Facultad DE INGENIERIAAMBIENTAL Y DE RRNN ESCUELA PROFECIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL Curso: Laboratorio de Física III Profesor: Tema: Circuitos de Corriente Continua Ciclo: IV Integrantes: Codigo: Darwin Apeña Milla Rosa Romero Aquino Dorith Perales Alvares Brenda Suarez CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 2 Determinar la constante de proporcionalidad (RESISTENCIA) entre el en bornes de un conductor y la corriente que se establece. Estudiar los circuitos elementales de corriente continua y las propiedades de las conexiones de resistencias en serie y en paralelo Manejar instrumentos de medida como voltímetros y amperímetros. Medidas de potencial, corriente y resistencia. Construir circuitos eléctricos de corriente continua Comprobación experimental del valor de la resistencia equivalente al conectar varias resistencias en PARALELO. Comprobación experimental del valor de la resistencia equivalente al conectar varias resistencias en SERIE. MATERIALES: PROCEDIMIENTO: Computadora personal 1 Interfase Science Workshop 750 1 Amplificador de potencia Laboratorio electrónico AC/DC Sensor de voltaje Fuente de voltaje Resistencias (10Ω/ 560Ω/ 100Ω/ 330Ω) Cables de conexión Procedimiento para configuración de equipos y accesorios a. Verificamos la conexión y encendido de la interfase. b. Ingresamos al programa Data Studio y seleccionamos “crear experimento”. c. Seleccionamos el “amplificador de potencia” de la lista de sensores y efectuar la conexión a la interface usando cables para transmisión de datos según indicado por Data Studio. CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 3 d. Efectuamos la calibración para este sensor indicando salida de voltaje continúo con una variación de 0.1V y una frecuencia de muestreo de 50Hz en voltaje y corriente. e. Generamos una gráfica para cada uno de los parámetros registrados por el amplificador (voltaje y corriente). Actividad Nº 1 (agrupamiento de resistencias) a. Conectamos los terminales del amplificador en las entradas del laboratorio AC/DC. b. Cerramos el circuito con dos resistencias de 10 conectadas en serie, tal como se muestra en la Figura (a), empleando para ello los cables de conexión proporcionados. EN SERIE CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 4 c. Con el amplificador de potencia encendido, pulse el botón “Inicio” para iniciar la toma de datos, realizamos la medición durante cinco segundos y luego varié el voltaje aumentando 0.1V por vez; repetimos este proceso hasta alcanzar 1.0 Voltios y detenemos la toma de datos. d. Registramos sus datos en la Tabla (1). Voltaje (V) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Corriente(A) 0.004 0.009 0.014 0.018 0.023 0.027 0.033 0.037 0.042 0.046 Resistencia equivalente teórica () 20 Resistencia equivalente experimental () 21.48 Error Absoluto 1.48 Error porcentual e. Generamos una gráfica voltaje vs. corriente y determinamos el valor de la pendiente. (V) CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 5 Pendiente = 21.48115 () CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 6 f. Calculamos el valor de la resistencia equivalente. g. Realizamos las operaciones correspondientes y obtengamos el error absoluto y porcentual respecto al valor teórico. h. Cerramos el circuito con dos resistencias de 10Ω conectadas en paralelo, tal como se muestra en la Figura (b), empleando para ello los cables de conexión proporcionados. EN PARALELO i. Con el amplificador de potencia encendido, pulse el botón “Inicio” para iniciar la toma de datos, realice la medición durante cinco segundos y luego varié el voltaje aumentando 0.1V por vez; repita, este proceso hasta alcanzar 1.0 Voltios. j. Registramos sus datos en la Tabla (2). Voltaje (V) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Corriente(A) 0.02 0.03 0.046 0.07 0.079 0.10 0.19 0.13 0.149 0.17 Resistencia equivalente teórica () 5 Resistencia equivalente experimental () 5.95 Error Absoluto [5.95 – 5] =0.95 Error porcentual R equi = R 1 + R 2 = 10 + 10 = 20 ERROR ABSOLUTO = R exp – R teo = 21.48 – 20 = 1.48 ERROR PORCENTUAL = 2148−20 20 100 = 7.4 % CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 7 k. Generamos una gráfica voltaje vs. corriente y determinamos el valor de la pendiente. l. Calculamos el valor de la resistencia equivalente. m. Realizamos las operaciones correspondientes y obtengamos el error absoluto y porcentual respecto al valor teórico Actividad Nº 2 (agrupamiento de resistencias y f.e.m) a. Realizamos el montaje de resistencias y generadores de f.e.m. según se muestra en la Figura luego, conecte los terminales del amplificador de potencia en las entradas del laboratorio AC/DC. PENDIENTE = 5.95855 = + = + R eq = 5 ERROR ABSOLUTO = [5.95 – 5] = 0.95 ERROR PORCENTUAL = 5−595 5 100 = 19 CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 8 b. Del mismo modo y respetando la polaridad del circuito conectamos los terminales de la fuente de alimentación adicional (SE-9720). c. En la ventana de configuración de Data Studio elegimos el “sensor de voltaje”, de la lista de sensores e indicamos una frecuencia de registro de 10Hz. d. Generamos un medidor digital para voltaje. e. Regulamos el amplificador de potencia para salida de 2.5V de C.C. f. Regulamos la fuente (SE-9720) para una salida de 5.0V. g. Pulsamos el botón “Inicio” y realizamos la lectura del medidor digital variando la posición de los terminales del sensor de voltaje tal como se muestra en la Figura. h. Determine, usando la ley de Ohm la intensidad de corriente que circula por cada resistor. i. Usando las leyes de Kirchhoff, calcule el valor teórico de las corrientes y determine el error porcentual de cada una de ellas. j. Anote sus datos en la Tabla (3). Magnitud Punto (1) Punto (2) Punto (3) Voltaje (V) 0.159 5.45 3.04 Corriente(A) 0.01 0.0111 0.0110 Corriente exp. Punto (1) 0.01 Corriente teórica Punto (1) 0.08069 Error porcentual 87.6% CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 9 Encontramos las resistencias experimentalmente para luego compararlos teóricamente mediante la pendiente de la gráfica voltaje vs. Corriente. Se determinó las resistencias equivalente del circuito en serie y el paralelo. Se observa que el voltaje aumenta cuando es un circuito en mallas. Corriente exp. Punto (2) 0.0111 Corriente teórica Punto (2) 0.0093 Error porcentual 19-35% Corriente exper. Punto (3) 0.0110 Corriente teórica Punto (3) 0.08999 Error porcentual 87.77% CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 10 1. ¿El error cometido en la determinación experimental de la resistencia equivalente en la asociación de resistencias en paralelo esta dentro de la tolerancia admitida por el fabricante? Si, si está dentro de la tolerancia por el fabricante ya que ellos tienen un margen de error en mediciones ya que los aparatos electrónicos del laboratorio influyen en la medición de la Resistencia 2. ¿Experimentalmente se verifica que la resistencia equivalente para un agrupamiento en paralelo siempre es más pequeña que cualquiera de las resistencias individuales? Si, como hemos observado en el experimento se verifica que la resistencia equivalente para un agrupamiento en paralelo siempre es mas pequeña que cualquiera de las resistencias individuales. se puede confirmar teóricamente también con la siguiente ecuación: 3. ¿Es siempre posible encontrar una sola resistencia que pueda reemplazar a una combinación de resistencias en cualquier circuito dado, sin modificar la corriente en el circuito?, explique. Claro que si, si se puede remplazar una resistencia equivalente en cualquier circuito sin que modifique la corriente en el circuito ni el voltaje. 4. Si la potencia absorbida por cualquier porción de un circuito entre dos puntos a y b esta dado por: ab iV P ¿Cuál será la potencia absorbida por la resistencia de 330, en el circuito empleado para desarrollar la segunda actividad?, ¿podría tener signo negativo?, explique. = = = 6 Si la potencia absorbida es numéricamente igual a la cantidad de calor desarrollada por unidad de tiempo, ¿Cuánto calor disipa la resistencia de 330 en una hora? = = = = J Por lo tanto el calor que disipa la resistencia de 330Ω es 334.2 J CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 11 7. ¿El valor de la fuerza electromotriz de un generador se define como la cantidad de energía convertida de la forma eléctrica a la no eléctrica, ¿Por qué? Una característica de cada generador es su fuerza electromotriz (F.E.M.), simbolizada por la letra griega epsilon (ε), y definida como el trabajo que el generador realiza para pasar la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo por el interior del generador. La F.E.M. (ε) se mide en voltios y en el caso del circuito de la Figura 2, sería igual a la tensión E, mientras que la diferencia de potencial entre los puntos a y b, V a-b , es dependiente de la carga Rc. La F.E.M. (ε) y la diferencia de potencial coinciden en valor en ausencia de carga, ya que en este caso, al ser I = 0 no hay caída de tensión en Ri y por tanto V a-b = E. 8.¿Cuándo se puede denominar a un dispositivo generador de fuerza electromotriz? Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema está basado en la ley de Faraday. Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tres fases. El proceso inverso sería el realizado por un motor eléctrico, que transforma energía eléctrica en mecánica. 9. Explique el principio de funcionamiento del puente de Wheatstone, ¿Cuál es su valor? El puente Wheatstone es un circuito muy interesante y se utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias (como ya se había dicho). CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 12 El circuito es el siguiente: (puede conectarse a cualquier voltaje en corriente directa, recomendable no más de 12 voltios)Cuando el puente se encuentra en equilibrio: R1 = R2 y Rx = R3 de donde.... R1 / Rx = R2 / R3 En este caso la diferencia de potencial (la tensión) es de cero "0" voltios entre los puntos A y B, donde se ha colocado un amperímetro, que muestra que no pasa corriente entre los puntos A y B (0 amperios) Cuando Rx = R3, VAB = 0 voltios y la corriente = 0 amperios Si no se conoce el valor de Rx, se debe equilibrar el puente variando el valor de R3. Cuando se haya conseguido el equilibrio, Rx será igual a R3 (Rx = R3). R3 debe ser una resistencia variable con una carátula o medio para obtener valores muy precisos. 10.¿De que manera puede usarse un puente de Wheatstone para determinar valores para capacitores?, explique. El puente de Wheatstone de capacitores consta de 5 capacitores que no están conectados en serie ni en paralelo, Por sus características el puente se puede emplear en el diseño de sistemas de medición, como indicaremos posteriormente, de diversas variables cuyas magnitudes se puedan traducir a capacitancias. CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Laboratorio de Física III 13 http://www.areatecnologia.com/corriente-continua-alterna.htm http://enciclopedia.us.es/index.php/Corriente_continua http://www.geocities.ws/pnavar2/continua/potencia.html http://pe.kalipedia.com/tecnologia/tema/electricidad/corriente-continua- corriente-alterna.html?x=20070822klpingtcn_93.Kes http://www.nichese.com/alterna.html ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO (M MARQUEZ ,V PEÑA. 1985 tercera edición) FISICA GENERAL 3 (HUMBERTO ASMAT 1989segunda edición)
Report "Laboratorio de Fisica3 Circuitos de Corriente Continua FIARN"