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USOSO Y CUI DADO DOSEN EL MA MANE NEJO DE LOSEQU QUI POS OSDE LABOR ORATORI RI O
Prof esor : HernánCORTEZGALINDO Al umnos: -JULI AN DURAND Er i c kAni bal
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Usos y cuidados en el manejo de equipos de laboratorio FIM-UNI
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09/04/2012 I. OBJETIVOS •
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Adiestrar al estudiante en el manejo de los diferentes instrumentos de laboratorio. Indicar al estudiante los cuidados que debe tener en cuenta cuando utiliza los diversos instrumentos del laboratorio.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO RESISTOR Se denomina resistor al componente electrnico dise!ado para introducir una resistencia el"ctrica determinada entre dos puntos de un circuito. #n el propio ar$ot el"ctrico y electrnico% son conocidos simplemente como resistencias. #n otros casos% como en las planc&as% calentadores% etc.% los resistores se emplean para producir calor aprovec&ando el efecto 'oule. #s un material formado por carbn y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. (a corriente m)*ima en un resistor viene condicionado por la m)*ima potencia que puede disipar su cuerpo. #sta potencia se puede identi+car visualmente a partir del di)metro sin que sea necesaria otra indicacin. (os valores m)s comunes son ,% /% ,% / y 0 /.
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DIODO Un diodo es un componente electrnico de dos terminales que permite la circulacin de la corriente el"ctrica a trav"s de "l en un sentido. #ste t"rmino $eneralmente se usa para referirse al diodo semiconductor % el m)s com1n en la actualidad2 consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales el"ctricos. #l diodo de ac!o 3que actualmente ya no se usa% e*cepto para tecnolo$4as de alta potencia5 es un tubo de vac4o con dos electrodos6 una l)mina como )nodo% y un c)todo. 7e forma simpli+cada% la curva caracter4stica de un diodo 3I-85 consta de dos re$iones6 por debajo de cierta diferencia de potencial% se comporta como un circuito abierto 3no conduce5% y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia el"ctrica muy peque!a.7ebido a este comportamiento% se les suele denominar recti"cadores% ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte ne$ativa de cualquier se!al% como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento est) basado en los e*perimentos de (ee 7e Forest. (os primeros diodos eran v)lvulas o tubos de vac4o% tambi"n llamados v)lvulas termoinicas constituidos por dos electrodos rodeados de vac4o en un tubo de cristal% con un aspecto similar al de las l)mparas incandescentes. #l invento fue desarrollado en 09,: por 'o&n Ambrose Flemin$% empleado de la empresa Marconi% bas)ndose en observaciones realizadas por ;&omas Alva #dison. Al i$ual que las l)mparas incandescentes% los tubos de vac4o tienen un +lamento 3el c)todo5 a trav"s del cual circula la corriente% calent)ndolo por efecto 'oule. #l +lamento est) tratado con *ido de bario% de modo que al calentarse emite electrones al vac4o circundante los cuales son conducidos electrost)ticamente &acia una placa% curvada por un muelle doble% car$ada positivamente 3el )nodo5% produci"ndose as4 la conduccin. #videntemente% si el c)todo no se calienta% no podr) ceder electrones.
7iodo en primer plano. Ntese la forma cuadrada del cristal semiconductor 3objeto ne$ro de la izquierda5. TRANSFORMADOR Se denomina trans#ormador o tra#o 3abreviatura5% a un dispositivo el"ctrico que permite aumentar o disminuir la tensin en un circuito el"ctrico de corriente alterna% manteniendo la potencia. (a potencia que in$resa al equipo% en el caso
Usos y cuidados en el manejo de equipos de laboratorio FIM-UNI de un transformador ideal 3esto es% sin p"rdidas5% es i$ual a la que se obtiene a la salida. (as m)quinas reales presentan un peque!o porcentaje de p"rdidas% dependiendo de su dise!o% tama!o% etc. #l trans#ormador es un dispositivo que convierte la ener$4a el"ctrica alterna de un cierto nivel de tensin% en ener$4a alterna de otro nivel de tensin% por medio de interaccin electroma$n"tica. #st) constituido por dos o m)s bobinas de material conductor% aisladas entre s4 el"ctricamente y por lo $eneral enrolladas alrededor de un mismo n1cleo de material ferroma$n"tico. (a 1nica cone*in entre las bobinas la constituye el =ujo ma$n"tico com1n que se establece en el n1cleo. (os transformadores son dispositivos basados en el fenmeno de la induccin electroma$n"tica y est)n constituidos% en su forma m)s simple% por dos bobinas devanadas sobre un n1cleo cerrado% fabricado bien sea de &ierro dulce o de l)minas apiladas de acero el"ctrico% aleacin apropiada para optimizar el =ujo ma$n"tico. (as bobinas o devanados se denominan primario y secundario se$1n correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestin% respectivamente. ;ambi"n e*isten transformadores con m)s devanados2 en este caso% puede e*istir un devanado >terciario>% de menor tensin que el secundario.
$ROTOBOARD #l protoboard o breadbord6 #s una especie de tablero con ori+cios% en la cual se pueden insertar componentes electrnicos y cables para armar circuitos. ?omo su nombre lo indica% esta tableta sirve para e*perimentar con circuitos electrnicos% con lo que se ase$ura el buen funcionamiento del mismo.
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Un computador basado en el Motorola B,,, con varios circuitos ;;( montados sobre un arre$lo de protoboard. 7ebido a las caracter4sticas de capacitancia 3de a C, pF por punto de contacto5 y resistencia que suelen tener los protoboard est)n con+nados a trabajar a relativamente baja frecuencia 3inferior a 0, , MDz% dependiendo del tipo y calidad de los componentes electrnicos utilizados5. (os dem)s componentes electrnicos pueden ser montados sobre perforaciones adyacentes que no compartan la tira o l4nea conductora e interconectados a otros dispositivos usando cables% usualmente uni+lares. Uniendo dos o m)s protoboard es posible ensamblar complejos prototipos electrnicos que cuenten con decenas o cientos de componentes. #l nombre protoboard es una contraccin de los vocablos in$leses prototype board y es el t"rmino que se &a difundido ampliamente en los pa4ses de &abla &ispana. Sin embar$o% particularmente en #stados Unidos e In$laterra% se conoce como breadboard. Anteriormente un breadboard era una tabla utilizada como base para cortar el pan% pero en los principios de la electrnica los pioneros usaban dic&as tablas para montar sus prototipos% compuestos por tubos de vac4o% clavijas% etc.% los cuales eran ase$urados por medio de tornillos e interconectados usando cables. OSCI%OSCO$IO
Un osci&osco'io es un instrumento de medicin electrnico para la representacin $r)+ca de se!ales el"ctricas que pueden variar en el tiempo. #s muy usado en electrnica de se!al% frecuentemente junto a un analizador de espectro.
Usos y cuidados en el manejo de equipos de laboratorio FIM-UNI oscilo$rama. Suelen incluir otra entrada% llamada > e(e T)RAS)ER> o >Ci&indro de *e+ne&t> que controla la luminosidad del &az% permitiendo resaltar o apa$ar al$unos se$mentos de la traza. (os osciloscopios% clasi+cados se$1n su funcionamiento interno% pueden ser tanto anal$icos como di$itales% siendo el resultado mostrado id"ntico en cualquiera de los dos casos% en teor4a.
Uti&i,aci-n #n un osciloscopio e*isten% b)sicamente% dos tipos de controles que son utilizados como re$uladores que ajustan la se!al de entrada y permiten% consecuentemente% medir en la pantalla y de esta manera se puede ver la forma de la se!al medida por el osciloscopio% esto denominado en forma t"cnica se puede decir que el osciloscopio sirve para observar la se!al que quiera medir.
MU%TMETRO E% MU%TIMETRO ANA%O/ICO #s el instrumento que utiliza en su funcionamiento los par)metros del amper4metro% el volt4metro y el G&m4metro. (as funciones son seleccionadas por medio de un conmutador.
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MU%TIMETRO DI/ITA% Un mult4metro% a veces tambi"n denominado putillo pol4metro o tester% es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintas ma$nitudes en el mismo aparato. (as m)s comunes son las de volt4metro% amper4metro y o&m4metro. #s utilizado frecuentemente por personal en toda la $ama de electrnica y electricidad. Funciones comunes #*isten distintos modelos que incorporan adem)s de las tres funciones b)sicas antes citadas al$unas de las si$uientes6 •
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Un comprobador de resistencia% que emite un sonido cuando el circuito bajo prueba no est) interrumpido o la resistencia no supera un cierto nivel. 3;ambi"n puede mostrar en la pantalla ,,.,% dependiendo el tipo y modelo5.
$anta&&a de crista& &!1uido
$eri&&a de se&ecci-n
Esca&as
$untas de 'rue0a
III. MATERIA%ES -Gsciloscopio -Mult4metro -;ransformador
,,8H:8
3A5
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3CC,
@J% B, 7iodos
@J%
0
@J
a
0H/ 0N:,,:
IV. OBJETIVOS •
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Adiestrar al estudiante en el manejo de los diferentes instrumentos de laboratorio3protoboard% osciloscopio. Mult4metro di$ital% transformador% resistencia y diodos5 Indicar al estudiante los cuidados que debe tener en cuenta cuando utiliza los diversos instrumento de laboratorio
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;rabajar con diversos instrumentos electrnicos teniendo en cuenta que no son ideales por lo tanto &abr) un error en la ma$nitud obtenida ?omprender los t"rminos efecto de car$a y sensibilidad en un multimetro% cuanto afectan en el resultado obtenido y cuales son los par)metros con los que se pueden medir
V. CUESTIONARIO 05 Usando el cdi$o de colores tenemos6 r 1=1 kΩ ± 5 r 2=330 kΩ ± 5 r 3=680 kΩ ± 5
Usos y cuidados en el manejo de equipos de laboratorio FIM-UNI Utilizando el voltimetro6 '
r 1=995 Ω '
r 2=326 kΩ '
r 3=674 kΩ
;enemos6 esistencia
8ariacin3
'
δE =r −r ¿
#rror3K5
R 1
5Ω
R 2
4 kΩ
0.0K
R3
6 kΩ
,.B9K
,.K
05 #l mult4metro real di+ere del ideal en la medida que tiene una resistencia interna +nita del orden de 0,
MΩ
apro*imadamente% pasara corriente
por esta car$a ocasionando un error en la medida . #l efecto de car$a se da irrelevante cuando la resistencia del dispositivo es muc&o menor que la resistencia del mult4metro por ejemplo del orden de 0 ≈ 0.1
kΩ
o menor3#rror
5% caso contrario si la resistencia del dispositivo a medir tiene un
valor semejante al del mult4metro obtendremos un valor errado en su ma$nitud% ya que no es un valor cualquiera con el voltaje medido% la resistencia interna del mult4metro y los dem)s elementos del circuitos es posible &allar el valor verdadero de esta resistencia. (a sensibilidad de un instrumento se determina por la cantidad de corriente necesaria para que se produzca una desviacin completa de la a$uja. #l $rado de sensibilidad se e*presa de dos formas% ya sea que se trate de un amper4metro o de un volt4metro. #N #( AM<#LM#;G6 (a sensibilidad se indica por el n1mero de amperios% miliamperios o amperios que debe de =uir por la bobina para producir la desviacin completa. Si un instrumento tiene una sensibilidad de 0 ma.% es necesario 0 mA.
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5 Ou" otros par)metros afectan las mediciones de la tensin y la corrienteP (os errores introducidos por los elementos del laboratorio como las resistencias que en nuestro caso tienen un mar$en de error de
±5
% las
condiciones ambientales% la metodolo$4a de la medicin% precisin limitada del instrumento y las particularidades del e*perimentador.
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VI. CONC%USIONES •
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Al +nal de a ver realizado todas las mediciones nos dimos cuenta que las medidas dadas en los materiales usados% tales como las resistencias% transformadores y diodos no eran e*actas% pues cada vez que mediamos las el valor de o&mios en las resistencia nos marcaba el mult4metro un valor menor a la se!alada por el cdi$o de colores% con lo que concluimos en que un factor que constituye el &ec&o de que las medidas realizadas no sean e*acta serian el uso% el tiempo% etc.
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VII. OBSERVACIONES •
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;ener cuidado a la &ora de conectar el primario del transformador a la fuente pues podr4a a ver al$1n cable pelado y posiblemente podr4as recibir una descar$a% para mayor se$uridad usar $uantes de proteccin de &ule si es posible. A la &ora de medir con el mult4metro +jarse siempre en lo que se va a medir % en la escala que esta y si es en corriente continua o alterna% esto para evitar errores a la &ora del c)lculo % tambi"n para evitar quemar el mult4metro. ;ener cuidado a la &ora de conectar a la fuente de corriente continua% primero a la &ora de prender la fuente +jarse en que voltaje esta y si no est) en el deseado re$ularlo% pues si el voltaje en que esta es muy alto podr4a quemar los componentes y peor aun provocar al$1n accidente entre los compa!eros. No ju$ar con los instrumentos% componentes y materiales pues esto podr4a provocar una falla en estos interrumpiendo el avance de la e*periencia y peor aun el deterioro de los materiales del laboratorio. Al +nal del la e*periencia apa$ar o desconectar a las fuentes para que en el recojo de los materiales no &aya peli$ro de recibir una descar$a el"ctrica.
