guia fundamentos eléctricos

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN

Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional IntegralGUÍA DE APRENDIZAJE

Versión: 02

Fecha: 30/09/2013Código: F004-P006-GFPI

Programa de Formación: Código: 224208Versión: 100

Tecnólogo en Mantenimiento Electrónico e Instrumental Industrial

Nombre del Proyecto: Código: 991923

Mantenimiento correctivo, preventivo, mejora y monitoreo en tiempo real del taladro neumático ubicado en el ambiente de Sistemas Electrónicos Programables del CIMI

Fase del proyecto: Análisis

Actividad (es) del Proyecto:

Analizar y reconocer el funcionamiento de los diferentes dispositivos electrónicos pasivos, digitales combinacionales y secuenciales que intervienen en funciones mecánicas y eléctricas del taladro neumático según las hojas de datos proporcionados por el fabricante además de asumir un papel crítico y responsable ante los efectos ambientales y sociales generados por los desechos electrónicos.

Actividad (es) de Aprendizaje:

Reconocer el funcionamiento de los sistemas y dispositivos eléctricos usados en los procesos industriales

Ambiente de formación ESCENARIO

Ambiente de Análoga CIMI

MATERIALES DE FORMACIÓNDEVOLUTIVO (Herramienta - equipo)

Televisor, computadores, Fuentes, Osciloscopios, Multímetros,Generador de señales yProtoBoard.

CONSUMIBLE

(unidades empleadas durante el programa)

Resultados de Aprendizaje: Analizar el desempeño de los elementos electrónicos de la maquinaria que afectan la calidad y el proceso de producción.

Competencia: Establecer las actividades operativas en el área de mantenimiento electrónico e instrumental industrial de acuerdo con el plan de mantenimiento.

Duración de la guía (en horas): 24 Horas

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GUÍA DE APRENDIZAJE Nº JAPA/ELE/955840-01

1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUIA DE APRENDIZAJE

2. INTRODUCCIÓN



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La Electrotecnia es la aplicación práctica de la electricidad y también del magnetismo; de hecho, la palabra electrotecnia viene de la combinación de electro y techne; o sea, es la tecnología eléctrica, donde se encuentran componentes tales como motores eléctricos, interruptores, condensadores, contactores, equipos de iluminación, etc.Los equipos electrotécnicos pueden ser tan sencillos como el circuito de una linterna hasta de un nivel tecnológico tal que combina circuitos electrónicos complejos; así son muchos de los cuadros de control que se encuentran en la industria. Por ejemplo, en un cuadro eléctrico de control clásico de un ascensor se encuentran componentes eléctricos tales como pulsadores, detectores finales de carrera, contactores, fusibles, motores trifásicos, etc. Desde hace algún tiempo, en dichos cuadros de control se encuentran también placas con sistemas electrónicos microprocesadores o autómatas programables.

3.1 Actividades de Reflexión inicial.

Para comprender con mayor facilidad cada una de las diferentes temáticas a tratar en el presente material de estudio, es necesario primero que todo comprender los principios y las leyes que rigen los circuitos eléctricos. Los Circuitos Eléctricos y el Electromagnetismo son las teorías sobre las que se fundamentan todas las demás ramas de la ingeniería electrónica. A lo largo del módulo se irán describiendo diferentes modelos de circuitos y que gracias a la Teoría de Circuitos será fácil comprender como se comportan los diferentes dispositivos que hacen parte del sistema. De esta forma se comienza a ver la utilidad de la electrónica, no sólo como modelado de dispositivos, sino como instrumento para diseñar circuitos complejos. Por último, hay que tener en cuenta que la teoría de Circuitos ha proporcionado un lenguaje propio de la ingeniería electrónica. Todos los aprendices deben familiarizarse con este lenguaje lo antes posible, debido a que éste será utilizado no solo en el transcurso del presente módulo sino que hará muy posiblemente parte de algunos módulos posteriores.

3.2 Actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje.

De acuerdo con las explicaciones del instructor y con base al material de apoyo suministrado realice las siguientes preguntas.

1. Realice el siguiente cambio de unidades:a. 2371 Ω son ________________KΩb. 0.00268 MA son ____________ Ac. 589.6 KV son ______________ MVd. 78.5 KH son _______________ He. 7821355 F son _______________ MFf. 68.02 MΩ son ______________ KΩg. 10 mH son _________________ Hh. 12 GW son ______________ W

2. Para los siguientes ejercicios calcule las variables solicitadas.

a. ¿Cuántos coulombs representan las siguientes cantidades de electrones?i. 6.482x1017 ii. 1.24x1018 iii. 2.46x1019 iv. 1.628x1020

b. Una corriente de 3.2 A fluye a través de un conductor. Calcule cuánta carga pasa por cualquier

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3. ESTRUCTURACION DIDACTICA DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE



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sección transversal del conductor en 20 s.

c. La carga que entra a cierto elemento se muestra en la figura 1. Halle la corriente en:i. t=1ms ii. t=6ms iii. t=10ms

Figura 1

d. La carga que fluye en un alambre se grafica en la figura 2. Trace la corriente correspondiente.

Figura 2

e. Un rayo con 8 kA impacta un objeto durante 15 µs. ¿Cuánta carga se deposita en el objeto?

f. La batería recargable de una linterna es capaz de suministrar 85 mA durante alrededor de 12 h. ¿Cuánta carga puede liberar a esa tasa? Si su tensión en las terminales es de 1.2 V, ¿cuánta energía puede suministrar?

g. ¿Qué energía diaria debe suministrar un generador de paneles solares fotovoltaicos a una vivienda que tiene los siguientes receptores?i. Un frigorífico de 500W que funciona 5 horasii. Un televisor de 400W que funciona 4 horasiii. Una lavadora de 2200W que funciona horasiv. Seis lámparas de 60W que funcionan 3 horas cada una

3.3 Actividades de apropiación del conocimiento (Conceptualización y Teorización).

3. A continuación observe los elementos comúnmente aplicados en electrotecnia, describa el tipo de elemento (Activo, Pasivo, Medidor), su esquema eléctrico, unidad de medida e imagen real para cada uno de los elementos.

ELEMENTO TIPO DE ESQUEMA UNIDAD DE IMAGEN UTILIDAD

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ELEMENTO ELÉCTRICO MEDIDAResistenciaCondensadorBobinaDiodoDiodo LedTransistor BJTFuente De Corriente DCFuente De Corriente ACFuente De Voltaje DCFuente De Voltaje ACVoltímetroAmperímetroOhmimetro

4. A continuación se plantean ejercicios para que practique el cálculo de valores de resistencia o verificación de los colores que debería tener una resistencia.

a. Calcule el valor de resistencia para los siguientes colores.

BANDA 1 BANDA 2 BANDA 3 BANDA 4 VALOR MÍNIMO

VALOR NOMINAL

VALOR MÁXIMO

Café Naranja Violeta DoradoRojo Rojo Rojo Plata

Violeta Blanco Naranja DoradoAmarillo Azul Café PlataVerde Azul Negro Dorado

Naranja Café Amarillo DoradoBlanco Verde Dorado Dorado

Gris Gris Gris PlataVioleta Rojo Plata DoradoCafé Amarillo Azul Plata

Naranja Rojo Violeta DoradoAzul Verde Gris Plata

Amarillo Café Rojo DoradoVioleta Amarillo Blanco DoradoRojo Café Azul Dorado

Verde Café Rojo DoradoCafé Negro Negro Plata

b. Identifique los colores que debería llevar las resistencias según el valor de cada una de ellas.

BANDA 1 BANDA 2 BANDA 3 BANDA 4 VALOR NOMINAL TOLERANCIA15kΩ 5%300Ω 10%

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570Ω 5%1.2kΩ 5%3.3kΩ 10%2MΩ 5%220Ω 10%1.3Ω 5%33Ω 5%

860Ω 10%2.2kΩ 5%790Ω 10%680kΩ 5%1.2Ω 2%0.8Ω 2%

5. Identifique el valor de la capacitancia, su tolerancia y voltaje máximo para las siguientes referencias de capacitores:

6. Suponga que existe una caída de tensión de 20V entre el terminal 2 y el terminal 1 de un elemento y que una corriente de 4A entra por el terminal 2.

a. Especifique los valores de v e i para las referencias de polaridad mostradas en la Figurab. Indique si el circuito contenido en la caja está absorbiendo o entregando potencia.c. ¿Cuánta potencia está absorbiendo el circuito?

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Figura 4

7. Una línea de transmisión de corriente continua a alta tensión entre Madrid y Valencia está operando a 800kV y transporta 1800 A, como se muestra. Calcule la potencia (en megavatios) en el extremo de la línea correspondiente a Madrid e indique la dirección del flujo de potencia.

Figura 5

8. Utilizando las definiciones de las fuentes ideales independientes de tensión y de corriente, indique qué interconexiones de la Figura 6 son admisibles y cuáles violan las restricciones impuestas por las fuentes ideales.

Figura 6

9. Utilizando las definiciones de las fuentes ideales independientes y dependientes, indique qué interconexiones de la Figura 7 son admisibles y cuáles violan las restricciones impuestas por las fuentes ideales.

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Figura 7

10. Para el circuito mostrado en la figura 8,a) ¿Qué valor de Vg se requiere para que la interconexión sea válida?b) Para este valor de Vg, calcule la potencia asociada con la fuente de 8A.

Figura 8

11. Para el circuito mostrado en la figura 9,a) ¿Qué valor de a se requiere para que la interconexión sea válida?b) Para el valor de a calculado en la parte (a), calcule la potencia asociada con la fuente de 25V.

Figura 9

3.4 Actividades de transferencia del conocimiento.

12. Realice una investigación corta pero precisa sobre Tipos de Resistencias, Condensadores y Bobinas. Tipos de Fuentes de Voltaje y Corriente (AC y DC). Realice la investigación de tal forma que usted se sienta preparado para realizar una exposición de 10 minutos frente al grupo. El instructor escogerá al azar 3 aprendices para que realice la exposición de cada uno de los temas.

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13. En esta actividad de aprendizaje usted aprenderá a utilizar El PROTOBOARD y EL MULTÍMETRO. Realice todas las actividades que se sugieren a continuación. Cualquier pregunta no dude consultarla con el instructor encargado.

a. Según los números del esquema, ¿En cuál número mido voltaje continuo?b. Según los números del esquema, ¿En cuál mido corriente alterna?c. Según los números del esquema, ¿En cuál mido el valor de las resistencias?d. Según los números del esquema, ¿En cuál número mido corriente continua?e. ¿En cuáles números debo colocar los cables negro y rojo del Multímetro para medir corriente?f. ¿En cuáles números debo colocar los cables negro y rojo del Multímetro para medir voltaje?g. ¿En cuáles números debo colocar los cables negro y rojo del Multímetro para medir resistencia?h. ¿En cuáles números debo colocar los cables negro y rojo del Multímetro para medir condensadores?

14. Teniendo en cuenta lo leído en el material de apoyo y basado en la explicación del instructor, invente dos circuitos sencillos en serie o en paralelo y realice el montaje en el protoboard de los mismos. Realice primero el dibujo en una hoja y luego tome fotos de los montajes realizados.

15. Para los siguientes circuitos, realice los siguientes pasos:

a) Mida y elija la disposición de las resistencias suministradas.b) Luego realice el montaje en el protoboard. Tome evidencias o fotos de los circuitos montados.c) Realice las mediciones de las variables que aparecen en los circuitos. Además mida la potencia

generada por la fuente para cada uno.d) Realice la simulación de los circuitos del punto anterior y calcule el error de las mediciones de

voltaje, corriente y potencia entre el simulador y el montaje real.

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CIRCUITO 3

CIRCUITO 2

+V-

I

CIRCUITO 4

CIRCUITO 1

IR7

- VR12 +

IR13



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3.5 Actividades de evaluación.

Evidencias de Aprendizaje Criterios de Evaluación Técnicas e Instrumentos de Evaluación

Evidencias de Conocimiento :

Manejo de los conceptos básicos de los fundamentos eléctricos (Carga, corriente, voltaje, potencia, Resistencia, Bobina, Condensador). Conocimiento de equipos de suministro y medición y fundamentos de Simulador

Identifica la orden de trabajo de acuerdo con plan de mantenimiento.

Diligencia la orden de trabajo de acuerdo con los parámetros establecidos por la empresa

Verifica que las funciones de mantenimiento concuerden con las políticas de la compañía.

Selecciona y opera técnicamente las herramientas adecuadas de acuerdo con las actividades de mantenimiento electrónico.

Selecciona con criterio técnico, los repuestos de acuerdo con las especificaciones técnicas de la maquinaria.

Evaluación de Conocimientos

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ACTIVIDADES DEL PROYECTO

DURACIÓN (Horas)

Materiales de formación devolutivos:

(Equipos/Herramientas)Materiales de formación

(consumibles)Talento Humano (Instructores)

AMBIENTES DE APRENDIZAJE TIPIFICADOS

Descripción Cantidad Descripción Cantidad Especialidad Cantidad

ESCENARIO (Aula, Laboratorio, taller, unidad productiva) y elementos y condiciones de seguridad

industrial, salud ocupacional y medio ambiente

Analizar y reconocer el funcionamiento de los diferentes dispositivos electrónicos pasivos, digitales combinacionales y secuenciales que intervienen en funciones mecánicas y eléctricas del taladro neumático según las hojas de datos proporcionados por el fabricante además de asumir un papel crítico y responsable ante los efectos ambientales y sociales generados por los desechos electrónicos.

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ProtoBoard.PC portátilesOsciloscopioGenerador de señales.Fuentes

15555

R 220Ω, 470Ω, 1KΩ,

Potenciómetros 100k y 5k

Led

1022

Ing. Electrónico 1 Análoga

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4. RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE



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Aislante: No conductor de la electricidad.

Capacitancia: Almacenamiento de energía en forma de campo eléctrico.

Circuito eléctrico: Asociación de elementos que tiene como fin llevar energía (potencia) de un punto a otro.

Corriente eléctrica: Es el movimiento de las cargas (flujo de electrones).

Energía Eléctrica: Es una medida de la potencia gastada en un tiempo dado y se asocia con el concepto de consumo

Inductor: Parte de la máquina eléctrica que produce el campo magnético principal y origina en un tercero inducción electromagnética.

Magnetismo: Propiedad de atraer los materiales ferromagnéticos.

OSCILOSCOPIO: Un osciloscopio es un instrumento de visualización electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Resistencia: Oposición al paso de la corriente eléctrica.

Voltaje: Es el trabajo necesario para mover una carga de un punto a otro. Es la fuerza requerida para que se dé el movimiento de los electrones.

[1]. Tecnología Eléctrica AGUSTIN CASTEJON.[2]. Análisis de circuitos en ingeniería WILLIAM HAYT[3]. Electrónica analógica y digital ANTONIO GONZALEZ[4]. Circuitos Eléctricos NILSON

Javier Andrés Piñeres Arciniegas: Ingeniero Electrónico e Instructor SENA. Red de Electrónica, Instrumentación y Automatización Industrial. Centro Industrial de Mantenimiento Integral. Abril 2015

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6. REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS

7. CONTROL DEL DOCUMENTO (ELABORADA POR)

5. GLOSARIO DE TERMINOS

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