Informe Corriente Alterna

Universid Universidad ad Naciona Nacional l de Ingenier Ingenier´ ıa ´ nica Facult acultad de ingenier´ ıa Mecanica a ´ ´ sicas Depart Departamento Academico emico de Cienc Ciencias ias B asicas a ˜ o de la Promoci on ´ n de la Industria Responsable y del Ano n o ´ tico Compromiso Compromiso Climatico a

F´ ISICA III — MB226 D Laboratorio Laboratorio No 6

CORRIENTE ALTERNA

Apellidos y Nombres

MAMANI AYRA,Kevin Franco

Instructor Instructor de Laboratorio: Laboratorio: Lic. BEDON ´ n: 27 de junio. Fecha Fecha de Realiza Realizaci cion: o junio. ´ n: 1 de julio. Fecha de Presentaci Presentacion: o

2014 – I

´ digo Codigo o

20121020G

MONZON, Hector Manuel

Resumen En el presente informe se basa en el estudio de un circuito en corriente alterna, para lo cual hemos empleado mult´ mult´ımetro y volt´ volt´ımetro de corriente alterna, que nos ayudar´ an an con los gráficos aficos del circuito de corriente alterna, para ello necesitamos armar dicho circuito, luego haciendo uso de los conceptos teóricos oricos podremos hallar la inductancia, la potencia disipada del reactor y el fluorescente y la compararemos con las potencias nominales, además as tomaremos el valor de las resistencia del reactor, que nos servirá para los cálculos. alculos.

1

´ Indice 1. 2.

3. 4.

5. 6. 7.

OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fundamento Te´ orico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Corriente Alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Valores Eficaces de Corriente y Voltaje . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Inductancia en un Circuito de Corriente Alterna . . . . . . . . . 2.4. Condensador en un Circuito de Corriente Alterna . . . . . . . . . 2.5. Circuito en Serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6. El Circuito de la lampara Fluorescente . . . . . . . . . . . . . . . MATERIALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1. Precauciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ´ PROCEDIMIENTO Y CALCULOS DEL ENSAYO . . . . . . . . . . . 4.1. Primera parte - Funcionamiento de la lampara Fluorescente . . . 4.2. Segunda parte - Hallando el valor de la inductancia del Reactor . 4.3. Tercera parte - Potencia disipada del Fluorescente . . . . . . . . CONCLUSIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RECOMENDACIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BIBLIOGRAFÍA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Laboratorio N 6: Corriente Alterna. ◦

P´ agina . . . 2 . . . 2 . . . 2 . . . 3 . . . 5 . . . 7 . . . 8 . . . 10 . . . 10 . . . 12 . . . 13 . . . 13 . . . 14 . . . 16 . . . 20 . . . 20 . . . 21

´ UNI - FACULTAD INGENIERÍA MECANICA - FIM

1.

p´ a g. 2

OBJETIVOS Familiarizar al estudiante con algunos conceptos de la corriente alterna (valores eficaces y relaciones vectoriales). Estudiar el comportamiento de una lámpara fluorescente Familiarizarse con el uso de inductancias Entender la razón de ser de los valores eficaces y su importancia con respecto de los valores máximos. Afianzar el buen uso del amper´ımetro, volt´ımetro y el mult´ımetro. Estudiar el comportamiento de un reactor.

2.

Fundamento Te´ orico

2.1.

Corriente Alterna

La realización del experimento requiere del conocimiento previo de algunos conceptos b´ asicos de la corriente alterna que se exponen a continuación: El voltaje producido por los alternadores es sinusoidal y su valor instantáneo V puede expresarse mediante: (1) V = V M sen ωt Donde V M es el valor máximo del voltaje , expresado en voltios y ω es la frecuencia angular expresada en radianes por segundo. La frecuencia angularω est´ a relacionada con la frecuencia f mediante ω = 2πf . En lima f vale 60 ciclos/segundo. Si dicho voltaje se aplica a los extremos de una resistencia óhmica la corriente en dicha resistencia varia en forma sinusoidal como se muestra en la Figura 1 y se encuentra en fase con el voltaje.

Figura 1: Valores instantáneos del voltaje y la corriente en una resistencia El valor instantáneo de I se obtiene mediante la relación: I =

V V M = sen ωt = I M sen ωt R R


(2)


p´ a g. 3

La corriente y el voltaje invierten su direcci´ o n al mismo tiempo y de igual manera alcanzan sus valores m´ aximos y sus valores m´ınimos simultaneamente. Comparando las ecuaciones de I y V se concluye que : V M = I M R

(3)

Es conveniente pensar en el voltaje y en la corriente en circuitos de corriente alterna en funci´ on de la idea de un vector que va rotando. As´ı por por ejemplo, trazamos un vector de longitud I M a lo largo del eje X e imaginemos que este vector rota en el plano X-Y con una velocidad angular ω en dirección contraria a las agujas del reloj (sentido antihorario). El valor instant´ aneo de la corriente I esta dado por la proyección de este vector sobre el eje Y. As´ı, si el vector corriente esta dirigido a lo largo del eje X cuando t=0, el valor instant´ aneo de I en dicho tiempo es I=0 como se muestra en la Figura 2.

Figura 2: Grafica V vs t , I vs t. Este valor está de acuerdo con la ecuación (1). Despu´ es de alg´ un tiempo t el vector corriente habrá rotado un angulo ωt y la proyección del vector sobre el eje de las Y tendrá un valor : (4) I = I M sen ωt que es el mismo valor de (2). El voltaje V entre los extremos de la resistencia es igual a la proyección del vector sobre el eje Y; dicho vector gira con la misma velocidad(velocidad angular ω ). Como el voltaje y la corriente se encuentran en fase (Compare (1) y (3)), los  M e I  M rotan juntos. vectores V

2.2.

Valores Eficaces de Corriente y Voltaje

Uno de los efectos importantes al paso de la corriente por una resistencia es la producción de calor. Este efecto calor´ıfico se usa para definir el valor eficaz de una corriente alterna en comparaci´ on a una corriente continua. El valor eficaz de una corriente alterna I ef es igual al valor de una corriente continua que desarrollar´ıa el mismo calor en una resistencia en un tiempo igual al periodo ( T) de la se˜ nal. Para Encontrar el valor eficaz de la corriente, se calcula el calor desarrollado en una resistencia en un ciclo completo (periodo). La producción de calor por unidad de tiempo est´ a dada por la potencia instant´ anea P. 2 P = I 2 R = I M R sen2 ωt

y el calor desarrollado en un periodo T ( 2ωπ ) esta dado por: Laboratorio N 6: Corriente Alterna. ◦

(5)


p´ a g. 4

T

W =



P (t) dt

0

T

W =

 0

2 I M R sen2 ωtdt T

2

W = I M R



W =

sen2 ωtdt

0

2 I M RT

2 Ahora el calor que desarrolla una corriente continua I ef (denominada corriente eficaz) en el mismo tiempo es: 2 W = I ef RT Igualando ambos valores, encontramos: 2 = I ef

2 I M

2

es decir que la corriente eficaz y el valor I M (valor máximo de I)se relacionan según : I ef =

I M √ = 0 ,707I M

2

(6)

El valor calculado de I ef es la ra´ız cuadrada del promedio del cuadrado de la corriente instant´ anea evaluado en un periodo. Verifique que I ef es la ra´ız cuadrada del valor medio del cuadrado de la corriente instant´ aneo en un periodo completo. Valor medio del cuadrado de I: 2

I m =

1 T



I (2t) dt

El valor eficaz del voltaje entre los extremos de una resistencia puede encontrarse de manera similar ya que la potencia instantánea puede expresarse en función del voltaje como : P =

V 2 V 2 = M sen2 ωt R R

Por ello: V ef =

V M

√

2

= 0,707V M

(7)

Debe enfatizarse que los valores eficaces dados por las ecuaciones (6) y (7) son correctos solamente cuando la corriente y el voltaje var´ıan de manera sinusoidal. En lima la potencia de corriente alterna que se suministra es de 220 voltios, 60 ciclos/s y que el voltaje eficaz en las casas es de 220 voltios. El voltaje máximo es entonces de aproximadamente 311 voltios. Los volt´ımetros y amper´ımetros utilizados en corriente alterna están calibrados para medir voltajes y corrientes eficaces. Es decir, lo que registran son valores eficaces I ef y V ef . En circuitos de corriente alterna compuestos de resistencias, inductancias y condensadores, el u ´ nico elemento del circuito que consume energ´ıa el´ ectrica es la resistencia que la convierte en calor.



p´ a g. 5

La potencia consumida por una resistencia R en un circuito de corriente alterna es: P =

2 I M R

2

2 = I ef R = V ef I ef

(8)

En esta expresión debe considerarse que P representa la potencia promedio.

2.3.

Inductancia en un Circuito de Corriente Alterna

Si se aplica un voltaje instantáneo a una inductancia L, entonces: V = L

di dt

Si el voltaje es sinusoidal, entonces la corriente será también sinusoidal. Por conveniencia supongamos que: i = I M sen ωt luego V = LI M ω cos ωt

o V = LI M ω sen(ωt +

π

2

)

(9)

Esta ecuación puede expresarse como: V = V M sen (ωt +

π

2

)

(10)

Donde V M es el valor máximo del voltaje a trav´ es del inductor . Si se desea relacionar el valor máximo de la ca´ıda de voltaje a través de un inductor y el valor máximo de la corriente que pasa por él, comparamos las expresiones (9) y (10). V M = I M ωL

(11)

y reemplazando los valores de V M e I M en función de V ef e I ef en (11) se obtiene: V ef = I ef ωL

(12)

Es costumbre usar el s´ımbolo Z L , denominada reactancia inductiva y definida por : Z L = ωL = 2πf L

para describir el comportamiento de un inductor. Luego de (12) V ef = I ef Z L

(13)

La reactancia inductiva se expresa en Ohms cuando la inductancia se expresa en henrios y la frecuencia en ciclos por segundo. Debe notarse que el valor máximo de la corriente en el inductor y el valor máximo de la diferencia de potencial (voltaje) entre sus extremos no ocurren en el mismo tiempo. As´ı el voltaje es máximo cuando la corriente es cero. Ver Figura 3.



p´ a g. 6

Figura 3: Grafica V vs t , I vs t. Se describen estas relaciones de fase diciendo que el voltaje a trav´ es de un inductor est´ a en 90 con respecto a la corriente. La palabra adelantado es asociada con el hecho de que para el tiempo t cuando el ángulo de fase para la corriente es de ωt, el ángulo de fase para el voltaje es ω t + π2 (ver ecuación (9)). ◦

Esta relación de fases puede describirse con la ayuda de vectores apropiados. Si el valor m´ aximo de la corriente se representa por un vector en la dirección +X, el valor máximo del voltaje a trav´ es del inductor se representa por un vector en la direcci´ o n +Y, como en la figura 4. Si ambos rotan en sentido contrario a las agujas del reloj, en cualquier instante t, su proyección sobre el eje Y nos dará los valores instantáneos de i y de V.

Figura 4: Representación fasores X , Y.



2.4.

p´ a g. 7

Condensador en un Circuito de Corriente Alterna

Si se aplica un voltaje alterno a los extremos de un condensador, este se carga y descarga periódicamente y se dice que fluye una corriente a trav´ es del condensador a pesar de que realmente no pasan electrones a través del dieléctrico que separa las placas del condensador. Si la carga en una placa del condensador es en cualquier instante q, la diferencia de potencial entre sus placas es en dicho instante V y esta dado por: V =

q C

siendo C la capacidad del condensador. La carga en la placa del condensador es igual a la integral de la corriente durante el tiempo en que fluye la carga hacia el condensador de modo que : V C = q =



idt

Si la corriente es sinusoidal i = I M sen ωt

(14)

y CV = V =



I M sen ωtdt

I M π sen(ωt − ) 2 ωC

La carga inicial del condensador se ha supuesto igual a cero. Luego la diferencia de potencial V puede expresarse como: V = V M sen (ωt −

donde: V M =

π

2

)

(15)

I M ωC

reemplazando V M y I M en función de sus valores eficaces tenemos: V ef =

I ef ωC

(16)

Es usual representar por el s´ımbolo Z C la reactancia capacitiva, definida por: Z C =

1 ωC

=

1 2πf C

para describir el comportamiento de un condensador en un circuito de corriente alterna. Luego de (16) V ef = I ef Z C

(17)

Comparando las ecuaciones (14) y (15) se nota que el voltaje está atrasada en 90 con respecto a la corriente. (ver Figura 5) ◦



p´ a g. 8

Figura 5: Grafica V vs t , I vs t.

2.5.

Circuito en Serie

Si la corriente alterna fluye en un circuito en serie constituido por una resistencia R, una inductancia L y un condensador C, entonces, si la corriente var´ıa sinusoidalmente: i = I M sen ωt

(18)

el voltaje a trav´ es de cada uno de los elementos será: V R = I M R sen ωt V L = I M ωL sen(ωt + V C =

π

2

)

I M π sen(ωt − ) 2 ωC

(19) (20) (21)

y el valor del voltaje a trav´ es del generador en cualquier instante será la suma de V R + V L + V C de acuerdo a la segunda ley de Kirchoff. Una manera fácil de encontrar dicho valor se logra haciendo uso del diagrama vectorial. Si se traza un vector que representa el valor máximo de la corriente I M a lo largo del eje +X, los vectores que representan los máximos de los voltajes se muestran en la Figura 6.

Figura 6: Grafica Fasores. Laboratorio N 6: Corriente Alterna. ◦


p´ a g. 9

Se supone que los vectores rotan en el sentido contrario a las agujas del reloj con velocidad angular ω . El valor instantáneo de la corriente y el voltaje a trav´ es de cada elemento se encuentra determinando la proyección del vector apropiado a lo largo del eje Y. As´ı el valor instant´ aneo del voltaje del generador se encuentra sumando las componentes Y de los tres vectores. El concepto de la adición vectorial nos dice que la suma de los componentes de los tres vectores es igual a la componente de su resultante. As´ı se puede sumar los tres voltajes vectoriales y tener un nuevo diagrama. Ver Figura 7.

Figura 7: Grafica Fasores. De la Figura: V M =



(I M R)2 + [I M (X L − X C )]2



V M = I M

R2 + (X L − X C )2

De la cantidad dentro del corchete se denomina impedancia Z del circuito. As´ı: Z =



R2 + (X L − X C )2

(22)

El valor máximo del voltaje es: V M = I M Z

(23)

V ef = I ef Z

(24)

Esta ecuación puede tomarse como la definición de la impedancia en cualquier circuito de Corriente Alterna. El valor instantáneo del voltaje puede verse de la Figura 7 que es: V = V M sen(ωt + φ)

(25)

donde el ángulo de fase φ est´ a dado por: φ = arctan

X L − X C R

(26)

La potencia consumida es el producto del valor eficaz del voltaje V R y la corriente eficaz. P = V Ref I ef P =


(V R )M I M 2


p´ ag. 10

De la figura 7. (V R )M = V M cos φ P =

V M I M cos φ

2 P = V ef I ef cos φ

(27)

El factor cos φ es el factor de potencia. Debe notarse que los diagramas vectoriales se pueden trazar con los valores eficaces en lugar de con los valores máximos de voltaje y corriente.

2.6.

El Circuito de la lampara Fluorescente

Para que una lámpara fluorescente funcione se requiere de un reactor y de un arrancador. El reactor está constituido por una inductancia L que está hecha de alambre de cobre y por lo tanto tiene en s´ı una resistencia R. El arrancador es una ampolla que contiene gas ne´ on y dos electrodos, siendo uno de ellos bimetálico. Esta ampolla se encuentra montada dentro de un cilindro metálico. La lámpara fluorescente está constituida por un tubo de vidrio que contiene dos filamentos de wolframio (resistencias), argón y mercurio a baja presión. La pared interna del tubo de vidrio está cubierta por una capa delgada de material fluorescente. Sustancia que emite luz visible cuando incide sobre ella la luz ultravioleta que surge cuando los electrones chocan con los átomos de mercurio contenido en la lámpara. Las sustancias m´ as usuales son el borato de Cadmio para el rosa, el silicato de Zinc para el verde, el wolfroniato de calcio para el azul y mezclas de estos para el blanco.

3.

MATERIALES

1. Una caja En este laboratorio se usa una caja la cual contiene una lampara fluorescente , un arrancador y un reactor.

Figura 8: Un fluorescente, reactor y arrancador. 2. Volt´ımetro de Corriente Alterna Es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.



p´ ag. 11

Figura 9: Un Volt´ımetro con escala máxima de 300 V. 3. Mult´ımetro Es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes el´ ectricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades.

Figura 10: Mult´ımetro digital. 4. Fusible Es una resistencia que va a depender de la longitud  que tomemos.

Figura 11: Resistencia conformada por un alambre de nicrom 5. Cables Es un conductor (generalmente cobre) recubierto de un material aislante o protector. Laboratorio N 6: Corriente Alterna. ◦


p´ ag. 12

Figura 12: Cables para la conexión del circuito.

3.1.

Precauciones

Si bien los aparatos tienen algunas caracter´ısticas de auto protecci´ on, es necesario ser cuidadoso en el uso de ellos, para no afectar su funcionamiento y para obtener medidas correctas, se deben observar las siguientes precauciones: Evitar conectar mediante un cable los puntos M-N ya que eso genera un cortocircuito y por ende se quema el fusible. Evitar golpear o mover bruscamente los aparatos, ni marcar nada sobre ellos. Mover los controles e interruptores en forma moderada, para evitar su daño.



4.

p´ ag. 13

´ PROCEDIMIENTO Y CALCULOS DEL ENSAYO

Nuestro ensayo se realizó en la facultad de ciencias y estuvo a cargo del profesor BEDON MONZON,Hector Manuel encargado del curso de F´ısica III. Se realizo el ensayo de la siguiente manera:

4.1.

Primera parte - Funcionamiento de la lampara Fluorescente

1. Se coloca el fusible en la caja de elementos.

Figura 13: Colocando el fusible. 2. Se conecta la tensión de linea a los puntos M o N o enchufe ademas se conecta P-P mediante un cable luego se une los puntos Q y S observará una peque˜ na cantidad de luz visible pero la lámpara a´ un no prende.

Figura 14: Se conecto los puntos M y N ademas P-P y Q-S con un cable . 3. Se desconecta s´ ubitamente el cable QS. Se observa el encendido instantáneo de la lámpara.



p´ ag. 14

Figura 15: Desconectando s´ ubitamente el punto Q del cable QS generando el encendido. 4. Se establece el circuito tomando en cuenta el arrancador y con ello conseguimos el encendido automático del fluorescente.

Figura 16: Formando el circuito con ayuda del arrancador.

4.2.

Segunda parte - Hallando el valor de la inductancia del Reactor

1. Con ayuda del mult´ımetro digital se mide la resistencia del reactor.

Figura 17: Se mide la resistencia la cual da el valor de 45.9 Ω.



p´ ag. 15

2. Luego se establece el siguiente circuito (Figura 17) y se mide el V ef y la I ef .

Figura 18: Midiendo la I ef y V ef . Con los datos tomados en el laboratorio se obtiene la tabla 1. Tabla 1: DATOS EXPERIMENTALES - SEGUNDA PARTE Resistencia Reactor - R - (Ω) Corriente Eficaz - Ief - (A) Voltaje Eficaz - V ef - (V) Frecuencia - f - (hz)

45.90 0.455 220 60

3. Con los valores de I ef , de R y de V ef se determine gráficamente el valor de la reactancia inductiva para ello nos apoyamos en la Figura 18.

Figura 19: Grafica a partir de los valores I ef y V ef .



p´ ag. 16

De la figura:

 I × Z = V − V  220 × Z = 220 − 20,8845 ef

L

2

ef

R

2

2

L

2

Z L = 481,3329Ω

A partir del valor de Z L se puede hallar L : Z L = ωL

481,3329 = 2π × 60 × L L = 1,2768H

De la figura se obtiene el angulo de fase φ: φ = arc cos (

V R ) V ef

20 ,8845 = 84,5527 220 A partir de ello podemos calcular la potencia disipada: φ = arc cos

◦

P = V ef × I ef × cos φ P = 220 × 0,455 × cos(84,5527 ) ◦

P = 9,5W P T eorica = 20W

%Error =

4.3.

20 − 9,5 20

× 100 = 52,5

Tercera parte - Potencia disipada del Fluorescente

1. Se establece el siguiente circuito para ello se debe tener en cuenta que se uni´ o S-S , Q-Q y se conectó un amperimetro entre P-P y con ello se mide el V MN , V MP y V N P . cuando se calculo voltaje en MN con el voltimetro nos arrojo mucho error es por ello que se uso luego el multimetro para tomar medidas con menos error.

Figura 20: V MN tomada con el volt´ımetro.



p´ ag. 17

Medida del voltaje MN obtenida con el mult´ımetro .

Figura 21: V MN tomada con el mult´ımetro. cuando se calcula el voltaje MP con el voltimetro nos arrojo mucho error es por ello que se uso luego el multimetro para tomar medidas con menos error.

Figura 22: V M P tomada con el volt´ımetro. cuando se calculo voltaje en NP con el voltimetro nos arrojo mucho error es por ello que se uso luego el multimetro para tomar medidas con menos error.

Figura 23: V N P tomada con el volt´ımetro. Laboratorio N 6: Corriente Alterna. ◦


p´ ag. 18

Medida del voltaje NP obtenida con el mult´ımetro .

Figura 24: V NP tomada con el mult´ımetro. Simultaneamente se mide con el amperimetro la intensidad de corriente eficaz: I ef = 0,35A

Con los datos obtenidos por el voltimetro en el laboratorio se forma la Tabla 2 los cuales no se tomaran en cuenta dado que tienen mucho margen de error: Tabla 2: DATOS EXPERIMENTALES - VOLTIMETRO- TERCERA PARTE Fuente V MN (V) Reactor V M P (V) Fluorescente V P N (V) Corriente I ef (A)

230 128 173 0.35

Los datos que se toman en cuenta para nuestros calculos solo los datos tomados con el multimetro dado que tienen menor margen de error y se presentan en la Tabla 3 Tabla 3: DATOS EXPERIMENTALES-MULTIMETRO - TERCERA PARTE Fuente V MN (V) Reactor V M P (V) Fluorescente V P N (V) Corriente I ef (A)


220 133 104 0.35


p´ ag. 19

Figura 25: V MN tomada con el volt´ımetro. De la figura se concluye : φ2 = 65,38 ◦

DAC’ es el triángulo del circuito por que dos de sus lados son la forma vectorial de V N P y V MP y la suma vectorial de estos dos nos proporciona V eficaz . es de 2. Utilizando los valores V NP , I y φ2 calcular la potencia disipada a trav´ la l´ ampara fluorescente. ¿C´ omo se compara este valor con el que aparece impreso sobre el tubo de la l´ ampara fluorescente?. P = V NP × I ef × cos(φ2 ) P = 133 × 0,35 × cos (65,38 ) ◦

P = 19,39W P T eorica = 15W

%Error =

19,39 − 15 15

× 100 = 29,26

3. Indique si el comportamiento de la lámpara fluorescente es inductivo o capacitivo. El ángulo φ2 = 65,38 , medido en el gráfico 2, representa el ángulo desfase que hay entre el voltaje a trav´ es del fluorescente y la corriente del circuito. Es decir como la l´ınea, es paralela al eje, vemos entonces que el ángulo entre V NP , y V M P es negativo (−65,38 ) por este motivo el voltaje en el fluorescente está retrasado con respecto a la corriente del circuito de donde se deduce que la lámpara fluorescente tiene comportamiento capacitivo. ◦

◦

4. ¿Es posible hacer funcionar la l´ ampara fluorescente sin usar el arrancador?. Experimentalmente se ha demostrado que si es posible, si se tuviera el arrancador habr´ıa que conectar y desconectar los bornes libres del fluorescente para lograr la Laboratorio N 6: Corriente Alterna. ◦


p´ ag. 20

ionizaci´ on del gas. El uso del arrancador es debido a que realiza esta tarea automáticamente. 5. Explique detalladamente el hecho de que al interrumpirse la corriente en el arrancador aparece un alto voltaje a trav´ es del tubo, ¿ Es este voltaje mayor que el voltaje de la l´ınea?. Al estar conectado el circuito al dilatarse el bimetálico dentro del arrancador, se cierra el circuito y empieza a circular una corriente a través del reactor, la corriente disminuye bruscamente dentro del bobinado del reactor, con esto tambi´ en se reduce la magnitud del campo magnético en su interior, por lo tanto hay un gran cambio de flujo en el tiempo. Todo esto seg´ un la Ley de Faraday produce un FEM auto inducida que debe crear una corriente en el mismo sentido de la que se redujo para oponerse al cambio de flujo (seg´ un la Ley de Lenz) esta FEM es mucho más intensa que la de l´ınea pues produce la total ionización del gas en el tubo. 6. De acuerdo a las mediciones de voltaje efectuados ¿se cumple la segunda ley de Kirchoff? Seg´ un los grafico 1 y 2 la regla de Kirchhoff de las mallas no se cumplir´ıa debido a que la suma de ca´ıda de potencial en el circuito no es la misma que el potencial que da la fuente. Sin embargo los valores de voltajes instantáneos en el circuito si se pudiera medir elvalor real de los voltajes entre MN, V M P y V N P en cada instante ver´ıamos que la segunda regla de Kirchhoff se cumple en todo momento. Para esto se debe realizar una suma de las proyecciones en el eje X de los fasores de voltaje del circuito. Kirchhoff se cumple en todo momento. Para esto se debe realizar una suma de las proyecciones en el eje X de los favores de voltaje del circuito. En otras palabras la segunda ley de kirchhoff se cumplira vectorialmente.

5.

CONCLUSIONES El concepto de voltaje o corriente efectivo se debe a que la corriente y el voltaje no es constante en todo tiempo, es más sigue una onda sinusoidal por lo que se necesita una manera de poder expresar todos estos valores por un único valor, el valor efectivo. La corriente alterna tambi´ en se rige por la ley de ohm si hablamos de valores efectivos. La resistencia se comporta de la misma forma que en una corriente continua, sin embargo el condensador hace que la corriente se adelante 90 grados con respecto al voltaje y el inductor produce un adelantamiento de voltaje de 90 grados con respecto de la corriente. En un circuito de corriente alterna existen resistores, inductores y capacitores. La oposición que existe al paso de la corriente en un circuito de corriente alterna se llama impedancia y es la suma de la resistencia más la reactancia. La potencia en corriente alterna es distinta que en corriente continua. La potencia es la multiplicación del voltaje con la corriente y el coseno del ángulo entre ellos. En un capacitor el ángulo de desfase es de 90 por lo tanto la potencia disipada es cero, lo mismo ocurre en un inductor. ◦

6.

RECOMENDACIONES En este laboratorio como en los demás de este curso es importante corroborar que las conexiones estén adecuadamente puestas.



p´ ag. 21

La ubicación de los instrumentos de medida es fundamental en este laboratorio, por lo que hay que armar los circuitos exactamente como se indica en la gu´ıa. Trabajar m´ınimo con cuatro decimales, ya que algunas cantidades no var´ıan demasiado. Cuando el voltimetro esta descalibrado como en nuestro caso podemos usar el multimetro que también cumple esa función.

7.

BIBLIOGRAF´ IA Serway, R.; Jeweet, J.: FISICA PARA CIENCIAS E INGENIER ÍA Vol. II: Séptima edici´ on. México. Thomson editores. 2007, Capitulo 33 ,paginas: De 923 a 951. MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL (Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Ingenier´ıa): Primera edición-1999, paginas:139-152.


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