Asignatura: Circuitos AC Laboratorio de Seguridad, Uso del osciloscopio y Capacitancia Ing. Maira Cecilia Gasca Mantilla Grupo #1 Integrantes: Obregón Peláez Rosendo David (20221190) García Argotes Diego Andrés (2022119041) UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA FACULTAD DE INGENIERÍA 2023-II Índice Introducción En el fascinante mundo de la ingeniería electrónica, la habilidad para medir, analizar y comprender señales eléctricas es fundamental para el diseño y mantenimiento de sistemas electrónicos. Una de las herramientas esenciales para llevar a cabo esta tarea es el osciloscopio, un dispositivo que nos permite visualizar y estudiar las características temporales de señales eléctricas de diversa naturaleza. En este informe, abordaremos tres aspectos cruciales para cualquier estudiante de ingeniería electrónica: el manejo del osciloscopio, la seguridad en el laboratorio y el estudio de la capacitancia. El osciloscopio, siendo una herramienta versátil y poderosa, es una de las piezas centrales en la caja de herramientas de cualquier ingeniero electrónico, permitiendo la observación y análisis de señales en el dominio del tiempo. La seguridad en el laboratorio, por otro lado, es esencial para garantizar la integridad de los individuos y la conservación del equipo, y en este informe, se destacarán las prácticas recomendadas para un ambiente de trabajo seguro. Por último, la capacitancia, una propiedad eléctrica fundamental, se explorará en detalle, ya que su comprensión es esencial para el diseño y operación de circuitos electrónicos. Objetivo general El objetivo general de este informe es proporcionar a los estudiantes de ingeniería electrónica una comprensión sólida y práctica sobre el manejo del osciloscopio, las medidas de seguridad necesarias en el laboratorio y el concepto de capacitancia, para que puedan aplicar estos conocimientos de manera efectiva en su formación académica y futuras actividades profesionales. Objetivos Específicos: Comprender el funcionamiento del osciloscopio: Explorar en detalle el funcionamiento y las características básicas de un osciloscopio, incluyendo cómo se utiliza para medir y visualizar señales eléctricas en el dominio del tiempo. Se abordarán los conceptos clave como la escala de tiempo, la escala de voltaje, la frecuencia de muestreo y la interpretación de las formas de onda. Fomentar la seguridad en el laboratorio: Identificar y promover las prácticas de seguridad esenciales en un laboratorio de electrónica, haciendo hincapié en la importancia del uso adecuado de equipos de protección personal, la manipulación segura de componentes y herramientas, y la prevención de accidentes eléctricos. Explorar la capacitancia y su aplicación en la electrónica: Analizar en profundidad el concepto de capacitancia, sus propiedades y su relevancia en circuitos electrónicos. Se estudiará cómo los condensadores almacenan carga eléctrica, cómo afectan a las respuestas de los circuitos y cómo se calculan y seleccionan adecuadamente para aplicaciones específicas. Seguridad en el laboratorio 1. Identificar en el laboratorio posibles causas de accidentes. Evaluación de cables y conexiones eléctricas desgastadas o dañadas que podrían causar cortocircuitos. Inspección de herramientas y equipos eléctricos en busca de defectos o mal funcionamiento. Verificación de la disponibilidad y estado de extintores, kits de primeros auxilios y duchas de seguridad. Identificación de áreas potencialmente resbaladizas o desordenadas que puedan provocar tropiezos o caídas. 2. Identificar en la institución posibles causas de accidentes. Esto podría incluir: Análisis de la señalización de seguridad en las instalaciones para asegurarse de que esté claramente visible y actualizada. Evaluación de la formación y capacitación en seguridad proporcionada a estudiantes y personal. Inspección de las rutas de evacuación y la accesibilidad de las salidas de emergencia. Examen de las políticas de gestión de residuos peligrosos y su cumplimiento. Evaluación de la gestión de proyectos y protocolos de seguridad en actividades de laboratorio. 3. Desarrollar propuestas de solución Estas propuestas pueden incluir: Planes de mantenimiento preventivo para equipos y herramientas eléctricas. Implementación de protocolos de seguridad más estrictos, incluyendo la obligatoriedad del uso de equipo de protección personal. Actualización de la señalización de seguridad en áreas críticas. Ampliación de la formación en seguridad para estudiantes y personal. Mejoras en la infraestructura, como la instalación de pasamanos en áreas propensas a caídas. Cuestionario: 1. Porque es importante conocer los diferentes riegos laborales cuando se trabaja con corriente eléctricas. R/ La razón por la cual es importante conocer los múltiples riesgos en los que estamos sujetos a que nos ocurran, es que estos peligros pueden llegar a atentar con nuestra integridad física, ya que el nivel de corriente mortal en cualquier ser humano es muy pequeño, desde los 5mA ya se llega a sentir, pero normalmente no produce un dolor fuerte, pero al sentir ducha corriente es probable a tener una reacción que conduce al suste, el cual nos puede llevar a que ocurra algo siniestro a causa del movimiento rápido y desesperado. Esto nos hace pensar sobre la importancia de conocer estos riesgos que se toman, por lo cual en cada momento trabajar on responsabilidad y seguridad necesaria para la realización de cualquier trabajo con corriente eléctrica. 2. Cuando se va realizar un trabajo practico que seguridad se deben tener en cuenta R/ asdasd 3. Cuando manipula los diferentes instrumentos, materiales y herramientas quev precauciones se deben tener en cuenta. R/ asdasdas Manejo del osciloscopio 1. Metodología y procedimient experimental formas de operación Se refiere a las operaciones de los controles del panel y sus funciones. Para el encendido inicial del osciloscopio, opere los siguientes controles: 1.-El control de intensidad girado a la ½ de su giro. 2.-El control de foco girado a la ½ de su giro. 3.-Controles de posición vertical y horizontal en el centro de su giro. 4.-El control de calibración en su giro completo hacia la derecha. (clockwise). 5.-El control de disparo (Trigger Level) en su posición central. 6.-El control de barrido de tiempo en la posición 1ms. 7.-El control de sincronismo en posición normal (Norm). 8.-El control de palanca, función en AC 9.-El control de la fuente (Source) en posición IN, o también en posición canal uno o canal dos, según el canal a utilizar. 10.-El control modo (Mode) en canal uno o canal dos de acuerdo al canal que se esté utilizando. 11.-El atenuador vertical (Volts/Div) según canal en posición 20 voltios, y el control central del mismo en su extremo derecho de giro (Clockwise). 12.-Energice el osciloscopio, con el botón de encendido en posición ON. Esperar de 1 a 2 minutos. PREGUNTA: ¿Que se observa en la pantalla? RESPUESTA: NOTA: Si el trazo no aparece en el centro de la pantalla, ajuste la posición horizontal y vertical, y si el trazo es borroso ajustarlo con el control de foco (Focus). El osciloscopio está listo., para la calibración interna, proceda de la siguiente forma. 1.-Aplique la sonda a la entrada vertical del osciloscopio según el canal. Conecte las puntas de pruebas en el terminal de calibración de 0,5 Vpp, debe aparecer una onda cuadrada de valor al punto de calibración. 2.-El control de Mode debe estar en la posición del canal elegido. 3.-Ajuste el control de barrido de tiempo (Sweep Time /Div) a 0,5 ms. 4.-Ajuste el control de voltios / división unas tres divisiones de la altura de la señal. 5.-Ajustar el conmutador a un rango superior, que ocurre con la altura y la forma de ondas. 6.-Ajuste el control variable de tiempo/división en calibrado y variar el conmutador tiempo/división hasta que aparezcan tres ciclos aproximadamente. 7.-Avanzar el control tiempo/división para que aumente la velocidad de barrido, por ejemplo, si antes estaba en la posición 0,5ms/div colocarlo en la posición de 0,2 ms/div. ¿Qué ocurre con el número de ciclos en la pantalla? 8.- Disminuir la velocidad de barrido. ¿Qué ocurre con el número de ciclos en la pantalla? 9.-Halle la frecuencia de la señal mediante la siguiente formula. 𝐹= 1 𝑁° 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 ∗ 𝑒𝑠𝑐𝑎𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 10.-Haga el mismo procedimiento para el otro canal. 11.-Ajuste el atenuador vertical para que las dos señales sean observadas en la pantalla. 12.-Mueva el control Mode a la posición ALT. 13.-Mueva el control Mode a la posición CHOP. 14. Mueva el control Mode a la posición ADD. Cuestionario: LABORATORIO DE CAPACITANCIA 1. OBJETIVOS Experimentar el funcionamiento de los capacitores en Corriente Alterna (A.C.) Corriente Directa (D. C.) y 2. MATERIALES Y EQUIPOS Fuente de energía AC y DC Voltímetro Miliamperímetro C1 = 22μF 3.5. C2 = 22μF Interruptores Cables para conexión Lámparas de 3 voltios METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Conectamos la fuente AC, con una 10Vpp, que es igual a un voltaje de 20Vac, colocamos un condesador de 20uF y medimos la corriente AC del circuito. Observamos en el multímetro que marca 51mA. Luego conectamos la fuente DC a 20Vdc, luego medimos las corriente y como resultado obtenemos que la corriente es de 0mA. Explicación de los resultados: A corriente DC, los condensadores se comportan como un circuito abierto, por lo tanto, cuando medimos la corriente con una fuente DC, obtenemos que es igual a 0A, ya que, no hay paso de corriente, pero, con una fuente AC si hay paso de corriente, por tal motivo, esta es diferente de de 0A. FUENTE AC FUENTE DC Luego se nos pide arma el cir asdasd FUENTE AC FUENTE DC Cuestionario: 6.1. ¿Cuál es la definición de capacitancia? R/ La capacitancia es una propiedad eléctrica fundamental que se utiliza en el contexto electrónico para describir la capacidad de un componente o dispositivo para almacenar carga eléctrica. El componente más comúnmente asociado con la capacitancia es el condensador, que consiste en dos placas conductoras separadas por un material dieléctrico. Cuando se aplica un voltaje a través de las placas del condensador, las cargas eléctricas se acumulan en las placas, creando un campo eléctrico entre ellas. La capacitancia del condensador depende de factores como el área de las placas, la distancia entre ellas y las propiedades del material dieléctrico. 6.2. ¿Cuál es la unidad de capacitancia? R/ La unidad de medida de la capacitancia son los faradios (F) y se representa con la letra "C". 6.3. En un capacitor de placas paralelas, que soporta una carga de 10 micro coulomb. ¿Cuál es la carga en la chapa positiva y cuál es la carga de la chapa negativa? R/ La cantidad total de carga en el capacitor es de 10 microcoulombs (10 µC). Dado que una de las placas es positiva y la otra es negativa, la carga se distribuirá de la siguiente manera: La chapa positiva tendrá una carga de +5 µC (la mitad de la carga total). La chapa negativa tendrá una carga de -5 µC (la mitad de la carga total). Así que, en un capacitor de placas paralelas que soporta una carga total de 10 µC, la chapa positiva tendrá una carga de +5 µC y la chapa negativa tendrá una carga de -5 µC. 6.4. Un capacitor de 1.5 microfaradio tiene un voltaje a través de sus placas de 6 voltios. ¿Cuál es la carga en el capacitor? R/ Para calcular la carga en un capacitor, puedes usar la siguiente fórmula: Q = C * V Donde Q = Carga en el capacitor (en coulombs, C) C = Capacitancia del capacitor (en faradios, F) = 1.5 microfaradios V = Voltaje a través de las placas del capacitor (en voltios, V) = 6 voltios Q = (1.5 ∗ 10−6 𝐹) ∗ (6𝑉) Q = 9 ∗ 10−6 coulombs Por lo tanto, la carga en el capacitor es de 9 microcoulombs (µC). 6.5. Cuál de los siguientes enunciados son verdaderos. Para 3 capacitores C1, C2 y C3 puestos en paralelos con una fuente de voltaje: a) V=V1=V2=V3 (VERDADERO. En un circuito en paralelo, el voltaje es el mismo en todos los componentes conectados en paralelo. Por lo tanto, V=V1=V2=V3 es verdadero.) b) Qeq=Q1=Q2=Q3 (FALSO. En un circuito en paralelo, los voltajes son iguales, pero las cargas en cada capacitor pueden ser diferentes.) c) Qeq=Q1+Q2+Q3 (VERDADERO. En un circuito en paralelo, la carga total equivalente (Qeq) es la suma de las cargas individuales en cada capacitor. Por lo tanto, Qeq=Q1+Q2+Q3 es verdadero.) d) V=V1+V2+V3 (FALSO. En un circuito en paralelo, el voltaje a través de cada componente es el mismo y igual al voltaje de la fuente de voltaje. Por lo tanto, V=V1+V2+V3 no es cierto, ya que los voltajes no se suman en paralelo.) 6.6. Cuál de los siguientes enunciados son verdaderos para 3 capacitores C1, C2 y C3 puestos en serie con una fuente de voltaje: a) V=V1=V2=V3 (FALSO. En una conexión en serie, el voltaje total (V) se divide entre los capacitores.) b) Qeq=Q1=Q2=Q3 (VERDADERO. En una conexión en serie, la carga total equivalente (Qeq) es igual en todos los capacitores. Esto se debe a que la misma corriente fluye a través de todos los capacitores en serie, y la carga en un capacitor es igual a la carga en los otros capacitores.) c) Qeq=Q1+Q2+Q3 (FALSO. En una conexión en serie, la carga total equivalente (Qeq) es igual a la carga en cada capacitor individual (Q1, Q2, Q3).) d) V=V1+V2+V3 (VERDADERO. En una conexión en serie, el voltaje total (V) es la suma de los voltajes a través de cada capacitor individual (V1, V2, V3).) 6.7. Tres capacitores de 5μF, 8μF y 11μF están conectados en paralelo. ¿Cuál es la capacitancia equivalente de esta combinación? R/ Nosotros tenemos que para hallar el capacitor equivalente (Ceq), de capacitores en serie, se hace de la siguiente manera: Ceq = C1 + C2 + C3… Por lo tanto, tenemos que el Ceq de estos tres capacitores se consigue de la siguiente forma: Ceq = 5μF + 8μF + 11μF = 24μF El capacitor equivalente (Ceq) es igual a 24μF. 6.8. Tres capacitores de 5μF, 8μF y 11μF están conectados en serie. ¿Cuál es la capacitancia equivalente de esta combinación? R/ Nosotros tenemos que para hallar el capacitor equivalente (Ceq), de capacitores en paralelo, se hace de la siguiente manera: 1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3… Por lo tanto, tenemos que el Ceq de estos tres capacitores se consigue de la siguiente forma: 1/Ceq = 1/5μF + 1/8μF + 1/11μF = (8/40) + (5/40) + (4/44) = (8 + 5 + 4) / 40 = 17 / 40 Para encontrar Ceq, simplemente tomamos la inversa: Ceq = 40 / 17 ≈ 2.35μF El capacitor equivalente (Ceq) es igual a 2.35μF. REFERENCIAS
