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• Oscar Saldaña

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

1.7 EXP. N°8 potencia de un circuito de CD I (Teórico)

NOMBRE Oscar Abrego

CEDULA 9-749-103

GRUPO 1EM311

INSTRUCTOR ING. ÁNGEL HERNÁNDEZ

FECHA DE ENTREGA Jueves 27 de abril de 2017

HORA 2:30-4:05p.m

INTRODUCCIÓN En este experimento de laboratorio introduciremos un término nuevo, La Potencia, la cual por definición es el voltaje en el elemento (ya sea resistencia, etc.) multiplicada por la corriente que pasa por ese mismo elemento. Este es un experimento teórico por ende no utilizaremos la fuente de energía y todo será calculado manualmente. Cabe destacar que los datos calculados se tomaron del laboratorio 6 ya que los circuitos son iguales.

BIBLIOGRAFÍA WILDI Y DE VITO FUNDAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA “VINCENT DEL TORO” Infografía http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_potencia/ke_potencia_elect_1.htm

CONCLUSIÓN Una resistencia disipa calor cuando es atravesada por una corriente, al calor que disipa se le conoce como potencia disipada y puede ser calculada con las ecuaciones que vimos a lo largo del experimento. Estas disiparán calor dependiendo de su tamaño y la cantidad de corriente que pase por ellas. Si tenemos un circuito que sólo contiene resistencias, entonces la potencia que genera la fuente debe ser consumida en su totalidad, esto quiere decir que, si la fuente nos está dando una potencia de 100 watts, precisamente la suma equivalente de todas las potencias del circuito debe ser de 100 watts, y esto lo pudimos comprobar en nuestros cálculos a través del experimento.

Anexo #1

Figura Figura 8-1 Valores calculados It=0.4A, R1 = 300Ω IT = I1 , Vt= It x Requi Vt= V 1 Vt (Paralelo) It= R equi It=

120 V 300 Ω

It=

2V 5Ω

Figura 8-2 Valores calculados R1 = 300Ω R2 = 600Ω

IR

VR R1

PR1= 60*0.2=12W PR2= 60*0.1=6W PT = 12+6=18W

1

IR

R1 R 2 R 1+ R 2

60 V 300 Ω

(300)(600) 300+600

IR

=

1

= 0.2A

1

V R = 60V 2

R2 = 600Ω

Requivalente =

IR

180000 900

VR R2

Requivalente = 200Ω It=

Vt R equi

It=

60V 200 Ω

It=0.3A

IR

=

2

2

2

=

60V 600 Ω I R = 0.1A 2

PR1= 120*0.4=48W PT = 48W

Pot. suministrada

Ps= 0.4*120=48W

=

1

Requivalente =

Requivalente =

Tabla de Cálculos Potencia Disipada

Ps= 0.3*60=18W

Circuito paralelo, el voltaje es el mismo. V R = 60V

R1 =

1

300Ω Figura 8-3 Valores calculados R1 = 300Ω

R2 = 600Ω

R3 =1200Ω −1

Requivalente =

7 ( 1200 )

Requivalente =

1200 7

Requivalente =171.43Ω 120 V 171.43 Ω

It=

It=0.7A Circuito paralelo, el voltaje es el mismo. V R = 120V , R1 = 300 Ω 1

IR

1

=

VR R1

IR

1

=

120 V 300 Ω

IR

1

= 0.4A

1

V R = 120V 2

IR

2

=

VR R2

IR

2

=

120 V 600 Ω

IR

2

= 0.2A

R2 = 600Ω

,

R3 = 1200Ω

2

V R = 120V 3

,

PR1= 120*0.4=48W PR2= 120*0.2=24W PR3= 120*0.1=12W PT = 48+24+12=84W

Ps= 0.7*120=84W

IR

3

=

VR R3

IR

3

=

120 V 1200 Ω

IR

3

= 0.1A

3

I R = 0.1A

Figura 8-4 R1 = 300Ω , 600Ω Requivalente =

1

R2 =

R1 = 300Ω VR = 1

R1 +

x

R2

It=

90V 900Ω

R1

PR1= 30*0.1=3W PR2= 60*0.1=6W PT = 3+6=9W

Ps= 0.1*90=9W

PR1= 40*0.1=4W PR2= 60*0.1=6W PT = 4+6=10W

Ps= 0.1*100=10W

1

x (300Ω) V R = 30V

Requivalente = 900Ω It=

1

V R = (0.1A)

Req = 300 + 600 Vt R equi

IR

1

I R =0.1A 2

R2 = 600Ω VR = 2

It= 0.1A Circuito serie, la corriente es la misma.

x

IR

2

R2 V R = (0.1A) 2

x (600Ω) V R =60V 2

Figura 8-5 R1 = 400Ω Requivalente =

R2 = 600Ω R1 + R2

Requivalente = 400Ω+600Ω Requivalente = 1000Ω It=

Vt R equi

100 V 1000 Ω

It=

It= 0.1A Circuito serie, la corriente es la misma. I R = 0.1A R1 = 400Ω 1

VR = 1

IR

1

x

R1

V R = (0.1A) x (400Ω) 1

V R =40V 1

I R =0.1A

R2 = 600Ω

2

VR = 2

IR

2

x

R2

V R = (0.1A) x (600Ω) 2

V R =60V 2

Figura 8-6 R1 = 300Ω =200Ω Requivalente =

R2 = 600Ω R3 R 1 + R2 + R3

Requivalente = 300Ω +600Ω+200Ω Requivalente = 1100Ω It=

Vt R equi

It=

110 V 1100 Ω

It= 0.1A Circuito serie, la corriente es la misma. I R = 0.1A R1 = 300Ω 1

VR = 1

IR

1

x

R1

V R = (0.1A) x (300Ω) 1

V R =30V 1

I R =0.1A 2

R2 = 600Ω

PR1= 30*0.1=3W PR2= 60*0.1=6W PR3= 20*0.1=2W PT = 3+6+2=11W

Ps= 0.1*110=11W

VR = 2

IR

x

2

R2

V R = (0.1A) x (600Ω) 2

V R =60V 2

I R =0.1A

R3 = 200Ω

3

VR = 3

IR

x

3

R3

V R = (0.1A) x (200Ω) 3

V R =20V 3

Figura 8-7 R1 = 300Ω

R2 = 600Ω

Requivalente =

R1 + R2

PR1= 40*0.133=5.32W PR2= 80*0.133=10.64W PT = 5.32+10.64=15.96W

Requivalente = 300Ω+600Ω Requivalente = 900Ω Vt R equi

I= IR

2

=

Ps= 0.133*120=15.96W

80V 600 Ω

I R = 0.133A 2

En serie las corrientes son iguales. I R = 0.133A I R =0.133A 1

T

Voltajes V 1 = I1

x

R1

V 1 = 1.33A x 300Ω=40V V A = 1.33A x 900Ω=120V Figura 8-8 R1 = 300Ω , R2 = 600Ω,

R3 =1200Ω

Requivalente =

V R = 60V 2

R2 =600Ω IR

2

=

VR R2

2

PR1= 60*0.2=12W PR2= 60*0.1=6W PR3= 60*0.05=3W PT = 12+6+3=21W

Ps= 0.35*60=84W

(

IR

−1

4+ 2+ 1 1200

)

1200 = 7

Requivalente

Requivalente =171.43Ω Vt= It x

=

2

60V 600 Ω IR

= 0.1A

1

V R = 60V 3

Requi

Vt= 0.2x300Ω Vt= 60V En paralelo, el voltaje es igual. Vt= V 1=V 2=V 3

R3 =1200Ω IR

3

=

IR

3

=

VR R3

3

60 V 1200 Ω IR

3

= 0.05A

Ley de Kirchhoff It= I R + I R + 1

IR

2

3

It=0.2+0.1+.05 It=0.35A Figura 8-9 R1 = 200Ω, =300Ω,

IR

VR =

IR

3

R2 =600Ω

R3

=0.2A

3

x

3

R3

V R = 0.2A x 300Ω 3

V R = 60V 3

Como en paralelo el voltaje es el mismo obtenemos que; V R =V R =V R 1

IR

2

2

=

3

VR R2

2

PR1= 60*0.3=18W PR2= 60*0.1=6W PR3= 60*0.2=12W PT = 18+6+12=36W

Ps= 0.3*120=36W

60V 600 Ω

IR

2

=

IR

2

= 0.1A

Ley de corriente de Kirchhoff IR = IR + IR 1

2

3

I R = 0.1A + 0.2A 1

I R =0.3A 1

Anexo #2 PRUEBA DE CONOCIMIENTOS 1. Si se sabe que un watt de potencia eléctrica se convierte en 3.43 BTU de calor por hora, calcule las BTU de calor que se desprenden de un tostador con una capacidad nominal de 600 watts. 3.43 Btu ∗600 watt=2058 BTU R: Btu del tostador = 1 watt 2. El circuito del procedimiento 3 (figura 8-2) tiene la resistencia de 300 ohms y la de 600 ohms conectadas en paralelo a través de una fuente de 60 volts. Si las dos resistencias tuvieran el mismo tamaño, ¿Cuál estaría más caliente? R: La resistencia de 300 ohm estaría más caliente ya que por esta pasa más corriente que por la de 600 y por ende su potencia es mayor. 3. Si las dos resistencias del circuito que están en el procedimiento 5 (figura 84) fueran del mismo tamaño ¿Cuál se calentaría más?

R: La resistencia de 600 ohm se calentaría más ya que, aunque la corriente es la misma en ambas resistencias, el voltaje de la de 600 es mayor y por consiguiente la potencia también. 4. Las tres resistencias del circuito del procedimiento 7 (figura 8-6) alcanzan la misma temperatura durante la operación. ¿Cuál de ellas es la de mayor tamaño? R: La de 200 es la más grande porque si se considera que todas las resistencias están a la misma temperatura entonces como la resistencia de 200 es la que disipa la menor cantidad de potencia tiene que tener un tamaño lo bastante grande para que mantenga una temperatura igual a las demás. 5. Escriba los valores omitidos en la Tabla 8-1 N 1 2 3 4 5 P(watts 30 40 50 10000 1000 ) E(volts) 5 20 5 100 1000 I(amps) 6 2 10 100 10 Procedimiento Formulas P P E= ; P=E∗I , ; I = I E N1 N2 N3 N4

P=6∗5=30

N5

40 =2 20

N6

50 =5 10

N7

I=

E=

P=100∗100=1000

N8

6 50

7 70

8 72

0.5 100

140 0.5

12 6

P=100∗10=1000

E= I=

50 =0.5 100

70 =0.5 140

P=12∗6=72

6. Escriba los valores omitidos en la tabla 8-2 1 2 3 4 E(volts) 120 20 120 60 I(amps) 1 3 1 6 P(watts) 120 60 120 360 R(ohms) 120 6.667 120 10

5 0.2 50 10 0.004

6 144 12 1728 12

7 50 5 250 10

8 40 8 320 5

7. Una lámpara incandescente de 100 watts, cuando esta fría (apagada), tiene una Resistencia cuyo valor es solo 1/12 del que tendría si estuviera caliente (encendida)

a. ¿Cuál es la corriente de la lámpara y su resistencia en caliente cuando se conecta a una línea de 120 volts? E2 E 2 1202 P= ; R= = =144 ohm . R: P=100 watts V= 120 volts R P 100 P=I 2∗R ; I =

√ √

P 100 = =0.8333 A R 144

b. ¿Cuál es la resistencia en frio de esta lámpara? 1 1 R: Resistencia frio = 12 Rcaliente= 12 ∗144=12 ohm. c. ¿Cuál es la corriente instantánea de la lámpara en el momento en que se enciende? R: La corriente instantánea está dada por i =dq/dt, sin embargo, en el instante en que se enciende la lámpara todavía no ocurre ninguna transmisión de carga y por ende no hay corriente en ese instante. d. ¿Cuál es la potencia que disipa la lámpara en este instante? R: Como no hay corriente en ese instante la potencia disipada es 0.