Laboratorio# 4, 5, 6, 7 Física II Segundo Parcial

Asignatura: Física II Laboratorio

Catedrático: Ing. Marco Oseguera

Tema: Laboratorio# 4, 5, 6, 7 Física II Segundo Parcial.

Integrantes: Josué Isaac Palma 201210060111

Ernesto Vargas 201330060142

Roger Iván Argueta 231051072

Allan Gabriel Ordoñez 201310060061

Cristian Josué Amador 201330060053

Gabriel López Medina 201320060050

Fecha: 12 de Marzo de 2015

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LABORATORIO 4, 5, 6, 7 FISICA II SEGUNDO PARCIAL

Índice

Introducción .................................................................................................... 3

Contenido ........................................................................................................ 4

Laboratorio# 4 Física II Segundo Parcial ....................................................... 4

Conductores y no conductores ..................................................................... 4

Laboratorio Medición de la intensidad de la corriente ................................ 5

Laboratorio# 5 Física II Segundo Parcial ....................................................... 8

Conmutadores e inversores ......................................................................... 8

Laboratorios Conmutadores e inversores .................................................... 9

Laboratorio# 6 Física II Segundo Parcial ..................................................... 12

Circuitos “Y” (AND) y “O” (OR) ............................................................. 12

Laboratorios Circuitos “Y” (AND) y “O” (OR) ........................................ 13

Laboratorio# 7 Física II Segundo Parcial ..................................................... 17

Fisible ......................................................................................................... 17

Laboratorio Fisible ..................................................................................... 18

Conclusiones ................................................................................................. 20

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Introducción

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Contenido

Laboratorio# 4 Física II Segundo Parcial

Conductores y no conductores

Materiales conductores Un material es conductor cuando puede desempeñar esa función en un circuito, independiente

del valor de su conductividad. Que circula la electricidad a través de él. Metal más conductor:

Plata Los conductores en general pueden clasificarse en: metálicos, electrolíticos y gaseosos.

Aplicaciones de los materiales conductores: Básicamente son usados para conducir la

electricidad. Algunos ejemplos son: Cables Industriales. Cables domésticos Instalaciones

telefónicas interiores. Acometidas telefónicas en el interior o en el exterior de edificios

.Cables de sonido. Instalaciones de música ambiental.

Materiales no conductores o aislantes Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes

conductoras (aislamiento de la instalación) y proteger a las personas frente a las tensiones

eléctricas (aislamiento protector).

La mayoría de los no metales son apropiados para esto pues tienen resistividades muy

grandes. Esto se debe a la ausencia de electrones libres.

Los materiales aislantes deben tener una resistencia muy elevada, requisito del que pueden

deducirse las demás características necesarias.

En los materiales no conductores de la electricidad, o aislantes, los electrones están

sólidamente unidos al núcleo y es difícil arrancarlos de átomo.

Aplicaciones y ejemplos de estos:

En los sistemas de aislación de transformadores destacan las cintas sintéticas PET (tereftalato

de polietileno), PEN (naftalato de polietileno) y PPS (sulfido de polifenileno) que se utilizan

para envolver los conductores magnéticos de los bobinados. Tienen excelentes propiedades

dieléctricas y buena adherencia sobre los alambres magnéticos.

Un buen aislante entre vueltas de las bobinas de transformadores es el cartón prensado o

pressboard, el cual da forma a estructuras de aislación rígidas.

Los fluidos o líquidos dieléctricos cumplen la doble función de aislar los bobinados en los

transformadores y disipar el calor al interior de estos equipos.

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El líquido dieléctrico más empleado es el aceite mineral. El problema es que es altamente

inflamable.

Laboratorio Medición de la intensidad de la corriente

Tarea

Investigar que materiales conducen la corriente

Equipo a Utilizar

Equipo Cantidad

Tablero de Conexión 1

Interruptor 1

Alambre de bloque de conexión 1

Portalámparas 1

Soporte universal 2

Conductor y no conductor 1

Cable de Conexión, 25 cm, rojo 2

Cable de Conexión, 25 cm, azul 2

Bombilla, 6 V/0,05 A, E10, 1pz (1)

Multímetro A 1

Fuente de alimentación 0-12-/6V~, 12 V~ 1

Un pedazo de cuerda de lana 6 cm longitud

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Montaje y Procedimiento

1. Conecte el circuito como la figura 1 con el interruptor abierto. Seleccione el rango de

medición de 300 mA.

2. Ponga la fuente de alimentación a 0 V y enciéndala.

3. Cierre el interruptor y ajuste la atención de la fuente de alimentación a 2V. no cambie

esto durante todo el experimento.

4. Fije, sucesivamente, en el soporte universal, cada u8na de las varillas de juego de

conductores y no conductores, cierre el interruptor y mida la intensidad, registre el

valor medido en la tabla1.

5. Cuando se han probado todas la varillas, coloque la cuerda de lana en posición y

proceda como lo hizo anteriormente con las varillas.

6. Retire el pedazo de cuerda, humedécela con agua de caño, regréselo a us posición y

mida nuevamente la intensidad; incremente la oscilación del puntero del amperímetro

reduciendo por etapas el rango de medición y finalmente fíjelo en rango de 50 µA

mida la intensidad y anote el valor medido.

7. Ajuste la fuente de alimentación a 0 y apáguela.

Observaciones y resultados de la medición.

Tabla1

Material ׀/mA

Acero

Aluminio

PVC

Vidrio

Cardón

Cuerda, seca

Cuerda, húmeda

Evaluación

1) Formule un anunciado general sobre los materiales que conducen la corriente

eléctrica

2) ¿Qué materiales no conducen la corriente eléctrica?

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3) Piense en los resultados en la medición de la conductividad de la cuerda.

a) ¿Qué hace que la cuerda húmeda conduzca la corriente? Aunque solo sea

relativamente poco.

b) A partir de su responsabilidad a la pregunta a) se puede dar una regla

importante para la manipulación segura de los dispositivos y equipos

eléctricos de alta tensión Formule esta regla

4) Nombre algunos ejemplos de aplicaciones técnicas y de uso domésticos, de

aislamiento de materiales

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Conmutadores e inversores

En una instalación eléctrica, un conmutador es un dispositivo eléctrico o electrónico que

permite modificar el camino que deben seguir los electrones. Son típicos los manuales, como

los utilizados en las viviendas y en dispositivos eléctricos, y los

que poseen algunos componentes eléctricos o electrónicos

como el relé. Se asemejan a los interruptores en su forma

exterior, pero los conmutadores a la vez que desconectan un

circuito, conectan otro. Seguidamente se describen los tipos de

conmutadores más usuales.

Conmutador alternativo

También denominado conmutador de hotel o de dos direcciones sin punto neutro. Se utilizan

siempre que haya que activar o desactivar un dispositivo desde dos lugares diferentes, como

por ejemplo una lámpara. En las viviendas es típico encontrarlos en los salones o pasillos.

Conmutador de cruce

Ejemplo de aplicación: punto de luz conmutado desde tres puntos distintos.

Conocido también como conmutador inversor, este elemento no se instala nunca aislado,

siempre han de ir acompañado por los conmutadores alternativos. Sirven por ejemplo para

poder encender o apagar una lámpara desde tres puntos distintos, para lo cual se emplean dos

conmutadores alternativos y un conmutador de cruce según se aprecia en la figura. Si el

número de puntos de encendido/apagado es mayor de tres, se intercalarán tantos

conmutadores de cruce como puntos se tengan, siempre entre dos conmutadores alternativos.

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Laboratorios Conmutadores e inversores Tarea

Determine cómo es posible intercambiar entre dos aplicaciones eléctricas de un circuito y

como se conecta un circuito alterno.

Equipo a Utilizar

Equipo Cantidad


Interruptor 1

Conmutador 2

Alambre de doble conexión. 3

Portalámparas E10 2



Bombilla, 12 V/0,1 A, E10, 2pz (1)



Primer experimento

1. Conectar el circuito como se muestra en la figura1 con el interruptor abierto.

2. Encienda la fuente de alimentación y ajuste la tensión a la lámpara, 12 V.

3. Cierre el interruptor observe la lámpara y anote en la observación 1.

4. Opere repetidamente el conmutador y observe la conducta de la lámpara.

5. Anote en la observación 2.

6. Ponga la fuente de alimentación en 0 V y apáguela.

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Segundo experimento

1. Conecte el circuito tal como en la figura, pero antes hacerlo observe el símbolo que

está impreso en la parte superior de ellos.

2. Encienda la fuente de alimentación y ajuste a la tensión de la lámpara 12V.

3. Opere sucesivamente los conmutadores en la forma que usted desee, observando la

conducta de la lámpara.

4. Anote en la observación 2.

5. Ponga la fuente de alimentación en 0 V y apáguela

Observaciones

1) Al operar el interruptor una de las lámparas se enciende y la otra está apagada.

2) Al operar al computador la otra lámpara enciende y la primera se apaga el conmutador

nos permite encender solamente una lámpara

3) En esta conexión de conmutador podemos seleccionar el encendido de una lámpara

o la otra lámpara dependiendo de la disposición de los conmutadores

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Evaluación

1. Describa la conmutación y el modo de un conmutador.

El conmutador es un interruptor de un polo los tiros de energía por el polo y puede

salir por cualquier de los tiros tiene entonces dos opciones

2. El interruptor montado en el segundo experimento se llama inversor. ¿Cuál es su

ventaja más importante? Tome como base sus anotaciones en la observación en 3.

Podemos seleccionar entre dos opciones de operaciones para activar dispositivos

3. Nombre un ejemplo de uso del inversor

Los circuitos de control de lámpara desde diferentes punto es una aplicación de los

inversores

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Circuitos “Y” (AND) y “O” (OR)

Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico con una función

booleana. Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades

lógicas. Se pueden aplicar a tecnología electrónica, eléctrica, mecánica, hidráulica y

neumática. Son circuitos de conmutación integrados en un chip.

Claude Elwood Shannon experimentaba con relés o interruptores electromagnéticos para

conseguir las condiciones de cada compuerta lógica, por ejemplo, para la función booleana

Y (AND) colocaba interruptores en circuito serie, ya que con uno solo de éstos que tuviera

la condición «abierto», la salida de la compuerta Y sería = 0, mientras que para la

implementación de una compuerta O (OR), la conexión de los interruptores tiene una

configuración en circuito paralelo.

La tecnología microelectrónica actual permite la elevada integración de transistores actuando

como conmutadores en redes lógicas dentro de un pequeño circuito integrado. El chip de la

CPU es una de las máximas expresiones de este avance

tecnológico.

La puerta lógica Y, más conocida por su nombre en

inglés AND (\scriptstyle AND \equiv Y \equiv \and ),

realiza la función booleana de producto lógico. Su

símbolo es un punto (·), aunque se suele omitir. Así, el

producto lógico de las variables A y B se indica como AB, y se lee A y B o simplemente A

por B.

La puerta lógica O, más conocida por su nombre en inglés

OR (\scriptstyle OR \equiv O \equiv \or ), realiza la

operación de suma lógica.

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Laboratorios Circuitos “Y” (AND) y “O” (OR) Tarea

Primero conectar un circuito y (AND) y luego un circuito O (OR) y llegue a la comprensión

que las condiciones de conmutación eléctrica se puede asignar con enunciados lógicos.

Equipo a Utilizar

Equipo Cantidad


Conmutador 2





Bombilla, 12 V/0,1 A, E10, 1pz (1)



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Primer Experimento

1. Conecte el circuito como se muestra en la figura1; los conmutadores A y B de este

circuito, tienen la función de interruptores de encendido/apagado.

2. Encienda la fuente de alimentación y ajústela a la tensión de lámpara 12V.

3. Abra y cierre A y B, observe la lampara en cada una de las diferentes condiciones de

conmutación; anote sus observaciones en la tabla1 usando los siguientes símbolos

(ver figura1):

Interruptor abierto 0

Interruptor cerrado 1

Lámpara no encendida 0

Lámpara encendida 1

4. Ponga la fuente de alimentación en 0V y apáguela.

Observaciones

Tabla1

Condiciones de Conmutación Iluminación de la

Lámpara Interruptor A Interruptor B

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Segundo Experimento

1. Monte el experimento tal que se muestre en la figura 2 aquí nuevamente los

conmutadores A y B de este circuito0 tienen la función de interruptores de

enciendo/apagado.

2. Encienda la fuente de alimentación y ajústela a la tensión de lámpara 12V.

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3. Abra y cierre A y B, observe la lámpara en cada una de las diferentes condiciones de

conmutación; anote sus observaciones en la tabla1 usando los siguientes símbolos

como en el primer experimento (ver figura 2).

4. Ponga la fuente de alimentación en 0V y apáguela.

Observaciones

Condiciones de Conmutación Iluminación de la

Lámpara Interruptor A Interruptor B

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

1. ¿Cuántas diferentes condiciones de conmutación hay con dos interruptores?

Tres opciones

2. A) por que el circuito usado en el primer experimento es llamado circuito y (AND)

Por qué deben estar los dos interruptores cerrados

B) Por que el circuito usado en el segundo experimento es llamado circuito O (OR)

Por qué solo se necesita cerrar uno para activar la lámpara.

3. Asumiendo que cada de estos circuitos ha sido preparado con 3 interruptores.

¿Cuántas condiciones de conmutación encenderían la lámpara?

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A) En el circuito Y(AND)

Tres

B) En el circuito O (OR)

Una

4. Dibuje el diagrama para un circuito y (AND) EN LA FIGURA 3 y para un O (OR)

en la figura 4. Cada

circuito debe

contener dos

interrupciones de

encendido/apagado

y una lámpara

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Fisible

En electricidad, se denomina fusible a un dispositivo, constituido por un soporte adecuado,

un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión que se intercala en un

punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda, por Efecto Joule, cuando

la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o un exceso de carga, un determinado

valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el

consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.

El fusible eléctrico, denominado inicialmente como aparato de energía y de protección contra

sobrecarga de corriente eléctrica por fusión, es el dispositivo más antiguo de protección

contra posibles fallos en circuitos eléctricos, apareciendo las primeras citas bibliográficas en

el año 1774, momento en el que se le empleaba para proteger a condensadores de daños frente

a corrientes de descarga de valor excesivo. Durante la década de 1880 es cuando se reconoce

su potencial como dispositivo protector de los sistemas eléctricos, que estaban recién

comenzando a difundirse. Desde ese momento, hasta la actualidad, los numerosos desarrollos

y la aparición de nuevos diseños de fusibles han avanzado al paso de la tecnología, y es que,

a pesar de su aparente simplicidad, este dispositivo posee en la actualidad un muy elevado

nivel tecnológico, tanto en lo que se refiere a los materiales usados como a las metodologías

de fabricación. El fusible coexiste con otros dispositivos protectores, dentro de un marco de

cambios tecnológicos muy acelerados que lo hacen aparecer como pasado de moda u

obsoleto, lo que no es así.

Este concepto se entiende con mayor facilidad cuando se describe el campo de aplicación

actual, cuyos parámetros nominales poseen rangos muy amplios. Las tensiones de trabajo

van desde unos pocos voltios hasta 132 kV; las corrientes nominales, desde unos pocos mA

hasta 6 kA y las capacidades de ruptura alcanzan en algunos casos los 200 kA.

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Laboratorio Fisible Tarea

Conectar un circuito que contenga un fusible de seguridad y usarlo para examinar la función

de un fusible eléctrico.

Equipo a Utilizar

Equipo Cantidad


Interruptor 1



Soporte universal 2



Bombilla, 5 V/0,5 A, E10, 1pz (1)

Alambre de hierro, d = 0.2 mm aprox 8 cm (1)


Montaje y procedimiento

1. Conecte el circuito como se muestra en la figura 1 fije el alambre de hierro entre los

soportes universales y abra el interruptor.

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2. Encienda la fuente de alimentación y fíjelo en 6 V.

3. Cierre el interruptor y observe la lámpara.

4. Utilice un alambre en bloque de conexión para tener un puente entre las dos

conexiones de la lámpara es decir hacer un cortocircuito. Observe que le sucede a la

lámpara y al alambre de hierro.

5. Apague la fuente de alimentación.

6. Anote sus observaciones

Observaciones

Al hacer el cortocircuito la lámpara se apaga y el alambre comenzó a calentarse hasta al

punto de fusión rompimiento.

Evaluación

1. Porque se fundió el alambre de hierro durante el proceso ¿en la formulación de su

explicación utilice los términos intensidad y temperatura?

La cantidad de corriente que fluye sobre el conductor es mayor que la que pueda

soportar por lo tanto produce corto.

2. Que se entiende por cortocircuito

Cortocircuito al fallo en un aparato o línea eléctrica por el cual la corriente eléctrica

pasa directamente del conductor activo o fase al neutro o tierra en sistemas

monofásicos de corriente alterna, entre dos fases o igual al caso anterior para sistemas

polifásicos, o entre polos opuestos en

el caso de corriente continua

3. El alambre de hierro que se usado

en este circuito como modelo de un

dispositivo eléctrico es un fusible de

seguridad ¿Para qué propósito se usan

los fusible de seguridad?

Para proteger un cortocircuito por

sobre carga evitando el daño a los

conductores.

4. Dibuje un diagrama de un circuito que esté protegido por un fusible de seguridad

(utilice el símbolo para representar al fusible)

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Conclusiones

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Documents

Laboratorio# 4, 5, 6, 7 Física II Segundo Parcial