Guía De Aprendizaje No. 4 Análisis De Circuitos A.c.docx

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Versión: 02

GUÍA DE APRENDIZAJE

Código: GFPI-F-019 GUÍA DE APRENDIZAJE Nº

004

1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUIA DE APRENDIZAJE Programa de Formación: Nombre del Proyecto:

Código: Versión: Código:

Fase del proyecto: Ambiente de formación ESCENARIO: Presencial: Ambiente 137-CIM

Actividad (es) del Proyecto:

Actividad (es) de Aprendizaje:

Virtual: LMS en Plataforma Blackboard.

PLANEACIÓN MATERIALES DE FORMACIÓN DEVOLUTIVO CONSUMIBLE Computadores con procesador de Textos, Software ISIS Proteus 8 instalado y acceso a internet. Pinzas. Cortafríos.

ELEMENTOS DE SEGURIDAD: Uniforme Enterizo en Material Antiestático.

Protoboards.

CONDICIONES DE SEGURIDAD:

Generadores de señal.

Ventilación e iluminación adecuada, con bancos de trabajo.

Resultados de Aprendizaje: Interpretar componentes, cotas, vistas y cortes, presentadas en los planos técnicos de los equipos biomédicos.

Pelacables.

Resistencias Interruptores Pulsadores N.A Pulsadores N.C. Condensadores electrolíticos y cerámicos. Inductores. Potenciómetro Fusible 1 A. Alambre para protoboard (24AWG). Protoboard.

Osciloscopios.

Multímetros.

Competencia: 290201065 Establecimiento de actividades operativas para el mantenimiento de equipos biomédicos.

Duración de la guía: (en horas): 10

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2. INTRODUCCIÓN

ANÁLISIS DE LA SEÑAL DE CORRIENTE ALTERNA Para llegar a realizar un análisis detallado de la corriente alterna, debemos partir del hecho de que casi todos los días de nuestra vida hacemos uso de múltiples aparatos eléctricos que funcionan con corriente alterna, entre los que podemos citar: radio, televisor, horno microondas, etc. Lo anterior conduce a que la corriente alterna sea más útil que la corriente continua ya que puede ser controlada más fácilmente.

La frecuencia de las instalaciones de producción y generación de la energía eléctrica está debidamente normalizada. Lo anterior se debe a que los equipos médicos, máquinas y dispositivos eléctricos de corriente alterna funcionan normalmente a una frecuencia determinada para la cual están diseñados. Podemos observar que en la mayoría de los países del mundo la frecuencia normalizada de operación es de 50 Hz o 60 Hz. La disminución de la frecuencia por debajo de los 40 Hz es inadmisible, ya que con ello es perceptible para la vista humana el centelleo de las lámparas de incandescencia; el considerar un aumento de la frecuencia de operación tampoco es deseable ya que daría lugar al crecimiento proporcional de la fuerza electromotriz de autoinducción, lo que dificulta sustancialmente la transmisión por líneas aéreas. Un alto porcentaje de la energía generada en el mundo está en forma de corriente alterna. El uso preferente de la corriente alterna se explica principalmente por el hecho de economía, posibilidad de transformación sencilla y con pequeñas perdidas en su distribución. En la industria para fines especiales se puede observar que se aplican ampliamente corrientes alternas de las más variadas frecuencias. Las corrientes alternas de altas frecuencias son necesarias para la transmisión sin cables de cantidades relativamente pequeñas de energía mediante ondas electromagnéticas y en general del espectro. Apreciados aprendices, se les invita a ser constantes en el proceso de formación y reflejar con acciones el compromiso y responsabilidad con el desarrollo y cumplimiento de TODAS las actividades de enseñanza – aprendizajes planteados en esta Guía 003. Página 2 de 9

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3. ESTRUCTURACION DIDACTICA DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 3.1 Actividades de Reflexión inicial. 1. Observa el siguiente video: “Características de la Señal Senoidal” En la siguiente dirección de internet: https://www.youtube.com/watch?v=PDVXDoQkgcw y responda con sus propias palabras: - ¿Para qué se utilizan las señales senoidales? - ¿Qué es una onda electromagnética? - ¿Por qué elementos está compuesta una onda electromagnética? - Explique con sus palabras y un gráfico descriptivo las características básicas de una señal senoidal. - ¿Qué nos representa la amplitud de una onda? - ¿A qué se refiere el VRMS? - ¿Qué dispositivos permiten medir señales senoidales? - Explique cómo se realiza la medición de voltaje pico de una señal con un osciloscopio. - Explique como se realiza la medición de periodo de una señal con un osciloscopio. 2. Observa el siguiente video “Generador eléctrico: funcionamiento” en la siguiente dirección de internet: https://www.youtube.com/watch?v=-nE4uZkUvuQ y según lo observado y comprendido, elabore con sus propias palabras una descripción técnica de cómo se genera la corriente alterna. 3. Observa el siguiente video “Manejo del Osciloscopio” en la siguiente dirección de internet: https://www.youtube.com/watch?v=wVXOIwtkFZk y según lo observado: - ¿Qué es un Osciloscopio? ¿De Que Consta? - Elabore un gráfico con las partes o controles principales de un Osciloscopio. - ¿Cuál es la función de la sonda de medición? - Parámetros a tener en cuenta en la identificación de ejes en la pantalla del osciloscopio. - ¿Qué es el “TRIGGER”? ¿Cómo opera en la visualización de una señal? - ¿Cuáles son los controles básicos de un osciloscopio? - ¿Cómo funciona la “Escala de Tiempos” de un osciloscopio? - ¿Qué permiten los controles del eje vertical de un osciloscopio? 3.2 Actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje. Con base en las lecturas de las referencias bibliográficas del material de apoyo y otros documentos que usted considere pertinentes y con el apoyo del instructor presencial, responda de manera clara y/o grafica cada uno de los siguientes términos y/o preguntas: 1) ¿Qué es FRECUENCIA, PERIODO de una señal? 2) ¿Qué se entiende por “Longitud de Onda”? 3) ¿Qué significado tiene las siglas RMS? ¿Cuál es su fórmula matemática? 4) ¿Cuál es el procedimiento para determinar el valor medio de una señal? 5) ¿Cuántos tipos de osciloscopio hay? ¿Qué partes lo conforman?

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Actividades de apropiación del conocimiento (Conceptualización y Teorización).

Con base en las sesiones de formación dadas por el instructor, la lectura del material de apoyo y otros documentos que usted considere pertinentes, desarrolle la solución para cada ejercicio de manera que se evidencie un procedimiento claro, coherente y organizado que sustente la respuesta dada: a) Una señal cumple 50 ciclos en 0.0001 segundos y su valor máximo es de 100V. Calcule: Frecuencia, Valor Pico, Valor Pico a Pico. b) Se dispone de una señal de 2000 Hz. Calcule: Periodo, Tiempo para completar 100 ciclos. c) Calcule la longitud de onda para cada una de las siguientes señales: 455Mhz, 85Khz y 30Mhz. d) Si el valor eficaz de la tensión empleada en una residencia es de 117 V, ¿Qué valor máximo alcanzará dicha tensión? e) ¿Cuanto tiempo tarda en realizar un ciclo completo si la frecuencia de la red es de 50Hz? f) ¿A qué frecuencia oscila una corriente alterna si el tiempo que pasa desde que obtiene un valor máximo al siguiente es de 0,06 segundos? g) Una corriente alterna tiene de período un tiempo de 1/50 s. ¿Cuál es la frecuencia de esa corriente? h) Una corriente alterna senoidal tiene de valor máximo 20 A. Calcular su valor medio. i) Calcular el valor máximo de una corriente alterna senoidal que tiene de valor medio 19 A. j) Una corriente alterna senoidal tiene de valor máximo 20 A. ¿Cuál será su valor eficaz? k) Calcular el valor máximo de intensidad de una corriente alterna senoidal de valor eficaz 21,21 A. l) Una tensión alterna senoidal tiene de valor máximo 311 V. ¿Cuál es el valor medio? m) Calcular el valor máximo de una tensión alterna senoidal, si su valor medio es de 341,5 V. n) Calcular el valor eficaz de una tensión alterna senoidal que tiene de valor máximo 311V. o) Una tensión alterna senoidal tiene de valor eficaz 380V. Calcular su valor máximo. p) ¿Cuál será la tensión máxima que deberá soportar un aislador que separa dos puntos sometidos a tensión alterna senoidal de valor eficaz 30 KV? q) Si el voltaje pico a pico de un circuito es 340V. ¿Cuál es el valor de voltaje EFICAZ? r) Si el valor eficaz de la tensión empleada en una industria maderera es de 250V ¿Cuál es el valor máximo que alcanzara dicha tensión? s) Si el voltaje pico a pico de una tensión en una industria es de 0,622KV, Cuál es el valor de voltaje eficaz que alcanza dicha tensión? t) Cuál será el valor de la frecuencia de una señal A.C. Senoidal, si mediante un osciloscopio determinamos que su periodo es de 508.9 mS? u) Si el valor eficaz de una tensión empleada en una vivienda es de 120V, Que valor de voltaje pico a pico alcanzara dicha tensión? v) ¿Cuál será el valor de la frecuencia de una señal A.C. senoidal, si mediante un osciloscopio determinamos que su periodo es de 904,75 nS? w) ¿Cuál será el valor de la frecuencia de una señal A.C. senoidal, si mediante un osciloscopio determinamos que su periodo es de 12,075 mS?. x) Si el valor pico a pico de una tensión empleada en una industria es de 0,220 KV, Que valor de voltaje eficaz alcanzara dicha tensión?

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Actividades de transferencia del conocimiento.

A. Con respecto a la onda mostrada en la figura, calcule: a. Valor pico. b. Periodo. c. Frecuencia. d. Valor RMS.

B. Considere atentamente la “Cuadricula” dada en la figura. Efectué utilizando dicha plantilla el dibujo correspondiente para cada uno de los siguientes casos: IMPORTANTE: Indicar la escala empleada (VOLTS/DIV y TIME/DIV)

a. b. c. d. e. f. g. h.

Tensión alterna senoidal: Valor Pico= 5V y F = 5 Hz. Señal con: Valor Pico a Pico = 12 V y F = 400 Hz. Señal con: Valor RMS = 25 V y T = 1mS. Señal Triangular con T = 25 mS. Señal Cuadrada con Valor Pico = 4,5 V Señales de: 10Hz, 20Hz, 30Hz. Señal Senoidal con F = 1500 Hz. Señal Senoidal con Valor Pico= 20V

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Actividades de evaluación.

Evidencias de Aprendizaje

Criterios de Evaluación

Evidencias de Conocimiento : Evaluación Oral Evidencias de Desempeño: Implementación Circuitos Evidencias de Producto: Guía Resuelta.

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Sustentación Ejecución del plan de trabajo e implementación. Calidad de presentación del documento. Dominio del tema

Técnicas e Instrumentos de Evaluación

Listas de verificación

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4. RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE

Materiales de formación devolutivos: (Equipos/Herramientas) ACTIVIDADES DEL PROYECTO

Materiales de formación (consumibles)

AMBIENTES DE APRENDIZAJE TIPIFICADOS

Talento Humano (Instructores)

DURACIÓN (Horas) Descripción

Cantidad

Descripción

Cantidad

Especialidad

Cantidad

ESCENARIO (Aula, Laboratorio, taller, unidad productiva) y elementos y condiciones de seguridad industrial, salud ocupacional y medio ambiente

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5. GLOSARIO DE TERMINOS

Amperio: Unidad usada para medir la cantidad de corriente eléctrica. Batería: Dispositivo que puede producir una corriente eléctrica como resultado de un cambio químico en éste. Caída de tensión: Diferencia o pérdida de tensión o potencial entre dos puntos de un circuito. Carga: Aparato usado para absorber potencia o para convertirla en una forma útil Circuito eléctrico: Conjunto de elementos del circuito conectados en una disposición tal que conforman un sistema para mover cargas eléctricas a lo largo de trayectorias cerradas. Corriente eléctrica alterna: Flujo de corriente en un circuito es llamado alterno si varía periódicamente en dirección. Se le denota como corriente A.C. (Altern current) o C.A. (Corriente alterna). Electricidad: Fenómeno físico resultado de la existencia de cargas eléctricas y de la interacción de ellas. Filamento: Cable fino que se calienta y produce luz cuando la corriente eléctrica pasa a través de éste. Fuerza electromotriz: Fuerza que tiende a mantener la circulación de una corriente eléctrica a pesar de la resistencia. Se mide en Volt, Fusible: Componente protector que se emplea en los circuitos eléctricos. Interruptor: Mecanismo que mediante su accionamiento nos permite cortar o restablecer la corriente eléctrica en un circuito o elemento conectado a la red. Ohmio: se define como la unidad de medida de la resistencia eléctrica. Se representa por la letra griega omega. Resistencia: Propiedad de los materiales conductores, por la cual se oponen al flujo de la corriente eléctrica. Vatio: unidad que representa la potencia eléctrica. Un kilovatio es igual a 1.000 vatios. Se representa por la letra W Voltio: unidad utilizada para medir la diferencia de potencial o tensión entre dos puntos de un circuito eléctrico. Su abreviatura es V.

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6. REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS

[1]. ALCALDE, San Miguel Pablo. ELECTRÓNICA APLICADA. 1ª Madrid, España. Editorial Paraninfo, 2010. [2]. HAYT William H, KEMMERLY Jack, DURBIN Steven. Análisis de Circuitos en Ingeniería. 7 Edición, Editorial Mc Graw Hill, 2007. [3]. VELASQUEZ Santos Carlos, RAMÍREZ Echavarría José Leonardo. Fundamentos de Circuitos Eléctricos. Editorial Instituto Tecnológico Metropolitano, Diciembre de 2012. Publicaciones en Internet, disponibles en: [1] PROFESOR MOLINA, “Tutoriales: Corriente Alterna”, 2013, http://www.profesormolina.com.ar/electromec/cor_alterna.htm , consultado en Enero de 2015. [2] FISICA PRÁCTICA, “Onda Senoidal”, 2013, disponible en: http://www.fisicapractica.com/corrientealterna-senoidal.php , consultado en Febrero de 2015.

7. CONTROL DEL DOCUMENTO (ELABORADA POR)

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