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UNIVERSIDAD CATÓLICA BOLIVIANA LABORATORIO DE ELECTROTÉCNIA INDUSTRIAL INFORME DE LABORATORIO NO. 1 APLICACIONES DE LA LEY DE OHM

Docente: Ing. Olver Gómez M.

PARALELO 1 GRUPO NO. 3 1) Cabrerizo Uzin Stephany 2) Manicone Pascual 3) Verduguez Zerda Diana

DETALLE DE NOTA 1 2 3 4 5

Presentación de Informe Circuito Real utilizado, con instrumentos Lista de equipos y materiales utilizados realmente Llenado de todas las tablas de las guías Descripción del laboratorio realizado Cálculos correctos, mínimos cuadrados y errores 6 cuando corresponda, gráficos completos 7 Procesos de cálculos 8 Temas del cuestionario de la guía 9 Conclusiones correctas del tema 10 Bibliografía utilizada, de libros y direcciones de internet TOTAL Fecha de realización: 24 de Febrero de 2012 Fecha de Presentación: 2 de marzo 2012

5 5 5 10 10 30 15 10 5 5 100

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LABORATORIO No. 1 (LAB. ELECTROTECNIA INDUSTRIAL) CIRCUITOS CON FOCOS – DIFERENTES MANERAS DE CONEXIÓN DE LAS PILAS – UTILIZACION DE UN POTENCIOMETRO Primer experimento: Circuito con focos – diferentes maneras de conexión 1. CIRCUITO REAL UTILIZADO A continuación se detallan los circuitos reales utilizados en el experimento. Conexión de 3 focos de la misma potencia en serie

Conexión de 3 focos de la misma potencia en paralelo

Conexión de 3 focos de la misma potencia en combinado

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2. LISTA DE MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS     

Un tester. Un tester tipo alicate, digital. 3 focos de 100 W. 3 soquets para los focos. Cables para conexión de los focos.

    

1 destornillador pequeño. 1 alicate de punta. 1 pela cables. Cinta aislante. Un juego de cables con terminales banana y pinzas caimán.

3. DESCRIPCION DEL LABORATORIO REALIZADO En el presente laboratorio se realizaron 2 ensayos: Primer ensayo: Conexión de focos con distintos tipos de circuitos (220 Volts) Para este primer ensayo, primero se realizo la conexión de 3 focos en serie, a continuación se describe como se conectaron: a) Se conectaron 3 focos de 100 watts, en serie, utilizando cables y demás herramientas. b) Posteriormente se conecto los cables a corriente alterna de 220 Volts, y se midieron los voltajes Vab, Vbc, Vcd, Vad; estos datos fueron registrados en la TABLA No.1

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c) Se calculo la resistencia de cada foco, tomando en cuente un solo foco, se utilizo la Ley de Ohm, y también la formula de la potencia. Se registro este valor en la quinta columna de la TABLA No.1 d) En base a los datos que se tomaron, se calculo la corriente que circulo por el circuito, y se midió la corriente con el amperímetro, tipo alicate. Se registraron estos valores en la TABLA No.2. Se aplico las formulas de la Ley de Ohmn. Conexión de 3 focos combinado, en paralelo y serie a) Primero se conectaron los 3 focos de 100 watts, en paralelo utilizando los cables y las demás herramientas. Se conecto la fuente de alimentación a 220 Volts. b) Los cables se conectaron a corriente alterna de 220 Volts, y se midieron los voltajes Vab y Vbc, se registraron estos valores en la TABLA No.6 c) Se midieron las corriente Iab e Ibc, en base con estos datos, se calcularon ambas corrientes, se registraron estos valores en la TABLA No.7 aplicando las formulas de la Ley de Ohm y la de potencia. Segundo ensayo: Conexión de las pilas o baterías utilizando el tablero de circuitos a) Primero se conectaron las 2 pilas del tablero de circuitos (conexión de baterías en serie), se observo el efecto del brillo de foquito. b) Posteriormente se conectaron las 2 pilas del tablero de circuitos (conexión de baterías en paralelo), se observo el efecto del brillo de foquito. c) Finalmente, se conectaron las dos pilas del tablero de circuitos 4. LECTURA DE DATOS Y PROCESOS DE CALCULO Conexión de focos con distintos tipos de circuitos (220 Volts) FOCOS EN SERIE:

Vab medido [Volts] 73.1

Vbc medido [Volts] 76.0

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TABLA No.1 Vcd medido [Volts] 72.0

Vad medido [Volts] 221

R, calculada [Ohms] 488.41

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En base a los datos tomados, calculamos la corriente del circuito y la resistencia de cada foco, aplicando las formulas de la Ley de ohm y la de potencia, a continuación se presenta el procedimiento seguido. LEY DE OHM: V=RI FORMULA DE LA POTENCIA: P=VI De la Ley de Ohm, se despejo la corriente quedando: I = V/R, y se reemplazo en la formula de la potencia, quedando:

Despejando la resistencia, se tiene:

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I [Amp] calculada 0,151

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TABLA No.2 I [Amp] medida 0,210

Desviación en % 39.07

Responder las siguientes preguntas: 1.- ¿El brillo de los 3 focos es igual?, ¿Por qué es así? Demuestre con cálculo de resistencias en serie, tome en cuenta que los 3 focos son iguales cada uno de 100 watts, por tanto tienen la misma resistencia. El brillo de los 3 focos es igual, porque tienen la misma resistencia, y por lo tanto cae el mismo voltaje sobre los 3 focos. Demostrando con formulas: LEY DE OHM: V=RI FORMULA DE LA POTENCIA: P=VI De la Ley de Ohm, se despejo la corriente quedando: I = V/R, y se reemplazo en la formula de la potencia, quedando:

Despejando la resistencia, se tiene:

Para las resistencias en serie se tiene que la resistencia equivalente es igual a la suma de las resistencias.

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2-. Si se desenrosca un foco, o se corta la línea, los otros 2 focos se apagan o siguen encendidos?, por qué? Demostrar con cálculo. Si se desenrosca un foco, o se corta la línea, los otros 2 focos se apagan porque los circuitos conectados en serie comparten la misma corriente y desconectando uno cortamos la corriente. Demostrando con formulas: LEY DE OHM: V=RI FORMULA DE LA POTENCIA: P=VI De la Ley de Ohm, se despejo la corriente quedando: I = V/R, y se reemplazo en la formula de la potencia, quedando:

Por tanto, como la resistencia es infinita, entonces se tiene que la corriente es igual a:

3.- Normalmente se utiliza este sistema de conexión de focos en serie? ¿Por qué si o porque no? Normalmente, no se utiliza este sistema de conexión de focos en serie, porque si falla un foco, se apaga todo el circuito. FOCOS EN PARALELO TABLA No.3

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Vab medido [Volts] 214

R calculada [Ohms] 457.96

Para la R calculada:

I1 medido [Amp] 0,43

I2 medido [Amp] 0,42

TABLA No.4 I3 medido I1 calculado [Amp] [Amp] 0,42 0,467

I2calculado [Amp] 0,467

I3 calculado [Amp] 0,467

LEY DE OHM: V=RI

I total medido [Amp] 1.37

TABLA No.5 I total calculado [Amp] 1.401 |

Desviación % 2.213

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Responde a las siguientes preguntas: 1.- El brillo de los 3 focos es igual?, por que es así?, demuestre con calculo de resistencias en paralelo, tome en cuenta que los 3 focos son iguales a 100 watts, además en comparación con la conexión serie, los 3 focos brillan mas o menos? El brillo de los 3 focos es el mismo porque en todos caen los 214 Volts (teóricamente debería ser 220 voltios), por lo tanto tienen una mayor potencia, y un mayor brillo que cuando se conectan en serie.

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LEY DE OHM: V=RI FORMULA DE LA POTENCIA: P=VI De la Ley de Ohm, se despejo la corriente quedando: I = V/R, y se reemplazo en la formula de la potencia, quedando:

P total=P1 + P2 + P3 =300 Watts 2.- Si se desenrosca un foco, o sea se corta una línea, los otros 2 focos se apagan o siguen encendidos?, por que? Demostrar con cálculo, aplicando resistencias. Si se desenrosco un foco, no se apagan porque en los circuitos conectados en paralelo, cada foco tiene su corriente independiente. LEY DE OHM: V=RI FORMULA DE LA POTENCIA: P=VI

De la Ley de Ohm, se despejo la corriente quedando: I = V/R, y se reemplazo en la formula de la potencia, quedando:

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3.- Se utiliza este sistema de conexión de focos en paralelo? Por que si o por que no? Si, se utiliza este sistema de conexión, porque cuando falla un foco, no hay riesgo de que se pierda la conexión, además si agregamos más focos, no perdemos potencia en el resto. FOCOS EN COMBINADO, EN PARALELO Y SERIE

Vab medido[Volts] 42.1

Iab medido [Amp] 0.19

Ibc medido [Amp] 0.38

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TABLA No.6 Vbc medido [Volts] 179.1 TABLA No.7 Iab Ibc calculado calculado [Amp] [Amp] 0.172 0.366

R, calculada [Ohms] 488.41

Desviación Iab %

Desviación Ibc %

10.46

3.82

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En base a los datos tomados, calculamos la corriente del circuito y la resistencia de cada foco, aplicando las formulas de la Ley de ohm y la de potencia, a continuación se presenta el procedimiento seguido. LEY DE OHM: V=RI FORMULA DE LA POTENCIA: P=VI De la Ley de Ohm, se despejo la corriente quedando: I = V/R, y se reemplazo en la formula de la potencia, quedando:

Despejando la resistencia, se tiene:

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Responder a las siguientes preguntas: 1.- El brillo de los 3 focos es igual o distinto?, porque es así?, demuestre con calculo de resistencias en serie, tome en cuenta que los 3 focos son iguales a 100 watts. No el brillo de los focos paralelos es menor que el foco suelto en serie R total = Rab + Rc

2.- Si desenroscamos uno de los focos del paralelo, los otros dos se apagan?, porque si o porque no? Respuesta.No porque el circuito aun posee un lazo cerrado por el cual fluye corriente y permite que se enciendan los otros focos

3.- Si desenroscamos el foco que esta en serie, los otros dos se apagan?, por que si o porque no? Respuesta.Si porque el circuito se abre por lo que no fluye corriente por el circuito que es necesaria para que los focos se prendan

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Segundo experimento: Conexión de las pilas o baterías utilizando el tablero de circuitos 1. Circuito real utilizado.-

2. Lista de materiales y equipos utilizados realmente 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Dos pilas de 1..5 [v] Un foquito de linterna Un tablero de experimentos Un tester Un tester tipo alicate Un juego de cables con terminales banana y pinzas caiman

6. Procedimiento y Cuestionario a) Conectamos las dos pilas del tablero de circuitos, tal como se muestra en la figura 2.1.a vea el efecto del brillo del foquito y anote en el informe-se trata de una conexión de baterías en serie La luminosidad del foquito es intensa b) Conectamos las dos pilas del tablero de circuitos, tal como se muestra en la figura 2.1b , vea el efecto del brillo del foquito y anote en el informe – se trata de una conexión de baterías en paralelo. El foquito se prende pero su luminosidad es menor que en la primera conexión c) Finalmente conectamos las dos pilas del tablero de circuitos, tal como se muestra en la figura 2.1.c, vea el efecto del brillo del foquito y anote en el informe. ¿Qué tipo de conexión es? Laboratorio de Electrotecnia I- Lab 1

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El foquito no se prende es una conexión en contra corriente d) Determine la naturaleza de las conexiones de ambas pilas. O sea en los pasos a ,b) y c), ¿Cuál de estos fue el más útil para que el foquito brille con mayor intensidad? ¿Cuál circuito fue el menos útil? ¿Por qué? En la primera conexión es en serie, la segunda conexión es en paralelo y la tercera es una conexión en contracorriente. La conexión más útil para que brille el foquito es la primera en serie ya que el voltaje de las dos pilas se suma, lo que proporciona una mayor tensión al foquito. La conexión menos útil para el brillo fue la última en contra corriente ya que debido a la disposición de alas pilas no existe diferencia de potencial en los puntos en el que se conecta el foquito por lo cual no se prende. e) ¿Por qué se realiza una conexión de batería en serie? , ¿Qué aumenta y que se mantiene? La conexión en serie se utiliza para una mayor eficiencia en voltajes siguiendo la ley de Kirchoff de voltaje alrededor de lazo en esta configuración se mantiene constante la corriente y los voltajes se suman algebraicamente f) ¿Por qué se realiza una conexión de baterías en paralelo? , ¿Qué aumenta y que se mantiene? Para lograr una mayor eficiencia en la corriente, según la ley de Kirchoff de corrientes cada corriente de cada batería se suman en el nodo y lo que se mantiene constante es el voltaje

5.- Cuestionario general 5.1.-Dibuje el circuito en serie con 3 focos incandescentes, utilizando resistencias y fuente de voltaje , tomar en ceunta que dichos focos actúan como resistencias, los valores de potencia de los 3 focos es de 40 w. , y el voltaje aplicado de 220 volts, calcule la corriente total del circuito y los voltajes parciales.

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Solución.P=V*I

R=V^2/P

1/P=1/40+1/40+1/40 P=13.333 W R=3630.090 OHM pero dividimos entre los tres focos R1=1210.030 ohm R2=1210.030 ohm R3=1210.030 ohm I=PV I=0.0606 amp. V1=IR1 V1=73.333 volts V2=73.333 volts V3=73.333 volts 5.2.-Dibuje el circuito en paralelo 3 focos incandescentes, utilizando resistencias y fuente de voltaje , tomar en cuenta dichos focos actúan solo como resistencias ,los valores de potencia de los 3 focos son de 40 w. , y el voltaje aplicado de 220 volts, calcule todas las corrientes, es decir las 3 q circulan a través de cada foco , y la total, que seria la suma parciales

Solución.P=V*I

R=V^2/P

P=40+40+40=120 R=403.333 OHM

pero dividimos entre los tres focos

R1=134.444 ohm R2=134.444 ohm R3=134.444 ohm I1=V/R1 I1= 1.636 amp. I2=1.636 amp. I3=1.636 amp. Itot=4.909 amp. 5.3.-Calcule la resistencia de una lámpara incandescente , si la potencia es de 250 w y el voltaje de 220 volts Solución.R=V^2/P

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R=193.6 ohm 5.4.-La lámpara incandescente, tiene reactancia inductiva o capacitiva cuando se lo alimenta con corriente alterna? Si, no y por que? Solución.No es inductiva en su totalidad, el foco común eleva su resistencia al elevarse su temperatura y no así cuando está apagado Ej: potencia de 40 w con un voltaje de 220 volts R=V^2/p R=1210 ohm. 6.- CONCLUSIONES Como conclusión, podemos afirmar que las conexiones en serie no son de mucha ayuda para cualquier tipo de fábrica o empresa que necesita tener buena iluminación en este caso del experimento. De igual manera, en forma más general y global, las conexiones en serie no son buenas ya que si es que existe un corte en cualquier parte del conexionado todo se apagara porque será un circuito abierto, lo bueno que podríamos ver de esta cualidad de circuitos en serie, es que, en caso de que queramos proteger los demás equipos, tengamos un bloque el cual trabaje como seguridad y sea el cual explote o se destruya y los demás equipos no sufran daños . El experimento de: “La conexión de la pilas o en el tablero de circuitos” Podemos comprobar ahora la diferencia de luminosidad entre ambos sistemas de asociación por tanto fortalece la teoría de que la conexión en paralelo es mucho mejor en cuanto a buena iluminación y durabilidad de las lámparas. 5. BIBLIOGRAFÍA     

Física II, de Serway. Circuitos Eléctricos de Schaum. http://usuarios.multimania.es/pefeco/leyohm/leyohm.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm http://fismat.uia.mx/examen/servicios/laboratorios/fisica/pdfpracticas/FU2/Ley-de-Ohm.pdf

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