Potencia Eléctrica Experiencia N6 Labo Fisica 3

 

Potencia Eléctrica Experiencia N°6

1- OBJETIVOS 1. Mostrar la potencia eléctrica como función del voltaje y de la corriente, calculando y midiendo la potencia disipada en una resistencia conforme aumenta el voltaje. 2. Determinar que la resistencia de un filamento de una lámpara varía con la temperatura, 3. Verificar que la resistencia del filamento (foco) no varía linealmente con el voltaje aplicado

2.- MATERIALES          

Fuente de voltaje Resistencia Cables Década de resistencias Foquitos de 15 v Reóstato Sistema Unitrain- interfaz

3.-FUNDAMENTO TEÓRICO La potencia eléctrica es mayor mientras mayor sea la tensión y mayor sea ia corriente Para la potencia P es válida la relación: P = U.I La unidad de la potencia eléctrica recibe el nombre de Watt (W), el inglés que la definió. 1 W es la potencia de una corriente continua de 1 A con una tensión continua de 1 V. La potencia absorbida por una carga se puede medir, por tanto, de manera indirecta con un voltímetro y un amperímetro. Una medición directa de potencia po tencia se puede realizar por medio de un vatímetro. Si en la fórmula anterior, de acuerdo con la ley de Ohm, para la potencia, se reemplaza la tensión U por el producto IR, se obtiene la ecuación: S042 S042 KH  

 

4.- PROCEDIMEINTO

Experimento a: Medición de potencia (equipo Unitrain) En el experimento siguiente se debe examinar la medición indirecta de la potencia eléctrica pe medio de una medición paralela de corriente y tensión. Monte el circuito experimental representado a continuación: continuació n: Abra el instrumento virtual Fuente de tensión continua, y seleccione los ajustes. Encienda continuación el instrumento por medio de la tecla POWER. Abra el instrumento virtual Voltímetr A ,y el instrumento Amperímetro B, y seleccione los ajustes.

Ahora, ajuste en el instrumento Fuente de tensión continua una tensión UPS de 1 V. Mida I tensión Ui a través de la resistencia R1 al igual que la corriente resultante I, en miliamperios anote los valores obtenidos en la correspondiente columna de la tabla siguiente. A partir d ello, determine la potencia P, absorbida por la resistencia en mW y anote de igual manera el resultado en la tabla. Repita el experimento para las tensiones de entrada de 2, 5 y 10 V anote los valores en las líneas correspondientes de la tabla. JTU~^ Tabla 1: Exp 1 2 3 4

Ups (V) 1 2 5 10

U1(V) 0.9 1.8 4.6 9.3

I1(mA) 0.7 1.8 5 10.5

P1(mW)

Ahora, en el montaje experimental, reemplace la resistencia R1 de 1 kO por la resistencia R! de 500 Q y repita la serie de mediciones. Anote tos resultados de las mediciones, al igual qu< los valores de potencia calculados, en la siguiente tabla (tabla 2).

TABLA 2 Exp 1 2 3 4

Ups (V) 1 2 5 10

U1(V) 0.9 1.8 4.6 9.3

I1(mA) 1.3 3.2 8.8 18.2

P1(mW)

Experimento b: Verificando la potencia eléctrica como función de! voltaje y de \Í corriente eléctrica. Se calcula y se mide la potencia disipada en una resistencia conforme aumenta el voltaje.

 

• Arme el circuito de la figura 2 Las resistencias R, y R2 (cada una de 1 W) estar conectadas en

paralelo, de manera que puedan disiparse 2 watts de potencia. St resistencia en paralelo es de 50Q.

Observe la tabla 3 y use la ley ele Ohm para calcular la intensidad que pasa a través de las resistencias Varié el cursor del reòstato. Anote los datos obtenidos en la tabla 3, calcule la potencia para cada valor. Determinación de la variación de la resistencia del filamento de una lámpara con la temperatura • Sabiendo que la resistencia en frio del foquito es aproximadamente 6Q arme el circuito de

la figura 3.

•Ajuste la fuente de voltaje de energía sucesivamente a voltajes diferentes variando el

reóstato y anote los valores que indica en la tabla 4Alaumenttar la corriente en el filamento aumenta la potencia disipada por este, elevando su temperatura hasta que brilla. Por tanto se disipa la potencia en forma de calor y luz. •Calcule y anote la resistencia del filamento de la figura de la lámpara para cada valor de

voltaje y corriente registrados en la tabla 4.

 

Voltaje (V) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4

Corriente (A) 0.23 0.275 0.32 0.35 0.39 0.42 0.465

Resistencia (Ω) 2.174 3.636 4.688 5.714 6.41 7143 8.602

Potencia (W) 0.115 0.275 0.48 0.7 0.975 1.26 1.86

5.- CUESTIONARIO.

1.- Examine sus resistencias registradas en la tabla 4. ¿Al aumentar el voltaje aumenta la resistencia del filamento?, ¿En qué medida fue mayor la resistencia del filamento a un voltio que cuando estaba frio? Se verificó mediante el experimento que al hacer variar el voltaje el valor de la resistencia iba aumentando tal que al llegar a los 2.5V el valor de la resistencia pasó al valor que se calculó cuando estaba frío (6 (6Ω). Luego los siguientes voltajes 3 y 4 también sobrepasaron el valor de la resistencia cuando estaba frío. 2 - Grafique V = V (R) de los resultados de la tabla 4. Determine la ecuación de la curva e interprete. Voltaje (V) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4

Corriente (A) 0.23 0.275 0.32 0.35 0.39 0.42 0.465

=

=

V=V(R)

Resistencia (Ω) 2.174 3.636 4.688 5.714 6.41 7143 8.602

 ∑  ∑   ∑    −  − ∑  ∑( ) − (∑ (∑  )



Potencia (W) 0.115 0.275 0.48 0.7 0.975 1.26 1.86

 

 ∑( ) ∑   − ∑  ∑    ∑( ) − (∑ (∑  )



 

 

  Resistencia (Ω) x 2.174 3.636 4.688 5.714 6.41

Voltaje (V) y 0.5 1 1.5 2 2.5

xy 1.087 3.636 7.032 11.428 16.025

X^2 4.726 11.31 21.977 32.65 41.088

7.143 8.602 38.367

3 4 14.5

21.429 34.408 95.045

51.022 73.994 236.737

=

 ∑  ∑   ∑    −  − ∑  ∑( ) − (∑ (∑  )

=



 

(7)(95.0 (7)( 95.045) 45) − (38.367)( (38.367)(14.5 14.5)) (7)(236. (7)( 236.737) 737) − (38.367) (38.367)

=

665.315 665. 315 − 556.322 556.322

 

 

1657.159 1657 .159 − 1472.027 1472.027

 = 185.123 

=

 ∑( ) ∑   − ∑  ∑   



 ∑( ) − (∑ (∑  )

=

(7)((236.737)(14.5) (7)((236.737 )(14.5) − (38.367)(95.045) (38.367)(95.045) (7)(236.7 (7)( 236.737) 37) − (38.367) (38.367)

=

24028.806 − 3646.592 1657.159 1657 .159 − 1472.027 1472.027

=

20382.214 185.132

 

 

 

 

 

 = 110.096 

Ecuacion de la grafica  = 185.123 + 110.096 

3.- Compare los resultados con los resultados de la práctica de la ley de Ohm. Anadee. 4.- Grafique P = P (R) de los resultados de la tabla 4. Determine la ecuación de la curva y / o recta e interprete. Voltaje (V) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4

Corriente (A) 0.23 0.275 0.32 0.35 0.39 0.42 0.465

=

=

Resistencia (Ω) 2.174 3.636 4.688 5.714 6.41 7143 8.602

 ∑  ∑   ∑    −  − ∑  ∑( ) − (∑ (∑  )



Potencia (W) 0.115 0.275 0.48 0.7 0.975 1.26 1.86

 

 ∑( ) ∑   − ∑  ∑    ∑( ) − (∑ (∑  )



 

P=P(R)

Resistencia (Ω) x 2.174 3.636 4.688 5.714 6.41 7.143 8.602 38.367

Potencia (W) 0.115 0.275 0.48 0.7 0.975 1.26 1.86 5.665

xy 0.25001 0.9999 2.25024 3.9998 6.24975 9.00018 15.99972 38.7496

X^2 4.726276 13.220496 21.977344 32.649796 41.0881 51.022449 73.994404 238.678865

 

  =

=

 ∑  ∑   ∑    −  − ∑  ∑( ) − (∑ (∑  )



 

(7)(38.7 (7)( 38.7496) 496) − (38.367)( (38.367)(5.66 5.665) 5)

=

(7)(238. (7)( 238.6788 678865) 65) − (38.367) (38.367)

271.2472 271. 2472 − 217.34905 217.349055 5

 

 

1670.752055 1670.7520 55 − 1472.026689 1472.026689

 = 0.2712 

=

=

   ∑( )

    ∑   − ∑  ∑    ∑ ∑  ( ) − (∑ (  )

(7)(238.678865)(5.66 (7)(238.678 865)(5.665) 5) − (38.367)(38.7496) (38.367)(38.7496) (7)(238.6 (7)( 238.67886 78865) 5) − (38.367) (38.367)

=

 

1670.752055 1670.75205 5 − 1486.705903 1486.705903

 

1670.752055 1670.75205 5 − 1472.026689 1472.026689

148.046152

 

 = 198.725366

 = 0.745 

Ecuación de la grafica  = 0.2712 0.2712 + 0.745 0.745 

5.- ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? Tabla 1 y/o 2 A) La resistencia pequeña absorbe escasa potencia con la misma tensión B) La resistencia pequeña absorbe una potencia elevada con la misma tensión

 

C) Si se duplica la tensión, se duplica también la potencia absorbida D) Si se duplica la tensión, se reduce a la mitad la potencia absorbida 6. - ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? Tabla 1 y/o 2 A) La potencia total es independiente de la tensión que se aplica 8) La potencia total disminuye si se eleva la tensión que se aplica C) La potencia total aumenta si se eleva la tensión que se aplica D) La resistencia pequeña absorbe una cantidad mayor de potencia E) La resistencia mayor absorbe una cantidad mayor de potencia

6.- SUGERENCIA Y CONCLUSIONES