V. CUESTIONARIO 1.- ¿Qué pasa con el valor del voltaje terminal (voltaje en la resistencia de carga) con el aumento de corriente del circuito para ambas tablas? Explique con detalle Este mantiene una relación proporcional inversa es decir a medida que va aumentando la corriente del circuito el voltaje terminal tiende a ir disminuyendo
2.- ¿Cuáles son las partes principales de una pila y qué tipos de pilas existen? Partes de la Pila
Tipos de Pilas Las pilas se dividen en dos tipos: a) PRIMARIAS O NO RECARGABLES b) SECUNDARIAS O RECARGABLES.
Las PRIMARIAS (No Recargables) son las pilas (carbón-cinc) y alcalinas, de marcas conocidas (Energizer, Duracell, Panasonic, Varta, etc.), pueden tirarse a la basura común porque no contienen mercurio. Las marcas no conocidas pueden tener mercurio incorporado intencionalmente, por eso son contaminantes y no pueden tirarse a la basura común .
LAS SECUNDARIAS (Recargables) son las que se recargan con electricidad: Teléfonos celulares, filmadoras, etc. Estas baterías deben reciclarse o disponerse en terreno relleno de seguridad. Sus componentes son muy dañinos para el medio ambiente.
PILAS BOTON : las de óxido de mercurio (30% de su peso en mercurio) deberían prohibirse porque son muy nocivas y fueron reemplazadas por las pilas botón de Zinc-Aire. Lo ideal antes de adquirirlas es interesarse por sus características, así tenemos la posibilidad de elegir lo correcto.
3.- ¿Qué parte de la pila viene a constituir físicamente la resistencia interna? y que sucede con su valor numérico con respecto al tiempo de uso? Explique con detalle. Una batería, está compuesta de placas, electrolito y contactos intercelda. Todos esos elementos intervienen en el valor de la resistencia interna. Por ejemplo, placas sulfatas, presentarán alto valor de resistencia. Contactos intercelda de tamaño insuficiente, son una limitante a la circulación de altas corrientes. La densidad del electrolito, influye también en el valor de la resistencia, ya que el electrolito varía su resistividad de acuerdo al grado de concentración. El valor de resistencia interna, no es constante a lo largo de la vida de una batería. Conforme la pila se va gastando, su resistencia interna va aumentando, lo que hace que la tensión disponible sobre la carga vaya disminuyendo, hasta que resulte insuficiente para los fines deseados, momento en el que es necesario reemplazarla. Para dar una idea, una pila nueva de las ordinarias de 1,5 V tiene una resistencia interna de unos 0,35 Ω, mientras que una vez agotada puede tener varios.
4.- ¿Cuáles son las partes principales de una batería y que tipos de baterías existen? Las principales partes de una batería son
Los Depósitos.-el depósito o recipiente debe estar fabricado con un material que ofrece solidez, que sea inatacable por el acido sulfúrico y que tenga poco peso
Las Placas.- el número de placas de un acumulador está en función de su capacidad: a mayor capacidad necesitara mayor número de placas. Las placas, tienen como objeto aprisionar en los innumerables agujeros que tiene su plancha de plomo la materia activa desprendida por la conversión de la energía eléctrica en química.
Los Separadores.- son elementos aislantes que se interponen entre dos placas para evitar que estas tengan entres si el más leve contacto, lo que ocasionaría el mal funcionamiento de la batería.
Los Electrolitos.- los electrolitos son de composiciones si se trata de baterías de acumuladores de plomo o de ferro-níquel. En las de plomo el electrolito, está compuesto por una mezcla de acido sulfúrico en estado puro y agua destilada.
Las Conexiones.- en una batería de acumuladores se disponen, tantas tapas como acumuladores hay. La unión de un acumulador con otros de la misma batería se hace a través de conectadores que comunican el polo positivo de un elemento con el negativo de otro.
Tipos de baterías.Los tipos de baterías son:
Baterías de Plomo-Ácido : este tipo de baterías están conformadas por dos electrodos de plomo, y suele utilizarse en los automóviles. Con respecto a su funcionamiento, en el proceso de carga, el sulfato de plomo se convierte en plomo metal en el cátodo o polo negativo. Por otra parte, en el polo positivo o ánodo se produce la formación de óxido de plomo.
Baterías de Níquel-Hierro (Ni-Fe) : esta clase de baterías fue desarrollada por Edison a principios del siglo XX. Se conformaba por filas de tubos compuestos por acero niquelado, los cuales contenían hidróxido de níquel. El polo positivo contenía acero niquelado con polvo de oxido ferroso. Las baterías de níquel son de fabricación simple, bajo costo y pueden sobrecargarse o descargarse reiteradas veces sin por ello perder su capacidad.
Baterías Alcalinas de Manganeso: son similares a las pilas alcalinas, con la excepción de que están conformadas por hidróxido de potasio. Su envoltura es de acero y el zinc es polvo ubicado en el centro. Las baterías alcalinas de manganeso tienen un valor elevado y se emplean en máquinas de mayor consumo de energía como juguetes con motor.
Baterías de Níquel-Cadmio (Ni-Cd) : ésta clase de batería funciona a partir de un ánodo de cadmio y un cátodo compuesto por hidróxido de níquel. Por su parte, el electrolito se conforma de hidróxido de potasio. Pueden ser recargadas una vez gastadas, aunque disponen de poca capacidad.
Baterías de Níquel-Hidruro Metálico (Ni-Mh) : emplean un ánodo de hidróxido de níquel y un cátodo compuesto por una aleación de hidruro metálico. Son reacias al contacto con las bajas temperaturas, disminuyendo en gran parte su eficacia.
Baterías de Iones de Litio (Li-Ion) : dispone de un ánodo de grafito, mientras que el cátodo funciona a partir de oxido de cobalto, oxido de manganeso o trifilina. No permiten la descarga y son capaces de alcanzar potencias elevadas. Sin embargo se ven afectadas por los cambios de temperatura.
Baterías de Polímero de Litio (Lipo) : cuentan con características análogas a las baterías de iones de litio, aunque su densidad es mayor. Son de tamaño reducido por lo que suelen utilizarse en pequeños equipos.
5.- ¿Qué parte de la batería viene a constituir físicamente la resistencia interna? y que sucede con su valor numérico con respecto al tiempo de uso? Explique con detalle . La parte física que representa la resistencia son los electrolitos y los electrodos El valor de la resistencia interna varia con la edad de la batería. Por ejemplo la resistencia interna de una pila seca Zn- C recién preparada es de aprox. 0.05 Ω mientras que la resistencia interna de la misma pila almacenada un año sin usarse puede ser de 100 Ω o mayor. Cuando la resistencia interna de una batería se hace demasiado grande la celda de voltaje a través de esa resistencia crece tanto que hace inútil la pila como fuente de voltaje.
6.- ¿Qué es una fuente de tensión ideal? Fuente de tensión ó voltaje ideal: aquella que genera una diferencia de potencial (voltaje) entre sus terminales constante e independiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es infinita se dirá que la fuente está en circuito abierto, y si fuese cero estaríamos en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de tensión ideal no puede estar en cortocircuito.
7.- ¿Qué es una fuente de tensión real? Una fuente de tensión real está compuesta de una fuente de tensión ideal en serie con una resistencia (llamada resistencia interna). Esta resistencia interna, no existe en la realidad de manera de que nosotros la podamos ver. Es una resistencia deducida por el comportamiento de las fuentes de tensión reales
8. ¿Qué diferencias existen entre una fuente real de tensión y una fuente ideal? La principal diferencia es que la fuente de tensión real posee una resistencia (resistencia interna) por muy pequeño que esta sea a diferencia de la fuente de tensión ideal que no posee esta resistencia. Además que la fuente ideal no existe pues siempre existe una resistencia por muy pequeña que esta sea.
9.- Con los datos tomados en el laboratorio, graficar la curva de resistencia interna para cada una de las fuentes, tomando como abscisa la corriente como ordenada la tensión en Ri. Realice un comentario sobre el gráfico obtenido anteriormente. Haga una gráfica para cada tabla.
Tabla 1.- Batería de 9 V Nº 1 2 3 4 5 6 7 8
Vsc
Vcc
A(mA)
RL(Ω)
RI(Ω)
7,27
5,86
88,5
35
16,16
6,07
5,96
70
84,8
12,67
7,02
6,29
59
100,1
13,05
6,95
6,31
58
105,2
11,03
6,97
6,28
55
110,7
12,54
6,97
6,35
52,5
117
11,1
6,97
6,3
51
122
13,12
6,96
6,4
46
135,8
11,96
Grafica de Tabla 1 17 16 15
)
14
Ω
( I R
13 12 11 10 40
50
60
A(mA)70
80
90
100
En la gráfica de la tabla 1 se ve que conforme la intensidad aumenta igualmente va aumentando la RI por tanto tienen una relación directa
Tabla 2.- Pilas de 1.5 V Nº 1 2 3 4 5 6 7 8
Vsc
Vcc
A(mA)
RL(Ω)
RI(Ω)
1,625
1,548
90,5
17
0,96
1,623
1,527
64
23,5
1,34
1,619
1,566
42
35,9
1,26
1,62
1,426
35
41,8
3,54
1,618
1,583
30
49,8
1,17
1,617
1,585
24
59,5
1,33
1,617
1,58
18
75,1
2,1
1,617
1,032
16
79,9
3,6
Grafica de la Tabla 2 4 3.5 3 )
2.5
Ω 2
( I R
1.5 1 0.5 0 0
20
40
60
80
100
A(mA)
En la gráfica de la Tabla 2 se observa que conforme la intensidad va aumentando la resistencia tiende a ir disminuyendo por tanto tienen una relación inversa
VI. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES: Hacer las observaciones y conclusiones en forma clara y empleando el menor número de palabras, 05 de cada una como mínimo.
OBSERVACIONES.
Los voltajes teóricos de las pilas tienden a aproximarse a los valores reales aunque no son exactos Es necesario calibrar bien los instrumentos al momento de iniciar la practica Las fuentes de tensión seas baterías o generadores no son ideales La resistencia interna se obtiene restando el voltaje sin carga menos el voltaje sin carga dividido entre la intensidad A mas corriente demanda la carga menor será el voltaje terminal debido a la mayor caída de la resistencia interna
CONCLUSIONES
En la grafica de la tabla 1 se ve que conforme la intensidad aumenta igualmente va aumentando la RI por tanto tienen una relación directa En la grafica de la Tabla 2 se observa que conforme la intensidad va aumentando la resistencia tiende a ir disminuyendo por tanto tienen una relación inversa La resistencia interna de las pilas tiende a aumentar conforme al tiempo de uso y es la causa de que las pilas dejen de funcionar La corriente del circuito mantiene una relación proporcional inversa con el volateje terminal es decir a medida que va aumentando el voltaje terminal tiende a ir disminuyendo
En la práctica trabajamos con fuentes de tensión que poseen una resistencia interna por muy mínima que esta sea
VII BIBLIOGRAFIA: Indique la bibliografía o pagina web que utilizó.
Guía para mediciones electrónicas y prácticas de laboratorio - Wolfe,Richard F. M. Smith http://www.tiposde.org/cotidianos/420-tipos-de-baterias/#ixzz2RQYAUgCk http://www.webelectronica.com.ar/news13/nota05.htm http://www.unicrom.com/Tut_resistencia_interna.asp http://www.tiposde.org/cotidianos/420-tipos-de-baterias/
