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• Jorge Antonio

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRICA EXPERIENCIA N°2 FUENTES DE ALIMENTACION DE CORRIENTE CONTINUA I.

OBJETIVOS  Conocer y utilizar los equipos básicos del laboratorio de electrónica.  Medir la resistencia interna de una fuente de corriente continua.

II.

EQUIPOS Y MATERIALES    

Multímetro digital Fuente de poder DC Cables de conexión diversos Resistores de 50Ω, 10Ω y 5Ω

III. INFORME PREVIO 1. Explique en que consiste la resistencia interna de una fuente de poder. Mencione algún procedimiento que permita hallar su valor de forma experimental. Las fuentes de tensión, sean estas baterías, generadores, etc. no son ideales (perfectas). Una fuente de tensión real está compuesta de una fuente de tensión ideal en serie con una resistencia (llamada resistencia interna). Esta resistencia interna, no existe en la realidad de manera de que nosotros la podamos ver. Es una resistencia deducida por el comportamiento de las fuentes de tensión reales.

   

VI = Voltaje en la resistencia interna VL = Voltaje en la resistencia de carga RI = Resistencia interna RL = Resistencia de carga

¿Como se obtiene la resistencia interna? A. Se mide la tensión en los terminales de una fuente de voltaje sin carga (sin RL). El voltaje medido será Vsc (voltaje sin carga) B. Se conecta una carga y se mide el voltaje en esta. El voltaje medido será Vcc (voltaje con carga) C. Se mide la corriente al circuito con carga. La corriente medida será I Una vez que se tienen estos valores se aplica la siguiente ecuación: RI = (Vsc - Vcc) / I

2. Importante: Para el circuito mostrado en la figura 2.1, considerando que la resistencia interna de la fuente de alimentación es cero, determine la potencia que deben ser capaces de soportar los resistores a usar en la práctica (50Ω, 10Ω y 5Ω) PARA 50Ω: 𝑷=

𝑽𝟐 𝟓𝟐 = = 𝟎. 𝟓 𝑾 𝑹 𝟓𝟎

𝑷=

𝑽𝟐 𝟓𝟐 = = 𝟐. 𝟓 𝑾 𝑹 𝟏𝟎

PARA 10Ω:

PARA 5Ω:

𝑷=

𝑽𝟐 𝟓𝟐 = =𝟓𝑾 𝑹 𝟓

3. Importante: Determine la intensidad de corriente que circula en la malla mostrada de la figura 2.1 cuando Rl=50Ω, 10Ω y 5Ω. Indique los cuidados que se debe tener con el multímetro cuando se le use para medir intensidad de corriente. PARA Rl= 50Ω y R= 50Ω 𝑽 𝟓 𝑰= = = 𝟎. 𝟎𝟓𝑨 𝑹 𝟏𝟎𝟎 PARA Rl= 50Ω y R= 10Ω 𝑽 𝟓 𝑰= = = 𝟎. 𝟎𝟖𝟑𝑨 𝑹 𝟔𝟎 PARA Rl= 50Ω y R= 5Ω 𝑽 𝟓 𝑰= = = 𝟎. 𝟎𝟗𝟏𝑨 𝑹 𝟓𝟓 PARA Rl= 10Ω y R= 50Ω 𝑰= PARA Rl= 10Ω y R= 10Ω

𝑽 𝟓 = = 𝟎. 𝟎𝟖𝟑𝑨 𝑹 𝟔𝟎

𝑰= PARA Rl= 10Ω y R= 5Ω

𝑽 𝟓 = = 𝟎. 𝟐𝟓𝑨 𝑹 𝟐𝟎

𝑰=

𝑽 𝟓 = = 𝟎. 𝟑𝑨 𝑹 𝟏𝟓

PARA Rl= 5Ω y R= 50Ω 𝑰= PARA Rl= 5Ω y R= 10Ω

𝑽 𝟓 = = 𝟎. 𝟎𝟗𝟏𝑨 𝑹 𝟓𝟓

𝑰= PARA Rl= 5Ω y R= 5Ω

𝑽 𝟓 = = 𝟎. 𝟑𝑨 𝑹 𝟏𝟓

𝑽 𝟓 = = 𝟎. 𝟐𝑨 𝑹 𝟏𝟎 Los cuidados que debemos tener al momento de medir la intensidad, es ver que la fuente este apagada al momento de querer conectar el amperímetro, conectar en serie al componente que vamos a medir, por ultimo respetar la polaridad del circuito, listo eso podemos encender la fuente y el amperímetro nos mostrara la intensidad. 𝑰=

IV. PROCEDIMIENTO 1. Mida la tensionen los terminales de una fuente de tensión sin carga. Denomine a la tensión medida como 𝑉𝑠𝑐 (¿tensión sin carga? 𝑉𝑠𝑐 (𝑉) = 5𝑉 2. Conecte una carga 𝑅𝐿 de 50Ω en paralelo a la fuente de tensión, tal como se muestra en la figura 2.1. Luego mida la tensión a través de la carga. Denomine a la tensión medida como 𝑉𝑐𝑐 (tensión con carga). Complete la columna correspondiente de la tabla 2.1.

3. Mida la intensidad de la corriente que fluye a través del resistor 𝑅𝐿 . Determine a la intensidad de corriente medida como I. Complete la celda correspondiente de la tabla 2.1.

4. Una vez que se tengan los valores 𝑉𝑠𝑐 , 𝑉𝑐𝑐 e I, aplique la siguiente ecuación y complete la celda correspondiente de la tabla 2.1. 𝑉𝑠𝑐 − 𝑉𝑐𝑐 𝐼 5. Repita los pasos anteriores variando la resistencia 𝑅𝐿 a 10 y 5 ohmios. Recuerde que los resistores deben ser capaces de soportar la potencia que disiparan. Con las mediciones complete la tabla 2.1. TABLA 2.1 𝑅𝐿 = 50Ω 𝑅𝐿 =10 Ω 𝑅𝐿 = 5Ω 𝑉𝑐𝑐 (V) 4.97 2.526 1.2 I(A) 0.0975 0.26 0.26 𝑅𝑠 (Ω) 0.307 9.51 14.615 Se puede concluir que cuanta más intensidad de corriente demande la carga 𝑅𝐿 , menor será la tensión entre los terminales de salida de la fuente de tensión. Ello se debe a la mayor caída de tensión en la resistencia interna de la fuente. 𝑅𝑠 =

V.

CUESTIONARIO 1. Hacer una tabla de los valores experimentales hallados. Los valores experimentales son respecto a las resistencias que iban variando. 𝑅𝐿 = 50Ω 𝑅𝐿 =10 Ω 𝑅𝐿 = 5Ω 𝑉𝑐𝑐 (V) 4.97 2.526 1.2 I(A) 0.0975 0.26 0.26



2. Calcular el valor de la resistencia total del circuito y comparar con su medición PARA R= 50Ω



𝑽 = (𝑹𝑺 + 𝑹) ∗ 𝑰; 𝟓 = (𝑹𝑺 + 𝟓𝟎) ∗ 𝟎. 𝟎𝟗𝟕𝟓; 𝑹𝑺 = 𝟏. 𝟐𝟖Ω Entonces la resistencia total seria 51.28 Ω, y la medición seria de 50.307 Ω PARA R= 10Ω 𝑽 = (𝑹𝑺 + 𝑹) ∗ 𝑰; 𝟓 = (𝑹𝑺 + 𝟏𝟎) ∗ 𝟎. 𝟐𝟔; 𝑹𝑺 = 𝟗. 𝟐𝟑Ω Entonces la resistencia total seria 19.23 Ω, y la medición seria de 19.51Ω

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PARA R= 5Ω 𝑽 = (𝑹𝑺 + 𝑹) ∗ 𝑰; 𝟓 = (𝑹𝑺 + 𝟓) ∗ 𝟎. 𝟐𝟔; 𝑹𝑺 = 𝟏𝟒. 𝟐𝟑Ω Entonces la resistencia total seria 19.23 Ω, y la medición seria de 19.615Ω 3. Determinar el valor de la resistencia interna de la fuente que ha utilizado. Explique el método usado experimentalmente. Para un R de 10 ohmios nuestra resistencia interna será de 9.51 ohmios, esto se debe a que la tensión aplicada es tanta que el resistor que colocamos se comporta como un cable y es por eso que nuestra resistencia interna sería tan alta casi llegando a los 10 ohmios como el resistor mismo, lo que hicimos para hallar esa resistencia interna fue medir el voltaje en el circuito sin carga, luego con carga y anotar esos valores, después medir la intensidad, y aplicar la formula : 𝑉𝑠𝑐 − 𝑉𝑐𝑐 𝑅𝑠 = 𝐼 Para así poder hallar la resistencia interna de la fuente.

4. Presente sus conclusiones Como hemos podido observar cuando mediamos, debemos tener mucho cuidado al elegir el resistor que se le pondrá al circuito puesto que si no se elige bien puede que no soporte la potencia adecuada y terminemos dañándolo, tanto el resistor como la fuente, ya que si es muy pequeña es prácticamente como si estuviéramos conectado en cortocircuito la fuente.