prácticas desplazadas se logra trabajar
en dos laboratorios diferentes de 8 grupos cada uno, dando una ocupación de 8
mesas de trabajo, facilitado aqueüo por la separación de ambiente que tiene la
disposición física del laboratorio.
En la Fig. No. 3.1 que consta en la página No 49, se muestra la disposición física
de los ambientes y mesas de trabajo existentes.
3.5. PROYECCIÓN DEL EQUIPO
De la necesidad de satisfacer los requerimientos de las prácticas de los diferentes
laboratorios y partiendo de un análisis de las proyecciones de la población
estudiantil para el año 2005, se establece la necesidad de adquirir un mínimo de
equipo que permita mantener el nivel académico y las condiciones de trabajo
dentro de las características planteadas en este proyecto, relativas al número de
estudiantes por grupo, grupos de trabajo y objetivos académicos especificados
en la de las hojas guías que constan en los Anexos respectivos. El listado del
equipo en mención y su valor referencial en dólares americanos se presenta a
continuación en los cuadros 3.5 y 3.6 con prácticas desplazadas un semestre con
respecto a la teoría y simultaneas, respectivamente.
49
-3,90- -4.00- -3,80-
8,60
1B.3Q
B.OQ
i-12.65-
-8.55-
7.25
1,50
0,50
9, 5
-4.10-
fig. 3.1.ACTUAL DISTRIBUCIÓN DELLABORATORIO DE CIRCUITOS
1 : 100
50
EQUIPO NECESARIO PADA ATENDER
LA DEMANDA ACADÉMICA DEL LABORATORIO
CON PRACTICAS DESPLAZADAS
ÍTEM
1
2
3
4
5
6
7
8
910
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
CANT.
2
2
4
4
6
2
2
2
0
0
2
2
2
3
4
4
4
6
3
3
18
DESCRIPCIÓN
Fuentes D.C. 40 V.
Generador de funciones 20 V; 1 Hz/1 Mhz
Computadoras
Multímetros analógicos 2A-500V-Mohm
Multímetros digitales 2 A - 500 V - Mohm
secuencímetros
Osciloscopios 1 00 Vpp 1 Hz ..1 OMhz
Amperímetros A. C. .1, .2, .5, 1A.
Shunts (Airton)
Golvanómetros
Puente técnico de Wheatstone
Miliamperímetros 5 mA.
Puente de Kelvin
Cosfímetros .2, 1 A - 300 V
Varímetros monofásicos, doble escala
Varímetros trifásicos, doble escala
Resistores decádicos 1 1 Kohm
Indutores 500 mH 3 A
Indutores decádicos, 0-10 H, 2 sets
Capacitores decádicos 0/10 microF 600 V
Capacitores 10 micriF 600 V.
CTOAJNIT.
750,00
750,00
1200,00
150,00
300,00
150,00
1200,00
100,00
100,0050,00
750,00
50,00
1000,00
500,00
500,00
500,00
100,00
150,00
500,00
100,00
20,00
COSTO APROXIMADO TOTAL
CTO/TOTAL
1500,00
1500,00
4800,00
600,00
1800,00
300,00
2400,00
200,00
0,00
0,00
1500,00
100,00
2000,00
1500,00
2000,00
2000,00
400,00
900,00
1500,00
300,00
360,00
25660,00
Cuadro 3,5 Equipo mínimo para demanda Académica en modalidad de
prácticas desplazadas proyectadas al año 2005
51
EQUIPO NECESARIO PADA ATENDER
LA DEMANDA ACADÉMICA DEL LABORATORIO
CON PRACTICAS SIMULTANEAS
ÍTEM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
CANT.
6
6
6
10
10
6
5
6
4
6
4
4
4
4
8
8
10
15
6
15
50
DESCRIPCIÓN
Fuentes D.C. 40 V.
Generador de funciones 20 V; 1Hz/1Mhz
Computadoras
Multímetros analógicos 2A~500V-Mohm
Multímetros digitales 2 A - 500 V - Mohm
secuencímetros
Osciloscopios 100 Vpp 1Hz ..10Mhz
Amperímetros A.C. .1, .2, .5, 1A.
Shunts (Airton)
Golvanómetros
Puente técnico de Wheatstone
Miliamperímetros 5 mA.
Puente de Kelvin
Cosfímetros .2, 1 A - 300 V
Varímetros monofásicos, doble escala
Varímetros trifásicos, doble escala
Resistores decádicos 11 Kohm
Indutores 500 mH 3 A
Indutores decádicos, 0-10 H, 2 sets
Capacitores decádicos 0/10 microF 600 V
Capacitores 10 micriF 600 V.
CTO/UNIT.
750,00
750,00
1200,00
150,00
300,00
.150,00
1200,00
100,00
100,00
50,00
750,00
50,00
1000,00
500,00
500,00
500,00
100,00
150,00
500,00
100,00
20,00
COSTO APROXIMADO TOTAL
CTOrrOTAL
4500,00
4500,00
7200,00
1500,00
3000,00
900,00
6000,00
600,00
400,00
300,00
3000,00
200,00
4000,00
2000,00
4000,00
4000,00
1000,00
2250,00
3000,00
1500,00
1000,00
54850,00
Cuadro 3.6 Equipo mínimo para demanda Académica en modalidad de
prácticas simultaneas proyectadas ai año 2005
52
3.6 PROYECCIÓN DEL ESPACIO FÍSICO.
Una solución inmediata para un eficiente uso del laboratorio, con un mínimo
costo, es el que se propone en la Fig. No. 3.2 de la página 53, donde se ve la
creación de un espacio físico para satisfacer la necesidad de implementar equipo
de simulación, consistente en la instalación de cinco (5) puestos de trabajo con
sus respectivas computadoras personales trabajando en red, a las que se deberá
acoplar los nuevos Osciloscopios Tektronix para así tener la factibilidad de iniciar
oferta de estudios especializados hacia el exterior, y estudios o servicios para las
otras carreras que necesitan investigar o ayuda para graduandos en el aspecto
eléctrico. Cabe mencionar que es necesario, si se realiza la adquisición del equipo
para contraste de contadores de medida y los patrones de voltaje, corriente y
potencia, prever el espacio suficiente para alojar dichos instrumentos, que bien
podría ser la oficina E - 201, que actualmente ocupa !a Coordinación de la
Carrera de Electrónica y Control.
En el aspecto de uso académico se propone de igual manera, con una mínima
inversión, modificar las mesas de trabajo existentes, en las cuales se empotran
algunos elementos activos, pasivos, de control y maniobra e instrumentos de
medida que permitan la manipulación de circuitos básicos y algunas mediciones
de variables eléctricas.
Para el efecto, de debe modificar los espaldones de las mesas de trabajo y
acoplar un sistema de cajones que permitirá tener en ella equipos y elementos
básicos para evitar e! traslado diario que mucho afecta a la vida útil del equipo y
que es una de las causas de! deterioro del mismo. El esquema de una mesa
prototipo se muestra en la Figura N° 3.3. y que se consta en la página No. 56.
53
8.60
18.30
8,00
[
-3.90- -4.00- -3,80-
-12.55-
-ffi-
I (o.9q
i
7.H5
1.50
4,00
5,05
-8,55- -4.10 —
fig. 3.2.NUEVA DISTRIBUCIÓN DELLABORATORIO DE CIRCUITOS
ESCALA 1 : 100
54
E! equipo básico e indispensable que se debe tener en las mesas de trabajo y
canceles y que es común para algunas prácticas de laboratorio a diferentes
niveles es:
Equipo y elementos de la M.T.
Sistema trifásico
Sistema D. C.
3
3
3
1
1
1
1
1
1
3
2
3
Reóstatos
Inductores
Capacitores
Voltímetro A.C.
Amperímetro A.C.
Voltímetro D.C.
Amperímetro D.C.
Interruptor trifásico protección
Interruptor bifásico protección
Interruptores simples
Conmutadores
boquillas
Descripción
4 hilos 220 - 440 V.
48 V.
600Ohms-1 A
.5A500mH.
50 microF.-600V.
500 V.
5 A.
50 V.
5 A.
Portafusiles
Portafusibles
Portafusiles
600 V.- 10 A.
500 V. - 5 A.
500 V. - 5 A.
220 V. 10 A.
EQUIPO Y ELEMENTOS PARA LOS CANCELES.
1 Multímetro digital
1 Multímetro analógico
1 Vatímetro
1 Amperímetro A.C.
2 Resistores decádicos
1 Capacitor decádico
Juego de cables.
Varias escalas
Varias escalas
doble escala
.1, .2, .51 A.
11 Kohm
10 microF.
Para una proyección a mediano plazo se debe adquirir equipo de última
tecnología para ofertar servicio externo en lo referente a contrastación y
calibración de aparatos de medida, certificados de funcionamiento y calidad,
estudios de resistividad de elementos y materiales, etc. Para cumplir esto se
deberá ampliar el laboratorio hacia la oficina 201 (hoy jefatura de Electrónica y
Control) en la que se establecerá el laboratorio de atención y trabajos para
servicios externos. Como se mencionó anteriormente, el listado de equipo
específico necesario para cumplir con el objetivo propuesto y alcanzar la meta
que se plantea, merece un análisis que sale del ámbito de este proyecto de tesis.
3.7 INVERSIÓN Y COSTO TOTAL
La inversión que se debe realizar para el desarrollo y modificación del Laboratorio
de Circuitos, depende de la capacidad económica de la Institución, de la prioridad
que se la quiera dar dentro del contexto general institucional, de la alternativa que
se implante bajo un análisis que depende de la modalidad de estudios que se
adopte y que necesariamente debe ser la más adecuada y beneficiosa para la
actividad académica, de investigación y de servicio a! medio externo.
Para el efecto se presenta el cuadro No, 3.7, en el cual constan los equipos
necesarios para una solución integral de los requerimientos académicos del
laboratorio proyectados al año 2005. Un resumen de costos se presenta en el
cuadro No. 3.8.
0.70
-2,4
0-
-O.B
-
I I
0,07
0,0 g
fig.
3.
3.
ME
SA
PR
OT
OT
IPO
PA
RA
PR
AC
TIC
AS
DE
L
AB
OR
AT
OR
IOS
IN
E
SC
AL
A
57
EQUIPO NECESARIO PADA ATENDER
LA DEMANDA ACADÉMICA DEL LABORATORIO
CON MESAS EQUIPADAS INDIVIDUALMENTE
ÍTEM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
CANT.
10
6
6
15
20
10
6
18
6
18
4
18
4
6
12
12
24
65
6
15
100
600
2
DESCRIPCIÓN
Fuentes D.C. 40 V,
Generador de funciones 20 V; 1 Hz/1 Mhz
Computadoras
Multímetros analógicos 2A-500V-Mohm
Muftímetros digitales 2 A.- 500 V - Mohm
secuencímetros
Osciloscopios 100 Vpp 1Hz ..10 Mhz
Amperímetros A.C. .1 , .2, .5, 1 A.
Shunts (Airton)
Golvanómetros
Puente técnico de Wheatstone
Miliam perímetros 5 mA.
Puente de Kelvin
Cosfímetros .2, 1 A - 300 V
Varímetros monofásicos, doble escala
Varímetros trifásicos, doble escala
Resistores decádícos 1 1 Kohm
Indutores 500 mH 3 A
Indutores decádicos, 0-10 H, 2 sets
Capacitores decádicos 0/1 0 microF 600 V
Capacitores 10 micríF 600 V.
Terminales
Rollos de conductor # 14 AWG, tipo TW
CTO/UNIT.
750,00
750,00
1200,00
150,00
300,00
150,00
1200,00
100,00
100,00
50,00
750,00
50,00
1000,00
500,00
500,00
500,00
100,00
150,00
500,00
100,00
20,00
1,00
50,00
COSTO APROXIMADO TOTAL
CTO/TOTAL
7500,00
4500,00
7200,00
2250,00
6000,00
1500,00
7200,00
1800,00
600,00
900,00
3000,00
900,00
4000,00,
3000,00
6000,00
6000,00
2400,00
9750,00
3000,00
1500,00
2000,00
600,00
100,00
81000,00
Cuadro No. 3.7, Listado de equipo con solución integral proyectado al año
2005
RESUMEN DE COSTOS REFERENCIALES
PR
OP
UE
ST
A
PR
AC
TIC
AS
DE
SP
LAZ
AD
AS
PR
AC
TIC
AS
SIM
ULT
AN
EA
S
INTE
GR
AL
INV
ES
TIG
AC
IÓN
Y D
ES
AR
RO
LLO
CO
ST
OE
QU
IPO
S Y
MA
TE
RIA
LES
2566
0,00
5485
0,00
8100
0,00
3020
00,0
0
MA
NO
DE
OB
RA
5000
,00
2000
0,00
PA
RC
IAL
2566
0,00
5485
0,00
8600
0,00
3220
00,0
0
Cu
adro
3.8
R
esum
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del
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o de
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os E
léct
rico
s
Not
a: L
os c
osto
s es
tán
en d
olar
es a
mer
ican
os
CAPITULO IV
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
4,1 CONCLUSIONES
• El incremento desmedido del número de estudiantes en los tres últimos
semestres hace que el programa computacional que permite hacer
proyecciones rechace o modifique ciertos valores de datos para poder hacer
más reales las proyecciones, aseveración que se visualiza en las proyecciones
efectuadas para establecer el número de estudiantes para las necesidades del
área y que se muestran en los cuadros del Anexo N° 3.6
• Los objetivos generales de los laboratorios y la experiencia que en ellos
tengan los estudiantes deben ser enriquecedores en la comprobación teórica y
motivadora hacia una aplicación profesional.
• Las prácticas de laboratorio deben ser aprovechadas al máximo tanto por los
estudiantes, que tienen una óptica global de la materia, como por los
profesores, que pueden y deben exigir de los estudiantes mayor
responsabilidad y aporte, pero también exigirse a sí mismos para satisfacer las
dudas que como origen de la falta de concordancia plena con la teoría puede
darse.
• Las prácticas de laboratorio, no pueden ni deben ser traumáticas, en el sentido
de que, ni allí se pueda desarrollar habilidades manuales para armar circuitos,
ni hacer mediciones, ni comprobar principios ni postulados debido a que la
masificación de ios últimos semestres hace que por el número de participantes
en los experimentos, algunos no lleguen a practicar efectivamente y solamente
participen en la elaboración de los trabajos preparatorios e informes.
• Toda experiencia en los laboratorios debe ser claramente explicada a los
estudiantes, identificando plenamente los objetivos y las tareas que en el
tiempo previsto deben ejecutarse para tener éxito y conseguir los fines
propuestos.
• La evaluación, si bien algunos pedagogos sostienen que debe ser integral,
tiene que ser objetiva para que con !a verdadera experiencia y aporte se logre
apropiar de principios que permitan desarrollar habilidades, entendiendo el
porque y no solamente limitándose al como.
• Deben las prácticas de laboratorio tener su propia evaluación, y no ser un
apéndice de la teoría, la exigencia en el laboratorio debe ser específica y lo
suficientemente justificada por si misma,
• La masificación, si bien no es posible evitarlo en los esquemas que maneja la
Institución, debe ser resuelta con imaginación, flexibilidad y pensando en los
objetivos académicos de la E.P.N. y no con esquemas tradicionales ni
dogmáticos; las normas institucionales deben permitir el fortalecimiento en el
proceso de enseñanza - aprendizaje según las condiciones específicas de las
realidades de cada laboratorio y no como una generalización perjudicial en
este caso; es decir, no debe darse el mismo tratamiento a laboratorios básicos
y multitudinarios que a laboratorios selectivos como son los de cursos
superiores.
• La excesiva carga horaria para los estudiantes no debe ser motivo, de una
menor exigencia ni de fomentar el facilísimo que inevitablemente acarrea una
disminución del nivel académico; así como tampoco, la excesiva
responsabilidad y carga académica de los profesores debe ser motivo de falta
de compromiso en el desarrollo y en la evaluación de los eventos de los
laboratorios.
• No necesariamente el derroche de recursos es lo más eficiente en los
laboratorios básicos, sino que adaptándose a la realidad económica
61
institucional debe permitirse el conocimiento tecnológico y la manipulación de
elementos por parte de los estudiantes, es por eso que, con un mínimo de
inversión y cambios debe darse facilidades y comodidades para la enseñanza
práctica de las carreras que lo necesiten.
Es una obligación institucional considerar el equipamiento del Laboratorio
como prioritario para:
a.- Convertir a este laboratorio en modelo académico en la enseñanza de
los fenómenos eléctricos a nivel Nacional y como referente de los
avances científico-tecnológicos en la especialización.
b.- Tener una oferta sólida de servicios a! exterior de la E.P.N. en lo que a
certificados de calidad o garantía de funcionamiento de equipo y
elementos eléctricos se refiere, contrastación y calibración de aparatos
de medida, cursos de actualización para profesionales a diferente nivel,
seminarios de avances tecnológicos, métodos de enseñanza-
aprendizaje para profesores de otras instituciones, etc. , y
c.- Ofrecer un laboratorio que sea un aporte significativo y necesario para
!a investigación multidisciplinaria y de desarrollo propio que sea
requerido.
Debe desecharse la idea de que la docencia se inicia en los laboratorios, lo
conveniente es que en los mismos, estén profesores con la suficiente
experiencia y dedicación para satisfacer un alto contenido de conocimientos
teóricos y también puedan explicar satisfactoriamente los imprevistos que las
experiencias prácticas tienen.
El crecimiento acelerado de la población estudiantil de ios últimos semestres y
los cambios no consultados en los pensums académicos, impiden la
planificación de las actividades académicas. La crisis que por ahora se centra
y se siente en los niveles básicos, cuando llegue a los de especialización,
termirán cambiando la esencia de ser de la Universidad que es la EXELENCIA
ACADÉMICA por la de RESERVA ECONÓMICA.
4.2. RECOMENDACIONES
• Como recomendación fundamental es la de que el momento en que el
equipamiento del laboratorio lo permita, se debe convertir la materia de
Tecnología Eléctrica en la primera experiencia y contacto del estudiante con
un laboratorio, para lo cual debe dictarse con la modalidad de aula taller y con
una periodicidad de tres horas semanales; la microplanificación de esta
materia debe servir de base para iniciar un serio proceso de planificación y
respeto a la misma, por todos los miembros participantes del proceso
educativo en la asignatura mencionada,
• La Institución debe dar la posibilidad para que docentes con experiencia y
bastos conocimientos sean los partícipes del proceso de enseñanza en los
laboratorios y que a su vez sean formadores de jóvenes profesionales que
hagan carrera en la E.P.N. y no tengan el carácter de transitorios más que los
estudiantes.
• Se recomienda estudiar las propuestas que se plantean en este proyecto de
titulación para de ser posible, financiar el equipamiento y modernizar el equipo
existente de una manera urgente y a corto plazo.
• Los cambios propuestos en este trabajo pueden y deben implementarse en el
próximo semestre académico so pena de que el nivel de exigencia, que cada
vez es menor, acelere la caída del nivel académico a estados irreversibles.
• Que las calificaciones reflejen fielmente, la evaluación de la teoría y la
práctica.
63
Se recomienda dar continuidad a este trabajo, financiando la infraestructura,
a un mediano y largo plazo para crear las condiciones esenciales que
permitan a este laboratorio cumplir con los más elementales objetivos de la
enseñanza y el servicio a la sociedad en genera!.
Permitir que otro trabajo, de continuidad a este, mediante un proyecto
específico del Departamento de Automatización y Control Industrial o en otro
de titulación, para crear las normas necesarias y establecer los controles
adecuados para que el Laboratorio de Circuitos Eléctricos sea acreditado
dentro de los requisitos del INEN cumpliendo las normas ISO 9000, ISO/lEC
25:95 en lo que específicamente concierne a los laboratorios de calibración
y laboratorios de ensayo, elaborando los códigos y formularios necesarios
para establecer grados de responsabilidad y ejecutoria, estableciendo
manuales de procedimientos, mecanismos de supervisión y control, diseñando
los espacios físicos con los requisitos necesarios, formulando planes de
mantenimiento, re-equipamiento y calibración de los aparatos patrones que se
adquieran con garantías y certificaciones internacionales.
64
BIBLIOGRAFÍA
[ 1 ] ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL. Guía metodológica para preparar el
plan de proyecto de titulación o de tesis de grado, Quito. Ecuador, Agosto
2000.
[ 2 ] BEARD, Ruth. Pedagogía y didáctica de la enseñanza universitaria. Oikos
tau s. A. Barcelona España 1974.
[ 3 ] COOPER, W. D., HELFRIK, A.D. Instrumentación Electrónica moderna y
Técnica de Mediciones. Prentice/Hall, Méjico, 1991.
[ 4 ] SIEMENS, Técnica de las Mediciones Eléctricas, Editorial Dossat, 1975.
[ 5 ] WOLF, Stanley, Guía para Mediciones Electrónicas y Prácticas de
Laboratorio, 1997.
[ 6 ] EDMINISTER(J. A. Circuitos Eléctricos, McGraw Huí serie Schaums,
segunda edición 1985.
[ 7 ] JOHNSON, D. E., HILBURN, J, L, JOHNSON, J. R. SCOTT, P. D. Análisis
de Circuitos Eléctricos, Prentice Ha!!, Quinta edición, Méjico 1996.
REFERENCIAS ADICIONALES.
[ 1 ] Hojas Guías de Laboratorios de semestres anteriores.
[ 2 ] Catálogos varios.
ANEXO 2.1
LISTA DE EQUIPO USADO EN DEMANDA ACADÉMICA
LISTADO DE EQUIPO USADO EN PRACTICAS DE LABORATORIO DE CIRCUITOSELÉCTRICOS EN LA ACTUALIDAD.
5 Autotransformadores 280 V. 3.5 A, 0.98 KVA6 Autotransformadores monofásicos 140 V, 5 A,2 Autotransformadores trifásicos5 Autotransformadores variables, 120 V, 60 ciclos 0-140 V, 5 A3 Autotransformadores variables, 50-60 ciclos, 0-140 V, 7.5 A, 1 KVA6 Bobinas superior reactor 120 V, 4 Ohm,1 Caja Shunt variable27 Décadas de condensadores y resistencias1 Década capacitiva3 Décadas de condensadores2 Décadas capacitivas5 Décadas capacitivas6 Décadas capacitivas2 Décadas de divisores de tensión1 Década inductiva2 Décadas inductivas1 Década de resistencia2 Décadas de resistencias2 Décadas de resistencias1 Décadas de resistencias20 Décadas resistivas6 Décadas resistivas1 Década divisor de voltaje1 Divisor de voltaje 1 KOhm1 Divisor de voltaje de 10 KOhm1 Inductancia variable2 Inductancias variables1 Inductor mutua standard1 Inductor variable7 Inductores en década2 Inductores variables2 Inductores variables2 Inductores variables1 Potenciómetro universal3 Potenciómetros con dial de precisión de 10 vueltas 1000 Ohm52 Reostatos CENCO4 Reostatos tubulares 1400 Ohm, 0.35 A22 Reostatos tubulares, 600 Ohm , 0.5 A14 Reostatos tubulares, 170 Ohm, 1 A20 Reostatos tubulares de 0-53 Ohm, 3.2 A20 Reostatos tubulares de 0-86 Ohm, 2.7 A2 Resistencias Shunts Ayrton 10000 Ohm2 Resistencias Shunts Ayrton 3000 Ohm1 Amperímetro 1.2-6 30 A1 Amperímetro 2-10 A1 Amperímetro 5-20 A2 Amperímetros de CA de tablero, 1 A17 Amperímetros AC/DC1-5A8 Amperímetros CA 0.1/0.2/0.5/1 A10 Amperímetros CA 0.5/1/2/5 A12 Amperímetros DC, 03/1/3/10 A2 Amperímetros de CC de tablero. 1 A1 Contador de corriente alterna 110 V, 10(20) A2 Contador de corriente monofásico 120 V, 5 A
4 Galvanómetros 30-0.301 Fuente de poder AC/DC1 Fuente de poder DC1 Fuente de poder estándar4 Fuentes de poder7 Fuentes de poder triple1 Generador de baja frecuencia de cuadro triangular2 Generadores de funciones3 Generadores de funciones1 Medidor de factor de potencia 110 V/1 A7 Medidores de Cos P, 0.2/1 A1 Medidor de factor de potencia 5 A, escala 0.5-1-0.5, trifásico2 Medidores de factor de potencia 110 V/5 A5 Medidores de factor potencia (Cos P), 1/5 A2 Medidores 240 V2 Medidores polifásicos2 Müiamperímetros alta frecuencia CA, 100/200/500/1000 mA4 Miliamperímetros afta frecuencia CA, 20/50/100/200 mA4 Miliamperímetros alta frecuencia CA, 5/10/20/50 mA5 Miliamperímetros de CA de tablero, 1 A2 Miliamperímetros de CA de tablero, 10 MA2 Miliamperímetros de CA de tablero , 100 MA1 Miliamperímetro de CC de tablero, 1 MA2 Miliamperímetros de CC de tablero 5 MA4 Miliamperímetros de CC de tablero, 500 V, 10 MA,2 Miliamperímetros de CC de tablero, 100 mA1 Miliamperímetro C.C. rango 1-2-6-30-120 mA1 Miliamperímetro de alta sensibilidad D.C.3 Multímetros para AC/DC5 Multímetros de suspensión con banda5 Multímetros electrónicos4 Multímetros digitales1 Multímetro digital de 3-1/2 dígitos con salida a impresor digital6 Multímetros 4 % dígitos4 Multímetros digitales de 3-1/2 dígitos1 Oscilador de audio2 Osciladores de audio4 Osciladores6 Osciloscopios de 2 canales (doble trazo)1 Puente de Kelvin para estudiante1 Puente de Kelvin para uso general2 Secuencímetros, rango de voltaje 100-500, 3 fases1 Varímetro de tablero monofásico, 110 V/5 A, +- 0.5 VAR1 Varímetro de tablero trifásico, 220 MI 5 A, 2 KVA1 Vatímetro 37,5/75/150 W2 Vatímetros 5-20 A, 130-260-520 V1 Vatímetro de efecto HALL AC1 Vatímetro monofásico1 Vatímetro patrón, 150/300/600 W11 Vatímetro patrón DC 500/1000/2000 W1 Vatímetro patrón de DC/AC 110/220 V, 75/150/300 W1 Vatímetro rotativo trifásico2 Vatímetros trifásicos 5/25 A, 120/240 V2 Vatímetros 0.25-0.5 A, 130-260-520 V8 Vatímetros 1-5 A 130-260-520 V2 Vatímetros AC. 0.5-1 A, 6-12-30-60 V4 Varímetros de tablero 110 V, 5 A8 Vatímetros monofásicos, CC/CA 120/240 V, 02/1 A4 Vatímetros monofásicos CC/CA, 0.2/1 A, 120/240 V2 Vatímetros monofásicos portátiles CA, 02/1 A, 120/240 V, 0.2 FP
2 Vatímetros monofásicos portátiles CA, 120/240 V, 1/5 A, 0.2 FP2 Vatímetros monofásicos portátiles CA, 120/240 V, 5/25 A, 0.2FP4 Vatímetros monofásicos portátiles CC/CA, 120/240 V, 1/5 A3 Vatímetros portátiles standard, CA/CC, 0.2/1 A, 120/240V3 Vatímetros portátiles standard CA, 02/1 A, 120/240 V8 Vatímetros trifásicos, 120/240 V, 1 /5 A4 Vatímetros trifásicos 0.2/1 A-, 120/240 V4 Vatímetros 1/5 A2 Vatímetros trifásicos de tablero2 Vatímetros trifásicos de tablero 110 V, 1 A2 Vatímetros trifásicos portátiles standard. 0.2/1 A, 120/240 V1 Voltímetro 65-130-2602 Voltímetros de CA de tablero, 300 V2 Voltímetros AC5 Voltímetros AC/DC 130-260-52018 Voltímetros AC/DC 65-130-2604 Voltímetros AC/DC 6-30-60 V5 Voltímetros A:C: 150 V12 Voltímetros DC, 1/3/10/30 V5 Voltímetros de CA de tablero, 10 V2 Voltímetros de CA de tablero, 100 V2 Voltímetros de CA de tablero, 150 V5 Voltímetros de CA de tablero, 30 V'4 Voltímetros de CC de tablero, 10 V2 Voltímetros de CC de tablero, 15 V2 Voltímetros de CC de tablero, 30 V2 Voltímetros de CC de tablero, 50 V
Interruptores simplesInterruptores doblesInterruptores trifásicoCables para conexión varios modelos
NOTA: El listado de equipo consta como están identificados en losinventarios de la E.P.N.
ANEXO 3.1
PRACTICAS DE LABORATORIO DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Tecnología Eléctrica
PRACTICA N° 1: CONOCIMIENTO DEL EQUIPO, CARACTERÍSTICAS Y SIMBOLOGÍA.
1. OBJETIVO: Conocer las características tecnológicas de los elementos básicos queconforman un circuito eléctrico, aprender el uso adecuado de la placa decaracterísticas de diferentes elementos, e identificar las especificaciones ysimbología en los aparatos de medida.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Definir los elementos activos y pasivos, mencionar cinco ejemplos de uso comúnadjuntando la simbología y el uso que se le da.
2.2. Presentar un resumen de las característica generales de los instrumentos de medida demagnitudes eléctricas.
2.3. Adjuntar un cuadro con la simbología básica de los instrumentos de medida analógicospara magnitudes eléctricas (posición de uso, magnitud, clase funcionamiento, etc.),
BIBLIOGRAFÍA:
(1) Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición , William D Cooper Capitulo4 Pgs. 47, 57-60, 77.
(2) Técnicas de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat, 1975 . Cap. 3
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1 Fuente de C.C1 Fuente de C.A.
3.2. Elementos: 1 Resistor decádico1 Reósíato1 Banco de resistores electrónicos1 Inductor decádico1 Inductor núcleo de aire1 Capacitor decádico
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro A.C. - D.C.1 Voltímetro D.C.1 Amperímetro D.C.1 Amperímetro A.C.1 Multímetro Analógico1 Multímetro Digital
3.4. Elementos de maniobra: 1 Interruptor simple1 Interruptor doble con protección1 Conmutador
Diferentes cables para conexión
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Discutir los aspectos tecnológicos de los elementos pasivos que tiene en la mesa (R, L,C) Identificar las características y anotarlas (características técnicas).
4.2. Identificar las características básicas sobre las fuentes de energía y anotar sus rangos.
4.3. Para los instrumentos de medida; Identificar y anotar sobre la simbología de cada uno.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 1
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Tecnología Eléctrica
SUGERENCIA: Ir creando una base de datos sobre elementos activos, pasivos y aparatos demedida de mayor uso en el Laboratorio.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Desarrollar información adicional sobre los datos encontrados en la placa decaracterísticas de los elementos pasivos.
5.2. Presentar la simbología e interpretar las características encontradas en los equipos demedida, desarrollar brevemente cada uno de los símbolos.
5.3. Describir el principio de funcionamiento de los aparatos de medida (A.C. o D.C.) eidentificar que magnitud mide cada uno de los siguientes según su mecanismo:
5.3.1. De bobina móvil.
5.3.2. De hierro móvil,
5.3.3. Tipo rectificador.
5.3.4. Con termocupla.
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Bibliografía adicional.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No.
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Tecnología Eléctrica
PRACTICA N° 2: FUENTES DE ENERGÍA,
1. OBJETIVO: Capacitar ai estudiante en la utilización de varios tipos de fuentes.Interpretar los valores característicos de las medidas de voltaje usandodiferentes instrumentos. Analizar errores cometidos y justificarlos.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. En pocas palabras definir que significado tiene:
2.1.1. Medir, rango de medida, fondo de escala, precisión, exactitud.
2.1.2. Aparato de medida, patrón primario y patrón secundario.
2.1.3. Error absoluto, error relativo expresado en % y corrección
2.2. Enumerar los instrumentos que se utilizan para la medición de voltajes (tanto A.C. comoD.C. y otro tipo de ondas periódicas) y describir sus características?.
2.3. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de medidas a tomarse según elprocedimiento y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
(1) Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición, William D Cooper Capítulo4 Pgs. 47, 57-60, 77
(1) Técnica de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat, 1975. Cap. 1 Pgs 29-40,Cap. 3
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1 Fuente de C.C.1 Fuente de C.A1 Generador de funciones
3.2 Elementos: 1 Reóstato 600 Ohmios
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro A,C.-D.C1 Voltímetro D.C.1 Multímetro Digital1 O.R.C.
3.4. Elementos de maniobra 1 Interruptor simple1 Interruptor doble con protección
Juego de Cables
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Exposición del instructor sobre el objetivo y las tareas a desarrollarse durante la práctica.
4.2. Anotar las características (técnicas) de los elementos que tiene en la mesa de trabajo (siya dispone información en su base de datos anotar la serie).
4.3. Armar el circuito de la Fig. 1
4.3.1. Alimentar al circuito con una fuente D.C. de 15 y 30 V.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 3
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automaüzación y Control Industrial Prácticas de Tecnología Eléctrica
NOTA: Cada estudiante de! grupo hace su medición, para el informe se toma el valor promedio(en todos los procedimientos).
4.3.2. Tomar nota de los valores de voltaje en vacío y con carga, con los voltímetrosadecuados, conectar gn aparato de otra especificación y observar el comportamiento.
4.3.3. Graficar el oscilograma obtenido para cualquier nivel de voltaje.
4.4. Cambiar la alimentación por una fuente de C.A. y repetir los literales 4.3.1 - 4.3.2.- y4.3.3.-, calibrando el voltaje al valor máximo en el O.R.C..
4.5. Repetir el procedimiento para cada señal del generador de funciones (triangular, cuadraday senoidal) con el máximo valor de voltaje, de acuerdo a las características de la fuente.
5.
5.1.
5.2,
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
5.7.
-30V 600 n
CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo el error relativo (considere lamedida obtenida con el Multímetro digital como valor real), la constante de escala de cadauno de los instrumentos utilizados y el error de lectura para cada una de las medicionesefectuadas con los instrumentos
Desarrollar brevemente el valor medido por cada instrumento y cual sería la expresiónmatemática que nos permita calcularlo (función del valor máximo).
Presentar claramente un ejemplo de cálculo de cada valor en la tabla del numeral anterior.
Justificar la medida y el error cometido en cada uno de los circuitos.
Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
Posibles aplicaciones.
Bibliografía adicional.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No, 4
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Tecnología Eléctrica
PRACTICA N° 3: USO DE ESCALAS
1 . OBJETIVO: Interpretar las lecturas de voltaje y corriente en las escalas adecuadas delos diferentes instrumentos utilizados. Analizar errores cometidos yjustificarlos.
2 . TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Consultar sobre los instrumentos que se utilizan para medición de voltajes y corrientesA.C. y D.C. con el mismo instrumento), y describir sus características.
2.2. Adjuntar un cuadro con la simbología básica de los instrumentos de medida (voltímetros,amperímetros y otros aparatos de medida) analógicos para magnitudes alternas y paramagnitudes continuas.
2.3. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de las medidas a tomarse según elprocedimiento y los diagramas circuyales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
(2) Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición , William D Cooper Capítulo4 Pgs. 47, 57-60, 77
(3) Técnica de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat, 1975 . Cap. 1 Pgs 29-40,Cap. 3
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1 Fuente de C.C.
3.2. Elementos: 1 Banco de resistencias (100 y 300 ohmios)1 Reóstato 600 Ohmios.
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro A.C.- D.C.1 Voltímetro D.C.1 Amperímetro D.C.1 Multímetro analógico1 Multímetro Digital.
3.4. Elementos de maniobra: 3 Interruptor simple1 Interruptor doble con protección1 Adaptador para medir intensidad de corriente
Juego de Cables
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Exposición del profesor sobre el objetivo y las tareas a cumplir durante la práctica.
4.2. Anotar las características (técnicas) de los elementos que tiene en la mesa de trabajo, siya los tiene anote la serie.
4.3. Armar el circuito de la Fig, 1
4.3.1. Alimentar al circuito con una fuente D.C, mayor a 30 V
NOTA: Recuerde que la lectura en los aparatos de medida tiene que hacerlo cadaintegrante del grupo y su promedio es utilizado para efectos del informe.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 5
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Tecnología Eléctrica
4.3.2, Tomar nota de los valores de voltaje en cada elemento con los diferentes voltímetros enlas escalas adecuadas.
4.3.3. Cambiar la alimentación con una fuente de corriente alterna senoidal y repetir la medicióncon los aparatos correspondientes.
4.4. Armar el circuito de la fig. 2 y repita los numerales 4.3,1., 4.3,2. y 4.3.3 pero esta vezmidiendo intensidad de corriente (para cada elemento y total).
-40 V
1UUU
[R]/BOOO/1D%
IBOmH
-40 V 3000 IBQrnH
Fig. 1 Fig. 2
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo el error relativo (considere lamedida obtenida con el Multímetro digital como valor reaf), la constante de escala de cadauno de los instrumentos utilizados y el error de lectura para cada medida efectuada con losinstrumento.
5.2. Presentar claramente un ejemplo de cálculo para cada valor de la tabla del numeralanterior.
5.3. Justificar la medida y el error cometido en cada uno de los circuitos.
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6. Bibliografía adicional.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Páe.No. 6
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industria] Prácticas de Tecnología Eléctrica
PRACTICA N° 4: ESTUDIO DEL MULT1METRO.
1. OBJETIVO: Analizar el principio circuital básico de funcionamiento del amperímetro yvoltímetro (2 escalas), comprobar su funcionamiento y estudiar elóhmetro.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Presentar un resumen, sobre el principio de funcionamiento de un galvanómetro.
2.2. Presentar un resumen sobre el diseño literal del amperímetro y voltímetro y los respectivosdiagramas circuitales.
2.3. Definir el significado de resistencia interna de un mili-amperímetro.
2.4. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de las medidas a tomarse según elprocedimiento y los diagramas circuitales incluidos los elementos de protección ymaniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
(1) Instrumentación Electrónica moderna y Técnicas de medición , William COOPER, 1995
(2) Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio, Stanley WOLF, 1997, Cap.9
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1 Fuente de C.C.
3.2. Elementos: 1 Resistor decádíco1 Reóstato de 600 ohmios.1 Tablero de resistencias.
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro D.C.1 mili-amperímetro D.C. 5mA.1 Multímetro analógico.
3.4. Elementos de maniobra: 3 Interruptor simple1 Interruptor doble con protección
Juego de Cables
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Explicación del profesor sobre el objetivo de la práctica y las tareas para cumplir.
4.2. Anotar las características del equipo utilizado
IMPORTANTE: Recordar que cada estudiante debe hacer su propia lectura de las mediciones yel promedio utilizar como dato para el informe.
Medición de la resistencia interna del MILI-AMPERlMETRO
4.3. Armar el circuito de la Fig, 1. Donde:
A2 Amperímetro en estudioA1 Amperímetro de referencia ( mayor rango)R1 Reóstato de protección (limitador de corriente )R2 Resistor decádico.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 7
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Tecnología Eléctrica
4.3.1. Con R2 desconectado y R1 al máximo cerrar el interruptor S1 y ajustar R1 hasta que A2marque fondo de escala, anotar el valor de A1.
[Rj/BOO 0/10%
4.3.2.
4.3.3.
4.4.
4.4.1.
4.5.
4.5.1.
5.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
5.7.
Fig. 1
Insertar R2 en paralelo con A2, ajustar alternativamente R2 para que A2 marqueexactamente la mitad de la escala y R1 para mantener constante el valor de A1.
Lo que marca en estas condiciones R2 es igual al valor de R interna del amperímetro enestudio, anotar dicho valor.
Calcular los valores de Rsh para obtener Mili-amperímetros de: 30 y 50 mA. Poner dichosvalores en R2 y comprobar que los dos marquen lo que deben marcar.(s¡ fuere necesarioajustar ios valores para que esta condición se cumpla), anotar el valor práctico de R2.
Armar el circuito sugerido por el instructor para aplicar estas escalas diseñadas y tomarmedidas de corriente tanto con el Multímetro, como con el mili-amperímetro diseñado.
Calcular los valores de la resistencia multiplicadora para obtener voltímetro de escalas: 3 y10 V, armar el circuito y poner los valores calculados en Rm. Comprobar que los dosmarquen fondo escala (el Multímetro debe estar en las escalas adecuadas) (si fuerenecesario ajustar los valores para que esta condición se cumpla). Anotar el valor prácticode la resistencia multiplicadora.
Armar el circuito sugerido por el instructor para aplicar esta nuevas escalas diseñadas ytomar valores de voltaje, tanto con el voltímetro de laboratorio como con el diseñado.
CUESTIONARIO QUE DEBE ADJUNTARSE
Presentar un cuadro en el que se incluyan tanto los valores medidos como los calculados;además; errores tanto prácticos, como del aparato diseñado con respecto al dellaboratorio, justificar plenamente los valores obtenidos con un ejemplo de calculo.
Comentar los errores cometidos así como identificar las posibles causas.
Explicar las razones por las que el amperímetro de referencia A1 no marca el mismo valorque A2 ( nuevo rango ) en la fig. 1.
En un sólo gráfico presentar la escala del mili-amperímetro con los valores que deberíamarcar en las escalas diseñadas para 6 valores incluido el 0.
En un sólo gráfico presentar la escala del mili-amperímetro con los valores que deberíamarcar en las escalas como voltímetro diseñadas para 6 valores incluido el 0.
Calcular la corrección del aparato diseñado con respecto al de laboratorio en cada caso.
Presentar el diseño de un óhmetro serie con las siguientes características: lg.= 1 mA., Ri= 1,5 ohm, E = 3V. Y R media escala = 1000 ohm.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 8
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5.8. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.9. Bibliografía adicional consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag, No. 9
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PRACTICA N° 5:
1.
MEDICIÓN DE RESISTENCIAS
OBJETIVO: Determinar el valor de una resistencia aplicando dos de los varios métodosconocidos, manipular adecuadamente los elementos para conformarcircuitos con determinados fines,
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Consultar sobre Puente de Wheatstone; relación de brazos, ecuaciones de equilibrio.
2.2. Estudiar sobre la determinación de una resistencia por el método Voltímetro -Amperímetro(aplicación de la Ley de Ohm), y los errores que se cometen.
2.3. Consultar y presentar un resumen sobre otros dos métodos para medir resistencias.
2.4. Traer preparada la hoja de datos con ios cuadros de las medidas a tomar según elprocedimiento y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
0)
3.
3.1.
3.2.
Guía para mediciones electrónicas y prácticas de Laboratorio , Stanley WOLF.Prentice/HilM973,Cap.5
EQUIPO A UTILIZARSE:
Fuentes:
Elementos:
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
1 Fuente de C.C.
3 Resistencia desconocida3 Resistencias decádicas.1 Resistencia Shunt, (airton Shunt)1 Reóstato de 600 ohmios.
1 Voltímetro D.C.1 Galvanómetro.
2 Interruptor simple1 interruptor doble con protección
Juego de Cables
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Explicación del profesor sobre los objetivos, y las tareas a cumplir durante el experimento (uso del shunt como protección del galvanómetro y su sensibilidad).
4.2. Armar el circuito de la fig. 1 (Puente de Wheatstone) , con Rx = 47 ohm.
Fig. 1
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 10
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4.2.1. Escoger la relación de brazos (Ra/Rb) 1000/1000, 1000/100, 100/1000 Rx = Reí* Rv
4.2.2. Alimentar el circuito con una fuente D.C. de % V y proceder a equilibrar el puente (variarRv hasta que el galvanómetro marque O con un sensibilidad de Shunt de 1), el puente concada una de las relaciones. Anotar el valor de los resistores.
4.2,3. Repetir los numerales 4.2.1.- y 4.2.2.- para Rx = 1500 ohm y para = 10Kohm.
4.3. Método voltlmetro-Amperimetro. Para este método utilizamos las dos configuraciones:error por voltaje y error por corriente.
4.3.1. Armar el circuito de la fig. 2 con Rx igual a 1 ohmios
4.3.2.
4.3.3.
4.3.4.
4.3.5.
5.
5.1.
5.1.1.
5.1.2.
5.1.3.
5.2.1.
5.2.2.
Fig. 2.
Con el conmutador en posición 1 (error por voltaje), la fuente en 10 V, y partiendo con eldivisor de tensión en mínimo, incrementar el voltaje (Reóstato) hasta que el amperímetromarque 100 mA., tomar nota de los valores de V. e I.
Cambiar el conmutador a la posición 2 (error por corriente) y anotar los valores de V e L
Cambiar la Rx por 1500 ohmios y proceder como en los numerales anteriores (4.3.2. y4.3.3). En este caso la comente debe ser de 10 mA. Y V fuente 20 V.
Cambiar Rx por 10 Kohm y repetir el procedimiento para una I de 1 mA.
CUESTIONARIO QUE DEBE ADJUNTARSE
PUENTE DE WHEATSTONE.
Presentar un cuadro con los valores medidos, valores calculados y errores relativos.Adjuntar un ejemplo de cada valor obtenido.
Indicar y justificar la relaciones de brazos más adecuada, para cada R medida.
En base de su respuesta anterior qué debe influir para el escogimiento de la relación debrazos?, indicar las limitaciones del puente armado en el Laboratorio (explicar larespuesta).
Determinar que posición (error por voltaje o error por corriente) debe escogerse para lamedida de Resistencias: Altas, bajas y medianas. Por qué?.
Hacer un análisis literal considerando: Rx = 1 y 10000 ohms; Ra = 1 ohm, Rv = 10.000Ohm y comentar las coincidencias o discrepancias con la respuesta anterior.
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5.3. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.4. Posibles aplicaciones:
5.5. Bibliografía adicional.
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PRACTICA N° 6: EL OSCILOSCOPIO.
1. OBJETIVO: Familiarizar al estudiante en el manejo adecuado del Osciloscopio paramedir: amplitudes, ángulos de fase y comparar frecuencias.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Presentar un resumen, sobre las características básicas del Osciloscopio y ia función decada uno de los controles fundamentales de amplitud y tiempo.
2.2. Consultar sobre la obtención de las figuras de LISSAJOUS.
2.3. Consultar sobre las expresiones que permiten calcular el ángulo de fase a partir de laelipse.
2.4. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de las medidas a tomar de acuerdo alprocedimiento y con los diagramas circuyales incluidos los elementos de protección ymaniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
(1) Instrumentación Electrónica moderna y Técnicas de medición, William COOPER, 1995
(2) Circuitos Eléctricos, H. Alex ROMANOWITZ, 1992
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1 Generador de funciones1 Autotransformador.
3.2. Elementos: 1 Inductor núcleo de aire1 Reóstato de 53 ohm.1 Tablero de resistencias1 Capacitor decádico (O a 10 microF).
3.3. Equipo de medida: 1 Osciloscopio de rayos catódicos.1 Multímetro analógico.
3.4. Elementos de maniobra: 2 Interruptor simple1 Interruptor doble con protección
Juego de Cables.
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Exposición, discusión y comprobación de cada uno de los controles del O.R.C. y suutilidad.
4.2. MEDICIÓN DE AMPLITUDES:
4.2.1. Armar el circuito de la Fig. # 1 con los elementos de protección.
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1 fj
Fig. 1
4.2.2. Energizar el Osciloscopio, hacer los ajustes necesarios hasta tener una adecuada escala,tanto en el amplificador vertical como en el barrido de tiempo para medir las señales pico -pico entre los puntos Bl, IE y EF.
4.2.3. Medir en los mismos puntos el valor de voltaje con el Multímetro analógico.
4.3. MEDICIÓN DE ÁNGULOS DE FASE:
'I bU rnHr-V^V-V^ M
/ Hi - N] 1 n v/Rn w-r/n ripn_-^
100 0A A -^ tfV v v *
Fig. 2
4.3.1. Armar el circuito de la fig. 2, con el Osciloscopio adecuadamente conectado y operandoadecuadamente los interruptores, obtener un circuito R-L, R-C, y R-L-C; tomar las medidasnecesarias para determinar el ángulo de fase tanto por el método de la elipse como por ladiferencia de las ondas (para cada circuito).
4.4. COMPARACIÓN DE FRECUENCIAS (si el tiempo lo permite):
4.4.1. Seleccionar con el Multímetro un voltaje de salida en cada fuente de SVrms a 60 Hz.
4.4.2. Ajustar adecuadamente las sensibilidades del Osciloscopio colocando el selectorTIME/DIVISIÓN en la posición X/viaB.
4.4.3. Introducir simultáneamente las señales de las dos fuentes a los canales del Osciloscopío(RECUERDE QUE LA REFERENCIA CON EL NEUTRO DEBE FORMAR PUNTOCOMÚN).
4.4.4. Manteniendo como base la señal del Autotransformador cambiar los valores del generadorde funciones y repetir el procedimiento para:
V= 3 Vrmsyf = 60 HzV = 5 Vrmsy f= 90 Hz
NOTA: Estabilizar la imagen del Osciloscopio variando la frecuencia del generador de funcionessi es necesario
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5. CUESTIONARIO QUE DEBE ADJUNTARSE
5.1. Medida de amplitudes:
5.1.1. Presentar un cuadro en el que conste: valores medidos y calculados con sus respectivoserrores porcentuales ( presentar un ejemplo de cálculo).
5.1.2. . Interpretar y justificar los errores cometidos
5.2. Medición de ángulos de fase:
5.2.1. Presentar un cuadro en el que consten: Valores medidos y calculados con sus respectivoserrores porcentuales (Adjuntar un ejemplo de los cálculos efectuados para cada valor).
5.2.2. Presentar un oscilograma de cada método aplicado con las consideraciones respectivas.
5.2.3. Interpretar y justificar los errores cometidos.
5.3. Comparación de frecuencias:
5.3.1. Presentar los gráficos obtenidos en el Osciloscopio.
5.3.2. Desarrollar gráficamente la figura que se obtendría al comparar dos señales con igualamplitud y con una relación de frecuencias de 3:1
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6.- Bibliografía.
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PRACTICA N° 7: MEDICIÓN DE POTENCIA EN CIRCUITOS MONOFÁSICOS.
1. OBJETIVO: Mediante el uso del voltímetro, amperímetro y vatímetro medir la potenciaactiva y estudiar el comportamiento de elementos no lineales. Determinarla relación de potencias en configuraciones serie y paralelo alimentadospor la misma diferencia de potencial.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Consultar sobre las características básicas de funcionamiento del vatímetro y del vati-horímetro.
2.2. Consultar sobre las formas de conexión del vatímetro, errores cometidos y las condicionesde la carga para usar adecuadamente cada una de ellas.
2.3. Traer preparado la hoja de datos con los cuadros de medidas de acuerdo al procedimientoy los diagramas circuyales incluidos los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
Consultar en cualquier texto o enciclopedia.
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1
3.2. Elementos: 3
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
4.
4.1.
Autotransformador.
lámparas incandescentes de diferentepotencia.
1 Voltímetro.1 Amperímetro.1 Vatímetro monofásico1 Vati-horímetro monofásico.
4 Interruptor simple1 Interruptor doble con protección
uego de Cables.
PROCEDIMIENTO PRACTICO:
Explicación del instructor sobre la conexión del vatímetro y los errores asi como de losobjetivos y tareas.
4.2. Armar el circuito de la figura 1.
r\Ji2QV/60HzfODeg[L 60W/130V
Fig1
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4.2.1. Incrementar el valor de Voltaje en pasos de 20 entre O y 120 y tomar medidas de: voltaje,corriente y potencia para cada valor de V.
4.3. Armar el circuito de la fig. 2 con los elementos de protección y maniobra.
4.3.2. Tomar medidas de: voltaje total, corriente, potencia total y potencias parciales.
4.4. Armar el circuito de la fig. 3 con los elementos de protección y maniobra.
25W/120V
I^X^lOQVfeOHzfODsg
25W/12QV
40W/120V rvJlOQV/6QHz/ODes 25W/12QV@ 4GW/ I2QV 25W/120V
Fig. 2 Fig. 3
4.4.1. Tomar medida de: voltaje tota!, comente total, corrientes parciales, potencia total,potencias parciales y energía total.
5.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
5.7.
5.8.
CUESTIONARIO QUE DEBE CONTESTARSE.
Presentar un cuadro con las medidas efectuadas y calculadas para cada circuito( adjuntarun ejemplo porcada valor calculado.
Presentar gráficos de: I vs. V ygráficos obtenidos.
P vs. V para el circuito de la fig. 1. Comentar los
Comentar sobre las medidas de V en e! circuito de la fig. 2
Comentar sobre las medidas de I en el circuito de la fig. 3
Determinar la relación V vs. I para los circuitos de la fig. 2 y fig. 3 compararlos y comentarlos resultados.
Determinar la relación de P serie : P paralelo y comentar sobre esta relación
Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
Bibliografía consultada.
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ANEXO 3.2
HOJAS GUIAS DE PRACTICAS ANÁLISISDE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I
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PRACTICAN0 1: INTERCONECCION DE ELEMENTOS ELÉCTRICOS.
1. OBJETIVO: Estudiar el armaje de las configuraciones básicas y familiarizar alestudiante con el modelo físico de los elementos.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Presentar un resumen, (máximo en dos carillas) sobre conceptos y características de loselementos eléctricos: activos independientes y dependientes, pasivos y los modelosbásicos de interconexión.
2.2. Adjuntar un cuadro con la simbología de los elementos señalados en el numeral anterior.
2.3. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de medida de acuerdo al procedimientoy los diagramas circuyales con los elementos de protección y maniobra,
BIBLIOGRAFÍA:
[1] Circuitos Eléctricos, J. A. EDMINISTER, McGraw-Hilí, Serie Schaum's, Segunda edición,1985, Capítulo 2. México.
[2] Análisis Básico de Circuitos Eléctricos, D. E. JOHNSON, J. L H1LBURN, J. R. JOHNSON,P. D. SCOTT, Prentice-Hall, Quinta Edición, 1996, Cap2 , México.
3. EQUIPO A UTILIZAR:
3.1. Elementos: 1 Resistor decádico1 Inductor (varios valores)1 Capacitor decádico1 Lámpara incandescente 25 W
1 Tablero de resistencias electrónicas
3.2. Equipo de medida: 1 Multímetro digital
3.3. Elementos de maniobra: 1 Interruptor doble con protección5 Interruptores simples
Juego de cables
4. TRABAJO PRACTICO:
4.1. Exposición del profesor sobre los objetivos y las tareas para conseguirlos.
4.2. Anotar en la Hoja de datos las características del equipo y elementos dados.
4.3. Hacer revisar el gráfico del circuito serie con [os elementos (4) dados, incluyendo el equipode maniobra y protección, luego de revisado el gráfico, armar el circuito, hacer chequearlas conexiones y pedir el visto bueno.
4.4. Hacer revisar el gráfico del circuito paralelo con los elementos (4) dados, incluyendo elequipo de maniobra y protección, luego de revisado el gráfico armar el circuito , Hacerchequear las conexiones y pedir el visto bueno .
Nota: No olvide tomar los valores específicos de placa de ios elementos que intervienen encada uno de los circuitos armados.
4.5. En el tablero de resistencias electrónicas armar el circuito propuesto por el instructor,hacer revisar las conexiones y pedir el visto bueno
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4.6. Medir la resistencia equivalente del circuito propuesto con el óhmetro (Multímetro digital).
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Señalar las características generales de interconexión de elementos para cada uno de losmodelos básicos.
5.2. Elaborar un cuadro donde se señalen claramente las diferencias de cada uno de losmodelos básicos de interconexión en lo relativo a las magnitudes eléctricasfundamentales.
5.3. Presentar el código de colores completo para la identificación de los valores de lasresistencias.
5.4. Obtener el valor de la resistencia equivalente del último circuito utilizado en la práctica ,comparar con el valor medido, calcular su error porcentual y comentar las causas de ladiferencia.
5.5. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.6. Posibles aplicaciones.
5.7. Bibliografía adicional.
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PRACTICA N° 2: FORMAS DE ONDA PERIÓDICAS Y VALORES CARACTERÍSTICOS.
1. OBJETIVO: Mediante el uso del Osciloscopio y un generador de ondas, observar eloscilograma y analizar las ondas periódicas para deducir sus valorescaracterísticos.
2. RABAJO PREPARATORIO:
2.1. Presentar un resumen (máximo de dos carillas), las características básicas delOsciloscopio y la función de los controles fundamentales de amplitud y tiempo.
2.1. Adjuntar las gráficas de ondas periódicas simétricas: Cuadrada, Triangular, Senoidal;señalando los valores característicos.
2.3. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de valores a tomar de acuerdo con elprocedimiento.
BIBLIOGRAFÍA:
[1] Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición, W. D. COOPER, A. D.HELFRICK, Prentíce-Hall, 1991, Capítulo 7, México.
[2] Electrónica Teoría de Circuitos, R. BOYLESTAD, L. NASHELSKY, Prentice-Hall, QuintaEdición, 1994, Capítulo 22, México.
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1 Generador de funciones1 Fuente de D.C.
3.2. Equipo de medida: 1 Osciloscopio de Rayos catódicos1 Multímetro digital.
3.3. Elementos de maniobra: 1 Interruptor doble con protecciónCables para conexión.
4. TRABAJO PRÁCTICO:
4.1. Poner atención a las explicaciones sobre la función de los controles del Osciloscopio, asícomo también la visualización e interpretación de las señales dadas por las Fuentes.
Basándose en la explicación previa sobre el manejo del Osciloscopio y de las Fuentes,realizar lo siguiente:
4.2. Anotar en la Hoja de datos las características importantes del Osciloscopio y de lasfuentes.
4.3. Seleccionar en la Fuente las siguientes opciones:Una forma de onda (senoidal).Un valor de frecuencia.La amplitud de voltaje mayor al 50% (selector de amplitud de la fuente),
4.4. Introducir la señal de la Fuente seleccionada a uno de los canales del Osciloscopio, con lamanipulación adecuada de los controles obtener lo siguiente:
4.4.1. Por lo menos dos períodos de la onda con una amplitud adecuada.
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4.4.2. Dibujar (en papel milimetrado) un período de la onda y anotar los datos correspondientesde amplitud y tiempo. Tomar nota de] voltaje de la fuente mediante un voltímetro digital.
4.4.3. Cambiar las escalas de amplitud y tiempo en el O.R.C. Repetir el literal anterior sinmodificar ios controles de la fuente.
4.4.4. Repetir los numerales 4.4.1. , 4.4.2 y 4.4.3 del procedimiento para cada una de las otrasdos formas de onda de la Fuente, (triangular y cuadrada).
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar los gráficos obtenidos en el procedimiento en forma detallada y completa,utilizando una hoja de papel milimetrado para cada forma de onda.
5.2. Adjuntar en la misma hoja, los valores característicos de la forma de onda y valoresmedidos, con el cálculo del error porcentual.
5.3. Establecer y comentar los errores cometidos al utilizar escalas diferentes de amplitud(error relativo porcentual entre las dos ondas).
5.4. Establecer y comentar los errores (porcentuales) cometidos al utilizar escalas diferentesde tiempo, respecto a la frecuencia de la fuente.
5.5. Establecer y comentar los errores cometidos con respecto al valor medido con elvoltímetro digital.
5.6. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.7. Posibles aplicaciones.
5.8. Bibliografía adicional.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 22
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PRÁCTICA IM° 3: MAGNITUDES ELÉCTRICAS CONSTANTES.
1. OBJETIVO: Medir voltaje y corriente, en diferentes modelos de circuitos con elementosR, L y C, alimentados por fuentes de corriente continua, dando importanciaal comportamiento de los elementos L y C.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Describir (en una carilla), el comportamiento de los elementos pasivos cuando sonsometidos a magnitudes constantes.
2.2. Presentar un resumen (máximo una carilla) de las características generales de losinstrumentos analógicas para medir magnitudes eléctricas constantes, anotando lasimbología y su significado.
2.3. Traer preparado la hoja de datos con los cuadros de medida a tomar según e!procedimiento y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
[1] Fundamentos de Meteorología Eléctrica, A.M.KACS, Marcombo Boixareu Editores,1975,Tomo!
[2] introducción a los Circuitos Eléctricos, H. A. ROMANOWITZ, Compañía EditorialContinental 1971.
3. EQUIPO A UTILIZAR:
3,1. Fuentes: 1 Fuente de D.C.
3.2. Elementos: 1 Tablero de resistencias (300, 100,300 Ohm)
1 Inductor núcleo de aire1 Capacitor decádico
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro D.C.1 Amperímetro D.C.
3.4. Elementos de maniobra: 1- Interruptor bipolar con protección4 Interruptores simples.
Cables para conexión
4. TRABAJO PRÁCTICO:
4.1. Exposición del profesor explicando los objetivos y tareas para conseguirlos.
4.2. Anotar en la Hoja de datos las características importantes del equipo y elementos dados.
4.3 Armar el circuito de la figura # 1 (incluyendo los elementos de protección y maniobra),Antes de activarlo fijar en la fuente de magnitud constante un valor de voltaje propuesto ymedido con el voltímetro.
4.3.1. Luego de activar el circuito (comprobando que el voltaje de la fuente se mantiene) yutilizando el aparato de medida correspondiente, tomar las medidas de corríeníe y voltajeen cada elemento.
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4.3.2. Desactivar el circuito, fijar con el voltímetro conectado otro valor de voltaje en la fuente.Repetir el numeral anterior.
4.6.
5.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
5.7.
5.8.
1UU UA A AV V V
1 5 w1 -J !
10M-F3 1 60 rnH
Figura. # 1
Armar el circuito de la fig. 2 con todos los elementos de protección y maniobra, repetir elprocedimiento de ios numerales 4.3 al 4.5.
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Figura #2
CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
Justificar el por que la comente a través del Capacitor es cero en ambos circuitos.
Demostrar que la corriente en el inductor depende únicamente del valor de la resistenciainterna de éste en el circuito paralelo.
Si se varía el valor de la capacitancia (en el circuito de la Fig. 1), varía el valor del voltajeen el Capacitor?. Explique su respuesta.
Explicar si se cumplen las leyes fundamentales en ambos circuitos.
Definir la función que desempeña el elemento resistivo en cada circuito.
Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
Posibles aplicaciones.
Bibliografía.
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PRÁCTICA N° 4: ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA.
1. OBJETIVO; Mediante la medida a intervalos de tiempo de la diferencia de potencial yla intensidad corriente, comprobar el proceso de almacenamiento deenergía en un Capacitor.
2.- TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Detallar la relación voltaje - corriente en capacitores e inductores en el dominio del tiempo.
2.2. Describir las condiciones iniciales de energía que intervienen en ios capacitores einductores.
2.3. Escribir las expresiones de energía en capacitores e inductores, así como en unacombinación serie C-L.
2.4. Traer preparado la hoja con ios cuadros de medidas a tomar de acuerdo al procedimientoy ios diagramas circurtales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
[1] Circuitos Eíéctricos Introducción al Análisis y Diseño, R. C. DORF, Alfaomega, 1995,Segunda Edición, Capítulo 7, México.
[2] Introducción a los Circuitos Eléctricos, H. A. ROMANOWITZ, Compañía EditorialContinental, 1971, Capítulos 11 y 12, México.
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1 Fuentes: 1 Fuente de D.C
3.2. Elementos: 1 Capacitor decádico (10microf.)1 Banco de resistencias (2,7 Mohms)
3.3 Equipo de medida: 1 Multímetro digital
3.4 Elementos de maniobra: 1 Interruptor bipolar con protección1 Conmutador de una vía
Juego de cables.
4. TRABAJO PRÁCTICO:
4.1. Exposición del profesor sobre los objetivos y las tareas para conseguir.
4.2. Anotar en la Hoja de datos las características del equipo y elementos dados.
4.3. Armar el circuito de la figura, incluyendo el equipo de maniobra y protección.
4.4. Con el conmutador en la posición neutra (no-conexión), insertar el Amperímetro digitalentre R y C. Seleccionar el voltaje de la fuente al valor señalado por el Instructor.Asegurarse de que ef Capacitor esté completamente descargado (coríocircuitar losterminales).
4.5. A partir de un instante referencia! (t = 0), conectar el conmutador en la posición (1) yproceder a tomar lecturas de corriente cada 10 segundos, en las primeras 10 mediciones(11 con t=0) luego cada 20 segundos, hasta completar un tiempo total de 3 minutos.
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2.7 IvlQ
•3QV
Fig.1
4.5.1. Terminado el proceso anterior, poner el conmutador en posición neutra. Nuevamentedesde un instante referencia! (t = 0) conectar el conmutador en la posición (2) y proceder atomar las medidas de corriente como en el caso anterior,
4.6. Con el conmutador en la posición neutra, retirar el Amperímetro e insertar el Voltímetro enC. asegurarse que el Capacitor esté completamente descargado.
4.6.1. A partir de un instante referencia! (t = 0), conectar el conmutador en la posición (1) yproceder a tomar lecturas de voltaje cada 10 segundos, en las primeras 10 mediciones (11con t=0) y iuego cada 20 segundos, hasta completar un tiempo total de 3 minutos.
4.6.2. Terminado el proceso anterior, cambiar inmediatamente el conmutador a la posición (2) yproceder a tomar las medidas de voltaje como en el caso anterior.
4.7. Anotar el diagrama circuital del banco de capacitares.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar en una sola gráfica con los datos obtenidos en la práctica y aquellos que sedeterminen en forma teórica:
5.1.1. Voltaje de carga vs. tiempo y Corriente de carga vs. tiempo,
5.1.2. Voltaje de descarga vs. tiempo y Corriente de descarga vs. tiempo.
NOTA: En cada gráfica se deben superponer las curvas construidas con los datos de la práctica ycon los datos teóricos.
5.2. Determinar la constante de tiempo teórica y práctica para todos los procesos.
5.3. Presentar en un cuadro todos los posibles valores que puedan obtenerse en el banco decapacitores manipulando adecuadamente los conmutadores, adjuntar como ejemplo eldiagrama de conexión para tres valores diferentes,
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6. Bibliografía adicional.
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PRACTICA No. 5: LEYES DE KIRCHHOFF (primera evaluación).
1. OBJETIVO: Verificar mediante mediciones de voltaje y corriente el cumplimiento de lasLeyes de Kirchhoff para circuitos resistivos.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Consultar en cualquier texto sobre: Enunciados y aplicación de las Leyes de Kirchhoff,medición de voltajes y corrientes.
2.2. Traer preparada la hoja de datos con ios cuadros de las medidas a tomarse de acuerdo alprocedimiento (consideres elementos resistivos en el circuito).
3. EQUIPO A UTILIZAR:
3.1. Elementos activos: 1 Auto transformador monofásico ó1 Fuente de D.C
3.2. Elementos pasivos: 5 Resistencias de varios valores
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro de C,A. ó1 Voltímetro de D.C.1 Amperímetro de C.A. ó1 Amperímetro de D.C.
3.4. Elementos de maniobra: 1 Interruptor bipolar con protección6 Interruptores simples
Cables para conexión
4. TRABAJO PRACTICO: (MÁXIMO 60 MINUTOS)
4.1. Explicación del profesor sobre la forma, objetivo, tareas a evaluarse y circuito sobre el quese experimentará.
4.2. Graficar el circuito propuesto por el Instructor con todos los elementos de protección ymaniobra.
4.3. Armar el circuito propuesto con todos los elementos de protección y maniobra.
4.4. Alimentar el circuito con el voltaje indicado por el Instructor, tomar las medidas necesariaspara demostrar el cumplimiento de las 2 Leyes de Kirchhoff.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE SER CONTESTADO; ( MÁXIMO 30 MINUTOS)
5.1. Con los valores medidos y aplicando las leyes de Kirchhoff en cada nodo o mallacompruebe si estas se cumplen. Comente su respuesta.
5.2. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.3. Posibles aplicaciones
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PRACTICA N° 6:
1. OBJETIVO:
MAGNITUDES ALTERNAS EN EL DOMINIO DEL TIEMPO.
Obtener en ei Osciloscopio los oscilogramas de las ondas periódicas devoltaje y corriente en circuitos serie: R-L y R-C. Determinar en ellas losvalores característicos.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Detallar las condiciones necesarias para que el voltaje sobre el elemento reactivo seaproporcional a la derivada o integral del voltaje de la fuente.
2.2. En cada uno de los circuitos anteriores obtener las expresiones analíticas de v0(t) e i(t) concada una de las formas de onda dadas en las siguientes figuras. Presentar todas lasgráficas correspondientes a v0(t) e i(t) vs. t.
(t) (/V
K
to t to t
2.3. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de medidas a tomar de acuerdo alprocedimiento y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
[1]
[2]
Circuitos de Pulsos, C. H. HOUPIS, J. LUBELFELD, Fondo Educativo interamericano S.A.,1974, Capítulo 1, Colombia.
Análisis de Circuitos en Ingeniería, W, H. HAYT Jr, J. E. KEMMERLY, McGraw-HIll, QuintaEdición, 1993, Capítulo 5, México.
3. EQUIPO A UTILIZAR:
3.1. Elementos activos:
3.2. Elementos pasivos:
3.3. Equipo de medida:
1 Generador de funciones
1 Resistor decádico1 Capacitor decádico1 Inductor núcleo de aire
1 Osciloscopio
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3.4. Elementos de maniobra:
4.
4.1.
4.2.
4.3.
1 Interruptor bipolarCables para conexión
TRABAJO PRACTICO:
Conversar con el profesor sobre los objetivos y tareas. Anotar en la Hoja de datos lascaracterísticas del equipo y elementos dados.
Armar el circuito de la figura N° 1, incluyendo el equipo de maniobra y protección.
Seleccionar en la fuente una onda CUADRADA con voltaje máximo. Conectar los doscanales del Osciloscopio (canal A: voltaje total, canal B: voltaje en R).
-±- fig. 1
NOTA: Para evitar señales que dañen al Osciloscopio, deberá usarse apropiadamente el controlGRD o 0.
4.4. Variar simultáneamente el valor de la resistencia R y el de la frecuencia de la fuente,de manera que la forma de onda en el canal B corresponda a la integral de la onda de lafuente, evitar que la onda de la fuente se distorsione. Dibujar en el mismo gráfico el par deondas para un período completo y anotar los valores representativos.
4.5. Seleccionar en Ja fuente una onda TRIANGULAR y proceder de igual manera que elnumeral anterior (4.4).
4.6. Armar el circuito de la figura N° 2. Seleccionar en la fuente una onda TRIANGULAR convoltaje máximo. Activar los dos canales del Osciloscopio (canal A : voltaje total, canal B :voltaje en R).
4.7. Variar simultáneamente el valor de la resistencia R, del capacitor C y la frecuencia de lafuente, de manera que la forma de onda en el canal B corresponda a la derivada de laonda de la fuente, evitar que la onda de la fuente se distorsione. Dibujar en el mismográfico el par de ondas para un período completo y anotar los valores representativos.
4.8. Seleccionar en la fuente una onda CUADRADA y proceder de igual manera que elnumeral anterior (4.7).
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Detallar, analítica y gráficamente, la correspondiente característica diferenciadora eintegradora de los circuitos utilizados en la parte experimental. Considerar solo un medioperíodo de cada onda.
NOTA: En cada gráfica se deben superponer las curvas construidas con los datos de lapráctica y con los datos teóricos.
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5.2. Presentar un ejemplo de cálculo de un punto obtenido para el gráfico de la solución teóricade cada uno de los circuitos y un cuadro de valores con por lo menos 10 puntosadicionales.
5.3. Por qué necesariamente se deben conectar los elementos en el orden que aparecen enlos circuitos de las figuras N° 1 y 2 para obte?Ür en el Osciloscopio las señales de voltajey corriente en el inductor y el capacitor, respectivamente.
5.4. Hacer un comentario de las curvas y de los errores cometidos en cada uno de los circuitos.
5.5. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.6. Posibles aplicaciones
5.7. Bibliografía adicional.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag, No. 30
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PRÁCTICA N° 7:
1. OBJETIVO:
MAGNITUDES ALTERNAS EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA..
Estudiar las características fasoriales de las magnitudes de voltaje ycorriente, representándoles en forma de diagramas fasoriales completos.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Describir el principio de funcionamiento de un COSFÍMETRO, tipos y modelos deconexión.
2.2. Escribir las relaciones voltaje - corriente en el dominio de la frecuencia para los elementospasivos, así como las Inmitancias correspondientes.
2.3. Considerando las configuraciones básicas: serie y paralelo, escribir las expresión deInmitancia equivalente de cada una de ellas.
2.4. Describir detalladamente la forma de planteamiento general de un Sistema de Ecuaciones(en un modelo matricia!) mediante el uso de variables de corrientes de Malla.
2.5. Dibujar en papel milimetrado el diagrama fasorial, del circuito de la figura, considerar todoslos voltajes y corrientes señalados (determinar literalmente el tipo de impedancia).
Il +Vl
v r±"> I,2 [_
Jll-i +
r 2
Í3 j
Z3 f
2.6. Traer preparada la hoja con los cuadros de medidas a tomar de acuerdo al procedimientoy los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
[1]
[2]
3.
3.1.
Fundamentos de Metrología Eléctrica, A. M. KARCZ, Marcombo, 1982; Tomo I, CapítulosVI y Vil, México.
Circuitos Eléctricos, J. A. EDMINISTER, McGraw-Hill, Serie Schaums, Segunda edición,1985, Capítulos 7 y 8.
EQUIPO A UTILIZAR:
Elementos activos: Voltaje de la red EEQSA
3.2. Elementos pasivos:
3.3. Equipo de medida:
11111
111
foco de 25 Wfoco de 40 WReóstatode 170Capacitor de 10
ohmiosmicrofaradios
Inductor núcleo de aire
VoltímetroAmperímetroCosfímetro
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3.4. Elementos de maniobra:
4.
4.1.
4.2,
1 Interruptor bipolar con protección6 Interruptores simples
Juego de cables
TRABAJO PRACTICO:
Exposición del profesor sobre objetivos y tareas, anotar en la hoja de datos lascaracterísticas del equipo.
Armar el circuito de la figura 1, incluyendo el equipo de maniobra y protección, con loselementos y valores propuestos por el Instructor.
*
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1QliF!
170QA A A •
0)l2QV/6QHzfQDeg (
I
135 Q 12QiT¡HW\ r-r~7*V-\_i
~N íg) 60W/120V
ZNgj 25VW120V
Figura 1
4.3. Tomar nota de valores de voltaje y corrientes en cada elemento.
4.4. Utilizando el Cosfímetro con las conexiones correspondientes y en las escalas apropiadas,medir-y anotar los ángulos en cada una de las impedancias así como en la impedanciaequivalente.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Resolver el circuito de la parte experimental mediante cada uno de los métodos deresolución. Presentar una tabla con valores teóricos y medidos de: voltajes, corrientes yángulos de impedancia totales y parciales, acompañados de sus correspondientes erroresporcentuales en cada caso y un ejemplo de los valores obtenidos.
5.2. Comentar los resultados y analizar los errores cometidos.
5.3. Dibujar el diagrama fasoriai correspondiente a los circuitos usados en la parteexperimental.
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5.4. Bosquejar el circuito correspondiente al diagrama fasorial dado por la figura siguiente.
5.5. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias
5.6. Posibles aplicaciones
5.7. Bibliografía adicional.
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1. OBJETIVO:
POTENCIA COMPLEJA.
En base de las medidas de voltaje, intensidad de corriente, potenciaactiva y factor de potencia. Definir la potencia compleja y determinar e!triángulo de potencia en un circuito eléctrico.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Describir el principio de funcionamiento de un elemento VATIMÉTRICO, tipos y diagramasde conexión.
2.2. Escribir las expresiones de potencia instantánea, potencia activa, potencia reactiva, factorde potencia en elementos pasivos sometidos a variables sinusoidales.
2.3. Traer preparada la hoja con los cuadros de medidas a tornar según el procedimiento y losdiagramas circuyales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
[1]
[2]
4.
4.1.
Fundamentos de Metrología Eléctrica, A. M. KARCZ, Marcombo, 1982; Tomo I, CapítulosVI y VII, México.Introducción a los Circuitos Eléctricos, H. A. ROMANOWITZ, Compañía EditorialContinental, 1971, Capítulos 17 y 18, México.
3. EQUIPO A UTILIZAR:
3.1. Elementos activos:
3.2. Elementos pasivos:
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
Voltaje de la red EEQSA
1 lampara incandescente-110V-25 W1 Reóstato de 170 ohmios1 Capacitor de 10 microfaradios1 Inductor núcleo de aire
1 Voltímetro A.C.1 Amperímetro A.C.1 Cosfímetro A.C.1 Vatímetro A.C.
1 Interruptor bipolar con protección.4 Interruptores simples.
Juego de cables
TRABAJO PRACTICO:
Conversar con el profesor sobre los objetivos y tareas. Anotar en la Hoja de datos lascaracterísticas del equipo y elementos dados.
4.2. Armar los circuitos de las figuras, incluyendo el equipo de maniobra y protección, con los
I MOV/SO i U/O Dey 3 160.riH H I U V/Í.UH7/D Drrj (
40
170 O
S5W/120 V
1 Gl.'i mH
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elementos y valores propuestos por el instructor.
4.3. Tomar medidas de voltajes y corrientes en cada elemento.
4.4. Utilizando el Vatímetro, con las conexiones correspondientes y en las escalas apropiadas,medir y anotar los valores de la potencia activa, total y en cada elemento.
4.5. Con el Cosfímetro adecuadamente conectado medir y anotar el factor de potencia total yen cada elemento.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar una tabla con valores teóricos y medidos de: voltajes, corrientes, potenciasactivas y factores de potencia, acompañados de sus correspondientes erroresporcentuales en cada caso y adjuntando un ejemplo de cálculo de los valoresencontrados.
5.2. Superponer el triángulo de potencias teórico y práctico del circuito armado en ellaboratorio.
5.3. Construir el diagrama fasorial completo tanto teórico como práctico (superponerlos) paracada uno de los circuitos armados en el laboratorio.
5.4. Interpretar los errores y justificarlos
5.5. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.6. Posibles aplicaciones.
5.7. Bibliografía adicional.
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PRACTICA N° 9: CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA.
1. OBJETIVO: Corregir el factor de potencia en un circuito R-L mediante inserción decapacitores serie o paralelo. Analizar los efectos en: corriente, voltaje ypotencia activa.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Describir los métodos de corrección del factor de potencia en sistemas eléctricosmonofásicos
2.2. Enunciar las ventajas y desventajas (técnicas) de la corrección del factor de potencia.
2.3. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de medidas a tomar de acuerdo alprocedimiento a seguir y los diagramas circuitales con tos elementos de protección ymaniobra.
Nota: El trabajo preparatorio debe incluir un método de análisis para determinar el valor delcapacitor que corrija el factor de potencia a un valor cercano a la unidad, (plantear unejemplo numérico de aplicación).
BIBLIOGRAFÍA:
[1] Corrección del Factor de Potencia, HEINZ, Pag, Marcombo SA, 1989, España
[2] Corrección del Factor de Potencia en sistemas industriales, BARROS SALDAÑA,WELLINTON.EPNJ981
3. EQUIPO A UTILIZAR:
3.1. Elementos activos: 1 Autotransformador
3.2. Elementos pasivos: 1 lampara incandescente-110V-25 W1 Reóstato de 170 ohmios1 Capacitor de 0-10 microfaradios1 Banco de capacitores1 Inductor núcleo de aire
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro A.C1 Amperímetro A.C1 Cosfímetro A.C1 Vatímetro A.C
3.4. Elementos de maniobra: 1 interruptor bipolar con protección4 Interruptores simples
Juego de cables
4. TRABAJO PRÁCTICO:
4.1. Conversar con el profesor sobre los objetivos y tareas. Anotar las características delequipo.
4.2. Armar el circuito de la figura incluyendo el equipo de maniobra y protección.
4.3. Alimentar el circuito con un voltaje de 100 v. y tomar medidas de voltaje, corriente,potencia activa y el factor de potencia
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4.4.
4.5.
5.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
5.7.
5.8.
5.9.
Manipular adecuadamente los elementos de maniobra para conectar el capacitor en serie.Con el Cosfímetro correctamente utilizado variar la capacitancia para corregir el factor de
•potencia hasta un valor cercano a la unidad. Insertar 5 valores incluidos O y Cmáx,repetir el numeral 4.3. para cada nuevo valor de C.
Repetir el numeral 4.4 y 4.3. del procedimiento pero conseguir que los capacitores esténen paralelo con la impedancia original.
hsrJV/BOHzrtJDeg
[cyi o p-F/1 %
Trf
170 n I[C]/50 f
CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
Definir los parámetros que influyen en la corrección del factor de potencia para cadamétodo.
Qué ventajas se obtienen en la operación de un sistema de energía eléctrico, cuando semejora el factor de potencia.?
Decidir el método de corrección del factor de potencia entre serie y paralelo para sistemasindustriales. Explicar y justificar plenamente la decisión (Adjunte el análisis económico)
En qué caso se aplica un mejoramiento de! factor de potencia con capacitores en serie.Fundamentar la aseveración.
Calcular los errores, interpretar y justificar.
Comprobar si el método de cálculo consultado en el trabajo preparatorio funciona ycomentar
Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
Posibles aplicaciones
Bibliografía adicional.
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PRÁCTICA N°10: ACOPLAMIENTO MAGNÉTICO.
1. OBJETIVO: Con la ayuda del O.R.C., estudiar la geometría del acoplamientomagnético en base a la manipulación de dos Inductanciasindependientes.
Determinar la Inductancia propia, Inductancia mutua y polaridadesrelativas, utilizando un par de inductancias de iguales característica yacopladas magnéticamente.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Detallar las expresiones matemáticas de ínductancia propia, mutua y características depolaridad relativa asociadas a un par de inductancias.
2.2. Plantear el sistema de ecuaciones para la solución de un circuito mixto, que contenga tres(3). bobinas acopladas magnéticamente y otros elementos pasivos.
2.3. Dibujar el circuito correspondiente al sistema de ecuaciones anterior, pero sinacoplamiento magnético.(el acoplamiento es reemplazado por elementos pasivos simples)
2.4. Deducir los coeficientes de acoplamiento mutuo equivalente para bobinas acopladas enconfiguraciones serie y paralelo.
2.5. Resumir las reglas y convenios para determinar las polaridades y marcas de las mismasentre un par de bobinas acopladas magnéticamente.
2.6. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de medidas a tomar de acuerdo alprocedimiento y los diagramas circuyales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
[1] Circuitos Eléctricos, J. A. EDMINISTER, McGraw-Hill, Primera edición.
3. EQUIPO A UTILIZAR:
3.1. Elementos activos: 1 Autotransformador1 Generador de funciones .
3.2. Elementos pasivos: 1 Inductancia mutua2 Inductor núcleo de aire
3.3. Equipo de medida: 1 O.R.C1 Amperímetro A.C1 Multímetro digital
3.4. Elementos de maniobra: 1 Interruptor bipolar con protección2 Interruptores simples
Juego de cables
4. TRABAJO PRÁCTICO:
4.1. Conversar con el profesor sobre objetivos y tareas.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 38
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CHA CHE
4.2. Observar en el O.R.C , el fenómeno de inducción y acoplamiento magnético entre dosinductores de diferentes características.
4.2.1, Anotar las características de los equipos y elementos utilizados
4.3. DETERMINACIÓN DE LA INDUCTANCIA PROPIA
4.3.1. Armar el circuito de lafig. 1 con V = 80 % de V máx, y f = 1500 Hz , onda senoidal.
Fig. 1
4.3.2. Conectar el voltímetro en los terminales (3) y (4). Variar el dial del inductor hasta que elvoltaje entre (3) y (4) sea mínimo. En estas condiciones tomar nota de las medidas devoltaje V-i.2 , V^4l corriente total y el valor del dial
4.4. DETERMINACIÓN DE LA INDUCTANCIA MUTUA.
4.4.1- En el circuito de la fíg. 2, con un valor de V tal que la corriente total no exceda los 300mA oel 80% de V máx, a una f = 1500 Hz con una onda senoidal, y el dial dei inductor en 500 (50,ó 5 ) mH según sea el caso. (Valor del dial igual a L de la fórmula M=1/2 (L-K), Kdepende del equipo utilizado). Medir y anotar la corriente y el voltaje de la fuente. Inviertael bobinado secundario (3 por 4 y 4 por 3 ) y proceder a tomar las lecturas de lasmagnitudes indicadas sin que haya variado el voltaje de la fuente.
Fig. 2
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 39
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4.5. DETERMINACIÓN DE LA POLARIDAD RELATIVA.
4.5.1. En el circuito de la fíg. 3, con un valor de Vial que la corriente total no exceda los SOOmAo el 80% de V máx, a una f = 1500 Hz con una onda senoidal , y el dial del inductor en500 ( 50,ó 5 ) mH según sea el caso medir voltaje total a los terminales (1) y (3). Invertirlos terminales del bobinado secundario y medir las magnitudes pedidas.
6.
5.1.
Fig.3
CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME;
Presentar en forma ordenada todos los valores obtenidos en la práctica.
5.2. Deducir la formula de acoplamiento magnético M = 1/87tf [ I Z|+ - 12j" ], donde:
I Z| * = Impedancia con polaridad aditiva
I Zl" = Impedancia con polaridad sustractiva
correspondiente al circuito del numeral 4.3 del procedimiento y explicar bajo que condiciónfunciona la expresión
5.3. Presentar los cálculos teóricos de los circuitos usados en la práctica, tabular los valoresteóricos, comparar con los prácticos, establecer los errores y justificarlos.
5.4. ¿En qué condiciones se produce la máxima inducción?
5.5. ¿Cuándo el voltaje inducido aparece invertido en el O.R.C?
5.6. Describir aplicaciones prácticas del acoplamiento magnético
5.7. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.8. Bibliografía adicional.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 40
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PRACTICAN0 11: CIRCUITOS AJUSTABLES: LUGARES GEOMÉTRICOS YRESONANCIA
1. OBJETIVO: Mediante la variación de los parámetros (resistencia y capacitancia) y dela frecuencia de la fuente. Trazar los Lugares Geométricos deInmitancias y deducir las características de Resonancia.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Presentar la respuesta literal (L.G.) de los circuitos eléctricos cuando hay una variaciónparamétrica (R, L, C) en configuraciones serie y paralelo, bajo excitaciones senoidales defrecuencia constante.
2.2. Determinación de los L G. de intensidad de corriente y potencia compleja.
2.3. Expresar las características fundamentales de RESONANCIA en base a los lugaresgeométricos.
2.4. Aplicaciones reales de Resonancia.
2.5. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de medidas a tomar según elprocedimiento y los diagramas circurtales con los elementos de protección y maniobra,
BIBLIOGRAFÍA:
[1] Circuitos Eléctricos, J. A. EDMINISTER, McGraw-Hill, Serie Schaums, Segunda edición,1985, .
3. EQUIPO A UTILIZAR:
3.1. Elementos activos: 1 Generador de funciones
3.2. Elementos pasivos: 1 Resistor variable1 Capacitor decádico
3.3. Equipo de medida: 1 Multímetro digital
3.4. Elementos de maniobra: 1 Interruptor bipolar con protección3 Interruptores simples
Juego de cables
4. TRABAJO PRÁCTICO:
4.1. Discutir con el profesor sobre objetivos y tareas. Anotar las características del equipo.
4.2. Armar un circuito serie R-C con R variable. Tomar todos los datos y medidas quepermitan obtener el L.G. de la admitancia, intensidad de corriente y potencia complejatotal.
4.3. Armar un circuito serie R-C con C variable. Repetir el numeral 4.1.
4.4. Armar un circuito R-L-C con f y C variables. Tomar todos ios datos y medidas quepermitan fundamentar el fenómeno de Resonancia (cambiando f y C).
4.5. Armar un circuito Propuesto y proceder como en los casos anteriores (Lugar geométrico yResonancia).
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c f
circuito propuesto
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar un cuadro con los valores obtenidos (teóricos y prácticos, debidamentejustificados), de todas las magnitudes básicas con sus respectivos errores porcentuales.
5.2. Explicar como se obtiene la Potencia Activa máxima y mínima que se transfiere a uncircuito, a partir del L. G. de la potencia compleja, para un circuito serie R - L - C con Lvariable.
5.3. Graficar la curva de resonancia del circuito 4.3 del procedimiento y señalar los valorescaracterísticos.
5.4. En el siguiente circuito, bajo que condiciones se cumple que:
0-
L
0-
Woo > Wo
Qo < Qoo
Zo > Zoo
5.5. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias
5.6. Posibles aplicaciones
5.6. Bibliografía adicional.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 42
ANEXO 3.3
HOJAS GUIAS DE PRACTICAS DE ANÁLISISDE CIRCUITOS ELÉCTRICOS II
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PRACTICAN0 1:
1.
2.
OBJETIVO:
SECUENCIA DE FASES.
Comparar las características de una secuencia de fases de magnitudes devoltaje y corriente trifásicas, obtenidas de diseños de Secuencímetros, conun dispositivo de referencia.
TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Resolver el circuito de la flg. 1, en cada una de las secuencias y obtener las variables devoltaje y corriente. Considerar: VL| = 210 [V], C = 10 jj,F (grupos impares) y C = 8 p,F(grupos pares) y R (foco de 100 [W] - 220 [V]).
2.2.
2.3.
2.4.
3.
3.1.
3.2.
3.3.
4.
4.1.
1GQW/22QV [R]/71 00/50%
B•-
100W/220V
[R]/71Ükn/5Ü%.
[RI/600 kn/50%C
N«-
Fig.1 Fig.2
Dibujar para cada secuencia, la forma de onda del voltaje en la resistencia R del circuitode la fig. 2. Considerar: R-i * R2 # RS y la fuente 30 simétrica.
Analizar el caso para cuando R-i = R2 = R3| (Graficar).
Elaborar la hoja de datos con los cuadros necesarios de las variables a medirse deacuerdo con el procedimiento práctico.
EQUIPOS Y ELEMENTOS A UTILIZARSE
Fuente:
Equipo de medida:
Elementos:
Fuente 30 E.E.Q. 208/120 [V]
1 Voltímetro AC: 65 - 130 - 260 [V]1 Amperímetro AC: 0.5 - 1.0 - 2.0 - 5.0 [A]1 Osciloscopio doble canal
Secuencímetros
3 Diodos: 2 A4 Reóstato: 170, 360, 600, y 710 Q2 Lámparas incandescentes: 100 W - 220 V1 Capacitor: 10jj,F.
PROCEDIMIENTO PRÁCTICO
Armar el circuito de la fig. 1 con los elementos de protección y maniobra, fuente 30, R(foco) C = 8 oí O jxF.
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4.1.1. Determinar la secuencia de fases con el Secuencímetros del laboratorio.
4.1.2. Tomar todas las medidas de voltajes y corrientes.
4.1.3. Intercambiar 2 fases de la fuente 30 y repetir los literales 4.1.1 .y 4.1.2,
4.2. Armar el circuito de la fig. 2 con los elementos de protección y maniobra, fuente 30, R-,0 O), R2 * 1/2(360 O), R3 * 1/2(600 O) y R £ 1/3(1 70 O).
4.2.1. Conectar a un canal del Osciloscopio la resistencia R (neutro de la fuente como referencia)y obtener el oscilograma para cada una de las secuencias.
5. CUESTIONARIO PARA EL INFORME
5.1. Determinar los errores cometidos entre los valores teóricos obtenidos en el trabajopreparatorio y los medidos en el laboratorio, interpretarlos y justificarlos.
5.2. Qué pasa si el punto común de la carga se conecta al neutro de la fuente 30 (circuito de lafig.1)?.
5.3. En el circuito de la fig. 1, demostrar literalmente que cuando la relación:
—-^— >1 corresponde a una de las secuencias y que cuando dicha relación es < 1Me Icorresponde a la otra secuencia. Considere la fuente 30 simétrica.
5.4. Justificar y explicar por qué, para una determinada secuencia, uno de los focos tienemayor intensidad lumínica que el otro.
5.5. Definir la función de la resistencia R (circuito de ¡a fig. 2).
5.6. Describir el principio de funcionamiento del Secuencímetros del laboratorio.
5.7. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.8. Aplicaciones y bibliografía.
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PRACTICA N° 2: MAGNITUDES TRIFÁSICAS.
1. OBJETIVO: Interpretar las características fasoriales de las magnitudes de voltaje ycorriente trifásicas, en circuitos alimentados con fuente 30 simétrica ycarga asimétrica en A y Y, observar la acción del neutro.
2. TRABAJO PREPARATORIO
2.1. Resolver el circuito de la fig. 1 en secuencia negativa, con y sin neutro y obtener en cadacaso las variables de voltaje y corriente, Considerar: VL| =210 [V], Z-, = 300 Q, Z2 = 250Q , .16 H y Z3 = 8 JJ.F. (grupos impares) ; 10 ^F. (grupos pares) presentar los diagramasfasorlales.
2.2.
2.3.
3.
3.1.
3.2.
100W/220V
1 00 W/220 V1 60 mH
100 W/220 V
100 W/220 V^ -ISOrnH
Fig. 1 Fig. 2
Resolver el circuito de la fig. 2 en secuencia positiva y obtener las variables de voltaje ycorriente. Considerar los mismos elementos y valores del circuito anterior, Presentar losdiagramas fasoriales.
Traer preparada la hoja de datos con los cuadros para anotar las variables a medir deacuerdo al procedimiento y los diagramas fasoriales con los elementos de protección ymaniobra.
EQUIPOS Y ELEMENTOS A UTILIZARSE
Fuente:
Equipo de medida:
3.3. Elementos:
Fuente 30 E.E.Q. 208/120 [V]
1 Voltímetro AC: 65 - 130 - 260 [V]1 Amperímetro AC: 0.5 - 1.0 - 2.0 - 5.0 [A]
Secuencímetros
1 Inductor: 4 Q - 0.16 H ó 35 Q-0.12 H2 Lámparas incandescentes: 100 W - 220 V1 Capacitor: 8 ó 10 ¿iF.
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Armar el circuito de la fig. 1, con los elementos de protección y maniobra; fuente 30,(foco), Z2 (foco en serie con inductor) y Z3 (capacitor de 8 ó 10 p.F).
4.1.1. Verificar que la secuencia de fases sea positiva.
4.1.2. Tomar medidas de voltajes y corrientes con y sin neutro.
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4.2. Armar el circuito de la fig. 2 con los elementos de protección y maniobra, con los mismoselementos y valores de! circuito anterior.
4.2.1. Verificar que la secuencia de fases sea negativa.
4.2.2. Tomar medidas de voltajes y corrientes.
5. CUESTIONARIO PARA EL INFORME
5.1. Calcular los errores porcentuales de los circuitos resueltos en el trabajo preparatorio y losvalores obtenidos en la práctica, interpretarlos y justificarlos.
5.2. Dibujar el diagrama fasoriai completo para cada uno de ios circuitos utilizados en elproceso práctico.
5.3. Definir las condiciones para que un circuito 30 sea considerado: asimétrico y simétrico.
5.4. Comentar el efecto de conectar e! conductor neutro en una carga asimétrica y diferenciarcon la conexión en la carga.
5.5. Comentar la influencia de la secuencia de fases en los circuitos 30 simétricos yasimétricos.
5.6. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.7. " Aplicaciones y bibliografía.
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PRÁCTICA N° 3: POTENCIA TRIFÁSICA.
1. OBJETIVO: Construir el triángulo de potencias trifásicas mediante medidas de voltaje,corriente y potencia activa en circuitos trifásicos a tres y cuatroconductores.
2. TRABAJO PREPARATORIO
2.1. Describir dos de los métodos más usuales de medición de potencia activa y reactiva ensistemas trifásicos de tres y cuatro conductores.
2.1.1. Consideraren cada modelo de los circuitos que: Z-i = Z2 = Z3 = Z y repita el literal anterior.
A•-
100W/220V
100W/220V
C•-
100 W/220 V
120mH
2.2.
2.3.
2.4.
3.
3.1.
FIg.1 Fig.2
Resolver el circuito de la fig. 1 (con y sin neutro) en secuencia positiva. En cada casoobtener las magnitudes de voltaje, corriente y potencias para cada fase. Considerar: VLI= 210 [V], (grupos impares) Z¡ = 300 Q, Z2 = 8 |¿F ,Z3 = 600 Q. , 750 mH. (grupos pares)Z1 = 350 O, 22 = 10 uF, Z3 = 285 O , 120 mH.. Dibujar el triángulo de potencias de cadafase y el triángulo de potencia trifásica, referidos a cada caso del literal anterior.
Resolver el circuito de la fig. 2 para secuencia negativa. Considerar: VL| =210 [V], Z-\Z2 = Z3 ~Z , (grupos pares) 450 +j 60 n, (grupos impares) 300 O , 10 iF y dibujar eltriángulo de potencias de cada fase y el triángulo de potencia 30.
Traer la Hoja de Datos con tos cuadros necesarios para tomar las medidas de acuerdo alprocedimiento y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra.
EQUIPOS Y ELEMENTOS A UTILIZARSE
Fuente: Fuente 30 E.E.Q. 208/120 [V]
3.2. Equipo de medida:
3.3. Elementos;
11111
1
21
Voltímetro AC: 65 - 130 - 260 [V]Amperímetro AC; 0.5 - 1 .0 - 2.0 - 5.0 [A]Vatímetro 1 0: 0,2 - 1 .0 [A] / 1 20 - 240 [V]Vatímetro 30: 1 - 5 [A] / 1 20 - 240 [V]Secuencímetro
Inductor núcleo de aire: 4Q, 0.16 H ó 350, 0.12 H ó 3500, 0.75HLámparas incandescentes: 1 00 W - 220 VCapacitor: 8 ó 10 fiF.
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4. PROCEDIMIENTO PRACTICO
4.1. Armar el circuito de la fig. 1 con los elementos de protección y maniobra, fuente 30, Z-t(foco), Z2 (Capacitor de 8(grupos impares) ó 10 |j.F(grupos pares)) y Z3 (foco en serie coninductor(350,750mh grupos impares, 120, 12mH grupos pares)).
4.1.1. Ponga la secuencia de fases positiva y tome las medidas de voltaje, corriente y potenciaen cada fase (vatímetro 10) y potencia 30 (vatímetro 30 sin neutro).
4.2. Armar el circuito de la fig. 2 con los elementos de protección y maniobra, usar los mismoselementos y valores del circuito anterior.
4.2.1. Poner la secuencia de fases negativa y tomar las medidas de voltaje, corriente y potenciaen cada fase (vatímetro 10 ) y potencia 30 (vatímetro 30).
5. CUESTIONARIO PARA EL INFORME
5.1. Comentar sobre las diferencias de los valores entre los calculados en el trabajopreparatorio y los medidos durante la práctica. Calcular los resultados interpretarlos yjustificarlos.
5.2. Dibujar los triángulos de potencia por fase y el trifásico para cada uno de los modelos delprocedimiento práctico.
6.3. Justificar e! por qué el vatímetro 30 (utilizado en la práctica) no sirve para medir potencia30 en circuitos a 4 conductores.
5.4. Describir y justificar el Teorema de BLONDEL en el procedimiento práctico.
5.5. Demostrar que mediante el uso de un solo vatímetro 10 (conexión Scott), se puededeterminar la potencia reactiva de un circuito 30 simétrico.
5.6. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias,
5.7. Aplicaciones y bibliografía.
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PRACTICA N° 4:
1.
FACTOR DE POTENCIA TRIFÁSICO.
OBJETIVO: Determinar el factor de potencia trifásico y estudiar la característica paramodelos de circuitos trifásicos a tres y cuatro conductores, (corregir elfactor de potencia por fase y con capacitores en delta,(si la adquisición deequipo lo permite a futuro)).
2. CUESTIONARIO DEL TRABAJO PREPARATORIO
2.1. Describir dos de los métodos más usuales de medición del factor de potencia en sistemas30 de tres y cuatro conductores,
2.2. Describir de qué manera se puede corregir ei factor de potencia 30 en el circuito de la fig.1, si: fuente 30 simétrica y Z-¡ = Z2 = Z3 = Z tiene característica capacitiva?.
100W/220V
100W/220V160 rnH
10|iF
A•-
1QQVW220V
(ni
100 W/220 V180 rnH
2.3.
2.4.
2.5.
2.3.
3.
3.1.
3.2.
Fig.1 Fig. 2
Describir cómo se puede mejorar el factor de potencia 30 en el circuito de la fig. 2, si:fuente 30 simétrica y Z tiene característica inductiva?.
Resolver el circuito de ia fig- 1 (con y sin neutro) en secuencia positiva. En cada casoobtener las magnitudes de: voltaje, corriente y factor de potencia en cada fase.Considerar: VLI = 210 [V], Z| = 250 O, Z2 = 100 + ¡200 Q, Z3 = - J150 Q.
Resolver el circuito de la fig. 2 en secuencia negativa. Considere:! VLl =210 [V], ~L\ Z2 =Z3 = Z = 250 , .16 H (los grupos impares) Z = 200 , 10pF (los grupos pares) y obtener elfactor de potencia 30.
Traer la hoja de datos con los cuadros necesarios para anotar las medidas de todas lasvariables que se obtendrán según el procedimiento práctico.
EQUIPOS Y ELEMENTOS A UTILIZARSE
Fuente:
Equipo de medida:
Fuente 30 E.E.Q. 208/120 V
1 Voltímetro AC: 65 -130 - 260 V1 Amperímetro AC:0.5-1.0-2.0-5.0 A1 Cosfímetro 1-30: 0.2-1,0/120-2401 Secuencímetro
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3.3. Elementos: 3 Inductores núcleo de aire:4Q-.16H Ó35Q-0 .12H
3 Lámparas incandescentes: 100 [W] - 220 [V]3 Capacitores: 8 ó 10 p,F
4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO
4.1. Armar e! circuito de la fig. 1 con los elementos de protección y maniobra, fuente 30, ~L\, Z2 (Capacitor de 8jj.F (grupos pares ó 10 p,F(grupos impares)) y Z3 (foco en serie
con inductor).
4.1.1. Poner la secuencia de fases positiva y tomar medidas de: voltaje, corriente y factor depotencia en cada fase (Cosfímetro 10 ) con y sin neutro.
4.2. Armar el circuito de la fig. 2 con ios elementos de protección y maniobra, fuente 30, Z(foco en serie con inductor (grupos impares), foco en serie con capacitor de 8 ó 10p.F(grupos pares)).
4.2.1. Poner la secuencia de fases negativa y tomar medidas de: voltaje, corriente y factor depotencia en cada fase (cosfímetro 10) y factor de potencia 30 (cosfímetro 30).
5. CUESTIONARIO PARA EL INFORME
5.1. Comentar las diferencias entre los resultados del trabajo preparatorio, calcular los erroresy justificarlos.
5.2. Explicar por qué el cosfímetro 30 usado en la práctica no sirve para carga asimétrica?.
5.3. Explicar de qué manera se podría determinar el factor de potencia 30, en un circuito 30con fuente simétrica y carga asimétrica a tres conductores, si solo se contaría con unvoltímetro, un amperímetro y un vatímetro 10?.
5.4. Explicar que ventajas se obtendrán al mejorar el factor de potencia, en la operación de unsistema eléctrico 30.
5.5. Investigar que método de corrección del factor de potencia 30 es el más aplicado en lossistemas industriales?.
5.6. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.7. Aplicaciones y bibliografía.
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PRACTICAN0 5: TRANSITORIOS DE PRIMER ORDEN.
1. OBJETIVO: Estudiar [a respuesta transitoria de primer orden a partir de lososcilogramas obtenidos en el Osciloscopio, correspondiente al voltaje totaly al voltaje en la resistencia, para circuitos serie R - L y R - C excitadoscon ondas periódicas: cuadrada, triangular y pulso.
2. CUESTIONARIO DEL TRABAJO PREPARATORIO
2.1. Para el circuito de la fig. 1
2.1.1. Escribir la Ecuación Diferencial Ordinaria y obtener el modelo de la respuesta de corriente(para condiciones iniciales nulas), con formas de onda: Paso, Rampa e Impulso,
2.1.2. Graficar en forma detallada, cada una de las respuestas obtenidas en el literal anterior.Cada gráfico debe contener el par de ondas: la onda de la fuente y la de la respuesta
2.1.3. Obtener la respuesta de corriente /(t) , considerar: v(t) = 10U_t(t) [N/],L = 1 0 H y R = 10Kfl.
2.2. Para el circuito de la fig. 2
2.2.1. Escribir la Ecuación Diferencial Ordinaria y obtener el modelo de la respuesta de corriente(para condiciones iniciales nulas), con formas de onda: Paso, Rampa e Impulso.
2.2.2. Graficar en forma detallada, cada una de las respuestas obtenidas en el literal anterior.Cada gráfico debe contener el par de ondas: la onda de la fuente y la de la respuesta.
2.2.3. Obtenga la respuesta de comente /(t) en el circuito de la fig. 2, considerando: v(t) = 10U,-i(t) [V], C = 0.01 JO.F y R ~ 10 Mu.
1 rriH
.r\j7V/15QQHzíODeg [Rj/1'1 kQ/3% [R:
2.3.
3.
3.1.
3.2.
Fig.1 Fig. 2
Elaborar la Hoja de Datos con Ia(s) cuadrícula(s) necesaria(s) para Graficar lososcilogramas, incluir los cuadros para anotar todas las variables que se obtengan en e!procedimiento práctico.
EQUIPOS Y ELEMENTOS A UTILIZARSE
Fuente:
Equipo de medida:
Generador de funciones
Osciloscopio de doble canal
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3.3. Elementos: 1 Inductor núcleo de aire: 4 Q-0.16 H1 Resistor decádico: O - 100 Ka1 Capacitor decádico: 0-1.1 jiF
4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO
4.1. Armar el circuito de la fig. 1 con los elementos de protección y maniobra, R £ 200 O(siempre), Osciloscopio; canal A (fuente) y canal B (resistencia). Tomar en cuenta que lareferencia de los dos canales debe ser la misma.
4.1.1. Seleccionar en la fuente una onda CUADRADA. Variar tanto la frecuencia de la fuente,como el valor de la resistencia decádica, hasta que los Oscilogramas sean los masadecuados (la forma de la onda de la fuente debe sufrir la menor distorsión posible).
4.1.2. Graficar, en el mismo par de coordenadas, las formas de onda de los dos canales delOsciloscopio, para un período completo. Tomar nota de todas las características de lasondas.
4.1.3. Repetir los literales 4.1.1 y 4.1,2, seleccionando en la fuente una onda TRIANGULAR yluego una onda PULSO (lo mas angosta posible).
4.2. Armar el circuito de la fig. 2, con los elementos de protección y maniobra.
4.2.1. Repetir todo el proceso 4.1 del circuito de la fig. 1.
5. CUESTIONARIO PARA EL INFORME
5.1. Explicarla diferencia entre pulso e impulso?.
5.2. Definir un tren de pulsos y cuando se utiliza una fuente con este tipo de señal?.
5.3. Explicar si la forma de onda obtenida en la resistencia de cada uno de los circuitos usadosen el proceso práctico (Osciloscopio), corresponde o no a la respuesta transitoria.
5.4. Determinar el procedimiento para obtener, en forma aproximada, el valor de la constantede tiempo de las ondas de respuesta obtenidas en el Osciloscopio?. Explique tomando uncaso cualquiera de los de la parte práctica.
5.5. Explicar por qué no se realiza la práctica con'fuentes de magnitud constante y alternasenoidal?.
5.6.1. Las respuestas en los diferentes circuitos, satisfacen la resolución teórica?. Expliquetomando en cuenta un caso cualquiera de los realizados en la práctica.
5.7. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.8. Aplicaciones y bibliografía.
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PRACTICA N° 6: TRANSITORIOS DE SEGUNDO ORDEN
1. OBJETIVO: Estudiar la respuesta transitoria de segundo orden y relacionar con lososcilogramas obtenidos en el Osciloscopío, correspondientes al voltajetotal y al voltaje en la resistencia, en un circuito serie R - L - C excitadocon ondas periódicas: cuadrada, triangular y pulso,
2. CUESTIONARIO DEL TRABAJO PREPARATORIO
2.1. Para el circuito de la figura 1:
2.1.1. Escribir la Ecuación Diferencial Ordinaria y obtener el modelo de la respuesta de corriente(para condiciones iniciales nulas), con formas de onda: Paso, Rampa e Impulso. En cadacaso analice los tres modelos de amortiguamiento.
2.1.2. Graficar en forma detallada, cada una de las respuestas obtenidas en el literal anterior.Cada gráfico debe contener el par de ondas: la onda de la fuente y la de la respuesta.
,™ ,,IGQrnH
120 v/60 HZ/Q Dea ^Figura. 1
2.1.3. Obtener la respuesta de corriente /(t) en el circuito de la fig., considerando v(t) = 10U_i(t)[V], para cada uno de los siguientes casos:
• L = 1 H, C = 10 pP y R = 5KO.• L=1 H, C = 1 H.F y R = 2KO.
y R = 1 KO.
2.1 .4. Repetir el literal anterior (2.1 .3) para v(t) = 1 0tU. t) [V] y luego para v(t) = 1 0U0(t) [V].
2.3. Preparar ia hoja de datos con las cuadrículas necesarias para Graficar los oscilogramasobtenidos y los cuadros para anotar todas las variables que se obtendrán en elprocedimiento práctico.
3. EQUIPOS Y ELEMENTOS A UTILIZARSE
3.1. Fuente:
3.2. Equipo de medida:
3.3. Elementos:
1
1
1111
Generador de funciones
Osciíoscopio de doble canal
- Inductor núcleo de aire: 4 Q-0.16 HResistencia decádica: 0 - 100 KQCapacitor decádico; 0-1.1 i-iFCapacitor decádico: 0-10fiF
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4. PROCEDIMIENTO PRACTICO
4.1. Armar el circuito de la fig. con los elementos de protección y maniobra, R £ 200 O(siempre), Osciloscopío: canal A (fuente) y canal B (resistencia). Tome en cuenta que lareferencia de los dos canales debe ser la misma.
4.2. Seleccionar en la fuente una onda CUADRADA. Variar tanto la frecuencia de la fuente,como el valor de la resistencia decádica y el valor de ía capacitancia decádica (para cadauno de los casos de amortiguamiento), hasta que las gráficas en el Osciloscopío sean lasmas adecuadas (la forma de la onda de la fuente debe sufrir la menor distorsión posible).
4.3. Granear, en el mismo par de coordenadas (en cada caso de amortiguamiento), las formasde onda de los oscilogramas, correspondientes a un período completo. Tomar nota de lascaracterísticas de las ondas.
4.4. Repetir los literales 4.2 y 4.3, pero seleccionando en la fuente una onda TRIANGULAR yluego una onda PULSO (lo mas angosta posible).
5.- CUESTIONARIO PARA EL INFORME
5.1. Explicar el significado que tiene la constante de amortiguamiento en un circuito desegundo orden.
5.2. Explicar si las respuestas en los diferentes circuitos, satisfacen la resolución- teórica,,tomando en cuenta un caso de amortiguamiento y una forma de onda, esto es:
5.2.1. Sobre amortiguamiento con onda cuadrada.
5.2.2. Amortiguamiento crítico con onda triangular, y
5.2.3. Amortiguamiento oscilatorio con onda pulso.
5.3. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.4. Aplicaciones y bibliografía.
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PRÁCTICA N° 7: SIMULACIÓN DE CIRCUITOS EN RÉGIMEN TRANSITORIO.
1. OBJETIVO; Obtener las respuestas gráficas de voltaje y corriente transitorios encircuitos serie R - L, R - C y R - L - C, excitados con ondas singulares:paso, rampa y pulso mediante la simulación con cualquier programacomputad o nal.
2. CUESTIONARIO DEL TRABAJO PREPARATORIO.
2.1. Obtener la respuesta de corriente /(t) en un circuito serie R-L-C, considerando:
• v(t) = IL-Kt) [V], L = 0.16 H, C = 1^F y R = 5 KQ.• u(t)= ta1(t)[V],L = 0.16H, C = 1p.F y R = 0.8 KQ.• v(t) = U0(t) [V], L = 0.16 H, C = 0.01 nF y R = 1 KQ.
2.2. Presentar las gráficas para cada uno de ios casos anteriores.
3. EQUIPOS Y ELEMENTOS A UTILIZARSE
3.1. Equipo: Computadora Pentium
3.2. Elemento: Cada grupo debe llevar un disco 3!¿" HD nuevo,
4. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO
4.1. Simular:
4.1.1. Un circuito serie R-L-C, con los datos del proceso numérico para obtener los tres casosde amortiguamiento y para cada una de las señales de excitación (9 simulaciones).
4.1.2. En cada una de las simulaciones del literal anterior, obtenga la respuesta gráfica. Grabeen el disco cada gráfica con sus correspondientes datos.
5. CUESTIONARIO PARA EL INFORME
5.1. Presentar todas las gráficas obtenidas en la simulación y compararlas con las del procesonumérico. Comente los resultados.
5.2. Detallar todos los pasos para la simulación de:
5.2.1. Caso de sobre amortiguamiento con onda paso,
5.2.2. Caso de amortiguamiento crítico con onda rampa, y
5.2.3. Caso de amortiguamiento oscilatorio con onda pulso.
5.3. Desarrolle el procedimiento para obtener la función de transferencia a partir de un circuito.
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Aplicaciones y Bibliografía
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PRACTICAN0 8:
1.
FUNCIÓN DE RED
OBJETIVO; Usando Funciones de Red de diferentes características, obtener la gráficade cada una de sus componentes, utilizando MATLAB.
2. CUESTIONARIO DEL TRABAJO PREPARATORIO
2.1. Desarrollo analítico:
a.- Describa los tipos y características de una Función de Red.
b.- Cuáles son las partes de una Función de Red sintetizable y la representación gráficade cada una de ellas.
2.2. Desarrollo numérico y gráfico:
Considere el circuito de la figura y obtenga lo siguiente:
3.
3.1.
0.1H 0.2H
I0.1F
0.5Q
y— -a.- La Función de Red de punto motriz Z(s) — — — y la de transferencia Tr =
/O) s
b.- La gráfica de los POLOS y CEROS de cada una de las funciones de red anteriores.
c.- La gráfica vectorial de cada una de las funciones de red anteriores.
d.- La gráfica de cada una de las partes de cada una de las funciones de red anteriores.
SIMULACIÓN DE FUNCIÓN DE RED EN MATLAB
Obtenga las gráficas de cada una de las partes de las Funciones de Red obtenidas en elnumeral anterior,
3.2. Graflque las partes de las siguientes Funciones de Red:
b.-
s + 2c.-
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4. CUESTIONARIO PARA EL INFORME
4.1. Explique cuál es el proceso que se sigue para obtener la componente forzada de unarespuesta, mediante el uso de una Función de Red.
4.2. Detalle la forma en la que influyen los POLOS y los CEROS en la respuesta completa deun circuito.
4.3. Cuáles son las características de una Función de Red, tanto de punto motriz como detransferencia, correspondientes a los circuitos estables.
4.4. De qué se trata la prueba de Hurwitz y cuál es su ventaja.
4.5. En base a las Funciones de Red dadas en el numeral 3.2. del trabajo de simulación,determine a qué tipo de función corresponde cada una de ellas.
4.6. Conclusiones y recomendaciones
4.7. Bibliografía consultada.
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PRÁCTICA N° 9:
1. OBJETIVO:
CUADRiPOLOS
Mediante el uso de modelos de cuadripolos típicos en Pl y en T., aplicarlas diferentes condiciones para obtener las variables necesarias quedefinan los diferentes tipos de parámetros.
2. CUESTIONARIO DEL TRABAJO PREPARATORIO
2.1. Presentar cada uno de los juegos de ecuaciones que definen los parámetros de uncuadripolo en general.
2.2. Detallar en un cuadro tres cuadripolos especiales, conteniendo: símbolo, circuitoequivalente y sus parámetros HÍBRIDOS y de TRANSMISIÓN.
2.3. Dibujar cada uno de los modelos de interconexión de un par de cuadripolos y describir encada modelo el tipo de parámetros mas usual.
2.4. Obtener los parámetros de IMPEDANCIA y ADMITANCIA de cada uno de los cuadripolosde las figuras, donde:
| Zi= 4 + J30; Z2=1-j20; Z3 = 5- j6O.
1•-
170 Q-A/W
600 Q 2AAA> •
6000
66 1700 66 Q4-•
4-•
2.5.
2.3.
3.
3.1.
3.2.
3.3.
Fig. 1 F>g.2
Realizar la interconexión de los cuadripolos de las figuras 1 y 2 y obtener los parámetrospedidos en 2.4
SERIE: Parámetros de IMPEDANCIA
PARALELO: parámetros de ADMITANCIA
CASCADA: parámetros de TRANSMISIÓN
SERIE - PARALELO: parámetros HÍBRIDOS
Elaborar la hoja de datos con los cuadros necesarios para anotar todas las variables quese obtendrán en el procedimiento práctico.
EQUIPOS Y ELEMENTOS A UTILIZARSE
Fuente:
Equipo de medida:
Elementos:
Autotransformador 10 0-14Q[V]
1 Voltímetro AC: 65 - 130 - 260 [V]1 Amperímetro AC: 0.1 -0.2 - 0.5 - 1.0 [A]1 Ohmetro digital
3 Reóstatos; 170 O, 600 Q y 66 Q
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4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Armar el circuito de la fig. 1 con los elementos de protección y maniobra, fuente 10 a unnivel de voltaje tal que la comente no rebase los 200 [mA], 2.\ K(170 O), Z2 * %(600 O),
4.1.1. Realizar las medidas necesarias para deducir los parámetros de IMPEDANCIA yADMITANCIA.
4.2. Armar el circuito de la fig. 2 con los elementos de protección y maniobra, fuente 10 a unvoltaje señalado por el Instructor, ZA* 1^(170 O), ZB & H(66 O), Zc£ 1^(600 O).
4.2.1. Realizar las medidas necesarias para deducir los parámetros de TRANSMISIÓN eHfBRIDOS.
5. CUESTIONARIO PARA EL INFORME
5.1. Aplicar las pruebas de BRUÑE a las interconexiones SERIE, PARALELO y SERIE -PARALELO de los cuadripolos de las figuras 1 y 2 y comentar e! cumplimiento o no deellas.
5.2. Para cada uno de los cuadripolos usados en la práctica, determinar las impedancias enfunción de los parámetros pedidos:
5.2.1. IMPEDANCIAS DE ENTRADA Y SALIDA a terminales abiertos y a terminales cerrados enfunción de los parámetros de IMPEDANCIA.
5.2.2. IMPEDANCIAS ITERATIVAS en función de los parámetros de ADMITANCIA.
5.2.3. IMPEDANCIAS IMAGEN en función de los parámetros HÍBRIDOS.
5.3. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.4. Aplicaciones y bibliografía.
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ANEXO 3.4
PRACTICAS DE ELECTROTECNIA
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Electrotecnia
PRACTICA N° 1: INTRODUCCIÓN AL LABORATORIO
1. OBJETIVO: Identificar los elementos constitutivos de un circuito eléctrico y conocer susimbología y uso. Determinar la resistencia de los diferente elementospasivos.
2. TRABAJO PREPARATORIO: Para la primera práctica no existe.
3.- EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1.- Elementos activos: 1 Fuente de D.C.1 Autotransformador (fuente A.C.)
3.2.- Elementos pasivos: 1 Reóstato de 170 ohm1 Banco de resistores ( código de colores )1 Resistor decádico1 Lámpara incandescente de 25 W1 Inductor núcleo de aire1 " Capacitor decádico
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro A.C. D.C.1 Amperímetro A.C.1 Amperímetro D.C.1 Multímetro triplett o simpson (óhmetro)
3.4. Elementos de maniobra: 1 Interruptor doble con protección1 Interruptor simple1 conmutador
cables para conexión
INFORMACIÓN: Una red eléctrica está conformada por elementos activos (fuentes de energía),elementos pasivos (cargas), elementos de maniobra (interruptores, conmutadores) y elementos deprotección (fusibles).
La corriente continua (D.C.) es aquella cuyo valor es invariable en el tiempo, como ejemplos deuso diario podemos citar: pilas, baterías, generadores de D.C., etc.
La corriente alterna (C.A.) es aquella cuyo valor varia en el tiempo, esta variación la mayoría delos casos es en una forma periódica con una determinada frecuencia, como ejemplo citaremos losalternadores, generadores de C.A. senoidales que son los que tenemos en nuestro sistemanacional Interconectado.
Los elementos pasivos son aquellos que consumen o transforman energía eléctrica en otrasformas de energía, como ejemplo podemos mencionar: motores eléctricos, lámparas de variostipos, calefactores, etc.
Los elementos de protección y maniobra son interruptores, fusibles, que permiten maniobrar uncircuito y proteger equipo y personas de condiciones anómalas.
4. TRABAJO PRACTICO:
4.1. Atender a la explicación del instructor sobre las características, simbología y usos dealgunos de los elementos de la mesa de trabajo.
4.2. Anotar las características técnicas de los elementos disponibles en la mesa de trabajo(valores nominales, rangos, capacidad, simbología, etc. de la placa de características ).
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4.3. Usando el Multímetro como óhmetro, medir la resistencia de los elementos que indique elinstructor, anote los valores medidos y los de la placa de características (valor expresadopor el fabricante).
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Hacer un comentario sobre las características de los elementos analizados en 4.1. y 4.2.
5.2. Explicar el significado de cada uno de los símbolos existentes en los aparatos de medida yelementos observados.
5.3. Completar el cuadro de la hoja de datos propuesta y comentar los resultados.
5.4. Dar un concepto de electricidad y su aplicación en por lo menos 5 ejemplos prácticos.
5.5. Hacer una analogía entre un circuito eléctrico y un sistema mecánico o hidráulico,identificando claramente el pape! de cada elemento y su correspondencia en los sistemas.
5.6.- Presentar la simbología utilizada en electricidad para: elementos activos, elementospasivos, elementos de protección , maniobra y aparatos de medida.
5.7. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.8. Bibliografía.
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EJEMPLO DE HOJA DE DATOSESCUELA POLITÉCNICA NACIONALÁREA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS CONTROL Y CIBERNÉTICALABORATORIO DE ELECTROTECNIA CARRERA DE
PRACTICA* TEMA;
RELIZADOPOR; GRUPO
Fecha de realización: / / / Por: Fecha de Entrega: / / / Por:
CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS
ELEMENTOREOSTATO (fijo en el máximo)
LAMPARA INCANDESCENTE
CABLE
INDUCTOR
CAPACITOR
TABLERO DE RESISTENCIAS F.J.
F.E.
F.B,
VALOR PLACA
170
120v25w
L= O.SOm,#16 AWG.Cu.
Café, verde. Rojo,plateado.
Café, negro, café,plateado.
Azul, rojo, café,dorado.
VALORMEDIDO
ERROR %
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PRACTICAS 2
1.
ELEMENTOS Y MAGNITUDES ELÉCTRICAS.
OBJETIVO: Interpretar las escalas de los aparatos de medida de magnitudes eléctricasen: elementos activos, pasivos y compararlos con los datos de placa.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Definir voltaje en vacío y voltaje con carga.
2.2. Definir: medida, precisión, exactitud, error relativo, corrección.
2.3. Traer preparada la hoja con los cuadros de medidas a tomar de acuerdo al procedimientoy los diagramas circuyales con los elementos de protección y maniobra.
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Elementos activos:
3.2. Elementos pasivos:
3.3.- Equipo de medida:
3.4.- Elementos de maniobra:
1 Autotransformador
1 Reóstato de 600 ohm1 Lámpara incandescente de 25 W
1 Voltímetro de A.C. , D.C.1 Amperímetro de A.C.
1 Interruptor bipolar con protección1 interruptor simple1 Conmutador.
Cables para conexión.
4. TRABAJO PRACTICO:
Fig.1
NOTA: El circuito de la figura 1 es una fuente con su respectiva protección , este criterio seutilizará en todos los circuitos siguientes cuando se mencione a grafique la fuente.
4.1. Explicación del profesor sobre los objetivos y procedimiento a seguir para conseguirlo.
4.2. Armar el circuito de la Fig. # 2 (recuerde que a,b son los terminales de la fuente).
4.2.1. Con el conmutador en la posición 1, (lámpara) incrementar el voltaje en elautotransformador desde O v. hasta 120 v.(incluido) en pasos de 20 v. y medir voltaje ycorriente en el elemento (foco). Cambie el conmutador a la posición 2 (Reóstato) y repetirel procedimiento.
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[típecej
V/GO Hz/0 2 6 W / 1 2 0 V B O O Qv/xJ^OV/BÜHz/ODea-
[R]/1 kü/50%
IDVV/12V
Fig #2 Fig #3
4.3. En el circuito de la fig. # 3 con V = 120 V y el Reóstato en su valor máximo , medir lacorriente del circuito y el voltaje en cada elemento. Repetir e! procedimiento para valoresaproximados de: %, %, Y* y mínimo del Reóstato.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Para el circuito de la fig. 2 presentar un cuadro en el que conste todos los valoresmedidos, los valores de R calculados (R = V/l ) y los errores expresados en %, comentarlos resultados.
5.2. Trazar las curvas i vs. V para los dos elementos del numeral 4.1.1.- del procedimiento.
5.3. Presentar los resultados en forma de cuadros, en el que consten todos los valoresmedidos, calculados y los errores expresados en forma de porcentaje (fig.3).
5.4. Expresar literal y en forma de fórmula la relación de V, I , R en un circuito eléctrico.
5.5. Qué aplicaciones tiene el circuito de la figura # 3 (relacionar su respuesta con los valoresdeV).
5.6. Definir: Qué es un fusible; presente su clasificación.
5.7. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.8. Posibles aplicaciones.
5.9. Bibliografía consultada.
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PRACTICA #3: LEYES DE KIRCHOFF, CIRCUITOS: SERIE , PARALELO
1. OBJETIVO: Estudiar las configuraciones básicas (serie paralelo), mediante lasmedidas de voltaje e intensidad de corriente. Verificar el cumplimiento delas Leyes de Kirchhoff (caso particular en elementos resistivos).
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Presentar las características de un circuito serie.
2.2. Presentar las características de un circuito paralelo.
2.3. Establecer la diferencia o parecido de la potencia total para los dos circuitos básicos(serie, paralelo).
2.4. Traer preparada la hoja con los cuadros de medidas a tomar de acuerdo a! procedimientoy los diagramas circuyales con los elementos de protección y maniobra.
2.5. Diseñar el diagrama circuítal de una lámpara que tenga control de dos sitios diferentes(uso de dos conmutadores).
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1 Autotransformador
3.2. Elementos pasivos: 3 Lámparas incandescentes 25W.40W, 25VV,
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro de C.A.1 Amperímetro de C.A.1 Vatímetro de C.A. 1,5 A. /120,24QV.
3.4. Elementos de maniobra: 1 Interruptor bipolar con fusible.4 Interruptores simples.2 Conmutadores.
Cables para conexión.
INFORMACIÓN: Un circuito eléctrico puede estar formado por varios sub-circuitos derivadoso ramales distintos, conformado a su vez por elementos activos y pasivos,que pueden estar agrupados de alguna manera para cumplir un findeterminado.
En análisis de circuitos, a partir de algunos de los parámetros conocidos como fuerzaselectromotrices o deferencias de potencial, intensidad de comente y los valores de elementoscomponentes como; resistores, Inductores, capacitores, podemos determinar los desconocidos encualquiera de ellos en una forma sistemática aplicando las leyes conocidas como OHM Y/OKIRCHOFF.
Antes de enunciar las Leyes de Kirchhoff definimos dos términos necesarios:
NODO: Es un punto del circuito donde concurren más de dos corrientes
MALLA: Es una trayectoria cerrada de un circuito eléctrico.
ENUNCIADO DE LAS LEYES DE KIRCHOFF:
a.- LIK: La suma algebraica de las corrientes en un nodo es cero.
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b.- LVK: La suma algebraica de las f.e.m. o diferencias de potencial en una malla es igual acero.
4. TRABAJO PRACTICO:
4.1. Explicación del profesor sobre el objetivo de la práctica e identificación de tareas paraconseguirlo.
4.2. Armar el circuito de la fíg. # 1 (serie) y medir; corriente, voltaje y potencia para cadaelemento y para el conjunto (total).
NOTA: Para efectuar las mediciones, conectar un solo instrumento de medida cada vez, paraconectar el vatímetro siga el esquema de conexión señalado en la placa decaracterísticas.
Para efectuar medidas con el vatímetro en circuitos con varios componentesindependice las bobinas: en el circuito serie la bobina de voltaje debe ser conectadaen paralelo con el elemento del que se desea medir la potencia ; en el circuito paraleloen cambio la bobina de corriente es la que debe ser conectada en serie con el elementoen el que se desea tomar la medida.
4.3. Armar el circuito de la fig. # 2 (paralelo) y repetir el procedimiento 4.2.
25W/I2ÜV
A , —120V/SOHz/ODeeK5
25W/120V
(a)
) 40VM20V f.) 25 W/1 20 (£ ) 40 W/1 20/5) 25 WT1 20 V
Fig. # 1 fig. # 2
4.4. Comprobar que el circuito diseñado en el trabajo preparatorio funciona (armar el circuito yhacer revisar).
5 . CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Demostrar el cumplimiento de las dos Leyes de Kirchoff en los numerales 4.2 y 4.3. delprocedimiento y mencionar su aplicación en circuitos eléctricos.
5.2. Calcular las potencias y comparar con las potencias medidas, determinar el error en % yjustificar. Presentar su resultado en forma de cuadro.
5.3. Establecer la relación que tienen las potencias (totales) entre los dos circuitos (fig. 1 y fig.2), justificar su respuesta matemáticamente.
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6. Bibliografía consultada.
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RACTICA # 4:
1. OBJETIVO:
2.
2,1.
2.2.
2.3.
2,4.
3.
3.1.
3.2.
CIRUITOS EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA
Estudiar el comportamiento de elementos pasivos (incluidos elementosreactivos) alimentados por una fuente de C.A. senoidal. Verificar en eldominio de la frecuencia el cumplimiento de las Leyes de Kirchhoff.
TRABAJO PREPARATORIO:
Definir que es impedancia, formas de representación.
Definir un fasor.
Graficar un diagrama fasorial para un circuito literal (mínimo tres elementos pasivos,asuma XI < Xc).
Traer preparada la hoja con los cuadros de medidas a tomar de acuerdo al procedimientoy tos diagramas circuíales con los elementos de protección y maniobra.
EQUIPO A UTILIZARSE:
Fuentes:
Elementos pasivos:
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
1 Autotransformador.
1 Reóstato de 170 ohm.1 Banco de capacitares.
1 Voltímetro de C.A.1 Amperímetro de C.A.1 Cosfímetro monofásico.1 Vatímetro monofásico 1 ~ 5 A/120 - 240 V.
1 Interruptor bipolar.4 Interruptores simples.
Cables para conexión.
4. TRABAJO PRACTICO:
4.1. Exposición del profesor sobre objetivos y tareas a ejecutar.
4.2. Armar el circuito de la fig, # 1. Medir todas las magnitudes del circuito: voltaje, corriente,potencia, factor de potencia (total y en cada elemento).
1700r ^A i"v . . .
S^+^\l 20 V/60 Hz/0 Qeg
10 !iF
3J l B O m H / 4 \—; IrxJl 20 V/60 HzfO Deg ÍE
<1TOQ
. 1) 25 A"1/] 20 V 1
j 1 80 rnH
/
1 n nF
Fig. # 1 Fig. # 2
NOTA: Recordar que para efectuar las medidas tiene que hacerse con un solo instrumentoconectado al circuito.
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Para la medición de Potencia y Factor de Potencia en cada elemento puede realizarseindependizando las bobinas y variando la de voltaje y conectándolo en paralelo con el elementoen el circuito serie y la de corriente y conectándolo en serie con el elemento en el circuitoparalelo.
4.3. Armar el circuito de la fig. # 2 y medir: Voltaje, corriente, potencia y factor de potencia encada elemento y total,
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Para el circuito serie:
5.1.1. Realizar los cálculos correspondientes de todas las magnitudes del circuito y compararloscon los valores medidos, calcular los errores correspondientes (en %) y presentar en formade cuadro (variables conocidas Vt y los valores de los elementos pasivos). Comentar losresultados.
5.1.2. Analizar las posibles causas de los errores.
5.1.3. Presentar en un solo gráfico los diagramas fasoriales (teórico y práctico) completos delcircuito. • •
5.2. Para el circuito paralelo:
5.2.1. Repetir los numerales: 5.1.1, 5.1.2 y 5.1.3. (Informe).
5.3. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.4. Posibles aplicaciones.
5.5. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 70
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PRACTICA # 5: CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA.
1. OBJETIVO: Estudiar la forma de corregir el factor de potencia de un circuito inductivo yproyectar su aplicabilidad a la futura profesión.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Definir potencia activa, potencia reactiva potencia aparente y factor de potencia en uncircuito eléctrico.
2.2. En un circuito teórico R.L.C, analizar la potencia en cada uno de los elementos y presentarel gráfico del triángulo de potencias (considerar Ql > Qc).
2.3. Traer preparada la hoja con los cuadros de medidas a tomar de acuerdo al procedimientoy los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra.
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1 Fuente: 1 Autotransformador.
3.2. Elementos pasivos: 1 Reóstato de 170 ohm.1 Foco de 60 W, 120V.1 Inductor de núcleo de aire.1 Banco de capacitares.1 Capacitor decádlco O - 10 uf.
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro de C.A.1 Amperímetro de C.A.1 Vatímetro de C.A.
3.4. Elementos de maniobra: 1 Interruptor bipolar con fusible.4 Interruptores simples.
Cables para conexión.
4. TRABAJO PRACTICO:
4.1. Explicación del profesor sobre el procedimiento a seguir para conseguir el objetivo.
4.2. Armar el circuito de la fig. # 1 con todos los elementos de protección y maniobra
4.2.1. Medir los valores (total) del circuito; voltaje, corriente, potencia y factor de potencia para C= 0.
4.2.2. Con el Cosfímetro conectado, Incrementar el valor de C para corregir el factor de potenciahasta un valor cercano a 1 (Cmáx), insertar tres valores de C adecuadamente separadosentre O y Cmáx. Para cada valor de C tomar nota de los valores indicados en 4.2.1.
4.1. Explicación del profesor sobre el procedimiento a seguir para conseguir el objetivo.
4.2. Armar el circuito de la fig. # 1 con todos los elementos de protección y maniobra.
4.2.1. Medir ios valores (total) del circuito; voltaje, corriente, potencia y factor de potencia para C= O.
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<d
1 ka
[C]/1ÜuF/5Ü%l>
A j*
}1GOrnH(p[J 110 Y/SO Hz'ODeg
-
1
<
£J) 25W/1201
i170Q
X
1 GO mH
.,A\. # 1
Fig. # 2
4.2.2.
4.3.
4.3.1.
5.
5.1.
5.1.1.
5.1.2.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
Con el Cosfímetro conectado, incrementar el valor de C para corregir el factor de potenciahasta un valor cercano a 1 '(Cmáx), insertar tres valores de C adecuadamente separadosentre O y Cmáx. Para cada valor de C tomar nota de los valores indicados en 4.2.1.
Armar el circuito de la fig. # 2 (circuito paralelo R,L).
Repetir el procedimiento 4.2.1. y 4.2.2.
CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
PARA LA CORRECCIÓN DE C EN SERIE:
Presentar un cuadro de resultados en el que conste valores medidos, calculados, erroresen % (adjuntar un ejemplo de cálculo considerando conocidos Vt y los valores de loselementos pasivos).
Analizar la causa de los errores y comentar los resultados.
Presentar en un sólo gráfico el triángulo de Potencias antes y después de la corrección delfactor de potencia.
PARA LA CORRECCIÓN DE C PARALELO:
Repetir los numerales 5.1.
Definir el circuito que debe usarse en la industria para corregir el factor de potencia (serieo paralelo). Fundamentar la respuesta.
Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
Posibles aplicaciones.
Bibliografía consultada.
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ANEXO 3.5
PRACTICAS PARA CURSOS
DE CAPACITACIÓN INDUSTRIAL
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Capacitación Industrial
PRACTICA N° 1: CONOCIMIENTO DEL EQUIPO, CARACTERÍSTICAS
1. OBJETIVO: Usar adecuadamente la placa de características de los elementos pasivos,identificar las especificaciones de los aparatos de medida. Discutirposibles aplicaciones de cada una.
BIBLIOGRAFÍA:
(1) Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición , WÜIiam D Cooper Capítulo4 Pgs. 47, 57-60, 77.
(2) Técnicas de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat, 1975 . Cap. 3
2 . EQUIPO A UTILIZARSE:
2.1. Fuentes: 1 Fuente de C.C.1 Fuente de C.A.
2.2. Elementos: 1 Resistor decádico.1 Reóstato.1 Banco de Resistores electrónicos.1 Inductor decádico.1 Inductor núcleo de aire.1 Capacitor decádico.
2.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro A.C. - D.C.1 Voltímetro D.C.1 Amperímetro D.C.1 Amperímetro A.C,1 Muttímetro Analógico.1 Multímetro Digital.
2.4. Elementos de maniobra: 1 Interruptor simple.1 interruptor doble con protección.1 Conmutador.
3. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
3.1. Discusión sobre los elementos existentes en la mesa de trabajo y proyectar una posibleaplicación.
3.2. De los elementos pasivos que tienen en la mesa (R, L, C) Identificar, conversar sobre lascaracterísticas y anotarlas (Características técnicas).
3.3. Luego de la explicación del instructor sobre los elementos activos, conversar y anotar losrangos y especificaciones técnicas.
3.4. Para los instrumentos de medida; Anotar y comentar cada uno de los símbolos, rangos yespecificaciones técnicas.
4. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
4.1. Presentar los datos encontrados en las placas de características de los elementos pasivosy comentarlos.
4.2, Presentar la interpretación y significado de los símbolos encontradas en los equipos demedida.
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4.3. Consultar el principio de funcionamiento de los aparatos de medida y qué magnitud (A.C. oD.C.) miden:
4.3.1. De bobina móvil.
4.3.2. De hierro móvil.
4.4. Conclusiones , recomendaciones y sugerencias.
4.5. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 75
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PRACTICA N° 2; USO DE ESCALAS
1. OBJETIVO: Interpretar las escalas de los aparatos de medida de voltaje, corriente yresistencias de varios instrumentos. Analizar errores cometidos en el usode las escalas.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. En pocas palabras definir que significado de:
2.2. Medida, rango de medida de un aparato eléctrico, fondo de escala, precisión, exactitud.
2.3. Error absoluto y relativo, corrección
2.4. Adjuntar un cuadro con la simboiogía básica de los instrumentos de medida.
2.3. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de las medidas a efectuarse según elprocedimiento y los diagramas circuyales incluidos los elementos de protección ymaniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
(1) instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición , Wílliam D Cooper Capítulo4 Pgs. 47, 57-60, 77
(2) Técnica de las Mediciones Eléctricas, Siemens, Editorial Dossat, 1975 . Cap. 1 Pgs 29-40,Cap. 3
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes; ^ 1 Fuente de C.C.
3.2. Elementos: 1 Banco de resistencias (100 y 300).1 Reóstato 600 ohm.
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro A.C.- D.C.1 Voltímetro D.C.1 Amperímetro A.C.-D.C.1 Amperímetro D.C.1 Multímetro analógico.1 Multímetro Digital.
3.4. Elementos de maniobra: 3 Interruptor simple,1 Interruptor doble con protección.
Juego de Cables.
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Exposición del profesor de los objetivos y el proceso para conseguirlo.
4.2. Anotar las características (técnicas) de los elementos que tiene en la mesa de trabajo.
4.3. Armar el circuito de la Fig. 1
4.3.1. Alimentar a! circuito con una fuente D.C. de 20 V.
4.3.2. Tomar nota de los valores de voltaje en cada elemento con los diferentes voltímetros
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4.3.3. Medir la resistencia equivalente con dos diferentes escalas.
4.4.
5.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
5.7.
-20V
300 a
-20 V 30
Fig.# Fig. # 2
Armar el circuito de la fig. 2 y repetir los numerales 4.3.1., 4.3.2. y 4.3.3 pero esta vezmidiendo intensidad de corriente.
CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo el error relativo (considere iamedida obtenida con el Muftímetro digital como valor real), y el error de lectura de cadauna de las mediciones efectuadas con cada instrumento.
Presentar claramente un ejemplo de cálculo para cada valor de la tabla del numeralanterior.
Justificar la medida y el error cometido en cada uno de los circuitos.
Establecerla relación existente par la medida de resistencias en los circuitos de las fig. 1 y2 y comentar los resultados.
Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
Posibles aplicaciones.
Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 77
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PRACTICA N° 3
1.
MEDICIÓN DE VOLTAJES Y CORRIENTES
2.
2.1.
OBJETIVO: Aprender la técnica de las mediciones de voltaje y corriente usandodiferentes instrumentos, Interpretar las mediciones y justificar los errorescometidos.
TRABAJO PREPARATORIO:
Describir e! principio de funcionamiento de un galvanómetro.
2.2. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de medidas a efectuarse da acuerdo a!procedimiento y los diagramas circuyales incluidos los elementos de protección ymaniobra,
BIBLIOGRAFÍA:
(1) Técnica de tas Mediciones Eléctricas, Siemens A.G., Editorial Dossat , Primera edición1975. Cap. 1 Pg. 36,
3.
3.1.
3.2.
EQUIPO A UTILIZARSE:
Fuentes:
Elementos:
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
1 Fuente deC.A.
3 Lámparas incandescentes (25,40 y 25 W),
1 Voltímetro A.C.-D.C.1 Amperímetro A.C.1 Multímetro Digital.1 . Multímetro analógico.
4 Interruptor simple.1 Interruptor doble con protección.
Juego de Cables.
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Exposición del profesor sobre el objetivo planteado y la forma de alcanzarlo
4.2. Anotar las características (técnicas) de los elementos que tiene en la mesa de trabajo.
4.3. Armar el circuito de la fig. 1
4.3.1. Alimentar el circuito con una fuente A.C. de 100 V. (según la escala de la fuente).
4.3.2. Tomar nota de los valores de voltaje total y en cada elemento con los diferentesvoltímetros.
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Fig. # 1 Fig. # 2
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 78
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4.4. Armar el circuito de la fíg. 2 y repetir los numerales 4.3.1., 4.3.2. pero esta vez midiendovoltaje tal e intensidad de corriente total y en cada elemento.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo el error relativo (considere lamedida obtenida con e! Multímetro digital como valor real) y el error de lectura de cada unade las mediciones efectuadas en los instrumentos.
5.2. Presentar claramente un ejemplo de cálculo para cada valor obtenido en la tabla delnumeral anterior.
5.3. Justificar la medida y el error cometido en cada uno de los circuitos.
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 79
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PRACTICA N° 4 CONFIGURACIONES BÁSICAS (SERIE - PARALELO)
1. OBJETIVO: Estudiar las configuraciones básicas en base de mediciones de voltajes,corrientes y resistencias. Interpretar las relaciones de las magnitudesbásicas en las dos configuraciones.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Presentar en un cuadro fas propiedades de ios circuitos serie, paralelo en lo referente a:voltajes, corrientes y resistencia equivalente.
2.2. Establecer claramente las diferencias entre las dos configuraciones.
2.3. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de medidas de acuerdo al procedimientoy el diagrama circuital incluidos ios elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
(1) Use como información cualquier texto de circuitos o lo aprendido en las clases teóricas.
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1 Fuente de C.C.
3.2. Elementos: 5 Resistencias de diferentes valores.
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
1 Voltímetro D.C.1 Multímetro Digital.
5 Interruptor simple.1 Interruptor doble con protección.
Juego de Cables.
4,
4.1.
4.2.
4.3.
PROCEDIMIENTO PRACTICO:
Exposición del profesor sobre las actividades de la sesión y su objetivo al finalizarla.
Anotar las características (técnicas) de los elementos que tiene en la mesa de trabajo.
Armar el circuito de la figura.
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4.3.1. Alimentar el circuito con una fuente D.C. de 20 V, (según la escala de la fuente),
4.3.2. Tomar nota de los valores de voltaje y corriente total y en cada elemento.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag, No. 80
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4.3.3. Identificar y medir la resistencia equivalente de cada configuración básica y [a total.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo el error relativo (considere losvalores de las resistencias y el de la fuente como valor real).
5.2. Presentar todos los valores calculados así como un ejemplo de cálculo para el errorrelativo de uno de los valores del numeral anterior.
5.3. Interpretar y justificar los errores cometidos.
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6.- Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 81
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PRACTICA N° 5: CIRCUITOS R L C ALIMENTADOS POR CORRIENTE CONTINUA.>
1. OBJETIVO: A partir de las medidas de voltaje, intensidad de corriente y resistenciaestudiar las características de las configuraciones básicas en circuitosalimentados con D.C.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Describir las propiedades de los circuitos serie, paralelo.
2.2. Consultar el comportamiento de elementos pasivos no resistivos sometidos a una señal deC.C.
2.3. Preparar la hoja con los cuadros de medidas a tomar de acuerdo al procedimiento y conlos diagramas circuitales de acuerdo al procedimiento.
BIBLIOGRAFÍA:
Use como información cualquier texto de teoría de Circuitos eléctricos o lo aprendido enlas clases teóricas.
3.- EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1 Fuente de C.C.
3.2. Elementos: 1 Banco de resistencias.1 Inductor núcleo de aire1 Capacitor de .01 a 1.1 . .
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro D.C.
1 Multímetro Digital.
3.4. Elementos de maniobra: 4 Interruptor simple.1 Interruptor doble con protección.
Juego de Cables.
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Exposición del profesor sobre las actividades de la sesión apuntando el objetivo.
4.2. Anotar las características (técnicas) de los elementos que tiene en la mesa de trabajo.
4.2. Armar el circuito de la fíg. 1
4.2.1. Alimentar al circuito con una fuente D.C. de 20 V. ( según la escala de la fuente).
4.2.2. Tomar nota de los valores de corriente y voltajes tanto total como en cada elemento.
4.3. Armar el circuito de la Fig. 2 con todos los elementos de protección y maniobra,alimentarlo con una diferencia de potencial de 20 V.
4.3.1. Tomar nota del voltaje y corrientes tanto total como parciales.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 82
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Fig. 1 Fig. 2
6. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME
5.1. Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo el error relativo para cada una delas medidas.
5.2. Presentar claramente un ejemplo de los cálculos efectuados y valores obtenidos en elcuadro anterior.
5.3. Interpretar los errores cometidos y justificarlos.
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 83
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PRACTICA N° 6:
1.
LEYES DE KIRCHOFF.
OBJETIVO: Comprobar experimentalmente los enunciados de las Leyes de Kirchoff encircuitos resistivos y proyectar una posible aplicación de las mismas,
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. En pocas palabras expresar el enunciado de las Leyes de Kirchoff y proponer un ejemplo
2.2. Preparar la hoja de datos con ¡os cuadros de las mediciones de acuerdo al procedimientoy traer los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
(1)
3.
3.1.
3.2.
Use como información cualquier texto de Análisis de Circuitos o lo aprendido en las clasesteóricas.
EQUIPO A UTILIZARSE:
Fuentes: 1
Elementos:
3.3. Equipo de medida
3.4. Elementos de maniobra:
11
61
Fuente de C.C. de 3 elementos
Resistencias de diferentes valores.
Voltímetro D.C.Multímetro Digital.
Interruptores simplesInterruptor doble con protecciónJuego de Cables
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Exposición del profesor sobre las actividades y objetivos de la sesión.
4.2, Anotar las características (técnicas) de los elementos que tiene en la mesa de trabajo.
4.4. Armar el circuito de la fig. 1.
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25 O 50 O
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Fig. # 1
4.3.1. Regular las fuentes de alimentación a los valores que indica el gráfico de la fig. 1.
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4.3.2. Medir y anotar todos los valores de voltaje y corriente en el circuito (en cada elemento).
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo el error relativo (considere losvalores de las resistencias y los de la fuente como valor real).
5.2. Presentar todos los cálculos efectuados para encontrar los valores del numeral anterior.
5.3. Interpretar y justificar los errores cometidos.
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias,
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 85
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PRACTICA N° 7:
1.
MEDICIÓN DE RESISTENCIAS (Puente de Wheatstone).
OBJETIVO: Utilizar adecuadamente el puente técnico de Wheatstone para determinarel vaior de una resistencia. Desarrollar la potencialidad circuital utilizandoelementos independientes para medir resistencias mediante el armaje delpuente de Wheatstone.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. De la configuración circuital del puente de Wheatstone demostrar la ecuación de equilibrioy expresar en pocas palabras las condiciones.
2.2, Preparar la hoja de datos con el cuadro de medidas a efectuarse de acuerdo alprocedimiento y traer los diagramas circuitales con los elementos de protección ymaniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
(D
3.
3.1.
3.2.
Use como información cualquier texto mediciones eléctricas o lo aprendido en las clasesteóricas.
EQUIPO A UTILIZARSE:
Fuentes: 1
Elementos:
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
Fuente de C.C.
Resistencias decádicas.Resistencia desconocida.Shunt de protección.
GalvanómetroPuente técnico de Wheatstone.
Interruptor simpleInterruptor doble con protecciónJuego de Cables
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Exposición del profesor sobre las actividades y los objetivos en la sesión.
4.2. Armar el circuito de la fig. # 1 con Rx = 47 ohm
Fig.# 1
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 86
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4.2.1. Escoger las relaciones de brazos ( Ra/Rb) 1000/1000, y 100/1000 (Rx = Reí. * Rv).
4.2.2. Alimentar el circuito con una fuente de 5 V. y proceder a equilibrar (variar Rv hasta que elgalvanómetro marque O con una sensibilidad en el aírton Shunt de 1) el puente concada una de las relaciones del numeral anterior, anotar el valor de Rx para cada relación.
4.2.3. Repetir los numerales 4.2.1. y 4.2.2. para una resistencia de 1500 ohms y para una de 10Kohms.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE ADJUNARSE EN EL INFORME.
5.1. Presentar un cuadro con los valores medidos y para cada uno su error relativo.
5.2. Cuál de las tres relaciones es la mas adecuada para cada caso?. Explicar su respuesta.
5.3. Sugerir otra relación que se pueda usar para medir resistencias altas y justificar lasugerencia
5.4. Basándose en la respuesta anterior ¿Qué debe influir para escoger la relación de brazos?
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 87
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PRACTICA N° 8: MEDICIÓN DE RESISTENCIAS (Métodos Voltímetro - Amperímetro ydel amperímetro).
1. OBJETIVO: A partir de la medida de voltaje y corriente, determinar el valor de unaresistencia desconocida y analizar los errores cometidos. Utilizandoadecuadamente el amperímetro determinar el valor de una resistencia.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Hacer un análisis de los errores que se cometerían al efectuar la medida simultánea delvoltaje y la corriente sobre una resistencia.
2.2. Preparar la hoja de datos con los cuadros respectivos de acuerdo al procedimiento y losdiagramas circuyales con todos los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
(1) Usar como información cualquier texto de mediciones eléctricas o lo aprendido en lasclases teóricas.
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes: 1 Fuente de C.C.
3.2. Elementos: 1 Reóstato de 600 ohm.3 Resistencias desconocidas1 Resistencia decádica.
3.3. Equipo de medicfa: 1 mili-amperímetro (Multímetro).1 Voltímetro.
3.4. Elementos de maniobra: 1 Interruptor doble con protección.1 Conmutador.
Juego de Cables .
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Exposición del profesor sobre los objetivos y las tareas a cumplir en la sesión
4.2. Armar el circuito de la fig. 1 con Rx = 1 ohm
4.2.1. Con la fuente en 10 V. y el divisor de tensión en el mínimo incrementar el voltaje al circuitoexperimental hasta que el amperímetro marque 100 mA. con el conmutador en la posición1, tomar nota del valor de voltaje en Rx.
4.2.2. Cambiar el conmutador a la posición 2 y tomar nota de voltaje y corriente.
4.2.3. Con la fuente en 20 V. Cambiar la Rx por una de 1500 Ohm y proceder como en losnumerales anteriores (4.2.1. y 4.2.2.) en este caso la corriente máxima debe ser 10 mA.
4.2.4. Repetir el numeral anterior para una R x = 10 Kohm con una I = 1 mA.
4.3. Armar el circuito de la Fig. 2.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 88
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[Space]
Fig. 1 Fig. -2
4.3.1. Con la fuente en 15 V. y el divisorde voltaje al mínimo (conmutador en la posición 1 (RX)),incrementare! voltaje hasta que el mili-amperfmetro marque 10 mA.
4.3.2. Cambiar el conmutador a 2. (R conocida) y variar el valor de R hasta que el mili-amperímetro marque 10 miliamperios, Sí el voltaje no a variado R = Rx. Anotar el valordeR.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE ADJUNARSE AL INFORME.
5.1. Presentar un cuadro con los valores medidos y para cada uno su error relativo.
5.2. Cuál de las dos posiciones (error por corriente o error por voltaje) debe utilizarse paramedir: resistencias: bajas, medias y altas?. Explique y justifique su respuesta,
5.3. En base a la respuesta anterior dar una norma para el uso de! método voltimetro -Amperímetro,
5.4. Determinar si es confiable o no el métodp del amperímetro. Justificarla respuesta.
5.5. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 89
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PRACTICA N° 9 :
1.
MEDICIÓN DE POTENCIA.
2.
2.1.
2.2.
OBJETIVO: A partir de la medida de Potencia activa, estudiar el comportamiento deelementos con valor de resistencia variable. Determinar la relación depotencias en los diferentes modelos básicos de circuitos alimentados conla misma, diferencia de potencial.
TRABAJO PREPARATORIO:
Consultar sobre las características básicas del vatímetro.
Consultar sobre las formas de conexión del vatímetro.
2.3. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de mediciones de acuerdo alprocedimiento y los diagramas circuiíales con los elementos de protección y maniobra..
BIBLIOGRAFÍA:
(1) Consultar en cualquier texto, enciclopedia o con los apuntes de teoría.
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
Autotransformador.3.1.
3.2.
Fuentes:
Elementos:
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
1
3
111.4
1
lámparas incandescentes
Voltímetro.Amperímetro,Vatímetro monofásicoInterruptores simple
Interruptor doble con protecciónJuego de Cables.
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Exposición del profesor sobre las tareas y objetivos de la sesión.
4.3. Armar el circuito de la fíg. 1
120 V/60 Hz/Q
Fig: # 1
4.2.1. Incrementar entre O y 120 V.la diferencia de potencial en pasos de 20 V., tomar medidasde; voltaje, corriente y potencia para cada valor de V.
4.3. Armar el circuito de la fig. 2 con todos los elementos de protección y maniobra.
Área de Circuitos Eléctricos., Control y Cibernética 2002 Pag. No. 90
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4.3.1. Tomar medidas de: voltaje total, voltajes parciales, corriente, potencia total y potenciasparciales.
4.4. Armar el circuito de la fig. 3 con todos los elementos de protección y maniobra.
4.4.1. Tomar medidas de: voltaje, corriente total, corrientes parciales, potencia total, potenciasparciales,
25W/120V
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Fig. # 2 Fig. # 3
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME.
5.1. Presentar gráficos de: V vs. I y P vs. V Circuito de la fig. 1
5.2. Comentar los gráficos obtenidos..
5.3. Determinarla relación de P serie : P paralelo y comentar sobre esta relación.
5.4. Comparar la medida de la potencia con el producto v * i y comentar el resultado.
5.5. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.6. Posibles aplicaciones.
5.7. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 91
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PRACTICAN0 10:
1.
CIRCUITOS MONOFÁSICOS EN EL DOMINIO DEL TIEMPO.
OBJETIVO: Observar en el Osciloscopio las formas de onda de voltaje y corrienteobtenidas en circuitos R , R-L, R-C y R-L-C , alimentados con ondasenoidal y determinar las características de amplitud y fase.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Consultar sobre valores característicos de la onda senoidal y el ángulo de fase entrevoltaje y corriente en elementos pasivos alimentados con corriente alterna senoidal.
2.2. Preparar la hoja de datos con los cuadros necesarios de acuerdo al procedimiento y traerlos diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
(1)
3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
4.
4.1.
Análisis de Circuitos en Ingeniería, W. H. HAYTJr., J. E. KEMMERLY, McGraw-Hill, QuintaEdición, 1993, Capítulo 5, México
EQUIPO A UTILIZARSE:
Fuentes:
Elementos:
Equipo de medida:
Elementos de maniobra:
1 Generador de funciones.
1 Resistencia 600 ohm.1 Capacitor decádico 0-10uF.1 Inductor núcleo de aire 016 H.
1 Osciloscopio de rayos catódicos.
2 Interruptores simples.1 Interruptor doble con protección.
Cables para conexión.
PROCEDIMIENTO PRÁCTICO:
Explicación del profesor sobre los objetivos y tareas a cumplir en la sesión.
1 60 mH
600 kn^vw-
Fig. # 1
4.2. Armar el circuito de la figura N° 1, incluyendo el equipo de maniobra y protección.
4.3.
NOTA:
Con la adecuada conexión de los elementos de maniobra graficar el oscilogramaobtenidos para circuitos: R, R-L, R-C y R-L-C.
Para evitar señales que dañen al Osciloscopio, deberá usarse apropiadamente elcontrol GRD ó 0.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 92
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5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar los gráficos de los oscilogramas obtenidos en el procedimiento prácticodetallando claramente: la correspondencia de cada uno (V ó I), los valores representativosde cada onda y el ángulo de fase entre las dos ondas.
5.2. Presentar claramente la forma de obtención de cada uno de los valores representativos apartir de los oscilogramas.
5.3. Interpretar y comentar sobre los oscilogramas obtenidos.
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6. Bibliografía.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 93
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PRACTICA N° 11: CIRCUITOS MONOFÁSICOS
1. OBJETIVO: Verificar experimentalmente los enunciados de las Leyes de Kirchoff encircuitos con factor de potencia 1 mediante las medidas de voltajes ycomentes (módulos).
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. En pocas palabras expresar el enunciado de las Leyes de Kirchoff y en un ejemplo convalores ( V fuente y resistencias) similar al modelo de las hojas guías aplicarlas.
2.2. Preparar los cuadros de medidas de adquisición de datos de acuerdo al procedimiento.
BIBLIOGRAFÍA:
Use como información cualquier texto de Análisis de Circuitos o lo aprendido en las clasesteóricas.
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes:
3.2. Elementos:
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
1
5
111
61
Autotransformador.
Resistencias de diferentes valores.
Voltímetro A.C.Amperímetro A.C.Cosfímeíro.
Interruptores simples.Interruptor doble con protección.Juego de Cables .
4. PROCEDIMIENTO PRACTICO:
4.1. Explicación del profesor sobre el desarrollo de las actividades para la sesión.
4.2. Armar el circuito de la fig. 1 incluyendo el equipo de maniobra y protección
4 u wmu v
25 W/120V
V/BOHz/0 Des
A/W
60 W/120 V
Fig. # 1
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 94
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4.2.1. Medir y anotar los valores de voltaje, corriente y ángulo de fase en cada elemento ytotales.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar los datos debidamente tabulados incluyendo el error relativo de los valoresmedidos respecto de los valores teóricos que resulten de resolver el circuitoexperimentado (considere los valores de las resistencias y el de la fuente como valor real).
5.2. Presentar todos los cálculos efectuados para encontrar los valores del numeral anterior.
5.3. Justificar y comentar los errores cometidos.
5.4. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.5. Posibles aplicaciones.
5.6. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 95
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PRÁCTICA N° 12: CIRCUITOS MONOFÁSICOS EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA.
1. OBJETIVO: Estudiar el comportamiento de los elementos pasivos alimentados con unafuente de corriente alterna senoidal a partir de medidas de voltaje,intensidad de corriente y ángulos de fase.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Describir el funcionamiento básico de un cosfímeíro y las formas de conexión.
2.2. Definir: Impedancia compleja, fasor, ángulo de fase y factor de potencia.
2.3. Traer la hoja de datos con los cuadros para tomar las medidas de acuerdo alprocedimiento y los diagramas circuitales incluidos los elementos de protección ymaniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
[1] Fundamentos de Metrología Eléctrica, A. M. KARCZ, Marcombo, 1982; Tomo I, CapítulosVI y Vil, México.
[2] Introducción a los Circuitos Eléctricos, H. A. ROMANOWITZ, Compañía EditorialContinental, 1971, Capítulos 17 y 18, México.
3. EQUIPO A UTILIZAR:
3.1. Elementos activos: 1 Autotransformador
3.2. Elementos pasivos: 1 Reóstato de 170 ohm.1 Inductor núcleo de aire.1 Banco de capacitores.
3.3. Equipo de medida: 1 Voltímetro A.C.1 Amperímetro A.C.1 Cosfímetro.
3.4. Elementos de maniobra: 1 Interruptor bipolar4 Interruptores simples.
Cables para conexión.
4. TRABAJO PRÁCTICO:
4.1. Explicación del profesor sobre las actividades en la sesión.
4.2. Anotar en la Hoja de datos las características del equipo y elementos dados.
4.3. Armar el circuito de la fig. 1, incluyendo el equipo de maniobra y protección.
4.3.1. Tomar medidas de intensidad de corriente y voltaje en cada elemento y total,
4.3.2. Con el cosfímetro, utilizando las conexiones adecuadamente y en las escalas apropiadas,tomar medida del ángulo de fase y factor de potencia total y parciales.
4.4. Armar el circuito de la fig. 2 con todos los elementos de protección y maniobra.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 96
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(¿
i tu ku/V A A
V V V
r \g— "*
[C]/1Üf¿F/1%
L-TA\ 160mH
Fig. # 1
4.4.1. Repetir los numerales 4.3.1 y 4.3.2. del procedimiento.
1
^
0)llOV/6DHz/ODeg (S) 25W/120V^- — '•
» i
160mH
^[q/10¡iF/1%
5.
5.1.
Fig. # 2
CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
Presentar una tabla con valores teóricos y medidos de: voltajes, corrientes, ángulos defase y factores de potencia, acompañados de sus correspondientes errores porcentualesen cada caso.
Para el circuito serie.
5.2. Interpretar los errores y justificarlos.
5.2.1. Construir el diagrama fasorial en el que se incluyan todos los voltajes y corriente.
Para el circuito paralelo:
5.3. Interpretar los errores y jutificarlos.
5.3.1. Construir el diagrama fasorial en el que se incluyan todos los voltajes y comente.
5.4. Comparar y comentar los resultados de los dos gráficos.
5.5. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.6. Posibles aplicaciones.
5.7. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 áe. No. 97
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Capacitación Industrial
PRACTICAN0 13:
1.
MEDICIÓN DE POTENCIA Y ENERGÍA.
OBJETIVO: En base de la medida de Potencia activa estudiar el comportamiento delos elementos pasivos alimentados con C.A. senoidal y la relación de éstacon el factor de potencia. Determinar la energía en un circuito eléctrico.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Consultar sobre contadores de Energía y su conexión.
2.2. Traer preparados los cuadros para las medidas necesarias de acuerdo al procedimiento yel diagrama circuital con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA:
[1] Análisis de Circuitos en Ingeniería, W. H. HAYT Jr., J. E. KEMMERLY, McGraw-Hill, QuintaEdición, 1993, Capítulo 5, México.
3. EQUIPO A UTILIZARSE:
3.1. Fuentes:
3.2. Elementos:
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
Alimentación del S. N. I.
2 lámparas de 50 W y 25 W.1 Banco de Capacitores.1 Inductor núcleo de aire 016 H.1 Reóstato de 170Ohm.
1 Voltímetro.1 Amperímetro
1 Cosfímetro.1 vati-horímetro.
6 Interruptores simples.1 Interruptor doble con protección.
Cables para conexión
3. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO:
4.1. Explicación del profesor sobre los objetivos y tareas a cumplir en la sesión.
4.2. Armar el circuito de la figura, incluyendo el equipo de maniobra y protección, con loselementos y valores propuestos por el profesor.
170 OAA/V
1 rnH
OV/BOHz/ODeg 25W/120V' 50W/120V
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 áe.No. 98
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Capacitación Industrial
4.3. Medir los valores de: voltaje, intensidad de corriente, ángulo de fase y potencia activa paracada elemento y los de todo el circuito (recuerde que sólo puede conectar un aparato demedida a la vez).
3.2. Armar el circuito de la figura, incluyendo el equipo de maniobra y protección, con loselementos y valores propuestos por el profesor.
4.3. Medir los valores de: voltaje, intensidad de corriente, ángulo de fase y potencia activa paracada elemento y los de todo el circuito (recuerde que sólo puede conectar un aparato demedida a la vez).
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar una tabla con los valores medidos y calculados. Determinar los errores relativospara cada magnitud, presentar un ejemplo de cálculo de cada valor obtenido.
5.2. Calcular la energía en base de la medida de potencia, compararla con la medida por elvati-horímetro. Explicar la causa de los errores.
5.3. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.4. Posibles aplicaciones.
5.5. Bibliografía.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 99
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Capacitación Industrial
PRACTICA N° 14:
1.
POTENCIA COMPLEJA.
OBJETIVO: A partir de las medidas de voltajes, corrientes, potencia activa y factor depotencia estudiar y construir el triángulo de potencias.
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Describir ti pos de vatímetros y formas de conexión.
2.2. Escribir las expresiones de potencia activa, potencia reactiva, potencia aparente y factorde potencia en elementos pasivos.
2.3. Traer preparados los cuadros para tomar las medidas en la hoja de datos de acuerdo alprocedimiento,
BIBLIOGRAFÍA:
[1]
[2]
3.
3.1.
3.2.
Fundamentos de Metrología Eléctrica, A. M. KARCZ, Marcombo, 1982; Tomo I, CapítulosVI y Vil, México.
Introducción a los Circuitos Eléctricos, H. A. ROMANOWITZ, Compañía EditorialContinental, 1971, Capítulos 17 y 18, México.
EQUIPO A UTILIZAR:
Elementos activos:
Elementos pasivos:
3.3, Equipo de medida.
3.4. Elementos de maniobra:
1 Autotransf ormad or
1 Reóstato de 170 ohm.1 Inductor núcleo de aire.1 Banco de capacitores.
1 Voltímetro A,C.1 Amperímetro A.C.1 Vatímetro.1 Cosfímetro.
1 Interruptor bipolar4 Interruptores simples.
Cables para conexión.
4. TRABAJO PRÁCTICO:
4.1. Explicación del profesor sobre las actividades en la sesión.
4.2. Anotar en la Hoja de datos las características del equipo y elementos dados.
4.3. Armar el circuito de la fig. 1, incluyendo el equipo de maniobra y protección.-| fu kuj "
l 1O V/6Ü Hz/Ü Oeg
(CJ/10 ji.F/1%
1SP rnH
Fig. # 1
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 100
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Capacitación Industrial
4.3.1. Tomar medidas de voltaje e Intensidad de corriente en cada elemento.
4.3.2 Utilizando el vatímetro, con las conexiones correspondientes y en las escalas apropiadas,tomar medida de la potencia activa total y parciales.
4.3.3. Con el Cosfímetro conectado correctamente medir el factor de potencia total y en cadaetemento.
4.4. Armar el circuito de la fig. 2 con todos los elementos de protección y maniobra.
110 V/BO Hz/0 Deg
170kO
160 mH
Fig. # 2
4.4.1. Repetir los numerales 4.3.1 , 4.3.2. y 4.3.3.- del procedimiento.
5. CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar una tabla con valores teóricos y medidos de: voltajes, corrientes, ángulos defase y factores de potencia, acompañados de sus correspondientes errores porcentualesen cada caso.
Para el circuito serie.
5.2. Construir en un solo gráfico el triángulo de potencias teórico y práctico del circuito armado.
5.2.1. Construir el diagrama fasorial en el que se incluyan todos los voltajes y corriente.
5.2.2. Interpretar los errores y justificarlos.
Para el circuito paralelo:
5.3. Construir en un solo gráfico el triángulo de potencias teórico y práctico del circuito armado.
5.3.1. Construir el diagrama fasorial en el que se incluyan todos los voltajes y corriente.
5.3.2. Interpretarlos errores yjutificarlos.
5.4. Comparar y comentar ios resultados de los dos gráficos.
5.5. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.6. Posibles aplicaciones.
5.7. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 101
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Capacitación Industrial
PRÁCTICA N. 15:
1.
CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA
OBJETIVO: Corregir el factor de potencia en un circuito R-L mediante capacitaresconectados en serie o en paralelo, y analizar los efectos en corriente,voltaje y potencia .
2. TRABAJO PREPARATORIO:
2.1. Consultar sobre métodos de corrección del factor de potencia en sistemas eléctricosmonofásicos.
2.2. Traer preparada la hoja de datos con los cuadros de mediciones a efectuar de acuerdo alprocedimiento y los diagramas circuitales con los elementos de protección y maniobra.
BIBLIOGRAFÍA;
[1] Corrección del Factor de Potencia, HEINZ, Paeg, Marcombo SA, 1989, España
[2]
3.
3.1.
3.2.
Corrección del Factor de Potencia en sistemas industriales, BARROS SALDANA,WELLINTON, EPN, 1981.
EQUIPO A UTILIZAR:
Elementos activos:
Elementos pasivos:
3.3. Equipo de medida:
3.4. Elementos de maniobra:
1 Autotransformador.
1 Reóstatode 1700hm.1 Inductor núcleo de aire.1 Banco de capacitares.1 Capacitor decádico.
1 Voltímetro de C.A.1 Amperímetro de C.A.1 Vatímetro.1 Cosfímetro.
1 Interruptor bipolar con protección.4 Interruptores simples.
Cables para conexión.
4. TRABAJO PRACTICO:
4.1. Explicación del profesor sobre las actividades en la sesión,
4.3. Armar el circuito de la figura incluyendo el equipo de maniobra y protección.
120 V/GQ Hz/0 Deg
[CJ/10 M-F/4%
170 0
1 BU mH
[C]/BO
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 102
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALDepartamento de Automatización y Control Industrial Prácticas de Capacitación Industrial
4.2.1. Alimentar el circuito (R,L) con un voltaje de 110 V. tomar medidas de voltaje, corriente,potencia activa y factor de potencia.
4.2.2. Insertar el capacitor con los elementos de maniobra adecuadamente operados para tenerun circuito serie (con la carga R,L) y (con el Cosfímetro conectado) variar la Capacitancia,para corregir e! factor de potencia hasta un valor cercano a la unidad.4.2.3.- Entre O y Cmáx, insertar 3 valores de Capacitancia (adecuadamente distanciados), y repetir elnumeral 4.2.1, (incluyendo O y C máx).
4.3. Operando adecuadamente los elementos de maniobra para obtener el capacitor enparalelo (con la carga R,L) y con una alimentación de 80 v, repetir el numeral 4.2.1.-,4.2.2.- y 4.2,3.- del procedimiento.
5, CUESTIONARIO QUE DEBE INCLUIRSE EN EL INFORME:
5.1. Presentar un cuadro con todos los valores medidos y calculados incluyendo el errorporcentual para cada medida.
5.2. Presentar un ejemplo del proceso de cálculo.
5.3. En un solo gráfico presentar el triángulo de potencias antes de la corrección (C=0) y luegode la corrección (C = C máx.) para cada circuito.
5.4. Qué parámetros influyen para corregir del factor de potencia.? Y cuál sería la forma (serieo paralelo). ¡Porqué?
5.5. Qué ventajas se obtienen en la operación de un sistema de energía eléctrico, cuando semejora el factor de potencia.?
5.6. Conclusiones, recomendaciones y sugerencias.
5.7. Posibles aplicaciones.
5.8. Bibliografía consultada.
Área de Circuitos Eléctricos, Control y Cibernética 2002 Pag. No. 103
iI:ffi-í.-
ANEXO 3.6
LISTA DE ESTUDIANTES SERVIDOS POR EL LABORATORIO
DE CIRCUITOS Y PROYECCIÓN ACADÉMICA A MARZO DEL
2006
CUADRO ESTADÍSTICO DEL NUMERO DE ESTUDIANTESATENDIDOS POR EL LABORATORIO
PERIODO
OCT82 - MAR83
ABR83-AGO83
OCT83 - MAR84
ABR84-AGO84
OCT84 - MAR85
ABR85-AGO85
OCT85 - MAR86
ABR86-AGO86
OCT86 - MAR87
ABR87-AGO87
OCT87 - MAR88
ABR88-AGO88
OCT88 - MAR89
ABR89-AGO89
OCT89 - MAR90
ABR90-AGO90
OCT90-MAR91
ABR91 -AGO91
OCT91 - MAR92
ABR92 - AG092
OCT92 - MAR93
ABR93-AGO93
OCT93 -MAR94
ABR94-AGO94
OCT94 - MAR95
ABR95 - AGO95
OCT95 - MAR96
ABR96-AGO96
OCT96 - MAR97
ABR97-AGO97
OCT97 - MAR98
ABR98 - AGO98
OCT98 - MAR99
ABR99-AGO99
OCT99 - MAROO
ABROO -AGOOO
OCTOO-MAR01
ABR01-AGO01
OCT01 - MAR02
ABRQ2-AGO02
OCT02 - MAROS
ABR03-AGO03
OCT03 - MAR04
ABR04-AGO04
OCT04 - MAROS
ABR05-AGO05
OCT05 - MAR06
EST. ING. ELECT.Real
127
120
111
135
152
134
143
163
174
200
174
191
203
213
162
161
170
131
102
126
134
190
231
223
287
279
287
367
317
317
350
373
364
420
434
352
647
652
Est.*
*
*
-
142
143
147
146
173
191
185
165
210
205
168
171
170
140
139
116
131
192
181
243
289
254
297
362
327
305
403
339
343
514
385
362
599
679
498
614
781
653
665
877
828
750
947
Din,
*
*
*
-
142
129
147
166
156
165
192
191
192
220
231
227
252
275
272
290
321
325
335
369
384
389
421
447
452
478
512
523
542
581
600
615
652
682
696
729
767
785
813
855
881
904
947
OTRAS CARRERAS Y ESFOTesfot
156
121
131
142
113
140
150
173
183
193
197
166
187
166
140
148
108
137
153
148
105
141
137
166
105
138
123
165
152
145
111
120
129
129
140
123
118
109
o.fac.
36
28
31
39
20
56
28
37
35
30
63
63
45
35
55
46
47
38
52
39
43
37
46
41
70
65
57
43
53
60
64
43
56
75
93
98
72
67
Total
192
149
162
181
133
196
178
210
218
223
260
229
232
201
195
194
155
175
205
187
148
178
183
207
175
203
180
208
205
205
175
163
185
204
233
221
190
176
Est.*
*
**
155
174
184
196
185
213
210
241
232
221
218
203
208
175
158
202
195
146
173
193
193
180
188
194
195
209
198
184
171
190
204
216
214
189
185
196
201
198
195
194
196
197
198
Din.*
*
*
-
157
191
186
195
184
186
184
188
188
189
188
189
189
190
190
191
191
192
192
192
193
193
194
194
194
195
195
196
196
197
197
197
198
198
199
199
199
200
200
201
201
202
202
TOTAL ESTUDIANTESReal
319
269
273
316
285
330
321
373
392
423
434
420
435
414
357
355
325
306
307
313
282
368
414
430
462
482
467
575
522
522
525
536
549
624
667
573
837
828
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Est.-
*
-
*
369
347
309
352
374
421
439
434
421
464
419
354
355
337
298
333
315
338
414
427
469
525
488
498
617
528
536
537
556
600
656
617
667
856
852
866
886
879
887
939
806
860
873
Din.-
*
*
*
376
391
405
419
434
448
462
477
491
505
520
534
548
562
577
591
605
620
634
648
663
677
691
706
720
734
749
763
777
792
806
820
835
849
863
878
892
906
921
935
949
964
978
Est.*
*
*
*
297
317
331
342
358
404
395
406
442
426
386
374
378
316
298
318
326
338
354
436
482
434
485
556
521
514
601
523
514
704
589
578
813
869
683
810
981
852
860
1071
1023
948
1145
Din.-
*
*
*
298
319
333
361
340
351
376
379
379
410
419
416
441
464
463
481
512
517
527
561
577
583
614
641
647
673
708
719
738
777
797
812
850
880
895
928
967
985
1013
1056
1082
1105
1149
El programa utilizado desecha algunos valores que dificultan la proyección, o cambia algunos valores.
CUADRO ESTADÍSTICO DEL NUMERO DE ESTUDIANTES DE LAS CARRERASAFINES CON ING. ELÉCTRICA
PERIODO
OCT82-MAR83
ABR83-AG083
OCT83 - MAR84
ABR84-AGO84
OCT84 - MAR85
ABR85-AGO85
OCT85 - MAR86
ABR86-AGO86
OCT86 - MAR87
ABR87-AGO87
OCT87 - MAR88
ABR88-AGO88
OCT88 - MAR89
ABR89-AGO89
OCT89 - MAR90
ABR90-AGO90
OCT90-MAR91
ABR91-AGO91
OCT91 - MAR92
ABR92-AGO92
OCT92-MAR93
ABR93-AGO93
OCT93 -MAR94
ABR94 -AGO94
OCT94 - MAR95
ABR95-AGO95
OCT95 - MAR96
ABR96-AGO96
OCT96 - MAR97
ABR97 - AGO97
OCT97 - MAR98
ABR98 - AGO98
OCT98-MAR99
ABR99-AGO99
OCT99 - MAROO
ABROO -AGOOO
OCTOO - MAR01
ABR01 -AGO01
OCT01 - MAR02
ABR02-AGO02
OCT02 - MAR03
ABR03-AGO03
OCT03 - MAR04
ABR04-AG004
OCT04 - MAROS
ABR05-AGO05
OCT05 - MAR06
LAB. TEC. ELECT.
Real
52
58
39
55
72
61
41
72
69
87
86
70
66
78
53
52
46
42
34
37
48
49
81
66
92
84
87
117
101
90
139
148
119
152
145
122
346
258
Din.*
58
63
69
74
80
86
91
97
102
108
113
119
124
130
136
141
147
152
158
163
169
175
180
186
191
197
203
208
214
219
225
230
236
242
247
253
258
i 264
269
275
281
286
292
297
303
308
Est.
*
55
62
57
61
72
72
63
73
77
87
92
87
83
86
76
70
64
59
53
51
55
58
74
76
89
92
95
111
112
107
128
143
137
150
153
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868
El pograma utilizado desecha algunos términos que dificultan la proyección, o cambia algunos valores.
CUADRO ESTADÍSTICO DEL NUMERO DE ESTUDIANTESOTRAS CARRERAS DE INGENIERÍA Y E.S.F.O.T-
PERIODO
OCT82 - MAR83
ABR83-AGO83
OCT83 - MAR84
ABR84-AG084
OCT84 - MAR85
ABR85-AGO85
OCT85 - MAR86
ABR86-AGO86
OCT86 - MAR87
ABR87-AG087
OCT87 - MAR88
ABR88-AGO88
OCT88 - MAR89
ABR89-AGO89
OCT89 - MAR90
ABR90-AGO90
OCT90 - MAR91
ABR91-AGO91
OCT91 - MAR92
ABR92-AGO92
OCT92-MAR93
ABR93-AGO93
OCT93 -MAR94
ABR94 -AG094
OCT94 - MAR95
ABR95-AGO95
OCT95 - MAR96
ABR96 - AGO96
OCT96 - MAR97
ABR97-AG097
OCT97 - MAR98
ABR98-AGO98
OCT98 - MAR99
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El pograma utilizado desecha algunos valores que dificultan la proyección o modifican algunos datos.
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