LABORATORIO 1 fisica 2

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMA CENTRO REGIONAL DE AZUERO FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA LIC. EN INGENIERIA ELECTROMECANICA FISICA II LABORATORIO #1 CIRCUITOS ELECTRICOS Y SUS ELEMENTOS GRUPO 7IE121 ESTUDIANTES TELLO, ELIZABETH PE-14-184 DÍAZ, MANUEL 6-720-938 QUINTERO, MARCIAL 6-719-2214 SOLIS, JOSE 8-912-2340 LEPEL, ALBERTO 8-871-1906

PROFESORA MEIVIS GONZALEZ DE BARRIOS I SEMESTRE FECHA DE ENTREGA 30-3-16

INTRODUCCIÓN

En este laboratorio daremos una introducción a lo que presenta esta materia, Física 2, que comprende la parte de electricidad y magnetismo, en la cual daremos como explicación la definición de un circuito eléctrico, sus características, funciones, etc. Además, veremos los tipos de elementos que cumplen una función específica, como los generadores, receptores, conductores, elementos de control, elementos de protección, entre otros. También aprenderemos a interpretar el sistema de un circuito eléctrico, como todos sus componentes, símbolos y elementos. Procederemos a hacer un diagrama pictórico de un listado de componentes en los cuales se hará lo sugerido en la indicación, como por ejemplo el relay, tierra, condensador fijo, potenciómetro, y muchos más que se verán más adelante. Y por último, se realizará una pequeña investigación en la cual contienen una cantidad de preguntas en las que se resaltan la resistencia que tiene el cuerpo humano, así como las leyes que rigen las instalaciones eléctricas en Panamá.

FUNDAMENTO TEÓRICO Un circuito eléctrico es un arreglo que permite el flujo completo de corriente eléctrica bajo la influencia de un voltaje. Un circuito eléctrico típicamente está compuesto por conductores y cables conectados a ciertos elementos de circuito como aparatos (que aprovechan el flujo) y resistencias (que lo regulan). Para que exista un circuito eléctrico, la fuente de electricidad debe tener dos terminales: una terminal con carga positiva y una terminal con negativa. Si se conecta el polo positivo de una fuente eléctrica al polo negativo, se crea un circuito. Entonces la carga se convierte en energía eléctrica cuando los polos se conectan, permitiendo el flujo continuo de energía cinética. Los electrones siempre se desplazarán por medio de energía cinética de cuerpos con carga negativa hacia cuerpos con carga positiva con cierto voltaje a través de un vínculo o un puente entre ambas terminales que usualmente llamamos “circuito”. El nombre “positivo” o “negativo” únicamente sirve para indicar el sentido de las cargas. En cualquier circuito eléctrico sencillo podemos distinguir diferentes tipos de elementos que cumplen una función determinada:  Generadores: Son los elementos encargados de suministrar la energía al circuito, creando una diferencia de potencial entre sus terminales que permite que circule la corriente eléctrica. Los elementos que se encargan de esta función son: las pilas, baterías, dinamos y alternadores.  Conductores: Son materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica, por lo que se utilizan como unión entre los distintos elementos del circuito. Generalmente son cables formados por hilos de cobre trenzado y recubiertos por un aislante plástico.  Receptores: Son los componentes que reciben la energía eléctrica y la transforman en otras formas más útiles para nosotros como: movimiento, luz, sonido o calor. Algunos receptores muy comunes son: las lámparas, motores, estufas, altavoces, electrodomésticos, máquinas, etc.  Elementos de control: Estos elementos nos permiten maniobrar con el circuito conectando y desconectando sus diferentes elementos según nuestra voluntad. Los elementos de control más empleados son los interruptores, pulsadores y conmutadores.  Elementos de protección: Estos elementos tienen la misión de proteger a la instalación y sus usuarios de cualquier avería que los pueda poner en peligro. Los más empleados son los fusibles y los interruptores de protección.

OBJETIVO  Reconocer los elementos y símbolos de un circuito eléctrico.  Interpretar el diagrama esquemático de un circuito eléctrico. EXPLORACION 1. Investigue las características (funcionamiento y uso), símbolo o letra que lo representa y presente el diagrama pictórico de cada uno de los elementos que se listan a continuación. Elemento

Batería

Resistencia fija

Resistencia variable

Potenciómetro

Símbolo

Diagrama pictórico

Diagrama esquemático

Utilidad

Es un dispositivo qu energía eléc

Se utilizan para intensidad o provoc tensión.

Son resistencias so se desliza un cont variándose así sencillamente, de dicho conta

Permite controlar la de corriente que f circuito si se co paralelo, o la dife potencial al conecta

Condensador fijo

Condensador Variable

Almacenan energía en un campo e

Son muy utiliza receptores de r etcétera, para i impedancia e sintonizadores de la fijar la frecuencia de para sintonizar

Bobina con núcleo de aire

Se utilizan para señ frecuencia en televisores, transm

Bobina con núcleo de hierro

Se aplican en trans en los que se utiliz laminado en forma en forma de “I”, pa pérdidas

Bobina de radio frecuencia

Transformador de

Determina una fre resonancia, que generar (en un os frecuencia desea seleccionar (en u una frecuencia

Elevan los niveles d la energía gen magnitudes de

potencia

superiores, con e transportar la ener en las líneas de tr

Transformador de audio

Proporcionan amplificación adicio componente enc amplificar la s

Lámpara

Timbre

Fusible

Produce luz a parti eléctrica

Normalmente este oficinas, escuelas para avisar que es cambiar de clase o incendio Dispositivo de s utilizado para pr circuito eléctrico de de corrien

Motor

Transforma la ener en energía mecánic de la acción de lo magnéticos genera bobinas

Voltímetro

Sirve para medir la de potencial entre de un circuito e

Interruptor SPST

Interruptor SPDT

Interruptor doble V que tiene dos po permiten encen lámparas desde ca

Mide el tiempo en contacto

Interruptor DPST

Se usa más comú los paneles de

Interruptor DPDT

Se puede utilizar e aplicación que re sistema de cabl (Normally Open, n abierto) y NC (Norm normalmente c

Interruptor NO

Permanecerán mientras no se ac ellos.

Interruptor NC

Permanecerán mientras no se ac ellos.

Diodo

La función principal es eliminar la fase la corriente alterna conduce esta po

Tríodo

Pentodo

Transistor PNT

Transistor NPN

Bocina

Relay

Termocupla

Utilizado para am señal eléctrica m control del movimi electrone

Presentan una mej que los amplificad de transistores construcción má

Permite controlar e corriente a travé terminale

Portadores de mayoritarios den diferentes regio transisto

Estas convierten eléctrica en energ recibiendo las eléctricas de

Sirve para mantene de corriente con dispositivo que está

Usados como se temperatura. Son e intercambiables conectores están capaces de medir rango de tempe

Tierra

Amperímetro

El conectar los circ se hace para pro moradores de las ende a la mism

Medir la intensidad que está circulan circuito eléc

Investigue además, lo siguiente:

1. ¿Cuáles son las reglas de seguridad básicas en instituciones como: cuerpo de bomberos, cruz roja, etc.? Como ya sabemos en cualquiera profesión existen una serie de riesgo ya sea por uso de aparatos electrónicos, como también de todo tipo de accidentes. Por lo tanto es necesario que el procedimiento de seguridad y operación sean comprendidos para minimizar en gran parte el número de accidentes. Los propósitos principales en toda inspección por parte de la oficina de seguridad de los cuerpos de bomberos de la república es procurar que se cumplan con todas las normas.

a Descubrir posibilidades de riesgos de incendios y obtener la corrección de aquellas conclusiones que puedan dar orígenes a un incendio. b Comprobar el estado del equipo de combatir incendios del edificio y aconsejar del uso y cuidado del mismo. c Conseguir que se mantengan las debidas condiciones en los edificios referentes a las vías de entrada y salida suficientes, mantener corredores libres de obstáculos, espacios amplios entre estantería pendientes a brindar protección a los ocupantes del local. d Procurar que las salidas de emergencias estén conservadas en el debido estado para que sean utilizada en caso de desastres. 2. ¿Cuáles son los pasos a seguir al dar los primeros auxilios a una persona que ha sufrido un choque eléctrico? En caso de accidente eléctrico la persona que auxilia debe tener muy claro que bajo ningún concepto debe tocar directamente a la víctima que está sufriendo una electrización, pues es seguro que la corriente le pasará también, habiendo entonces una víctima más. Si se siguen unos pasos determinados asegurará una protección hacia sí mismo y una alta probabilidad de salvar a la víctima: 

En primer lugar, llamar a los servicios de emergencias. Proporcionar datos claros y concisos sobre el lugar y las causas de la electrización, y detalles que se consideren importantes.



No tocar a la persona hasta verificar con seguridad que no está en contacto con ninguna fuente eléctrica.



Si está en contacto, buscar la manera de cortar la corriente. Puede ser un interruptor o puede ser que haya que cortar el cable, en cuyo caso se hará con una herramienta bien aislada y con los debidos protectores y aislantes. Asegurarse de no llevar prendas mojadas y de estar pisando charcos o suelo mojado.



En caso de no encontrar la manera de cortar la corriente, se utilizará un objeto de madera, plástico (una silla, un palo…) o cualquier elemento no conductor de la electricidad para separar a la víctima.



Si es una línea de alto voltaje, no acercarse a más de seis metros mientras exista corriente eléctrica. Intentar cortar el flujo de electricidad y solo entonces acercarse.



Una vez separada de la corriente y asegurada la víctima, evitar en la medida de lo posible moverla, sobre todo el cuello y la cabeza, pues podría tener alguna lesión vertebral.



Comprobar su grado de conciencia y respiración. En caso de que no respire, proceder a realizar maniobras de reanimación cardiopulmonar. Si respira, es preferible no mover a la víctima y vigilarla constantemente, comprobando su respiración cada 2-4 minutos, ya que podría entrar en parada cardiorrespiratoria.



Si la víctima está inconsciente, taparla con mantas o abrigos y elevar sus piernas.



Tratar las quemaduras con agua o suero fisiológico para limpiarlas, y taparlas con gasas estériles o paños limpios.

3. Según la resistencia del cuerpo humano, cuales son los rangos de corriente eléctrica más peligrosos y que efectos se dan en la persona para cada rango. De acuerdo con este cuadro, se pueden ver los rangos de corriente eléctrica basados en la intensidad de corriente en miliamperios:

Intensidad de corriente en Efectos sobre el cuerpo miliamperios (mA)

hasta 1

Imperceptible para el hombre

2a3

Sensación de hormigueo en la zona expuesta

3 a 10

Contracción involuntaria. El sujeto generalmente consigue liberarse del contacto, de todas maneras la corriente no es mortal.

10 a 50

La corriente no es mortal si se aplica durante intervalos decrecientes a medida que aumenta su intensidad, de lo contrario los músculos de la respiración se ven afectados por calambres que pueden provocar la muerte por asfixia.

50 a 500

Corriente decididamente peligrosa en función creciente con la duración del contacto que da lugar a la fibrilación ventricular (funcionamiento irregular del corazón con contracciones muy frecuentes e ineficaces), lo que constituye un serio riesgo vital.

más de 500

Decrece la posibilidad de fibrilación, pero aumenta el riesgo de muerte por parálisis de centros nerviosos y quemaduras

internas.

4. ¿Cuál es el rango de resistencia para el cuerpo humano? El valor máximo de resistencia se establece en 3000 Ohmios y el mínimo en 500 Ohmios. La piel seca tiene una gran resistencia, del orden de 4.000 Ohmios para la corriente alterna. En el caso de piel húmeda se reducen los niveles de resistencia hasta 1500 Ohmios, con lo que sólo con 100 V la intensidad que atraviesa el organismo puede producir la muerte. La sudoración también es un factor que puede disminuir la resistencia de la piel. La resistencia en el interior del organismo es, en general, 1000 veces menor que la de la piel, siendo menor para la corriente alterna. En el interior del organismo la resistencia disminuye en proporción directa a la cantidad de agua que presentan los distintos tejidos; así, de mayor a menor resistencia tenemos los huesos. 5. ¿Cuáles son las leyes que rigen las instalaciones eléctricas en Panamá y que organismos o instituciones se encargar de velar para que se cumplan dichas leyes? Con el propósito de estudiar, reformar, y actualizar el Reglamento para las Instalaciones Eléctricas (RIE) en la República de Panamá, la Junta Técnica de Ingeniería y Arquitectura (JTIA) nombró un Comité Consultivo Permanente integrado por profesionales idóneos de la especialidad, propuestos por los Colegios de la Sociedad Panameña de Ingenieros y Arquitectos, así como por representantes de las siguientes entidades: Ente Regulador de los Servicios Públicos, Ministerio de Obras Públicas, IEEE Capítulo de Panamá, Universidad Tecnológica de Panamá, Dirección de Obras y Construcciones Municipales del Municipio de Panamá, Dirección General de los Cuerpos de Bomberos de Panamá, Empresa de Distribución Eléctrica Metro-Oeste, Empresa de Distribución Eléctrica de Chiriquí y la empresa Elektra Noreste, S.A. El Reglamento para las Instalaciones Eléctricas (RIE) es un esfuerzo de la Sociedad Panameña de Ingenieros y Arquitectos, para establecer una regulación en los diseños e instalaciones eléctricas en el territorio nacional, con el fin de proteger la vida y bienes de todos los usuarios.

El RIE es de obligatorio cumplimiento en la República de Panamá, que fue adoptado mediante la Resolución JTIA No. 537 de 24 de Julio de 2002, cuyo contenido general es el siguiente:

No.

1A

1B

2

3

4

5

6

7

Resolución

229

Fecha

9-Jul-1987

Contenido del Documento

Por medio de la cual se adopta el Reglamento para las Instalaciones Eléctricas de la República de Panamá y se nombra un Comité Consultivo Permanente para el estudio y actualización del mismo.

Gaceta

20,908

114

Por medio de la cual se establecen las reglamentaciones para las actividades 27-Nov-1974 de Instalador Electricista, Electricista General, Técnico Electricista, Maestro Electricista.

17,756

277

Por medio de la cual se adopta el Reglamento de los Sistemas de 26-Oct-1990 Detección y Alarmas de Incendios, en la República de Panamá.

21,750

91-295

Por medio de la cual se adopta el Reglamento para la Instalación de la Red Telefónica Interna en edificios 5-Nov-1991 públicos y privados en el territorio nacional, y se nombra un Comité Consultivo para el estudio y actualización del mismo.

21,977

92-308

Por medio de la cual se definen los requisitos necesarios para la instalación 14-May-1992 de sistemas, estaciones y equipos de radiocomunicación.

22,069

92-309

Por medio de la cual se adopta el reglamento de los sistemas de detección y alarmas de incendio en la 14-May-1992 República de Panamá. Complementa la Resolución No. 277 de 26 octubre de 1990.

22,058

92-313

Por la cual se reglamenta la presentación de los diseños eléctricos, 28-Oct-1992 para su revisión y registro por las entidades públicas correspondientes de la República de Panamá.

22,165

93-319

Por medio de la cual se establecen los niveles mínimos de iluminación, que deben ser utilizados en los diseños de 4-Mar-1993 edificaciones presentados para su revisión y registro, por las entidades públicas correspondientes de la República de Panamá.

22,263

343

Por la cual se reforma, en parte, la Resolución No. 248 de 15 de junio de 3-Sep-1997 1988, mediante la cual se reglamenta la instalación de plantas eléctricas de emergencia.

23,397

361

Por la cual se adopta por referencia el NFPA 70-1993, Código Eléctrico Nacional, edición en español, como el Reglamento para las Instalaciones 14-Oct-1998 Eléctricas (RIE) para la República de Panamá y se asignan funciones adicionales al Comité Consultivo Permanente del mismo.

23,675

391

Por medio de la cual se anexa el Artículo 110-40: Separación de alambres, conductores, cables y 29-Mar-2000 equipos (eléctricos) de edificios, puentes y otras estructuras, al Reglamento de Instalaciones Eléctricas (RIE).

24,051

410

Por medio de la cual se adiciona al Reglamento para las Instalaciones 16-Feb-2001 Eléctricas (RIE) de la República de Panamá, normas para la instalación de medidores eléctricos en edificaciones.

24,273

413

Por la cual se adiciona el Artículo 3005A al Reglamento para las 27-Jun-2001 Instalaciones Eléctricas de la República, para la instalación de líneas eléctricas soterradas.

24,371

424

Por la cual se modifican las normas para la Instalación de los electrodos de 12-Dic-2001 puesta a tierra, del Reglamento para las Instalaciones Eléctricas (RIE) de la República de Panamá.

24,630

537

Por la cual se adiciona y se adopta por referencia el NFPA 70 NEC 1999, edición en español, como el nuevo documento base del Reglamento para 24-Jul-2002 las Instalaciones Eléctricas (RIE) de la República de Panamá, en reemplazo del NFPA 70 NEC 1993, edición en español actualmente vigente.

24,630

542

Por la cual se adiciona al Reglamento para las Instalaciones Eléctricas (RIE) de la República de Panamá, las normas 21-Ago-2002 para la instalación de los transformadores eléctricos tipo gabinete aislado con aceite.

24,705

599

Por la cual se adiciona al Reglamento para las Instalaciones Eléctricas (RIE) 6-Ago-2003 de la República de Panamá, los Voltajes Nominales Estándares.

24,909

17

626

Por la cual se requiere de una vista de Elevación en los Planos Eléctricos, de 9-Jun-2004 los Edificios y otras Estructuras Colindantes con las Líneas Elécticas.

25,085

18

674

8

9

10

11

12

13

14

15

16

6-Julio-2005 Por medio de la cual se nombra los Miembros del Comité Consultivo

25,375

Permanente del Reglamento para Instalaciones Eléctricas de la República de Panamá (RIE), por un período de tres (3) años. 19

20

677

3-Agosto2005

Por la cual se reglamenta la instalación de pararrayos, para la protección de los edificios y otras estructuras contra las descargas atmosféricas.

25,378

695-05

14Diciembre2005

Por la cual se modifica la capacidad mínima del medio de desconexión del servicio del Reglamento para las Instalaciones Eléctricas (RIE) de la República de Panamá.

25,506

6. ¿Cuáles con las normas internacionales que rigen las instalaciones eléctricas? En 1904 se celebró un congreso eléctrico internacional en St. Louis, que sentó un precedente para posteriores congresos internacionales relacionados con las unidades y normas eléctricas. El congreso recomendó de manera unánime el establecimiento de dos comités. El Comité 1 estaba formado por representantes de gobierno y era responsable de la conservación legal de las unidades y estándares. Este comité ha evolucionado ahora para convertirse en la International Conference on Weights and Measures (GPMU). EL Comité 2, del cual se eligió presidente a Lord Kelvin, era responsable de las normas relacionadas con los productos comerciales usados en la industria eléctrica y se convirtió después en la International Electrotechnical Commision (IEC). Otro cuerpo internacional, el International Committee on Illumination Commission International de 1’Eclairage (CIE), tuvo su primera reunión en 1913, El CIE establece unidades, normas y nomenclaturas de carácter internacional, en la ciencia y la tecnología de la luz y la iluminación. PRINCIPALES ORGANIZACIONES QUE SE OCUPAN DE LAS NORMAS ELECTRICAS 1) ANSI. American Standards Institute, 1430 Broadway, New York, N.Y. 10018, Donald M. Peyton. 2) ASTM. American Society for Testing and Materials, 1916 Race Street, Philadelphia, Pa. 19103, William Cavanaugh . 3) IEEE. Institute of Electrical and Electronics Engineers, 345 East 47 Street, New York, N.Y. 10017, Sava I. Sherr. 4) NEMA. National Electrical Manufacturers Association, 2101 Street, NW, Washington, D.C. 20037, Bernard Falk.

5) FCC. Federal Comunications Commission, Washington, D.C. 20554.

CONCLUSIONES  Un circuito eléctrico es un medio para poder hacer que exista una circulación de electrones y que estos puedan desarrollar un trabajo.  Existen varios tipos de circuitos eléctricos los cuales dependen de varios factores como: tipo de corriente eléctrica, tipo de carga, tipo de conexión.  La importancia de los circuitos eléctricos es tal que en cualquier instalación por sencilla o compleja que sea los tendremos y son la base de toda instalación eléctrica ya sea doméstica o industrial.  En cualquier circuito eléctrico sencillo o complejo podemos distinguir diferentes tipos de elementos que cumplen una función determinada.  Para representar los diferentes componentes del circuito de manera simple y con pictogramas uniformes de acuerdo a normas, y las conexiones de alimentación y de señal entre los distintos dispositivos se utilizan diagramas.  El Diagrama de Bloques es una representación funcional que define la organización de todo el proceso interno, sus entradas y sus salidas.  El Diagrama Pictórico es una representación mucho más artística que muestra la apariencia física de sus elementos. El Diagrama Esquemático es una representación pictórica (con símbolos) de un circuito electrónico. Es rápido y sencillo, elimina muchos problemas que presenta el pictórico.

BIBLIOGRAFIA

 http://platea.pntic.mec.es/curso20/77_newton/html5/  http://www.artinaid.com/2013/04/que-es-un-circuito-electrico/

 http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_circuito/af_circuito_1.htm por José Antonio E. García Álvarez  http://www.electronicaestudio.com/simbologia.htm (Electrónica Estudio)  Física II: guía de laboratorio/ Manuel Fuentes, Jovito Guevara, Salomón Polanco, Otón Poveda y Armando Tuñón.-Panamá: Editorial Universitaria UTP, 2012.  http://www.webconsultas.com/salud-al-dia/accidentes-electricos/que-hacer-encaso-de-accidente-por-electrizacion-10913