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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA – ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA
INFORME N° 5 GRUPO: 10 CURSO: CIRCUITOS ELECTRICOS I PRESENTADO POR: LLERENA MENDOZA ALONSO JOSE AREQUIPA – PERÚ 29/04/2014
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OBJETIVO Analizar verificar y determinar en forma experimental el valor de la resistencia interna de una fuente real de tensión; en este caso como fuente real de tensión se utilizan dos pilas conectadas en serie, el valor de esta resistencia interna será determinado por un método indirecto.
•
•
ELEMENTOS A UTILIZAR - 2 multímetros digitales - 2 pilas , UM-3(A), [tipo lapicero]; (E) - 1 batería de 9 voltios - 1 Resistencia Variable de 0-180 , 1.6 Amp. (RL) - 1 Miliamperímetro 0-300 mA D.C.
PROCEDIMIENTO DE EJECUCION • •
Armar el circuito de la figura 1.Armar el circuito de la figura 1, adjunta. Utilizando el voltímetro y el miliamperímetro en la escala adecuada, tomar un juego de 8 valores, esto variando la resistencia de carga (RL) desde 180 ohmios hasta 35 ohmios, del circuito mostrado anteriormente. Realizar este procedimiento para la batería de 9 v.
TABLA N°1
Vsc
Vcc
A(mA)
RL
Ri
9.46
6.5
190
35
15.57
7.33
7.5
141
49
12.97
9.20
7.35
120
60.3
15.41
9.13
7.8
72
100.3
18.47
9.35
7.32
55
130.8
18.72
8.35
7.43
53
135.1
18.30
8.4
7.5
42
140.5
17.69
8.48
7.7
44
174.6
17.72
•
Utilizando el voltímetro y el miliamperímetro en la escala adecuada, tomar un juego de 8 valores, esto variando la resistencia de carga (RL) desde 80 ohmios hasta 17 ohmios, del circuito mostrado anteriormente. Realizar este procedimiento para las pilas de 1.5V. TABLA N°2
Vsc 1.276 1.276 1.276 1.277 1.277 1.277 1.277 1.27
• •
Vcc 1.274 1.273 1.273 1.272 1.271 1.271 1.276 1.265
A(mA) 15 17 20 24 30 39 54 72
RL 79.7 70.2 39.9 30.8 43.2 32.3 23 18.7
Ri 0.1333 0.1765 0.2083 0.2083 0.2 1795 0.1167 0.1667
CUESTIONARIO ¿Qué pasa con el valor del voltaje terminal (voltaje en la resistencia de carga) con el aumento de corriente del circuito para ambas tablas? Explique con detalle
Cuando aumenta la corriente lo que sucede es que el voltaje también aumenta, por principio de ley de ohm, la resistencia al tener un valor constante y la corriente al variar y aumentar el voltaje en la resistencia va a aumentar. •
¿Cuáles son las partes principales de una pila y qué tipos de pilas existen?
Las partes principales de una pila son el electrodo interior, el electrodo exterior, el electrolito y el aislante. Y los tipos de pila que existen son la pila de zinc-carbono. Pila alcalina, pila alcalina de magnesio. •
¿Qué parte de la pila viene a constituir físicamente la resistencia interna? Y que sucede con su valor numérico con respecto al tiempo de uso? Explique con detalle. El electrolito, y con el paso del tiempo la resistencia interna aumenta, es por ello que con el uso hace la tensión disponible en la carga valla disminuyendo
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¿Cuáles son las partes principales de una batería y que tipos de baterías existen? Terminal positiva, terminal negativa, separador, placas y separador, electrolito, y existen las baterías de plomo-acido, niquel-hierro, niquel-cadmio, niquel-hidruro metalico, iones de litio, polímero de litio.
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¿Qué parte de la batería viene a constituir físicamente la resistencia interna? y que sucede con su valor numérico con respecto al tiempo de uso? Explique con detalle. La resistencia interna es el electrolito, su valor numérico con el tiempo aumenta de esta manera perjudica el paso de la corriente eléctrica, por ende el voltaje o la tensión es menor a medida que pasa el tiempo.
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¿Qué es una fuente de tensión ideal? Aquella que genera una diferencia de potencial (voltaje) entre sus terminales constante e independiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es infinita se dirá que la fuente está en circuito abierto, y si fuese cero estaríamos en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de tensión ideal no puede estar en cortocircuito.
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¿Qué es una fuente de tensión real? Es una fuente ideal con una pequeña resistencia interna conectada en serie. Por ejemplo una pila tipo AAA (las más grandes) tiene una tensión de 1,5V y una resistencia interna menor a 1omh?cuando es fresca. Estos parámetros determinan lo que se llama corriente de cortocircuito de una batería que es la corriente que circula cuando la misma se pone momentáneamente en cortocircuito. En el caso que nos ocupa la corriente de cortocircuito es de 1,5V/1ohm = 1,5A y por supuesto la tensión de la pila a circuito abierto (llamada FEM o fuerza electro motriz) debe ser de 1,5V.
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¿Qué diferencias existen entre una fuente real de tensión y una fuente ideal?
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Con los datos tomados en el laboratorio, graficar la curva de resistencia interna para cada una de las fuentes, tomando como abscisa la corriente y como ordenada la
tensión en Ri. Realice un comentario sobre el gráfico obtenido anteriormente. Haga una gráfica para cada tabla.
GRAFICA N°1
42 44 53 55 72 120 141 190
17,69 17,72 18,3 18,72 18,42 15,41 12,97 15,57
Corriente vs Ri 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 40
50
60
70
GRAFICA N°2
72 54 39 30 24 20 17 15
0,1667 0,1167 0,1795 0,2 0,2083 0,2083 0,1765 0,1333
80
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
Chart Title 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
Como se observa, depende de la carga conectada. En la práctica la carga conectada deberá ser mucho menor que la resistencia interna de la fuente (algo menos de diez veces) para que el valor de la corriente suministrada no difiera mucho del valor en cortocircuito •
OBSERVACIONES • • • • •
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Los bananos no realizan una correcta conexión en los circuitos (no hay paso de corriente). Se encontró cables rotos en los bananos – cocodrilo. El multimetro no funcionada, no media intensidad de corriente. No había continuidad en un resistor. No se debe llegar al valor de resistencia minimo porque se producira un corto circuito. CONCLUSIONES
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Fuente de tensión ideal es la que tiene una Rint. = 0 y produce en la salida una tensión de carga constante.
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Fuente de tensión real es la que tiene una determinada Rint. En esta Rint. hay una pérdida de tensión. El resto de tensión va a la carga que es la que se aprovecha.
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Fuente de tensión constante es la que tiene una Rint.