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Mecatrónica
Módulo 4: Accionamiento y
mandos eléctricos
Ejercicios
(Concepto)
Matthias Römer
Universidad Técnica de Chemnitz,
Alemania
Proyecto ampliado de transferencia del concepto europeo para la
calificación agregada de la Mecatrónica las fuerzas especializadas en la
producción industrial globalizada
Proyecto EU Nr. 2005-146319 „MINOS“, Plazo: 2005 hasta 2007
Proyecto EU Nr. DE/08/LLP-LdV/TOI/147110 „MINOS**“,
Plazo: 2008 hasta 2010
El presente proyecto ha sido financiado con el apoyo
de la Comisión Europea. Esta publicación
(comunicación) es responsabilidad exclusiva de su
autor. La Comisión no es responsable del uso que
pueda hacerse da la información aquí difundida.
www.minos-mechatronic.eu
Colaboradores en la elaboración y aprobación del concepto conjunto
de eseñanza:
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Technische Universität Chemnitz, Institut für Werkzeugmaschinen und
Produktionsprozesse, Deutschland – Projektleitung
Corvinus Universität Budapest, Institut für Informationstechnologien, Ungarn
Universität Stockholm, Institut für Soziologie, Schweden
Technische Universität Wroclaw, Institut für Produktionstechnik und
Automatisierung, Polen
Henschke Consulting Dresden, Deutschland
Christian Stöhr Unternehmensberatung, Deutschland
Neugebauer und Partner OHG Dresden, Deutschland
Korff Isomatic sp.z.o.o. Wroclaw, Polen
Euroregionale Industrie- und Handelskammer Jelenia Gora, Polen
Dunaferr Metallwerke Dunajvaros, Ungarn
Knorr-Bremse Kft. Kecskemet, Ungarn
Nationales Institut für berufliche Bildung Budapest, Ungarn
IMH, Spanien
VUT Brno, Tschechische Republik
CICmargune, Spanien
University of Naples, Italien
Unis, Tschechische Republik
Blumenbecker, Tschechische Republik
Tower Automotive, Italien
Bildungs-Werkstatt gGmbH, Deutschland
VEMAS, Deutschland
Concepto conjunto de enseñanza:
Libro de texto, libro de ejercicios y libro de soluciones
Módulo 1-8: Fundamentos / Competencia intercultural y administración de proyectos /
Técnica de fluidos / Accionamiento y mandos eléctricos / Componentes mecatrónicos /
Sistemas y funciones de la mecatrónica / La puesta en marcha, seguridad y teleservicio /
Mantenimiento y diagnóstico
Módulo 9-12: Prototipado Rápido/ Robótica/ Migración Europea/ Interfaces
Todos los módulos están disponibles en los siguientes idiomas: Alemán, Inglés,
español, italiano, polaco, checo, húngaro
Más Información
Dr.-Ing. Andreas Hirsch
Technische Universität Chemnitz
Reichenhainer Straße 70, 09107 Chemnitz, Deutschland
Tel: + 49(0)371 531-23500
Fax: + 49(0)371 531-23509
Email: [email protected]
Internet: www.tu-chemnitz.de/mb/WerkzMasch oder www.minos-mechatronic.eu
Accionamiento y mandos eléctricos
1
Conceptos básicos de electrotécnia
1.2
Voltaje, corriente y resistencia
Ejercicio 1a
Minos
Una corriente de 500 A fluye en una soldadora eléctrica a un periodo
de 0.8 segundos. ¿Cuál es la carga transformada? Calcule el resultado
también en kWh.
Q= I · t
Q=
Una carga de …………… pasa a través de soldadora. Esto es igual a
………..kWh.
Ejercicio 1b
Una bombilla de un automóvil trabaja con un voltaje de 12 V. Esta tiene
una resistencia de 3 W. Calcule la corriente que fluye a través de la
bombilla.
R= U/ I
I=
Una corriente de ……………… fluye a través de la bombilla.
3
Accionamiento y mandos eléctricos
Minos
Ejercicio 1c
A un aerotermo se le suministra de una red presupuestaria de 230 V.
Este consume una corriente de 10.5 A. ¿Cuál es su resistencia? ¿Cuál
es el valor de la corriente cuando el voltaje aplicado se reduce a 220 V?
R= U/ I
R=
La resistencia del aerotermo llega a la cantidad ………………..
I= U/ R
I=
I=
En 220 V fluye una corriente de ……………………….
Ejercicio 1d
¿Cuál es la resistencia de un conductor de cobre con un área transversal
de 1.5 mm2 y un largo de 50 m? ¿Cuál es la resistencia del conductor
con la misma longitud pero con un área transversal de 2.5 mm2 ?
ñ = R· A/ I
R=
La resistencia de conductor de cobre con el área transversal más
grande llega a ………
4
1.3
Accionamiento y mandos eléctricos
Minos
Poder y trabajo eléctrico
Ejercicio 2a
Se conecta una parrilla eléctrica a un contacto de 230 V. La protección
permite una corriente máxima de 10 A. ¿ Cuál es el poder máximo
permitido que la parrilla puede tener?
P= U · I
P=
La parrilla puede tener un poder máximo de ………….. Con un valor de
poder más alto la protección se ………………..
Ejercicio 2b
Se le permite a un interruptor pasar una corriente máxima de 0.4 A. El
poder conectado máximo no debe de exceder de 10 W.
El componente conectado tiene una resistencia de 40 W. ¿ Es posible
utilizar el interruptor mencionado previamente para el consumidor, el
cual debe de ser operado con un voltaje de 24 V?
P= U · I
U=
El valor de 10 W se alcanza a un voltaje de ……………….
R= U/ I
I=
Una corriente de ………………. fluirá a través de la resistencia de 40 W.
5
Accionamiento y mandos eléctricos
Minos
Ejercicio 2c
Un sistema de calefacción diseñado para acuarios se importa del
extranjero. El consumo de energía en un voltaje de 117 V llega a 75 W.
¿ Cuál es el consumo de energía al momento de utilizar el sistema en
un voltaje de 230 V.?
P= U· I
I=
Una corriente de ……………….. fluye a través del sistema de calefacción
R= U/ I
R=
El sistema tiene una resistencia de ……………………. .
I=U/ R
I=
I=
A 230 V el valor de la corriente llega a ……………………….. .
P= U·I
P=
El consumo de energía del sistema a 230 V. llega a ……………………..
6
1.4.2
Accionamiento y mandos eléctricos
Minos
Conexión de los dispositivos de medición
Ejercicio 3
¿ Cuales son los rangos de medición para corriente directa en su
multímetro? Especifique todos los rangos.
…………………………………………………………………………………
…………......................................................................................
¿ Cuáles son los rangos de medición para alternar la corriente en su
multímetro? Especifique todos los rangos.
…………………………………………………………………………………
…………..................................................................................................
¿ Cuales son los rangos de medición para voltaje directo en su
multímetro? Especifique todos los rangos.
…………………………………………………………………………………
…………..................................................................................................
¿ Cuáles son los rangos de medición para el voltaje alterno en su
multímetro? Especifique todos los rangos.
…………………………………………………………………………………
…………..................................................................................................
¿ Cuáles son los rangos de medición para la resistencia en su
multímetro? Especifique todos los rangos.
…………………………………………………………………………………
…………..................................................................................................
¿ Cuál es el valor de corriente directa máximo y cual es el valor de
voltaje directo máximo que puede ser medido utilizando el rango más
bajo de medición en su multímetro?
Valor de corriente directa máximo ..........................................................
Valor de voltaje directo máximo ...............................................................
Se tiene que medir un voltaje directo con un valor desconocido. ¿Qué
rango de medición se tiene que utilizar primero?
.................................................................................................................
................................................................................................................
Se tiene que medir una corriente directa con un valor desconocido. ¿
Qué rango de medición se tiene que utilizar primero?
..................................................................................................................
.................................................................................................................
7
Accionamiento y mandos eléctricos
Minos
Ejercicio 4
Lleve a cabo el siguiente ejercicio de medición. Tenga en mente las
reglas aprendidas para utilizar un multímetro.
Se neceisitan los siguientes componentes:
Dispositivo de suministro de voltaje con 24 V voltaje directo
Multímetro
Resistencia R1= 100 Ω
Resistencia R2= 220 Ω
Resistencia R3= 470 Ω
La capacidad de carga de las resistencias debe de ser de 1 W.
Conecte el circuito con las tres resistencias de la forma en la que se
muestra en la imagen de abajo. Mida las caídas del voltaje en cada
resistencia.
Dibuje en el diagrama un símbolo del dispositivo de medición del
voltaje.
Imagen 1: Diagrama de circuitos para la medición de voltaje
8
Accionamiento y mandos eléctricos
Minos
Conecte la resistencia a el dispositivo de suministro de corriente. La
resistencia debe de ser conectado de forma serial.
Comience con la resistencia R1. Debe de utilizar un rango de medición
para los voltajes directos. Seleccione el rango de medición mas alto y
conecte el dispositivo de medición con la resistencia.
Determine el rango de medición más bajo reduciendo los rangos paso
a paso. Registre los valores medidos.
El rango de medición determinado………………………………………….
El voltaje directamente medido ……………………………………………..
Seleccione nuevamente el rango y conecte el dispositivo de medición
con la siguiente resistencia.
El rango de medición determinado
………………………………………….
El voltaje directamente medido
………………………………………………
Lleve a cabo la medición también con la resistencia R3. Registre los
valores de medición.
El rango de medición determinado
………………………………………….
El voltaje directamente medido ……………………………………………..
Ahora determine el valor de voltaje en ambas resistencias juntas R1 y
R 2.
El voltaje directamente medido …………………………………………..
Finalmente determine el valor de voltaje en ambas resistencias R2 y
R 3.
El voltaje directamente medido …………………………………………..
Verifique el valor de voltaje del dispositivo de suministro de voltaje
mediante la medición de la caída del voltaje en las tres resistencias
juntas.
El voltaje directamente medido………………………………………..
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Accionamiento y mandos eléctricos
Minos
Ejercicio 5
Lleve a cabo el siguiente ejercicio de medición. Tenga en mente las
reglas aprendidas para manejar un multímetro.
Se requieren los siguientes componentes:
Un dispositivo de suministro de energía con 24 V voltajes directos
Multímetro
Resistencia R1 = 220 W
Resistencia R2 = 470 W
Resistencia R3 = 1000 W
La capacidad de carga de las resistencias debe de ser de 1 W.
Conecte el circuito con la resistencia 220 W como se muestra en la
figura. Mida la corriente que fluye a través de la resistencia. Repita este
procedimiento para cada una de las resistencias.
Dibuje un símbolo en el diagrama del equipo de medición de corriente.
Imagen 2: Diagrama de circuitos para la medición de corriente
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Accionamiento y mandos eléctricos
Minos
Conecte primero la resistencia 220 W con el suministro de corriente. En
este momento todavía no se requieren las otras resistencias.
Debe de utilizar un rango de medición para la corriente directa. Elija el
rango de medición más alto y conecte el dispositivo de medición con la
resistencia y con el dispositivo de suministro de voltaje.
Determine el rango de medición más bajo reduciendo los rangos paso
a paso. Registre los valores medidos.
El rango de medición determinado
..............……………………………….
La corriente directa medida ………………………………………………...
Seleccione el rango de medición más alto nuevamente y reemplace la
resistencia R1 con la siguiente resistencia R2.
Repita el procedimiento de medición con la resistencia R2 . Registre
los valores obtenidos.
El rango de medición determinado ……………………………………….
La corriente directa medida ……………………………………………...
Lleve a cabo la medición también con la resistencia R3. Registre los
valores obtenidos.
El rango de medición determinado ……………………………………….
La corriente directa medida ……………………………………………...
Determine el flujo de la corriente de ambas resistencias R1 y R2
juntas. Conecte éstas resistencias en forma paralela y mida el flujo de
corriente a través de ellas.
La corriente directa medida………………………………………………
El flujo de corriente que fluye a través de ambas resistencias es más
alto que la el flujo de corriente que fluye a través de la resistencia más
pequeña cuando se conecta sola.
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