UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA METROPOLITANA DEPARTAMENTO DE MECANICA LABORATORIO N° 2 Elementos pasivos Alumnos: Grupo: A1 9 Abril 2002 INTRODUCCIÓN En esta experiencia se estudiara el comportamiento de elementos pasivos energizados con corriente alterna. Dentro de estos elementos encontramos las resistencias, las inductancias, condensadores. Los cuales absorben o almacenan energía generada por las fuentes. En este estudio solo se utilizaran resistencias, en la cual se tomaran diferentes medidas con instrumentos tales como el amperímetro y voltímetro de corriente alterna con el objeto de verificar la ley de kirchhof en un circuito. Esta ley de Kirchhof puede aplicarse en corriente alterna representando los valores de las tensiones, fuerzas electromotrices e intensidades en forma vectorial. TEORIA: Primera ley de kirchhof: En todo nudo o punto de conexión de tres o mas conductores la suma vectorial de intensidades que llegan al mismo nudo es igual a la suma vectorial de intensidades que se alejan de el. Segunda ley de kirchhof: En toda maya o circuito cerrado la suma vectorial de fuerzas electromotrices es igual a la suma vectorial de las caidas de tensión. INSTRUMENTOS A UTILIZAR 1 polímetro análogo. 1 polimetro digital. 3 amperimetros de corriente alterna. 1
1 voltimetro de corriente alterna. 3 resistencias cursor. 1 variac. Cables de conexión. Esquema de la instalacion
Procedimiento En el armado de circuito primeramente se reconocio la fuente de poder (variac) la cual utilizaremos para variar el voltaje recibido directamente de la red electrica. Luego, ya en el circuito, se conecta un voltímetro de corriente alterna en paralelo con la resistencia 1 (R1), a esta resistencia se conecta un amperímetro 2 (A2) en serie, de este amperímetro se conecta a otro amperímetro 3 (A3) la cual quedara en serie con la resistencia 2 (R2). Las resistencias 1 y 2 se conectan en paralelo y finalmente se cierra el circuito con un amperímetro 1 (A1) conectado en serie. Los diferentes instrumentos fueron conectados para observar el comportamiento de la corriente alterna en un circuito y verificar a traves de las lecturas tomadas las leyes de Kirchhof y de Ohms Desarrollo experimental 1.− Los instrumentos utilizados para la medicion de las resistencias internas no nos permitieron obtener valores reales, para el caso de la medicion de la resistencia interna del amperímetro el instrumento nos arrojo un valor de 0 ohm, debido a que el instrumento utilizado tiene como escala minima el ohm y este tipo de resistencias esta por debajo del 10−3 ohm. Por otro lado, la resistencia interna para el voltímetro tiene que ser lo mas grande posible, para poder tener lecturas lo mas cercanas a las reales, y como dijimos anteriormente las escalas presentes en los instrumentos no nos arrojan los valores exactos. 2.− Mediciones efectuadas en el laboratorio.
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Voltaje (V) 50 60 70 80 90
A1 (ohm) 2.55 3.1 3.7 4.5 5
A2 (ohm( 1.1 1.4 1.6 1.9 2.1
A3 (ohm) 1.4 1.6 2.1 2.5 2.9
Tabla 1.0 3.− Con los datos obtenidos los cuales se muestran tabulados anteriormente verificaremos si se cumple la primera ley de Kirchhof. Donde: It = I1 + I2 V = 50 I1 = I2 + I3 = 1.1 + 1.4 = 2.5 (A) V = 60 I1 = I2 + I3 = 1.4 + 1.6 = 3.0 (A) V = 70 I1 = I2 + I3 = 1.6 + 2.1 = 3.7 (A) V = 80 I1 = I2 + I3 = 1.9 + 2.5 = 4.4 (A) V = 90 I1 = I2 + I3 = 2.1 + 2.9 = 5.0 (A) 4.− A su vez verificaremos el cumplimiento de la ley de ohm para los mismos datos obtenidos en la tabla 1.0. A continuacion obtendremos el valor de la resistencia uno (R1) y la resistencia dos (R2) para los diferentes voltajes y corrientes. Voltaje 50 60 70 80 90
I2 (A) 1.1 1.4 1.6 1.9 2.1
R1(ohm) 45.45 42.85 43.75 42.12 42.85
I2 (A) 1.4 1.6 2.1 2.5 2.9
R2(ohm) 35.71 35.50 33.30 32.00 31.03
Tabla 1.1 Voltaje 50 60 70 80 90 Tabla 1.2 Luego de los resultados obtenidos mediante la ley de ohm para las tablas 1.1 y 1.2 procederemos a graficarlas 3