Lab 1.7 Exp 8 Potencia del circuito CD I (Teórico) PDF

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Universidad Tecnológica de PanamáFacultad de Ingeniería Industrial Campo Levi SassoLicenciatura de Ingeniería IndustrialMATERIA:Sistemas EléctricosLaboratorio 1 Exp. 8 “Potencia en circuito de CD Parte I” Grupo: 1II-121-A Estudiante Mauricio Ferreira E-8- Fecha de entrega: 11 de octubre de 2021, 10:...

Description

Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Industrial Campo Levi Sasso

Licenciatura de Ingeniería Industrial

MATERIA: Sistemas Eléctricos

Laboratorio 1.7 Exp. 8 “Potencia en circuito de CD Parte I” Grupo: 1II-121-A Estudiante Mauricio Ferreira E-8-182954 Fecha de entrega: 11 de octubre de 2021, 10:20 a.m. a 11:55 a.m. Profesor: Ángel Hernández

Introducción En este informe 1.7 experimento 8 conoceremos la potencia eléctrica, esta es la capacidad para desarrollar un trabajo. El trabajo producido para la tensión al ser aplicada en una resistencia determinada puede traducirse en calor, en energía luminosa. Potencia es el concepto básico para este tema. Mediante los valores de las resistencias y de voltaje se buscará la corriente en los circuitos descritos en este informe y se demostrará que hay tres formas de calcular la potencia disipada en un circuito resistivo de CD y que hay una estrecha relación numérica entre estos tres elementos. Este laboratorio teórico de potencia de circuitos en CD (corriente directa), se estarán realizando diferentes ejemplos con circuitos principalmente de corriente directa (CD) para así conocer lo que es el concepto de potencia y de cómo se puede calcular.

Teoría •

Ley de Ohm: Es una ley básica para entender los fundamentos principales de los circuitos eléctricos. Establece que la diferencia de potencial V que aplicamos entre los extremos de un conductor determinado es directamente proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor.

Conclusión En este laboratorio pudimos comprender y aplicar el concepto de la potencia eléctrica la cual es la proporción por unidad de tiempo con la cual la energía eléctrica es transferida por un circuito eléctrico. Es decir, la cantidad de energía eléctrica entregada o absorbida por un elemento en un momento determinado. La unidad de la potencia eléctrica según el Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt (W).

Recomendaciones •

Se recomienda siempre tener en cuenta la observación general de los circuitos en serie y paralelo para evitar equivocaciones al momento de realizar los cálculos.

•

Se recomienda ser muy minucioso al momento de aplicar la ley de ohm para saber exactamente cuáles son los datos que debemos reemplazar.

Bibliografía Experimentos de WIldi y De Vito

Anexo #1 INDICAR CALCULOS, FORMULAS ORIGINALES

Valores Calculaos

Potencia Disipada

Potencia Suministrada

𝑣=𝐼∗𝑅

𝑃𝑅1= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑃𝑆= 𝑣𝑇∗ 𝐼𝑇

𝐼𝑇=𝑉𝑇/𝑅𝑇

𝑃𝑅1=120𝑉 ∗ 0.4𝐴

𝑃𝑆=120𝑉 ∗ 0.4𝐴

𝐼𝑇=120𝑉300𝛺= 0,4𝐴

𝑃𝑅1=48𝑊

𝑃𝑆=48𝑊

Valores Calculados

Potencia Disipada

Potencia Suministrada

𝑅𝑇=𝑅1× 𝑅2/𝑅1+ 𝑅2

𝑃𝑅1= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑃𝑆= 𝑣𝑇∗ 𝐼𝑇

𝐼𝑇𝐼1 𝐼𝑇= 0.4𝐴 𝑣=𝐼∗𝑅 𝑣 = (0.4) (300𝛺) 𝑣 = 120𝑉

𝑅𝑇=300𝛺 × 600𝛺/300𝛺 + 𝑃𝑅1= 60𝑉 ∗ 0.2𝐴

𝑃𝑆= 60𝑉 ∗ 0.3𝐴

600𝛺

𝑃𝑅1=12𝑊

𝑃𝑆= 18𝑊

𝑅𝑇=200𝛺

𝑃𝑅2= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑉=𝐼∗𝑅

𝑃𝑅2= 60𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝐼1=𝑣1/𝑅1

𝑃𝑅2= 6𝑊

𝐼1=60𝑣/200𝛺= 0,3𝐴

𝑃𝑇= 𝑃𝑅1+ 𝑃𝑅2

𝑣𝑇= 𝑣1= 𝑣2

𝑃𝑇=12𝑊 + 6𝑊

𝑣𝑇= 𝑣1=60𝑣

𝑃𝑇=18𝑊

𝑣=𝐼∗𝑅 𝐼1=𝑉1/𝑅1 𝐼1=60𝑉/300𝛺= 0,2𝐴 𝐼2=𝑉2/𝑅2 𝐼2=60𝑉/600𝛺= 0.1𝐴

Valores Calculados

Potencia Disipada

Potencia Suministrada

1/𝑅𝑇=1/𝑅1+1/𝑅2+1/𝑅3

𝑃𝑅1= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑃𝑆= 𝑣𝑇∗ 𝐼𝑇

1/𝑅𝑒𝑞=1/300𝛺

𝑃𝑅1=120𝑉 ∗ 0.4𝐴

𝑃𝑆=120𝑉 ∗ 0.7𝐴

+1/600𝛺+1/1200𝛺

𝑃𝑅1=48𝑊

𝑃𝑆= 84𝑊

1/𝑅𝑒𝑞=171.4𝛺

𝑃𝑅2= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑉=𝐼∗𝑅

𝑃𝑅2=120𝑉 ∗ 0.2𝐴

𝐼𝑇=𝑣𝑇/𝑅𝑇

𝑃𝑅2=24𝑊

𝐼1=120𝑣/171.4𝛺 = 0.7𝐴

𝑃𝑅3= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑣𝑇= 𝑣1= 𝑣2= 𝑣3 𝑣1= 𝑣2=

𝑃𝑅3=120𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝑣3=120𝑣

𝑃𝑅3=12𝑊

𝑣=𝐼∗𝑅

𝑃𝑇= 𝑃𝑅1+ 𝑃𝑅2+ 𝑃𝑅3

𝐼1=𝑉1/𝑅1

𝑃𝑇=48𝑊 + 24𝑊 + 12𝑊

𝐼1=120𝑉/300𝛺= 0,4𝐴

𝑃𝑇=84𝑊

𝐼2=𝑉2𝑅2

𝐼2=120/𝑉600𝛺= 0.2𝐴 𝐼3=𝑉3/𝑅3 𝐼3=120𝑉/1200𝛺= 0.1𝐴

Valores Calculados

Potencia Disipada

Potencia Suministrada

𝑅𝑇= 𝑅1+ 𝑅2

𝑃𝑅1= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑃𝑆= 𝑣𝑇∗ 𝐼𝑇

𝑅𝑇=300𝛺 + 600𝛺

𝑃𝑅1= 30𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝑃𝑆= 90𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝑅𝑇=900𝛺

𝑃𝑅1= 3𝑊

𝑃𝑆= 9𝑊

𝑣=𝐼∗𝑅

𝑃𝑅2= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝐼𝑇=𝑉𝑇/𝑅𝑇 𝐼1=90𝑉900𝛺=

𝑃𝑅2= 60𝑉 ∗ 0.1𝐴

0.1𝐴

𝑃𝑅2= 6𝑊

𝐼𝑇=𝐼1*𝐼2

𝑃𝑇= 𝑃𝑅1+ 𝑃𝑅2

𝐼1*𝐼2= 0.1𝐴

𝑃𝑇= 3𝑊 + 6𝑊

𝑣 = 𝐼1∗ 𝑅1

𝑃𝑇= 9𝑊

𝑣1= (0.1) (300𝛺) =30𝑉 𝑣2= 𝐼2∗ 𝑅2 𝑣2=(0.1𝐴) (600𝛺) =60𝑉

Valores Calculados

Potencia Disipada

Potencia Suministrada

𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1+ 𝑅2

𝑃𝑅1= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑃𝑆= 𝑣𝑇∗ 𝐼𝑇

𝑅𝑒𝑞 = 400𝛺 + 600𝛺

𝑃𝑅1= 40𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝑃𝑆=100𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝑅𝑒𝑞 =1000𝛺

𝑃𝑅1= 4𝑊

𝑃𝑆=10𝑊

𝑣=𝐼∗𝑅

𝑃𝑅2= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝐼𝑇=𝑉𝑇/𝑅𝑇

𝑃𝑅2= 60𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝐼1=100𝑉/1000𝛺= 0.1𝐴

𝑃𝑅2= 6𝑊

𝐼𝑇=𝐼1*𝐼2 𝐼1/𝐼2= 0.1𝐴

𝑃𝑇= 𝑃𝑅1+ 𝑃𝑅2

𝑣 = 𝐼1∗ 𝑅1

𝑃𝑇= 4𝑊 + 6𝑊

𝑣1= (0.1) (400𝛺) = 40𝑉

𝑃𝑇=10𝑊

𝑣2= 𝐼2+ 𝑅2 𝑣2=(0.1𝐴) (600𝛺) =60𝑉

Valores Calculados

Potencia Disipada

Potencia Suministrada

𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1+ 𝑅2+ 𝑅3

𝑃𝑅1= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑃𝑆= 𝑣𝑇∗ 𝐼𝑇

𝑅𝑒𝑞 = 300𝛺 + 600𝛺 +

𝑃𝑅1= 30𝑉 ∗ 0.4𝐴

𝑃𝑆= 110𝑉 ∗ 0.1𝐴

200𝛺 𝑅𝑒𝑞 = 1100𝛺

𝑃𝑅1= 3𝑊

𝑃𝑆= 11𝑊

𝑣=𝐼∗𝑅

𝑃𝑅2= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝐼𝑇=𝑉𝑇/𝑅𝑇

𝑃𝑅2= 60𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝐼1=110𝑉/1100𝛺= 0.1𝐴

𝑃𝑅2= 6𝑊

𝐼𝑇=𝐼1=𝐼2=𝐼3

𝑃𝑅3= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝐼1=𝐼2=𝐼3= 0.1𝐴

𝑃𝑅3= 20𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝑣 = 𝐼1∗ 𝑅1

𝑃𝑅3= 2𝑊

𝑣1 = (0.1) (300𝛺) = 30𝑉

𝑃𝑇= 𝑃𝑅1+ 𝑃𝑅2

𝑣2= 𝐼2∗ 𝑅2

𝑃𝑇= 4𝑊 + 6𝑊 + 2𝑊

𝑣2=(0.1𝐴) (600𝛺) =60𝑉

𝑃𝑇= 11𝑊

𝑣3= 𝐼3∗ 𝑅3 𝑣3=(0.1𝐴) (200𝛺) = 20𝑉

Valores Calculados

Potencia Disipada

Potencia Suministrada

𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1+ 𝑅2

𝑃𝑅1= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑃𝑆= 𝑣𝑇∗ 𝐼𝑇

𝑅𝑒𝑞 = 300𝛺 + 600𝛺

𝑃𝑅1= 40𝑉 ∗ 0.133𝐴

𝑃𝑆= 120𝑉 ∗ 0.133𝐴

𝑅𝑒𝑞 = 900𝛺

𝑃𝑅1= 5.32𝑊

𝑃𝑆=15.96𝑊

𝑣=𝐼∗𝑅

𝑃𝑅2= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝐼2=𝑉2/𝑅2

𝑃𝑅2= 80𝑉 ∗ 0.133𝐴

𝐼1=80𝑉/600𝛺= 0.133𝐴

𝑃𝑅2=10.64𝑊

𝐼𝑇=𝐼1=𝐼2

𝑃𝑇= 𝑃𝑅1+ 𝑃𝑅2

𝐼1=𝐼2= 0.133𝐴

𝑃𝑇= 5.32𝑊 + 10.64𝑊

𝑣 = 𝐼1∗ 𝑅1

𝑃𝑇= 15.96𝑊

𝑣1= (0.133) (300𝛺) = 40𝑉 𝑣𝑇= 𝐼2+ 𝑅2 𝑣𝑇= (0.133𝐴) (900𝛺) = 120𝑉

Valores Calculados

Potencia Disipada

Potencia Suministrada

1/𝑅𝑇=1/𝑅1+1/𝑅2+1/𝑅3

𝑃𝑅1= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑃𝑆= 𝑣𝑇∗ 𝐼𝑇

1/𝑅𝑒𝑞=1/300𝛺+1/600𝛺+1/1200𝛺 𝑃𝑅1= 60𝑉 ∗ 0.2𝐴

𝑃𝑆=60𝑉 ∗ 0.35𝐴

1/𝑅𝑒𝑞=171.4𝛺

𝑃𝑅1=12𝑊

𝑃𝑆=21𝑊

𝑉=𝐼∗𝑅

𝑃𝑅2= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑣1= 0.2𝐴 ∗ 300𝛺 = 60𝑉

𝑃𝑅2= 60𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝑣𝑇= 𝑣1= 𝑣2= 𝑣3 𝑣1= 𝑣2=

𝑃𝑅2= 6𝑊

𝑣3=600𝑣

𝑃𝑅3= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑣=𝐼∗𝑅

𝐼𝑇=𝑉𝑇/𝑅𝑇

𝑃𝑅3= 60𝑉 ∗ 0.05𝐴

𝐼𝑇=60𝑉/171.4𝛺 = 0,35𝐴

𝑃𝑅3= 3𝑊

𝐼2=𝑉2/𝑅2

𝑃𝑇= 𝑃𝑅1+ 𝑃𝑅2+ 𝑃𝑅3

𝐼2=60𝑉/600𝛺= 0.1𝐴

𝑃𝑇=12𝑊 + 6𝑊 + 3𝑊

𝐼3=𝑉3/𝑅3

𝑃𝑇=21𝑊

𝐼3=60𝑉/1200𝛺= 0.05𝐴

Valores Calculados

Potencia Disipada

Potencia Suministrada

𝑉=𝐼∗𝑅

𝑃𝑅1= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑃𝑆= 𝑣𝑇∗ 𝐼𝑇

𝑣3= 0.2𝐴 + 300𝛺 = 60𝑉

𝑃𝑅1= 60𝑉 ∗ 0.3𝐴

𝑃𝑆=120𝑉 ∗ 0.3𝐴

𝑣23 = 𝑣2= 𝑣3 𝑣23 = 𝑣3=

𝑃𝑅1=18𝑊

𝑃𝑆=36𝑊

60𝑣

𝑃𝑅2= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑅23 =1/𝑅2+1/𝑅3

𝑃𝑅2= 60𝑉 ∗ 0.1𝐴

𝑅23 =1/300𝛺+1/600𝛺

𝑃𝑅2= 6𝑊

𝑅23 =200𝛺

𝑃𝑅3= 𝑣 ⋅ 𝐼

𝑣=𝐼∗𝑅

𝑃𝑅3= 60𝑉 ∗ 0.2𝐴

𝐼23 =𝑉23/𝑅23

𝑃𝑅3=12𝑊

𝐼1=60𝑉/200𝛺= 0,3𝐴

𝑃𝑇= 𝑃𝑅1+ 𝑃𝑅2+ 𝑃𝑅3

𝐼𝑇=𝐼1=𝐼23

𝑃𝑇=18𝑊 + 6𝑊 + 12𝑊

𝐼𝑇=𝐼1= 0.3𝐴

𝑃𝑇=36𝑊

𝑉 = 𝐼1∗ 𝑅1 𝑣1= (0.3) (200𝛺) = 60𝑉 𝑅𝑇= 𝑅1∗ 𝑅23

𝑅𝑇=(200𝛺) (200𝛺) =4000𝑉 𝑣𝐴= 𝐼𝑇∗ 𝑅𝑇 𝑣3=(0.3𝐴) (400𝛺) = 120𝑉

Anexo #2 PRUEBA DE CONOCIMEINTO 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, calcule las Btu de Calor que se desprenden de un tostador con una capacidad normal de 600 watts. - 𝐵𝑡𝑢 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑜𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟 = 343𝐵𝑡𝑢1𝑤𝑎𝑡𝑠𝑠 (600𝑤𝑎𝑡𝑡) =2058 𝐵𝑡𝑢 2. La corriente del procedimiento 3 tiene una resistencia de 300 ohms y la de 600 ohms conectadas en paralelo a través una fuente de 60 volts. Si las dos resistencias tuvieran el mismo tamaño, ¿Cuál estará más caliente? R= La resistencia de 300 ohms sería la más caliente ya que circula más corriente, por lo que su potencia es más alta. 3. Si las dos resistencias del circuito que aparece en el procedimiento 5 fueran del mismo tamaño. ¿Cuál se calentaría más? R= La resistencia de 600 ohms sería la más caliente ya que su voltaje es mayor, por lo que su potencia es más alta. 4. Las tres resistencias del circuito del procedimiento 7 alcanza la misma temperatura durante la operación ¿Cuál de ellas es de mayor tamaño? R= La de 200 es de mayor tamaño ya que como es la que menos cantidad de potencia debe tener un tamaño más grande.

5.

6. 7. ¿Cuál es la corriente de la lampara y su resistencia en caliente cuando se conecta a una línea de 120v? 𝐸2

𝐸2

120𝑣 2

-

𝑃=

-

𝑉 ∗ 𝐼; 𝐼 = 𝑃/𝑉=100𝑊/120𝑉= 0.83 𝑎𝑚𝑝𝑠

𝑅

;𝑅 =

𝑅

=

𝑤

= 144 𝑜ℎ𝑚𝑠

¿Cuál es la resistencia en frio de la lampara? 𝑅𝐹𝑟𝑖𝑜 =112 (144) =12𝛺 ¿Cuál es la corriente instantánea de la lámpara cuando se enciende? 𝐼 = 𝐸𝑅=120𝑣12𝛺=10𝐴 ¿Cuál es la potencia que disipa la lampara en este instante? 𝑃 = 𝐸 × 𝐼 = (120𝑣) (10𝐴)=1200𝑤...