Fuentes de Tension Continua Informe n 5 r

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD MA MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS TECNOLOGIA DEPART DEPARTAME AMENTO NTO DE FISICA FISICA

FUENTES DE TENSION CONTINUA Carrer a: Docentes: Moreira René Estudiante Molina Schneider s: Carlos

Oporto Chaira Dora Mayra Patiño Arancibia Verónica Vaca#or $ipa

Eléctric a Industri al u!"ica Ali"ent

D!a " #orario: N$de in%or&e:

Dennis Eiana Viernes % &'(&)

os

In*or"e +

Se&estre II'()*+ FUENTES DE TENSION CONTINUA Resu&en: En esta pr,ctica -a"os a deter"inar la relación e.peri"ental del -olta/e en *unción de la intensidad de corriente0 ta"bién el -alor de la *uer1a electro"otri10 la corriente de cortocircuito y la resistencia interna de una *uente de ali"entación0 para esto -a"os a "edir el -olta/e de un "ult!"etro y la corriente de un a"per!"etro a"bos conectados a una *uente de ali"entación en un circuito abierto2 O,-eti.os: Veri3car la relación teórica de -olta/e en *unción de la intensidad de corriente0 para una *uente de tensión continua2

V/ V 0I1 para la *uente Esti"ar el -alor de la *uer1a electro"otri10 la resistencia interna de la *uente y la corriente de cortocircuito2

E 2 3 E

4

ri 2 3 i

4

Icc 2 3 Icc

Funda&ento te5rico: Fuente de tensi5n contin6a idea7 Es a4uella *uente 4ue su"inistra una di*erencia de potencial V A5 constante0 para cual4uier -alor de la corriente eléctrica 4ue circula por el circuito0 es decir0 es independiente del -alor de la resistencia eléctrica R del circuito2 Fuente de tensi5n IDEAL conectado a un resistor .aria,e7

V = I R → I =

V   R

Fuente de tensi5n contin6a rea7

Son las *uentes 4ue e.isten en realidad tales co"o pilas0 bater!as0 la 4ue usare"os en esta pr,ctica ser, una *uente de ali"entación con ener6!a eléctrica y se di*erencia de una *uente de tensión continua ideal por su resistencia interna 4ue est, conectada en serie con la propia *uente de tensión2 7a di*erencia de potencial entre los bornes de la *uente de tensión0 depende del -alor de la corriente eléctrica 4ue circula por el circuito2 Aplicando la ley de -olta/e de 8irchho90 el -olta/e entre los puntos A y 5 del circuito es( V  AB= E −r i I 

Dónde0 E es la :e" y r i es la resistencia interna2 7os -alores e.tre"os para la resistencia eléctrica R es cero por4ue se tiene un circuito abierto0 entonces se tiene 4ue E = V   AB.  Para R/)0 se tiene un circuito en cortocircuito0 los bornes de la *uente de tensión est,n unidos a tra-és de una cone.ión de resistencia despreciable2 7a corriente de cortocircuito Icc es la ",.i"a posible(  E  I cc= ri

Fuente de tensi5n REAL8 conectado a un resistor .aria,e7

Le9 de o&:

V  AB= I R

(da Le9 de ;irco<:

∑ Vi =0 → E − I R − I r =0 i

i

VA= →V  AB = E− r i I 

Reaci5n te5rica Funciona&iento de una %uente REAL7 Funciona&iento a .ac!o7

Funciona&iento en cortocircuito7

Funciona&iento nor&a7

Materiaes 9 Monta-e E>?eri&enta7 :uente de tensión contin;a ali"entada con ener6!a eléctrica2 Pila seca2 Volt!"etro % Mult!"etro2 Resistencia de -alor constante2 Resistencia -ariable
Foto7

Procedi&iento E>?eri&enta7 &2 Ele6ir la *uente de tensión continua ali"entada con ener6!a eléctrica2 >2 Ar"ar el circuito2 ?2 Para una lon6itud del ala"bre "et,lico del reóstato0 re6istrar el -alor de la corriente eléctrica y la di*erencia de potencial entre los bornes A y = de la *uente2 +2 Variar las lon6itudes del ala"bre "et,lico del reóstato y re6istrar los -alores de la corriente eléctrica y las di*erencias de potencial respecti-as2 )2 Con la pila seca en lu6ar de la *uente de tensión continua ali"entada con ener6!a eléctrica repetir los pasos >0? y +2

Re@istro de Datos7 VA=/+8 BV IBA

VBV

@0&

+0)

@0> @0? @0+ @0) @0 @0' @0B @0

+0?& +0@ ?0B ?0' ?0+ ?0?? ?0&+ ?0@&

n * (   +    H

0 a .ac!o1

Anisis de datos7 +2B +2 +2+ +2> + VBV

?2B ?2 ?2+ ?2> ? @

@2&

@2>

@2?

@2+

@2)

@2

@2'

IBA

Relación E.peri"ental Mínimos Cuadrados:

A <+2)@  @2@+ = FVG H & 5
∑ di = 0.02018 2

∑ di σ  = 2

n−2

2

∑  x ¿ ¿ ¿2 2

 x −¿ ∆ =n ×

−3

=2.8832∗10

∑¿

V/AJ=I

@2B

@2

&

σ  A =

σ B=

√

2

 σ  × n ∆

=

√

√

2

 σ  ×

∑  x

2

∆

−3

 2.8832∗10

×9

5.4

=

√

−3

2.8832∗10

× 2.85

5.4

=0.039

=0.069

Por tanto la ecuación de a/uste es( VA= / 7+) " *7H+ I Co"parando la relacione teórica con la e.peri"ental( VA= / E J ri I VA= / A J = I A/E

 E / 7+)



KA / KE

 KE / )7)



Por tanto tene"os(

E / 07+) 2 )7)1 BV 4 * = /  ri  ri / *7H+ KA / KE  KE / )7) Por tanto tene"os( 



ri / 0*7H+ 2 )7)1 BV 4  Para hallar la corriente de cortocircuito
− A B

 ) / A J = I cc



=

−4.50 =2.3077 −1.95

Lalla"os el error de la corriente de cortocircuito por propa6ación de errores( σ  I  =√ ∆ A + ∆ B =√ 0.02051 + 0.0828 =0.0853 2

2

2

2

cc

∆ A=

∂ I cc ∂A

∗σ  A =

−1 B

∗1∗σ  A =

−1 ∗0.04 =0.02051 −1.95

∆ B=

∂ I cc ∂B

( )

σ B =− A∗

∗

−1

B

2

σ B=

∗

4.50 2

1.95

∗0.07 =0.0828

Icc / 0(7* 2 )7)H1 BA 4  Resutados: 7a relación e.peri"ental para A es(

VA= / 7+) " *7H+ I  El -alor de la *uer1a electro"otri1 <:EM= es(

E / 07+) 2 )7)1 BV 4 *  El -alor de la resistencia interna de la *uente es(

ri / 0*7H+ 2 )7)1 BV 4   El -alor de la intensidad de corto circuito es(

Icc / 0(7* 2 )7)H1 BA 4  Concusiones: En esta pr,ctica aprendi"os sobre la *e"0 corriente de cortocircuito0 resistencia0 ar"a"os un circuito abierto0 necesita"os la aprobación del in6eniero para e"pe1ar a re6istrar los datos2 Obser-a"os 4ue el 6ra3co de nuestro in*or"e no es e.acta"ente una l!nea recta con pendiente ne6ati-a0 esto puede ser por errores de "edición0 pues los datos re6istrados oscilaban2 En esta pr,ctica aprendi"os a di*erencia entre una *uente de tensión continua ideal de una real0 aprendi"os 4ue una *uente de tensión ideal es "e/or0 pero no e.isten en la realidadH por lo 4ue es reco"endable una *uente en la 4ue la resistencia interna sea cercana a cero2