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LABORATORIO N°7 RESISTENCIA INTERNA DE UN GENERADOR

PRESENTADO POR: MARIA FERNANDA VALDERRAMA 1112361 GRUPO K JAIRO DIAZ 1112349 GRUPO K JHON ABREO 1113497 GRUPO K

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTADER FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL SAN JOSE DE CUCUTA 04 DE NOVIEMBRE DEL 2021

Guías Laboratorio de Física II

Resistencia Interna de un Generador

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LABORATORIO N°7 RESISTENCIA INTERNA DE UN GENERADOR

PRESENTADO POR: MARIA FERNANDA VALDERRAMA 1112361 GRUPO K JAIRO DIAZ 1112349 GRUPO K JHON ABRERO 1113497 GRUPO K PRESENTADO POR: CARLOS JESUS CONTRERAS BARRETO

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTADER FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL SAN JOSE DE CUCUTA 04 DE NOVIEMBRE DEL 2021 Guías Laboratorio de Física II

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INTRODUCCION

En el siguiente informe mostraremos procedimientos, análisis y resultados de la práctica realizada en el laboratorio con base al tema de Resistencia Interna De Un Generador de tal manera que este informe lo que busca es encontrar la caída del potencial entre los bordes del generador cuando el circuito esté abierto y cuando esté cerrado ajustar el reóstato hasta que el amperímetro marque 2 A para así medir el valor en los bordes del generador.

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RESUMEN

Cuando una corriente circula por un circuito simple no solamente a través de la resistencia externa R, sino que también circula por la resistencia propia (resistencia interna r) del generador. La fuerza electromotriz E será igual a la tensión V ab cuando el circuito esté abierto (I=0). En la medida que aumente I (circuito cerrado) disminuirá la tensión en los bordes del generador. + Por lo tanto Vr= E - V ab Donde V ab es la tensión en los bordes del generador y V r la caída del potencial en la resistencia r. Como Vr= I.r y V ab= I.R , entonces E= I.R + I.r y la corriente del circuito es I= E/R+r.

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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.

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SIMULADOR

Simulación resistencia interna de un generador en el siguiente link: https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?s=ele_vnitrni_odpor &l=es

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TEORÍA 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.

Figura 1. Circuito eléctrico incluyendo resistencia interna r.

La fuerza electromotriz ɛ será igual a la tensión ��� 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.

� = �� + �� ��� �� ����� ��= � − �� (�) Donde �� es la tensión en los extremos de la resistencia R y �� la caída de potencial en la resistencia interna r.

Como V R =IR+ El valor máximo de la intensidad de corriente que puede suministrar un generador se denomina c orriente de corto circuito

( I C ), y esto ocurre

cuando se unen directamente los bornes de un generador de manera que la resistencia externa sea cero (R = 0) entonces:

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ε I C = ( 2) r PROCEDIMIENTO 1. Se ingresa 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 Guías Laboratorio de Física II

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el voltaje en la resistencia ��, otro multímetro estará en modo de lectura de corriente y estará

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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 �� y ɛ a la tabla 1.

5. Aplicando la ecuación 1 halle el valor de �� y luego halle la resistencia interna r para cada valor de corriente del circuito, complete la tabla 1. Tabla 1. Datos para encontrar resistencia interna de un generador VR (V)

Vr (V)

I(m A) 5

ɛ(V) 3.0

2.990

0.01

r= � � /� 2.0

10

3.0

2.980

0.02

2.0

15

3.0

0.03

2.0

20

3.0

2. 70 2.960

0.04

2.0

25

3.0

2.950

0.05

2.0

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30

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3.0

2.940

0.06

2.0

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ANÁLISIS 1. ¿Qué es la resistencia interna de un generador? Explique. La resistencia interna es la oposición que presenta el generador a la circulación a través de él, es decir, produce una reducción de la tensión en bornes del generador, de tal forma que la tensión que se puede aprovechar no es total sino la que la que resulta de restar ese valor que se pierde dentro del propio generador.

2. Determine el valor de la intensidad de corriente de corto circuito � �.

ε 3.0V =1.5 A IC = = r 2.0 Ω

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3. ¿De las gráficas obtenidas es posible determinar la fuerza electromotriz del generador? ¿Cómo? Si es posible. FEM es cuando la I es igual a cero.

4. ¿Es posible con esta misma gráfica encontrar el valor de la resistencia interna y externa del circuito? Explique. Si es posible

5. ¿Qué representa la corriente de corto circuito en un generador? Una falla de la aislación en un punto cualquiera de una red produce un brusco aumento de la corriente; este efecto se denomina corriente de cortocircuito. Contribuyen a la corriente de cortocircuito alimentándola, los generadores, los motores (sincrónicos y asincrónicos), los compensadores sincrónicos.

6. ¿Cuál es la diferencia entre una fem y una diferencia de potencial? La F.E.M de la fuerza electromotriz es la fuerza necesaria para llevar a cabo el transporte de electrones del cuerpo positivo al negativo, es decir, la tensión de vacío de la pila o del acumulador. La D.D.P. es la diferencia de potencial entre dos puntos.

7. ¿Bajo qué condiciones el valor de la diferencia de potencial entre los bornes de un generador es igual a la fem? La diferencia de potencial de la producida por los generadores, capaz de elevar cargas eléctricas de un potencial a otro mas alto, es lo que se conoce como FUERZA ELECTROMOTRIZ. La fuerza electromotriz (F.E.M.) de un generador es la diferencia de potencial que se mide en sus

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bornes ( sus extremos) cuando está en circuito abierto, es decir, sin suministrar corriente.

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8. ¿La resistencia interna de un generador, depende de la corriente del circuito? No, la resistencia interna de un generador es propia a su construcción, por eso por ejemplo, no puedes usar una pila D para probar LEDS, pero si una de reloj, que produce el doble de voltaje a una corriente menor.

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CONCLUSIONES



La fuerza electromotriz o voltaje inducido FEM es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico, con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo electrostático conservativo E es cuya circulación, define el voltaje incluido del generador.



En efecto, cuando se carga un generador, circula corriente. Esta corriente produce una caída de potencial en la propia resistencia interna del generador, que se resta de su f.e.m , dando como resultado que la tensión presente en bornes del generador cargado es menor que su f.e.m

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BIBLIOGRAFIA

1. Vladimir Vascak,”Física Animaciones/Soluciones” www.vascak.cz https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.ph p?s=ele_vnitrni_odpor&l=es

2. C. Mendoza, “Guías de Laboratorio de Física Elecromagnetica,”2018.

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