Lab 7 - Medición indirecta de potencia PDF

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CIENCIAS BÁSICAS APLICADAS Laboratorio 7

“MEDICIÓN INDIRECTA DE POTENCIA”

Cusi Condori Gilver Rene HallasI Paricahua Alex Yhovani

Alumno: Grupo Semestre

: :

Fecha de entrega

:

I

Profesor: Julian Molleapaza Huanaco Hora:

Nota:

Lab. 7 de Ciencias Básicas Aplicadas

CÓDIGO: EMISIÓN:

MEDICIÓN INDIRECTA DE POTENCIA

PÁGINA:

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ÍNDICE 1.

CAPACIDADES ..................................................................................................................... 3

2.

MATERIAL Y EQUIPOS ........................................................................................................ 3

3.

FUNDAMENTO TEÓRICO .................................................................................................... 3

4.

DESARROLLO ...................................................................................................................... 6

4.1.

UTILIZANDO MULTISIM LIVE ........................................................................................... 6

4.1.1.

Ejercicio 1 ....................................................................................................................... 6

4.1.2.

Ejercicio 2 ....................................................................................................................... 7

4.1.3.

Ejercicio 3 ....................................................................................................................... 8

4.1.4.

Ejercicio 4 ....................................................................................................................... 9

4.1.5.

Ejercicio 5 ..................................................................................................................... 10

4.1.6.

Ejercicio 6:................................................................................................................... 11

4.2.

UTILIZANDO TINKERCAD .............................................................................................. 12

4.2.1.

Ejercicio 1 ..................................................................................................................... 12

4.2.2.

Ejercicio 2 ..................................................................................................................... 13

4.2.3.

Ejercicio 3 ..................................................................................................................... 14

4.2.4.

Ejercicio 4 ..................................................................................................................... 15

4.2.5.

Ejercicio 5 ..................................................................................................................... 16

4.2.6.

Ejercicio 6 ..................................................................................................................... 17

5.

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ............................................................................ 18

6.

ANEXOS .............................................................................................................................. 18

7.

RÚBRICA ............................................................................................................................. 19

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CÓDIGO: EMISIÓN:

MEDICIÓN INDIRECTA DE POTENCIA

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1. CAPACIDADES



Medir indirectamente la potencia eléctrica en circuitos DC, utilizando voltímetro y amperímetro.



Calcular la potencia eléctrica en un circuito DC utilizando fórmulas matemáticas.



Medir resistencias, tensiones y corrientes eléctricas con instrumentos de medición en Tinkercad y Multisim Live.

. 2. MATERIAL Y EQUIPOS



Computadora de escritorio, laptop, tableta o celular.



Conexión a internet.



Navegador de internet (Chrome, Internet Explorer, etc.).



Plataformas Multisim Live y Tinkercad, como alumno.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO POTENCIA ELÉCTRICA Potencia es la rapidez con que un sistema o medio transforma la energía. Potencia eléctrica es la rapidez con que se efectúa el trabajo de mover electrones en un conductor. La potencia P de un generador representa la energía eléctrica o trabajo eléctrico que cede al circuito por unidad de tiempo.

P = U x I = I2 x R = U2 / R

La fórmula para calcular la potencia eléctrica muestra que es muy fácil medir potencias eléctricas. Solamente se necesitan un amperímetro y un voltímetro. Multiplicando los dos valores medidos se obtiene la potencia.

3

CÓDIGO:

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EMISIÓN:

MEDICIÓN INDIRECTA DE POTENCIA

UF uente

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Carga

Figura 1. Medición indirecta de potencia eléctrica.

Sin embargo, para aplicaciones técnicas existen también aparatos en los que el voltímetro y el amperímetro actúan combinados, con lo que puede leerse directamente la potencia, este equipo se llama vatímetro.

*

* UF uente

Carga

Figura 2. Medición directa de potencia eléctrica utilizando un vatímetro.

UNIDADES La unidad de la potencia es el watt o vatio, cuyo símbolo es W, sin embargo, es frecuente utilizar el múltiplo: kW (kilowatt). Otras unidades utilizadas son: el HP (Horse Power: caballo de fuerza) y el CV (caballos de vapor). Conversión: 1 kW

=

1 000 W

1 HP

=

746 W

1CV

=

736 W

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MEDICIÓN INDIRECTA DE POTENCIA

Ejemplo 1: Convertir 5 HP a W. Solución: 1 HP

equivale a

5 HP

equivale a

746 W x

x = 746 x 5 / 1 = 3 730 W x = 3 730 W (respuesta).

Ejemplo 2: Convertir 25 HP a kW. Solución: 1 HP

equivale a

25 HP

equivale a

746 W x

x = 746 x 25 / 1 = 18 650 W 1 kW

equivale a

1 000 W

y

equivale a

18 650 W

y = 1 x 18 650 / 1 000 = 18,65 kW y = 18,65 kW (respuesta). Órdenes de magnitud: Radio portátil

5W

TV a color

100 W

Lámpara fluorescente

40 W

Lámpara incandescente

100 W

Plancha

1 000 W

Secadora de ropa

1 300 W

Central hidroeléctrica

120 000 kW = 120 MW

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4. DESARROLLO 4.1.

UTILIZANDO MULTISIM LIVE:

4.1.1. Ejercicio 1: Calcule teóricamente la corriente que suministra la fuente y la potencia en la resistencia utilizando las tres fórmulas propuestas, según los datos indicados.

Datos:

U

Fuente

(V)

120

R ( ) 240

I

U

Ufuente

Calcule:

I (A)

P=U.I

P = I2 . R

P = U2 / R

0.5A

60W

60W

60W

.

¿Qué observa de los resultados? 

En los resultados podemos observar que las potencias tienen el mismo valor de 60 W, y la razón es porque la corriente eléctrica es el mismo valor para hallar las tres potencias, pero de distintas formas, en el cual se puede observar como resultado las potencias de 60W en tres potencias en la tabla.

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4.1.2. Ejercicio 2: Arme el circuito mostrado, utilizando los mismos datos que el ejercicio 1. Luego, haga clic en Run simulation, cierre el interruptor y mida y calcule los valores que se les solicita en las tablas que se muestran debajo del circuito. Abra el interruptor.

Datos:

U

Fuente

(V)

120

Mida:

UR (V)

I (A)

120.00V

0.5A

.

Compare los resultados del ejercicio 1 y 2. Anote sus comentarios. 

Se ve en el los ejercicios 1 y 2 la única diferencia de que el valor real de la tensión eléctrica es de 120.00V, en caso de la corriente eléctrica no sucede eso la corriente eléctrica se mantiene con 0.5A como también la potencia eléctrica mantiene el mismo r esultado de 60W.

7

R ( ) 240

60

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MEDICIÓN INDIRECTA DE POTENCIA

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4.1.3. Ejercicio 3: Calcule teóricamente lo solicitado en la tabla inferior, según los datos indicados.

U

Datos:

Fuente

(V)

R1 (  )

R2 (  )

360

720

180

I IR1

180 V 360 

Pfuente

Calcule:

IR2 720 

PR1

R eq ( )

I (A)

IR1 (A)

IR2 (A)

240

0.75A

0.5A

0.25A

PR2

P

fuente (W)

135W

P

R1

(W)

90W

P

(W)

45W

INTENSIDAD DE CORRIENTE POR LA RESISTENCIA 1

INTENSIDAD DE CORRIENTE POR LA RESISTENCIA 2 8

R2

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4.1.4. Ejercicio 4: Arme el circuito mostrado, utilizando los datos mostrados en la tabla superior. Luego, haga clic en Run simulation, cierre el interruptor, luego mida y calcule los valores solicitados en las tablas que se muestran debajo del circuito. Abra el interruptor.

Datos:

U

Fuente

(V)

R1 (  )

R2 (  )

360

720

180

Mida:

Calcule:

P

UF uente (V)

IF uente (A)

UR1 (V)

IR1 (A)

UR2 (V)

IR2 (A)

180

0.75A

180V

0.5A

180V

0.25A

P R1 (W)

P

fuente

(W)

135W

90W

R2

(W )

45W

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CIRCUITO ABIERTO

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CIRCUITO CERRADO

Compare los resultados con los del ejercicio 3. Explique. 

Al realizar las comparaciones de los ejercicios que fueron resueltos de manera teórica, es decir sin ninguna experimentación de por medio los valores son los mismos que la experimentación con lo cual concluimos que en este caso los valores son exactos e iguales, tanto en la parte teórica como en la experimental. Pero la diferencia es que en la parte teórica suponemos que la corriente al momento de que el interruptor está abierto es 0, pero no es así ya que existe una mínima cantidad de corriente y eso lo podemos notar en la experimentación

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4.1.5. Ejercicio 5: Tomando como referencia los datos de la tabla superior, calcule los valores solicitados:

Datos:

UF uente (V)

R1 ( )

R2 ( )

R2 ( )

300

60

360

120

IR3

R1

UFuente

R2

PFuente

Calcule:

PR3

PR2

Req ()

I

150

Calcule:

Calcule:

R3

R1

(A)

I

2

U

R1

(V)

R2

(A)

I

0.5

U

120

180

PF uente (W)

P R1 (W)

600

240

R2

(V)

R3

(A)

1.5

U

R3

(V)

180

P

R2

(W )

180

P R3 (W)

180

Explique y comente los resultados . 

Según por lo que estuvimos resolviendo es muy importante, saber muy bien las fórmulas para hallar: Tensión,Corriente,Potencia,Resistencia, y hacer un uso correcto de estas para no cometer errores 10

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4.1.6. Ejercicio 6: Implemente el circuito del ejercicio 5 utilizando Multisim Live, con los mismos datos, luego mida y calcule lo solicitado.

Datos:

Mida:

I

R1

(A)

2

Calcule:

UF uente (V)

R1 ( )

R2 ( )

R2 ( )

300

60

360

120

I

R2

(A)

0.5

I

R3

(A)

U

1.5

PF uente (W)

P R1 (W)

600

240

R1

(V)

120

P

R2

(W )

90

U

R2

(V)

180

U

R3

(V)

180

P R3 (W)

270

Anote sus comentarios.

Observamos que tenemos dos circuitos distintas, el circuito del izquierdo es el circuito donde se muestra la corriente cada resistencia (R1, R2, R3) y la del lado derecho muestra la tensión de cada resistencia 11

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4.2.

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UTILIZANDO TINKERCAD

4.2.1. Ejercicio 1: Calcule teóricamente la corriente que suministra la fuente y la potencia en la resistencia utilizando las tres fórmulas propuestas, según los datos indicados.

Datos:

U

Fuente

(V)

30

R ( ) 240

I

U

Ufuente

Calcule:

I (A)

P=U.I

P = I2 . R

P = U2 / R

0.125A

3.75W

3.75W

3.75W

. ¿Qué observa de los resultados? 

Observo que el valor de la potencia me salio igual en todas las ecuaciones

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4.2.2. Ejercicio 2: Arme el circuito mostrado, utilizando los mismos datos que el ejercicio 1. Luego, haga clic en Iniciar simulación, cierre el interruptor y mida y calcule los valores que se les solicita en las tablas que se muestran debajo del circuito. Abra el interruptor.

Datos:

U

Fuente

(V)

30

Mida:

UR (V)

I (A)

30V

0.125A

R ( ) 240

3.75W

.3.75W

Compare los resultados del ejercicio 1 y 2. Anote sus comentarios.



AL comparar las dos tablas anteriores concluyo lo siguiente



Intensidad 0.125A



Potencia 3.75w



Voltaje 30V

i 13

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4.2.3.

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Ejercicio 3:

Calcule teóricamente lo solicitado en la tabla inferior, según los datos indicados.

U

Datos:

Fuente

(V)

R1 (  )

R2 (  )

360

720

30

I IR1

30 V 360 

Pfuente

Calcule:

R eq ( ) 240

IR2 720 

PR1

I (A) 0.125

IR1 (A) 10A

IR2 (A) 20A

14

PR2

P

fuente (W)

3.75W

P 300W

R1

(W)

P 600W

R2

(W)

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4.2.4. Ejercicio 4: Arme el circuito mostrado, utilizando los datos mostrados en la tabla superior. Luego, haga clic en Iniciar simulación, cierre el interruptor, luego mida y calcule los valores solicitados en las tablas que se muestran debajo del circuito. Abra el interruptor.

U

Datos:

Fuente

(V)

R1 (  )

R2 (  )

360

720

30

Mida:

UF uente (V) 30V

Calcule:

P

fuente

3.75W

IF uente (A) 0.125A

(W)

P R1 (W) 2.499W

UR1 (V) 30V

IR1 (A) 0.0833A

P

R2

UR2 (V) 30V

IR2 (A) 0.0417A

(W )

1.251W

Compare los resultados con los del ejercicio 3. Explique. 

Al comparar los resultados de las dos tablas anteriores comcluyo que todos los datos y valores son totalmente iguales 15

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4.2.5. Ejercicio 5: Tomando como referencia los datos de la tabla superior, calcule los valores solicitados:

Datos:

UF uente (V)

R1 ( )

R2 ( )

R2 ( )

30

60

360

120

IR3

R1