UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS FACULTADAD DE INGENIERIA MECÁNICA MAQUINAS ELECTRICAS LABORATORIO #1
Fernando Matiz Suarez Edinson Guillen cruz Jose Luis Baquero INTRODUCCION En el estudio de la ingeniería mecánica es importante conocer como es el funcionamiento eléctrico de una máquina para así poder comprender como funciona y acciona los diferentes elementos mecánicos, para esto es importante tener claro los conceptos básicos de la electrónica y circuitos. En esta primera práctica vamos a comprobar experimentalmente, los conceptos fundamentales de la electricidad, por medio de la experimentación de los tres tipos de circuitos. LEY DE OHM La Ley de Ohm establece que la intensidad que circula por un conductor, circuito o resistencia, es inversamente proporcional a la resistencia (R) y directamente proporcional a la tensión (E).
Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.1 Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm.
CIRCUTOS EN SERIE PARALELO Y MIXTOS Pero ¿qué es un circuito eléctrico? Se denomina así el camino que recorre una corriente eléctrica. Este recorrido se inicia en una de las terminales de una pila, pasa a través de un conducto eléctrico (cable de cobre), llega a una resistencia (foco), que consume parte de la energía eléctrica; continúa después por el conducto, llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila. CIRCUITO EN SERIE: es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros.) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.
CIRCUITO EN PARALELO: es una conexión donde los bordes o terminales de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.
CIRCUITO MIXTO: es una combinación de varios elementos conectados tanto en paralelo como en serie, estos pueden colocarse de la manera que sea siempre y cuando se utilicen los dos diferentes sistemas de elementos, tanto paralelo como en serie.
OBJETIVOS: • •
Comprobar las leyes fundamentales de la electricidad Utilizar correctamente los instrumentos de medición
MATERIALES: • • • • •
4 Bombillas incandescentes de diferente Potencia (150W, 100W, 60W, 20W) 4 portalámparas Termo-magnético (SE SUMINISTRA EN LABORATORIO) Herramientas manuales (alicates, pelacables, destornilladores) Cable dúplex AWG 14
MONTAJE: •
Implemente los circuitos serie, paralelo y Mixto que se muestran a continuación, tome las lecturas correspondientes con el instrumento de medición (multímetro).
Nota: realice la medición del valor resistivo de cada bombillo antes de comenzar la práctica. L1
L3
L1 L2 L1
L3
L2
L3
L2
L4
DATOS EXPERIMENTALMENTE ENCONTRADOS SERIE
PARALELO
MIXTO
VL1 (V)
41
120
0,002
VL2 (V)
80
120
120,1
VL3 (V)
0,82
120
101,2
VL4 (V)
19,1
VT (V)
122
121,5
120
IL1 (A)
0,6
0,12
0,12
IL2 (A)
0,66
0,7
0,12
IL3 (A)
0,62
0,32
0,1
IL4 (A)
0,1
IT (A)
•
0,6
1,14
0,22
Calcule las siguientes magnitudes MAGNITUDES CALCULADAS CON LOS DATOS ENCONTRADOS
PL1 (W)
0,1476
1,728
0,0000288
PL2 (W)
0,288
0,588
0,01201
PL3 (W)
0,00295
12,288
1,012
PL4 (W)
0,191
PT (W)
43,2
155,95
5,808
RL1 (Ω)
10,8
10,8
10,8
RL2 (Ω)
28,3
28,3
28,3
RL3 (Ω)
162,3
162,3
162,3
RL4 (Ω) RT (Ω)
83,4 201,4
170,11
33,73
Para encontrar estos resultados, utilizamos las formulas sacadas de la ley de Ohm. Lastimosamente no la logramos verificar ya que las resistencias encontradas en el circuito en serie, no correspondieron a las que se midieron en el multímetro.
CONCLUSIONES Al concluir el laboratorio, observamos que para el circuito en serie y el circuito en paralelo, se comprueba la ley de Ohm. Algo importante que debemos resaltar es que el error obtenido en el circuito mixto, se deba a una mala toma de datos experimentales, o a una mala lectura de los mismos. También logramos ver, que se cumple, en circuitos en serie que el voltaje varia, pero la corriente es la misma; y en el circuito en paralelo vemos como el voltaje se mantiene constante en todos los resistores y la corriente varía. Del circuito en mixto, nos dimos cuenta de que, la corriente de los bombillos que estaban en serie, era la misma, pero la corriente de los que estaban en paralelo, variaba. Lo mismo pasó con los voltajes, los que estaban en serie, variaban y los que estaban en paralelo daban el mismo resultado. En los voltajes finales y en las corrientes finales, vemos como el voltaje va a ser siempre 120 V, debido a que esto es lo que está entrando en todos los montajes. Al finalizar utilizamos la formula V=IR, para calcular los RT, en serie y paralelo nos dieron lo mismo, pero en mixto no, según los cálculos y los datos obtenidos la resistencia total es 545,45 ohmios; este resultado es un error, porque la resistencia total en este circuito es de 33,73 ohmios, y este se debe a las intensidades tomadas en el experimento. Al comenzar el laboratorio medimos la resistencia de cada uno de los bombillos, esta medición logro ser comprobada por medio de la ley de ohm, utilizando varias fórmulas muy útiles al momento de calcular este tipo de incógnitas.
