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DIVISIÓN DE INGENIERÍA

ELECTROMECÁNICA

MANUAL DE PRÁCTICAS:

METROLOGÍA Y NORMALIZACIÓN

Semestre 2024-

MANUAL DE PRÁCTICAS DE LA ASIGNATURA PROCESOS DE MANUFACTURA

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INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

PRÁCTICA No. 3.

DATOS GENERALES

ASIGNATURA: METROLOGÍA Y NORMALIZACIÓN

TÍTULO DE LA PRÁCTICA: PRÁCTICA I INSTRUMENTOS BÁSICOS

DOCENTE: ING. ÁNGEL URIEL SÁNCHEZ GONZÁLEZ

ESTUDIANTE:

● Hernandez Gonzalez Jocelyn Citlali ● Garcia Osorio Paola Monserrat ● Gayosso Montes Irving Uriel ● Perez Peña Manuel Alejandro ● Barrera Martinez Delfino Santiago ● Torres Valencia Ángel de Jesús

FECHA: 10 De Enero del 2025

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA:

Familiarizarnos con el uso y manejo del amperímetro de gancho para medir la corriente eléctrica en circuitos de diferentes características, aplicando la Ley de Ohm y siguiendo las normas de seguridad eléctrica, con el fin de validar nuestros resultados obtenidos mediante cálculos teóricos y experimentales.

COMPETENCIA(S) ESPECÍFICA(S)

● Capacidad de aprendizaje autónomo:

Buscar, analizar y aplicar conceptos eléctricos como la Ley de Ohm y las características de la corriente eléctrica.

● Habilidad para la resolución de problemas:

COMPETENCIA(S) GENÉRICA(S)

● Manejo de instrumentos de medición eléctrica:

Utilizar correctamente el amperímetro de gancho y otros equipos de medición para obtener lecturas precisas de corriente eléctrica.

● Aplicación de principios eléctricos fundamentales:

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: Corriente (Amperios, )

Técnicas :

● Medición de Corriente con Amperímetro de Gancho:

Colocar el gancho alrededor de un solo conductor del circuito. Asegurarse de que el circuito esté energizado para obtener una lectura. Leer el valor de la corriente directamente en la pantalla del amperímetro.

● Cálculo de Valores Teóricos:

Usaremos la Ley de Ohm para calcular la corriente esperada en función del voltaje aplicado y la resistencia del circuito si es el caso de evaluar un circuito.

● Validación de Resultados:

Comparar los valores obtenidos con el amperímetro y los calculados teóricamente para verificar su concordancia.

Procesos:

● Verificación del Equipo de Medición:

Inspeccionar el amperímetro de gancho para asegurarse de que esté en buen estado. Comprobar que las baterías del equipo estén cargadas.

● Montaje del Circuito Teórico de Prueba:

Conectar el dispositivo a analizar una fuente de alimentación energizada. Asegurarse de que las conexiones estén firmes y seguras.

Procedimientos:

● Preparación del Laboratorio:

Revisar que todo el equipo esté en su lugar y en condiciones seguras. Colocar señales de advertencia si se trabaja con circuitos energizados.

● Ejecución de la Práctica:

Caso Teórico donde se mostraba sin alimentación energizada cómo medir usando el amperímetro de gancho. Se deberían registrar las lecturas en una tabla de datos.

● Análisis de Resultados:

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Comparar los valores experimentales con los calculados teóricamente.Identificar posibles errores de medición o discrepancias en los resultados.

RECURSOS MATERIALES:

● Instrumentos de Medición:

Amperímetro de gancho, Multímetro digital, Fuente de alimentación DC o AC, Cables de conexión con pinzas tipo caimán.

RECURSOS TÉCNICOS/TECNOLÓGICOS:

Recursos Técnicos:

● Materiales de Apoyo:

Manual de usuario del amperímetro de gancho.

● Equipo de Protección Personal (EPP):

Guantes dieléctricos, Gafas de seguridad, Bata de laboratorio

MARCO TEÓRICO:

Ley de Ohm: Según Boylestad y Nashelsky (2020), la Ley de Ohm establece la relación fundamental entre el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito eléctrico. Esta ley es esencial para analizar el comportamiento de cualquier circuito y se representa mediante la ecuación:
=⋅

Donde :
es el voltaje en voltios,  es la corriente en amperios y  es la resistencia en ohmios. Esta relación es válida únicamente para materiales que cumplen con las propiedades de conductividad lineal.

Voltaje (Tensión Eléctrica): Dorf y Svoboda (2021) describen el voltaje como la energía necesaria para mover una carga eléctrica a través de un circuito. El voltaje, medido en voltios, se genera por una diferencia de potencial entre dos puntos y es el motor que impulsa el flujo de electrones en el sistema eléctrico. Se mide en voltios (V). 1 amperio = 1 joule /segundo

El voltaje puede ser generado por fuentes como baterías, generadores o paneles solares, y es responsable de impulsar el flujo de corriente eléctrica a través de un circuito.

Corriente Eléctrica:

Hambley (2019) define la corriente eléctrica como el flujo de carga eléctrica a través de un conductor, inducido por la diferencia de potencial. La corriente se mide en amperios y puede clasificarse en dos tipos principales:

● Corriente continua (DC) : Flujo constante en una sola dirección.

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medida en henrios, se utiliza ampliamente en circuitos eléctricos y electrónicos para controlar el flujo de corriente y energía.

Se mide en henrios (H), donde:1 henrio = 1 voltio \cdot segundo / ampere

La inductancia de una bobina se calcula mediante:

Donde:

● L: Inductancia (H) ● μ: Permeabilidad del material (H/m) ● N: Número de vueltas de la bobina ● A: Área de la sección transversal (m^2) ● l: Longitud de la bobina (m)

DESARROLLO:

Las normas CAT III y CAT IV : son categorías de seguridad eléctrica establecidas por la IEC 61010-1 (Comisión Electrotécnica Internacional). Estas normas determinan el nivel de protección contra sobretensiones que debe tener un instrumento de medición para ser seguro en ciertos entornos eléctricos.

Clasificación de las Categorías CAT CAT I (Categoría I):

Aplicada a dispositivos que miden en circuitos electrónicos de baja energía, como aparatos electrónicos y circuitos internos.

Ejemplos: Medición en equipos electrónicos de laboratorio o dispositivos médicos. -Resistencia a sobretensiones: Baja (poco riesgo).

CAT II (Categoría II):

Aplicada a mediciones en circuitos conectados a la red eléctrica mediante enchufes estándar, como electrodomésticos y herramientas portátiles.

Ejemplos: Medición en enchufes, sistemas de iluminación doméstica. -Resistencia a sobretensiones: Moderada (aproximadamente 2500 V para instrumentos de 600 V).

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CAT III (Categoría III):

Aplicada a instalaciones eléctricas fijas, como paneles de distribución, motores y sistemas de iluminación industriales.

Ejemplos: Medición en tableros eléctricos, motores trifásicos, sistemas de calefacción. -Resistencia a sobretensiones: Hasta 6000 V en sistemas de baja tensión. Protección intermedia entre CAT II y CAT IV.

CAT IV (Categoría IV):

Aplicada a mediciones en puntos de conexión directa con la red eléctrica, como acometidas principales, medidores de energía y transformadores.

Ejemplos: Medición en acometidas de edificios, transformadores y líneas eléctricas de servicio público. -Resistencia a sobretensiones: Hasta 8000 V, ya que estos entornos son más peligrosos y están más expuestos a transitorios de alta energía.

Importancia de las Normas CAT

• Estas normas protegen al usuario y al equipo de medición frente a riesgos asociados con sobretensiones, transitorios y fallos eléctricos. La elección de la categoría adecuada depende del entorno de trabajo y de la energía potencial de las sobretensiones transitorias.

¿Qué es la ley de Ohm?

La ley de Ohm se usa para determinar la relación entre tensión, corriente y

resistencia en un circuito eléctrico.

Cuando se enuncia en forma explícita, significa que tensión = corriente x

resistencia, o voltios = amperios x ohmios, o V = A x Ω.

Donde:

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• Medición True RMS: Este amperímetro de gancho nos garantiza mediciones precisas en sistemas con formas de onda no sinusoidales, comunes en equipos modernos como variadores de velocidad o fuentes de alimentación conmutadas.

● Capacidad de Medición:

• Corriente AC/DC: Hasta 1000 A con la pinza integrada.
• Voltaje AC/DC: Hasta 1000 V.
• Corriente AC (medición flexible iFlex): Hasta 2500 A.
• Resistencia: Hasta 60 kΩ.
• Capacidad de medir frecuencia y realizar pruebas de continuidad.

● Tecnología iFlex:

• La sonda iFlex flexible nos permite medir corrientes en espacios reducidos y alrededor de conductores de gran tamaño.

● Categoría de Seguridad:

• CAT IV 600 V y CAT III 1000 V, lo que garantiza seguridad en entornos de alta energía.

● Aplicaciones en el Laboratorio y el Campo:

• Diagnóstico de Sistemas Eléctricos: Ideal para pruebas en paneles eléctricos, motores y transformadores.
• Medición de Consumo de Energía: Permite verificar el consumo de corriente de equipos y detectar sobrecargas.
• Mantenimiento Preventivo: Ayuda a identificar problemas antes de que causen fallas en el sistema.

● Ventajas del Fluke 376:

• Precisión y fiabilidad en entornos industriales y de laboratorio.
• Pantalla retroiluminada para mediciones en áreas con poca luz.
• Capacidad de registro para almacenar mediciones y analizarlas posteriormente.

Descripción Detallada del Amperímetro Protek 307 Power Clamp Meter:

El Protek 307 Power Clamp Meter es un instrumento de medición eléctrico versátil y confiable, diseñado para medir corrientes y voltajes tanto en corriente alterna (AC) como en corriente continua (DC). Gracias a su diseño ergonómico y sus múltiples funciones avanzadas, es ampliamente utilizado en tareas de mantenimiento, diagnóstico y análisis de sistemas eléctricos industriales, comerciales y residenciales.

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Características Principales:

● Medición de Corriente AC y DC

• Rango de corriente: Hasta 1000 A.
• Ideal para sistemas eléctricos de alta carga, como motores, generadores y transformadores.

● Voltaje AC y DC

• Rango de voltaje: Hasta 600V.
• Adecuado para mediciones en tableros eléctricos, líneas de distribución y circuitos electrónicos.

● True RMS (Valor Eficaz Verdadero)

• Permite medir con precisión en condiciones de carga no lineales o señales no sinusoidales, comunes en variadores de frecuencia y equipos electrónicos modernos.

● Medición de Potencia Eléctrica

• Incluye cálculo de potencia real, aparente y reactiva, así como el factor de potencia, para evaluar la eficiencia energética.

● Resistencia y Continuidad

• Prueba de continuidad con alarma audible.
• Rango de resistencia hasta 40 MΩ, útil para verificar conexiones y aislamiento.

● Medición de Frecuencia

• Desde 100 Hz hasta 1 MHz, lo que permite análisis detallados en sistemas electrónicos y eléctricos.

● Normas de Seguridad

• Cumple con las normas CAT III 600V y CAT IV 300V , lo que garantiza protección en entornos con alto riesgo de sobretensiones y transitorios eléctricos.

RESULTADOS:

Durante la práctica realizada con los amperímetros Fluke Serie 376 True RMS y Protek 307 Power Clamp Meter, se lograron obtener mediciones precisas teóricas de corriente , voltaje, resistencia y potencia en sistemas eléctricos. Ambos equipos proporcionaron resultados teóricos confiables, permitiendo la aplicación de la Ley de Ohm en los cálculos y análisis. A través del Fluke 376 , que cuenta con la capacidad de medir señales no

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CONCLUSIONES:

Manuel Alejandro Perez Peña: En esta práctica, aprendí a utilizar el amperímetro de gancho Fluke Serie 376 y el Protek 307 Power Clamp Meter para medir corrientes eléctricas en diferentes circuitos de forma teórica precisa y segura. La aplicación de la Ley de Ohm y las fórmulas de potencia me permitió analizar el comportamiento de los sistemas eléctricos y evaluar su eficiencia. Además, comprendí la importancia de las normas de seguridad CAT III y CAT IV, que garantizan el uso seguro del equipo en entornos con alto riesgo de sobretensiones. Este ejercicio reforzó mis conocimientos teóricos y mejoró mis habilidades prácticas en medición eléctrica, esenciales para el desarrollo de mi carrera en Ingeniería Electromecánica.

Hernández González Jocelyn Citlali

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La Unidad 3: Instrumentos para Mediciones Eléctricas, da apertura con el amperímetro, ya que es una herramienta fundamental para dichas mediciones, en el campo laboral ingenieril los instrumentos de medición no son muy variados pero todos son muy importantes. El saber utilizarlos también es importante y aún más importantes son las medidas de seguridad, ya que la parte eléctrica en la ingeniería es muy peligrosa y de mucho cuidado, así que es indispensable tener en cuenta las medidas y normas de seguridad. Para poder calcular las intensidades y medidas eléctricas hay que conocer ciertas leyes de dicha área para tener las lecturas más precisas y correctas, y así poder obtener los datos necesarios y que deseamos, no podemos hacer las mediciones sin llevar un orden ya que no solo es peligroso para el ingeniero, sino también para el resto del equipo de trabajo, para ello el margen de error debe reducirse lo más que se pueda. La electricidad es parte fundamental de nuestra carrera ya que en nuestra formación se menciona estrictamente, es de suma importancia conocer este tipo de conceptos básicos. Barrera Martinez Delfino Santiago En esta unidad es parte fundamental para la carrera ya que nos introducimos a la parte eléctrica y sus componentes como el amperímetro de gancho es una herramienta demasiado práctica ya que solo tenemos que abrir el gacho y rodear los cables para poder tomar las medidas eléctricas precisas, y empezaremos a tener un poco de práctica haciendo nuestras primeras mediciones en la granja solar y ahí aplicaremos las normas de seguridad que rigen el área eléctrica para seguridad industrial al igual que la ley de ohm y su fórmula para calcular los volts, ohm y amper ya teniendo estas capacidades cognitivas seremos capaces de adquirir más competencias acerca de la carrera. GAYOSSO MONTES IRVING URIEL: La práctica realizada fue una experiencia enriquecedora que permitió integrar conocimientos teóricos y prácticos fundamentales en el ámbito de la ingeniería eléctrica. El uso de instrumentos como los amperímetros Fluke Serie 376 y Protek 307 fue clave para lograr mediciones precisas y comprender la aplicación real de conceptos como la Ley de Ohm y las fórmulas de potencia eléctrica.

Asimismo, se destacó la relevancia de las normas de seguridad CAT III y CAT IV, que garantizan la protección del usuario y del equipo en entornos eléctricos con diversos niveles de riesgo. Este aspecto subrayó la importancia de operar con profesionalismo y responsabilidad en situaciones que implican alta energía.

La práctica no solo permitió consolidar competencias técnicas, sino que también reforzó el compromiso con el análisis crítico de los resultados, asegurando la validez de los datos obtenidos y comprendiendo su impacto en el desempeño de los sistemas eléctricos. Este aprendizaje representa un avance significativo en mi formación como ingeniero, fortaleciendo tanto las bases teóricas como las habilidades prácticas esenciales para mi desarrollo profesional.

GARCÍA OSORIO PAOLA MONSERRAT:

En esta práctica me ayudó a profundizar un poco en la utilización de los amperímetros Fluke Serie 376 y Protek 307, con dichas herramientas se pueden comprobar la precisión

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Ing. Ángel Uriel Sánchez González