FI 45A Unidad III
Técnicas de Vacío
Vacío alto y medición de presiones
¡Corriente! Seguridad con equipos eléctricos
Efectos biológicos de la corriente eléctrica
El voltaje aplicado es sólo uno de los factores que determinan que un accidente eléctrico sea fatal.
Enumere los factores primarios (Lacy, p10). Debe entender y explicar el significado de cada uno.
Enumere los factores secundarios (Lacy, p11).
Indique el dominio de valores de la resistencia del cuerpo humano: ¿de qué depende?
Indique los efectos de la corriente eléctrica en función de la intensidad.
Copie y explique el gráfico 2-17.
¿Cómo depende las peligrosidad de la corriente con la frecuencia?
2.Configuración de la red
(a) Explique qué son y cómo se identifican (color):
i. La línea o el vivo
ii. El neutro
iii. La tierra
(b) Explique cómo funcionan y qué protección otorgan los fusibles de sobrecarga.
(c) Explique cómo funcionan y qué protección otorgan los diferenciales.
(d) Explique qué es la línea trifásica.
3.Riesgos y procedimientos
Traduzca la tabla 2-3 sobre riesgos evidentes y explíquelos. Seleccione los relevantes al laboratorio.
Traduzca la tabla 2-3 sobre riesgos no evidentes y explíquelos. Seleccione los relevantes al laboratorio.
Tome nota de la observación a propósito de los laboratorios de investigación.
Traduzca, entienda y anote la reglas indicadas en la pág. 42. Debe ser capaz de explicarlas a otras personas (por ejemplo, a alguien que se incorpora al laboratorio sin haber cursado este ramo).
Indique (p 44) cómo rescatar a una persona en contacto con un cable energizado
4. Alto vacío y bombas difusoras (anote en el cuaderno)
1. Considere un recipiente de 10l, sobre cuyas paredes se encuentra adsorbida una capa monomolecular de gas.
i) Calcule el número de moléculas adsorbidas, suponiendo que cada átomo en la superficie actúa como un sitio de adsorción
ii)Calcule el número de moléculas en el volumen a temperatura ambiente
iii) Calcule el cuociente entre el número de moléculas en las paredes y el número de moléculas en el volumen.
iv) ¿A qué presión empieza a predominar el efecto de las moléculas adsorbidas? Note que esto significa que el proceso de bombeo a bajas presiones no consiste solamente en evacuar el gas del volumen del recipinte, sino de las paredes. Minimizar la evolución de gases por medio de la selección de materiales apropiados es la mejor estrategia.
2. Explique el principio físico de funcionamiento de una bomba difusora (con dibujo).
3. Explique porqué la bomba debe ser respaldada por una bomba mecánica e indique la presión mínima de operación.
4. Enumere las características deseables del fluído de la bomba.
5. Explique los conceptos de
(a) corriente de retorno (Backstreaming)
(b) Pantalla (Baffle)
(c) Trampa fría (Cold trap)
5 Otras bombas
Describa dos de las siguientes bombas (principio físico de funcionamiento y condiciones básicas de operación)
1. Bomba turbomolecular
2. Bomba de sublimación de titanio
3. Bomba iónica
4. Bomba de ``arrastre" (drag pump)
5. Bomba criogénica
6. Bomba de adsorción seca ("dry getter"). Vea la información en el manual de la firma SaesGetters (www.saesgetters.com)
6 Medición de presiones
Explique qué se entiende por medición directa (o absoluta) e indirecta de presiones.
Describa el funcionamiento de un instrumento capaz de medir presiones absolutas.
Describa el principio de funcionamiento de uno de los siguientes medidores de presión y en qué intervalo de presiones funciona:
a)Termopar (thermocouple gauge, frecuentemente mal traducido como "termocupla")
b)Convectron
Explique el funcionamiento de uno de
a) Penning (Cold Cathode Gauge).
b)Explique el funcionamiento del medidor de ionización o Bayard Alpert.
7 Evaporación de un material
En esta sección Ud. deberá evaporar una película de un material a especificar (seguramente aluminio) sobre un substrato aislante (portaobjetos de vidrio), la que será usada en la unidad siguiente. Los detalles relevantes a la preparación del experimento se entregarán directamente en el laboratorio, porque la técnica depende del material a evaporar.
1. Puesto que Ud. usará un equipo de vacío, deberá estar familiarizado con su funcionamiento. Para esto, lea el libro de O`Hanlon págs. 251-257. A diferencia de las secciones anteriores, no se da aquí una lista detallada de ítemes: Ud. mismo debe escribir en su cuaderno los aspectos relevantes (los SI y los NO).
2. Debe existir un diagrama con el esquema de un equipo de vacío con bomba rotatoria, difusora y válvulas que Ud. usará, adosado al sistema (si no esta, ¡hagalo!) Los símbolos del diagrama están definidos en el manual ``Vacuum Technology" de la firma Leybold, en el laboratorio, página HB71, así como en http://www.huntvac.com/tech_libr/tech_libr.html y otas fuentes. Ud. debe explicar en qué orden se operan estos elementos y en qué oportunidad, tanto para encender como para apagar. Para evitar fallas catastróficas, Ud. sólo podrá hacer el experimento después de mostrar que sabe cómo operar el equipo.
Averigüe algunas propiedades básicas del aluminio:
-punto de fusión,
-temperatura a la cual su presión de vapor es igual a 1 Pa (se considera que a esa temperatura evapora rápidamente)
-conductividad a temperatura ambiente.
La información está en el manual "Balzers" en la sala de computación, material de referencia, o en internet, si sabe buscar.
4. Puede adelantar trabajo desengrasando dos portaobjetos de vidrio. Portaobjetos cubiertos con aluminio se limpian con hidróxido de sodio técnico (¡Cáustico! Uso obligatorio de GAFAS "antiparras de ventilaccion indirecta" y recomendado de guantes).
5. La muestras se evapora a través de un amáscara de molibdeno (cara) que ud debe limpiar suavemente con lija al agua antes de usar.
8. Bibliografía
Efectos de la corriente: fotocopia encuadernada disponible en el laboratorio. No retirar, a menos que sea para fotocopiar y devolver de inmediato.
E. A. Lacy, Handbook of electronic safety (conciso y directo)
J.P. Reilly, Applied bioelectricity (detalle de efectos biológicos, avanzado)
Mutual Chilena de Seguridad http://www.mutualseg.cl/
Seguridad con productos electrónicos: conexiones ("links"): http://www.safetylink.com/
Seguridad (curso del semestre 1999´2) http://tamarugo.cec.uchile.cl/~mpilleux/sd20a.html
Fotocopias en el laboratorio sobre información elemental en seguridad eléctricaTabla periódica y propiedades elementales http://www.speclab.com/elements/
Tablas de conversión de unidades e;n de unidades (estática) http://www.mdc-vacuum.com/
Símbolos usados en vacío http://www.huntvac.com/tech_libr/tech_libr.html
Web-based resources in Surfaces and Thin Films http://venables.asu.edu/grad/appweb1.html
Minicurso de vacio http://www.mines.edu/fs_home/cwolden/chen435/Lectures/lecture5/ y http://www.mines.edu/fs_home/cwolden/chen435/Lectures/lecture6/
¿Por qué el ultrasonido limpia? Vea el artículo de K. S. Suslick en Scientific American, Febrero 1989, p62