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INDICE
Presentación……….…...5
Objetivo general de la asignatura………6
Objetivos……….……..7
Contenidos (conceptos)……….8
Programación del aula………...9
Actitudes………..10
Educación para la salud……….…..10
Práctica 1 (Códigos de colores y resistencias.)………11
Práctica 2 (Asociaciones en serie y en paralelo.)………..…..13
Práctica 3 (Instalación eléctrica, serie paralelo de bombillas eléctricas.)…….…...15
Práctica 4 (Conductividad y resistencias.)……….………...16
Práctica 5 (Construcción de un electroscopio.)………...17
Práctica 6 (Montaje y Diseño de circuitos con Relés.)……….…..……18
Práctica 7 (Montaje y diseño de circuitos con un trasformador)………...21
Práctica 8 (Aplicación de la electrónica básica (IC 555).)………..……24
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PRESENTACIÓN
Esta materia se dedica al estudio de los fenómenos eléctricos. Dada su situación, resultará más fácil comprender los conceptos que los alumnos van a ir adquiriendo sobre este semestre y la aplicación de los mismos en una forma practica. No debemos entender el estudio de la electricidad como algo alejado de nuestra vida diaria puesto que todos los días convivimos de una forma u otra con este fenómeno, podríamos decir que sin la electricidad nuestro mundo sería muy diferente.
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OBJETIVO GENERAL DE LA ASIGNATURA
Comprenderá el proceso de generación y distribución de la energía eléctrica, e identificará los elementos básicos de las instalaciones eléctricas industriales y los dispositivos principales de control eléctricos y electrónicos utilizados en los procesos de producción automatizados.
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OBJETIVOS
Adquirir conocimientos básicos sobre la historia de la electricidad y de los conocimientos que las personas hemos tenido sobre los fenómenos eléctricos.
Conocer la estructura y funcionamiento básico de maquinaria, herramientas, equipos e instrumentos de medición y control, convencionales y de vanguardia.
Comprender cuál es la relación entre la intensidad del campo eléctrico y la fuerza ejercida sobre una partícula cargada introducida en dicho campo.
Aprender a resolver problemas con circuitos eléctricos teniendo en cuenta la ley de Ohm, así como la ley de Kirchhoff.
Ser conscientes de la importancia de la electricidad en nuestros días. Verdaderamente, podríamos decir que sin la electricidad nuestro mundo sería muy diferente.
Saber cuáles son las magnitudes de las que depende el consumo energético de un aparato eléctrico.
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CONTENIDOS
CONCEPTOS
• Introducción a la electricidad.
• Conceptos de magnitudes eléctricas. • Circuito Eléctrico
• Medición de magnitudes eléctricas.
• Conceptos básicos de las leyes Ohm, Kirchhoff, Lenz, Faraday y Watts. • Aplicación de los conceptos básicos de electricidad.
• Transformadores Monofásico y trifásico.
• Elementos eléctricos de Control industrial (Relevadores).
Motores de corriente directa y alterna.
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PROGRAMACIÓN DE AULA
PROCEDIMIENTOS, DESTREZAS Y HABILIDADES.
• Resolver problemas numéricos relacionados con las fuerzas eléctricas, el campo eléctrico o el potencial eléctrico.
• Analizar experiencias y obtener conclusiones a partir de los fenómenos observados durante el desarrollo de las mismas.
• Elaborar esquemas de circuitos eléctricos empleando la simbología de manera correcta.
• Resolver problemas sobre circuitos eléctricos a partir de un esquema de los mismos.
• Dibujar las líneas que describen los campos eléctricos.
• Utilizar esquemas a la hora de resolver problemas donde es necesario aplicar la ley de Ohm, Kirchhoff.
• Utilizar adecuadamente algunos aparatos de medida relacionados con la electricidad: Amperímetro, Voltímetro, óhmetro.
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ACTITUDES
• Fomentar hábitos de ahorro de la energía eléctrica.
• Valorar adecuadamente la importancia de los avances producidos en el campo de la electricidad.
• Valorar el trabajo de todos los científicos que han hecho posible que dispongamos en la actualidad de un conocimiento tan completo sobre los fenómenos eléctricos.
• Adoptar hábitos seguros a la hora de manipular aparatos eléctricos.
Educación para la salud
El manejo de aparatos eléctricos debe ser llevado a cabo teniendo en cuenta una serie de normas y procedimientos. Los circuitos eléctricos son peligrosos (salvo aquellos como muchos de los manejados en el laboratorio en el que el generador es una simple pila de unos pocos voltios), por lo que debemos desconectar la corriente antes de realizar manipulaciones en un aparato o en las instalaciones eléctricas. Es importante no cometer imprudencias y evitar que otros las cometan, señalizando adecuadamente los peligros.
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PRACTICA No. 1
Códigos de colores y resistencias.El tamaño de las resistencias de los circuitos es muy pequeño y apenas hay sitio para escribir sus valores en ellas. Sin embargo, los ohmios que resisten cada una son decisivos para el funcionamiento de los aparatos eléctricos, y los técnicos que las sustituyen cuando no funcionan lo hacen por otras de igual valor.
Para distinguir el valor de una resistencia se ha creado un código de colores que se dibuja como anillos alrededor de ellas.
El código consiste en tres bandas que indican, respectivamente, dos cifras significativas de la resistencia y el orden de magnitud. Y una cuarta banda, ligeramente apartada de las otras, que indica el margen de error en la magnitud.
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Procedimiento:
1.- Se le entregaran resistencias eléctricas en las cuales Identificara los valores de cada una, haciendo uso del código de colores que anteriormente mostrado, y anotara los resultados en una hoja.
2.- Verificar los valores de las mismas con un Óhmetro.
3.- Realizara el esquema de cada una de las resistencias describiendo las bandas de colores que aparecerán sobre cada una de las resistencias.
a) 10000 Ω ± 5% b) 1 KΩ ± 5% c) 25000 Ω ± 10% d) 340000 Ω ± 20% e) 5 KΩ ± 20%
4.- Entregar resultados a tu maestro.
Objetivo:
Conocer e identificar las
resistencias eléctricas usadas en
circuitos eléctricos y electrónicos.
Material:
Resistencias eléctricas.
Pluma
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PRACTICA No. 2
Asociaciones en serie y en paralelo.Procedimiento:
1.-Monta un circuito con las dos resistencias asociadas en serie.
2.- Coloca los bornes del multímetro para medir la diferencia de potencial entre los extremos de cada resistencia y mide también la diferencia de potencial en los extremos de la asociación de resistencias. Es muy importante que recuerdes que el multímetro se conecta EN PARALELO cuando se mide diferencia de potencial.
3.- Monta un circuito con las dos resistencias asociadas en paralelo.
Objetivo:
Comprobar cómo se distribuye la tensión en una asociación en serie y cómo se distribuye la intensidad de corriente en una asociación en paralelo.
Material:
• Un generador de tensión. • Cables. • Dos resistencias. • Un multímetro. • Tableta de conexiones.14
4.- Coloca los bornes del multímetro para medir la intensidad de corriente que atraviesa cada resistencia y mide también la intensidad de corriente que atraviesa el circuito. Es muy importante que recuerdes que el multímetro se conecta EN SERIE cuando se mide intensidad de corriente.
CUESTIONES:
Suma las diferencias de potencial obtenidas para cada resistencia en serie. ¿Coincide con la diferencia de potencial medida para la asociación de resistencias? Suma las intensidades de corriente para cada resistencia en paralelo. ¿Coincide
con la intensidad de corriente medida para la asociación de resistencias?
Cuando el multímetro se conecta para medir diferencias de potencial, ¿cómo debe ser su resistencia interna para que no altere la medida, grande o pequeña? Razona la respuesta.
Cuando el multímetro se conecta para medir intensidad de corriente, ¿cómo debe de ser su resistencia interna para que no altere la medida, grande o pequeña? Razona la respuesta.
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PRACTICA No. 3
Instalación eléctrica, serie paralelo de bombillas eléctricas.
Procedimiento:
1.- Verificar el voltaje de la fuente de energía eléctrica con un voltímetro. (Anotar el resultado).
2.- Realizar una conexión serie con 2 bombillas, usando la tableta de conexiones, un fusible y un interruptor sencillo. (Hacer uso de los diagramas anteriores).
3.- Realizar una conexión en paralelo con 2 bombillas, usando la tableta de conexiones, un fusible y un interruptor sencillo. (Hacer uso de los diagramas de la practica 2.)
4.- Anotar las conclusiones a las que llegaste en la misma hoja.
5.- Entregar los resultados a tu maestro.
Objetivo:
Realizar conexiones típicas en serie y paralelo haciendo uso de dispositivos reales para una instalación eléctrica convencional.
Material:
•
Bombillas eléctricas.
•
Interruptor sencillo.
•
Cables.
•
Tablilla de conexiones.
•
Porta-bombillas.
•
Fuente de voltaje
•
Fusible
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PRACTICA No. 4
Conductividad y resistencias.Procedimiento:
1.- Monta dos circuitos iguales con resistencias R1 y R2 asociadas en serie en ambos circuitos.
2. En uno de los circuitos cubre la resistencia R1 con hielo. Después de unos minutos compara, poniendo la mano sobre ellas, la resistencia R2 de ambos circuitos, ¿cuál está más caliente?
En efecto, la resistividad de un material disminuye con la temperatura, y al enfriar la primera resistencia disminuye su valor. Entonces, la intensidad que recorre el circuito aumenta y, por tanto, el calor dispersado por la segunda resistencia (I2 ⋅ R2 ⋅ t) aumenta también.
3.- Entrega tus conclusiones al maestro.
Objetivo:
Observar cómo la resistividad de una resistencia varía con la temperatura.
Material:
• Generador de tensión o pilas. • Cables.
• Dos parejas de resistencias iguales entre sí.
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PRACTICA No. 5
Construcción de un electroscopio.Procedimiento:
1. Atraviesa el tapón de corcho de la botella con el alambre. 2. En el lado exterior gira el alambre a modo de cáncamo.
3. Raspa con un cuchillo el anillo de alambre que has formado por si está barnizado. 4. En el lado interior moldea el cable para hacer un anzuelo.
5. Sobre este anzuelo coloca, en equilibrio, una pequeña tira de pan de oro y cierra la botella.
6. Ahora frota con la pieza de lana (o la piel de gato) la varilla y después apoya la varilla sobre el alambre de tu electroscopio. ¿Qué ocurre?
Objetivo:
Construir
un electroscopio.
Material:
• Una botella de cristal con tapón de corcho.
• Un trozo de alambre. • Papel de plata. • Tela de lana
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En efecto, al frotar la varilla con la tela de lana se acumula carga en la varilla que pasa al alambre del electroscopio, y de ahí al papel de plata. La repulsión electrostática de las cargas que se distribuyen en el papel de plata compensa, y superan, el peso, y los extremos se elevan.
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PRACTICA No. 6
Montaje y Diseño de circuitos con Relés.
Procedimiento:
1.- Revisar el voltaje de salida del regulador de voltaje con el voltímetro, ya que el relé tiene un voltaje definido.
2.- Identificar las terminales de la bobina del relé sean las correctas.
3.- Identificar las terminales de los contactos normalmente abiertos (N.O) y normalmente cerrados (N.C).
4.- Realizar la conexión de la bobina haciendo uso del interruptor sencillo, para accionar dicha bobina.
5.- En las terminales de los contactos normalmente abiertos pasara el neutro de la línea principal, y se conectara este a una línea del motor.
6.- La otra línea “fase” se conectara de forma directa al motor.
7.- De igual forma la “fase” también se conectara, de forma directa al relé, pasando esta por el interruptor sencillo.
8.- Y la línea “neutro” se conectara de forma directa ala otra terminal del relé.
Objetivo:
Observar prácticamente el funcionamiento del relé, y saber controlar sus funciones.
Material:
• Dos Interruptores y dos pulsadores
• Dos relés
• Fuente de alimentación • Voltímetro
• Motor
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PRACTICA No. 7
Montaje y diseño de circuitos con un trasformador.Procedimiento.
1. Coloque en el núcleo laminado dos bobinas: una de 200 vueltas y otra de 400 vueltas y enseguida cierre el núcleo. A esta disposición se le conoce como transformador.
2. A la bobina de 200 vueltas conéctele la fuente de DC apagada, en tanto que a la de 400 vueltas conéctele el medidor de voltaje en la escala de medición de 0-20 volts de DC. Guíese por la figura 1 para realizar las conexiones.
3. Encienda la fuente y suminístrele al primario un voltaje constante de 6 volts y observe el voltaje que marca el medidor en el secundario.
4. Enseguida, estando suministrando la fuente los 6 volts de DC, interrumpa súbitamente el voltaje con el interruptor de la misma o desconectando un cable del circuito. Simultáneamente observe si el medidor registra algún voltaje en el secundario.
Objetivo:
• Estudiar el funcionamiento del transformador.
• Investigar la relación entre el voltaje de entrada y el de salida con el número de vueltas en el primario y secundario del transformador.
Objetivo:
1. Una bobina de 200 vueltas, de 400 vueltas, de 800 vueltas, de 1600 vueltas, de 3200 vueltas.
2. Un núcleo laminado en forma de U. 3. Fuente de AC que puede se un transformador de 120 volts a 6 Volts y 1 ampere.
4. Un multímetro digital.
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5. Ahora, desconecte y retire la fuente de DC. Coloque el multímetro en el modo de medición de voltaje alterno en la escala de 0-20 volts de AC.
6. Conecte a la bobina de 200 vueltas una fuente de AC, procurando que no esté enchufada a la línea de energía eléctrica.
7. Encienda la fuente de AC (conectar a la línea) y observe si el medidor registra un voltaje en el secundario y si registra cuál es su valor.
8. Desconecte la fuente, abra el núcleo y quite las bobinas del mismo. Enseguida póngalas una frente a otra tal como cuando estaban en el núcleo laminado (ahora su núcleo es el aire que se encuentra en el hueco de las mismas).
9. Conecte la fuente a la línea de energía y observe si el medidor de voltaje registra algún valor y sí es así, cuál es su magnitud.
10. Con los experimentos anteriores intente determinar cuáles son las condiciones para que un transformador pueda funcionar.
Cuestiones
1. Cuando conectó la fuente de DC al primario del transformador (pasos 2 y 3) ¿el medidor registró algún voltaje en el secundario del mismo?
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2. Cuando se interrumpió súbitamente el voltaje que suministraba la fuente (paso 4) ¿el medidor registró un voltaje en el secundario?
3. Cuando se conectó el transformador a la fuente de AC (pasos 6 y 7) ¿el medidor registró un voltaje en el secundario?
4. ¿Qué sucedió cuando el transformador se conectó a la fuente de AC y su núcleo era de aire? (pasos 8 y 9) ¿Qué semejanzas y diferencias tiene con el caso anterior?
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PRACTICA No. 8
Aplicación de la electrónica básica (IC 555).Procedimiento:
1.- Realiza las conexiones de acuerdo al siguiente diagrama.
Objetivo:
• Aplicación directa del circuito integrado 555, así como diversos componentes electrónicos.
Material:
• 1 Diodo emisor de luz (LED) color verde • 1 Resistencia de 220Ω. • 1 Resistencia de 6.8 kΩ. • 1 Resistencia de 1kΩ. • 1 Capacitor electrolítico de 10 mf. • 1 Capacitor de disco de 0.1 mf. • 1 IC 555. • 1 Fuente de voltaje.
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Bibliografía:
http://html.rincondelvago.com/reles.html
http://www.fisica.uson.mx/manuales/electro/electro-lab11.pdf http://www.forosdeelectronica.com/proyectos/detectorhumedad.htm
