Laboratorio #9 RESISTENCIA INTERNA DE UN GENERADOR UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER PDF

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FISICA ELECTROMAGNETICARESISTENCIA INTERNA DE UN GENERADORMAYLLY DAYANA ARAUJO SANDOVAL- 1620992VIVIANA SUAREZ GALVIS -INGENIERIA AGRONOMICACIENCIAS AGRARIAS Y DEL AMBIENTEUNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER2021INTRODUCCIONEn el siguiente laboratorio encontrara información sobre RESISTENCIA INT...

Description

FISICA ELECTROMAGNETICA RESISTENCIA INTERNA DE UN GENERADOR

MAYLLY DAYANA ARAUJO SANDOVAL- 1620992 VIVIANA SUAREZ GALVIS -1620986

INGENIERIA AGRONOMICA CIENCIAS AGRARIAS Y DEL AMBIENTE UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER 2021

INTRODUCCION

En el siguiente laboratorio encontrara información sobre RESISTENCIA INTERNA DE UN GENERADOR, una gráfica de VR vs I, Vr vs I y 9 preguntas las cuales se desarrollaron mediante los datos obtenidos en el laboratorio virtual y las formulas de la guía de laboratorio explicadas por el docente.

OBJETIVOS

Objetivo General Analizar la influencia que ejerce la resistencia interna de un generador sobre la diferencia de potencial existente entre sus bornes, y medir el valor de dicha resistencia interna. Objetivos específicos ➢ Medir la resistencia interna de un generador. ➢ Determinar la corriente de corto circuito.

MARCO TEORICO

Cuando una corriente circula por un circuito simple no lo hace solamente a través de la resistencia externa R, sino que también circula por la resistencia propia del generador (resistencia interna r), tal y como lo muestra la figura 1. [2] Asociación en serie:

Figura 1. Circuito eléctrico incluyendo resistencia interna r.

La fuerza electromotriz ɛ será igual a la tensión 𝑽𝒂𝒃 cuando el circuito esté abierto (I = 0). Cuando se cierra el circuito, una corriente I circulará y disminuirá la tensión en los bornes del generador. ɛ = 𝑽𝑹 + 𝑽𝒓 por lo tanto Vr = ɛ −𝑽𝑹 (1) Donde 𝑉𝑅 es la tensión en los extremos de la resistencia R y 𝑉𝑟 la caída de potencial en la resistencia interna r. ∈ Como 𝑉𝑟 = 𝐼𝑟 y 𝑉𝑅 = 𝐼𝑅, entonces: ɛ = 𝐼𝑅 + 𝐼𝑟 y la corriente del circuito es: 𝐼 = 𝑅+𝑟

El valor máximo de la intensidad de corriente que puede suministrar un generador se denomina corriente de corto circuito ( 𝐶 ), y esto ocurre cuando se unen directamente los bornes de un generador de manera que la resistencia externa sea cero (R = 0) entonces: 𝐼c =

∈ 𝑟

Procedimiento 1. Ingrese al link https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=ele_vnitrni_odpor&l=es donde visualizará la interfaz gráfica como lo muestra la Figura 2:

Figura 2. Interfaz gráfica para la simulación de resistencia interna de un generador. La interfaz presenta dos circuitos eléctricos para efecto de comparar resultados, el circuito de la izquierda es un modelo ideal en el cual no se tiene en cuenta la perdida de potencial debido a la resistencia interna r de la fuente o generador, el circuito de la derecha (baterías)es un modelo en el cual si se tiene en cuenta el efecto de pérdida de potencial debido la resistencia interna r. Para el desarrollo de nuestra práctica nos enfocaremos en el circuito de la derecha, el circuito está conformado por una resistencia R, un par de pilas conectadas en serie ya que cada pila tiene un valor de 1.5V vamos a trabajar con un voltaje de ɛ =3V. Al fondo de la figura se observa un multímetro en modo de lectura de potencial que estará conectado en paralelo con la resistencia R,

allí se visualizara el voltaje en la resistencia 𝑽𝑹, otro multímetro estará en modo de lectura de corriente y estará conectado en serie con las pilas y la resistencia R, allí se visualizara la corriente del circuito en mA. El aumento o disminución del valor de la resistencia puede hacerse arrastrando la barra que se encuentra a la derecha del botón azul o con las puntas indicadas al lado del número que se muestra.

La interfaz nos muestra un botón azul por medio del cual se asigna el voltaje de la fuente que puede ser de 1.5V o 3V y un botón verde que permite observar las ecuaciones del circuito

2. Seleccione un voltaje de 3 V para la fuente, por medio del botón azul.

3. Aumente el valor de la resistencia R hasta un valor de corriente de 5 mA, tome nota del voltaje VR y de ɛ llevándolos a la tabla 1.

4. Siga variando la resistencia R para obtener los valores de corriente 10 mA, 15 mA, 20 mA, 25 mA y 30 mA, llevando los datos de 𝑽𝑹 y ɛ a la tabla 1.

5. Aplicando la ecuación 1 halle el valor de 𝑽𝒓 y luego halle la resistencia interna r para cada valor de corriente del circuito, complete la tabla 1.

• • • • • •

Vr = ɛ −𝑽R Vr = ɛ −𝑽R Vr = ɛ −𝑽R Vr = ɛ −𝑽R Vr = ɛ −𝑽R Vr = ɛ −𝑽R

= = = = = =

3 3 3 3 3 3

-

2.990 = 0.01 2.980 = 0.02 2.970 = 0.03 2.960 = 0.04 2.950 = 0.05 2.940 = 0.06

Tabla 1. Datos para encontrar resistencia interna de un generador I(mA) ɛ(V) VR (V) Vr (V) 5 3 2.990 0.01 10 3 2.980 0.02 15 3 2.970 0.03 20 3 2.960 0.04 25 3 2.950 0.05 30 3 2.940 0.06

r = 𝑽𝒓/ I 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002

ANÁLISIS

1. ¿Qué es la resistencia interna de un generador? Explique. Es un componente de la fuente de tensión real, esta resistencia interna no existe en la realidad de manera de que nosotros la podamos ver, sino que es deducida por el comportamiento de las fuentes de tensión reales

2. Determine el valor de la intensidad de corriente de corto circuito 𝐼𝐶 𝐼𝐶. 𝐼𝐶 = ɛ /r = 3/0.002 = 1500

3. Sobre las mismas coordenadas con los datos de la tabla 1 grafique 𝑉𝑅 vs I, y 𝑉𝑟 vs I.

4. ¿De las gráficas obtenidas es posible determinar la fuerza electromotriz del generador? ¿Cómo?

ɛ = 𝑽𝑹 + 𝑽𝒓 aplicando la formula es posible determinar la fuerza electromotriz ya que los datos VR Y Vr se conocen en la grafica 5. ¿Es posible con esta misma gráfica encontrar el valor de la resistencia interna y externa del circuito? Explique. No, se podrá tener como dato directo, ya que afectaría la recta. 6. ¿Qué representa la corriente de corto circuito en un generador? Representa el valor máximo de la intensidad de corriente que puede suministrar un generador 7. ¿Cuál es la diferencia entre una fem y una diferencia de potencial? La fem Es la cantidad de suministro de energía a un coulomb de carga mientras que la diferencia de potencial es la cantidad de energía utilizada por un coulomb de carga para moverse de un punto a otro. 8. ¿Bajo qué condiciones el valor de la diferencia de potencial entre los bornes de un generador es igual a la fem? Sólo cuando no hay caída de tensión en el generador. En el caso ideal de que la resistencia interna sea cero o cuando no circula ninguna corriente, es decir, en vacío. 9. ¿La resistencia interna de un generador, depende de la corriente del circuito?

No, porque la resistencia interna de un generador es propia, la corriente del circuito si depende de esta y de la resistencia externa.

CONCLUSIONES

•

Un generador no depende de la corriente del circuito

•

La resistencia de un generador se baja en su propia construcción

•

A mayor intensidad de corriente y menor voltaje la eficiencia es mayor pero la potencia es menor

•

Las cargas eléctricas que constituyen una corriente eléctrica pasan de un punto que tiene mayor potencial eléctrico a otro que tiene un potencial inferior

WEBGRAFIA

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Laboratorio virtual física electromagnética (RESISTENCIA INTERNA DE GENERADOR)

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https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=ele_vnitrni_odpor &l=es...