Informe n 6 de Fisica 3

“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

INFORME DE FII!A III "A#ORA$ORIO N% &' IN$E(RAN$E) • • • •

Dext Dextre re Oc Ocro rosp spom oma, a, Luis Luisiñ iño o Edin Edinso son n Medina ano, !estor Luis #uispe Monta$%o, &o'erto ar$os +upanui aste$$anos, -$dair

E!!ION) D

$EMA) O&&*E!E -LE&!-. -LE&!-.

PROFEOR) /%e i%ar, "a%ier 

FE!*A) 0131232015

2014 201495 9502 02F F 20141151" 201202()* 20124522

………… ……………… …….. ………………. ………………. ………………

INDI!E O'eti%os Fundamento terico euipo de insta$acin 6rocedimiento $cu$os 7 resu$tados onc$usiones 8uerencias :i'$iora;
1) O#+E$I,O

Dar a conocer $os conceptos 'sicos acerca de corriente a$terna, ta$es como %a$ores e;icaces 7 re$aciones %ectoria$es =;asores>. O'ser%ar e$ comportamiento e$?ctrico de una $mpara ;$uorescente. Determinar $a inductancia 7 potencia consumida por e$ reactor 7 a su %e tam'i?n $a consumida por e$ ;$uorescente

-. F/NDAMEN$O $EORI!O onceptos pre%ios acerca de corriente a$terna E$ %o$tae producido por $os a$ternadores es sinusoida$ 7 su %a$or instantneo  puede expresarse mediante

,0t. 1 ,M2sen03t.

Donde M es e$ %a$or mximo de$ %o$tae, expresado en %o$tios, 7 @ es $a ;recuencia expresada en radianes por seundo. La ;recuencia anu$ar @ est re$acionada con $a ;recuencia ; mediante @A2B;. En e$ 6erC ; %a$e (0 . 8i dic/o %o$tae se ap$ica a $os extremos de una resistencia /mica $a corriente en dic/a resistencia %aria sinusoida$mente como se muestra en $a ;iura anterior 7 se o'ser%a tam'i?n ue est en ;ase con e$ %o$tae.

i0t. 1 iM2sen03t. ,0t. 1 i0t.2R a$ores e;icaces de corriente 7 %o$tae no de $os e;ectos importantes de $a corriente en una resistencia es $a produccin de ca$or. Este e;ecto ca$or<;ico se usa para de;inir e$ %a$or e;ica de una corriente a$terna en comparacin a una corriente continua. E$ %a$or e;ica de una corriente a$terna i e; es iua$ a$ %a$or de una corriente continua ue desarro$$ar de $a seña$

P 1 i-2R 1 iM-2sen-03t.  + e$ ca$or desarro$$ado en un periodo A2B3

sen ( wt ) T 

¿ ¿

∫

2

W = i M . R . ¿ 0

1

2

W = i M . R . T   2

 -/ora e$ ca$or ue desarro$$a una corriente continua i e;   =denominada corriente e;ica> en e$ mismo tiempo es 2

W  ief  . R . T   =

*ua$ando am'os %a$ores encontramos 2

1

2

ief  i M  2

i ef 

=

V ef =

i M 

√ 2

V  M 

√ 2

+ $a potencia media

 Pm

V ef  . i ef 

=

*nductancia En e$ectromanetismo  7 e$ectrnica, $a inductancia = >, es una medida de $a oposicin a un cam'io de corriente de un inductor  o 'o'ina ue a$macena ener
> 7 $a intensidad de corriente e$?ctrica  = > ue circu$a por $a

'o'ina 7 e$ nCmero de %ue$tas =!> de$ de%anado

La inductancia depende de $as caracter
inducida en e$ conductor por $a %ariacin de$ ;$uo. on

e$$o $$eamos a una de;inicin de inductancia eui%a$ente pero /ec/a a 'ase de cantidades ue se pueden medir, esto es, $a corriente, e$ tiempo 7 $a tensin

4. E5/IPO DE IN$A"A!ION •

na caa ue contena Guna $mpara ;$uorescente Gun arrancador  Gun reactor 

•

n %o$t

•

 n amper

6. PRO!EDIMIEN$O •

6&*ME&- 6-&E.

8e arma e$ siuiente circuito. 8e conect $a caa toma corriente 7 se o'ser%a $o ocurrido.  -/ora se conecta $os 'ornes 8 con # 7 se anota $o o'ser%ado.

Lueo se desconecta rpidamente 8 con # 7 se anota $o o'ser%ado.  -/ora se conecta e$ circuito mostrado, con e$ arrancador inc$uido 7 anotamos $o ocurrido.

•

8EI!D- 6-&E 8e monta e$ siuiente circuito, para medir $a corriente 7 e$ %o$tae e;ica de$ reactor 

on $os datos o'tenidos se constru7e $a r;ica como $o indica $a u
E&E&- 6-&E &ea$iamos $as conexiones para montar este C$timo circuito, en e$ cua$ mediremos $os %o$taes e;icaces de $a ;uente  M!, de$ reactor  M6 7 de$ ;$uorescente  !6, asi tam'i?n como $a corriente e;ica atre%es de$ circuito.

on estos datos se determinara e$ anu$o de ;ase J 2 entre e$ %o$tae de$ ;$uorescente 7 $a corriente de$ circuito como $o indica $a uia de$ $a'oratorio

7. !8"!/"O 9 RE/"$ADO 6rimera 6arte 8eunda 6arte 6ara $a seunda parte de$ experimento se %a a ca$cu$ar $a inductancia L de$ reactor, uti$iando $os %a$ores e;icaces de $a corriente 7 e$ %o$tae, as< como $a resistencia de$ reactor e;  A220 K *e;  A 0.9 -K & reactor A 4(  8e %a a uti$iar un m?todo ;asoria$ o r;ico para poder determinar $a inductancia, en este caso en e$ ee de $as a'scisas uedar e$ %ector -: A * e; . &, $ueo - es $a

medida de$ %o$tae e;ica ue corta en  a $a perpendicu$ar de : con e$ ee de $as a'scisas. E$ r;ico o'tenido 7 $os Npuntos de interseccin se muestran en e$ siuiente r;ico

: representa $a ca
 L=

V   I ∗2 π ∗f   A

219.267

∗

∗

0.39 2 π  60

A 1.49 enrio

 -/ora para ca$cu$ar e$ nu$o de ;ase ϴ1 entre e$ %o$tae 7 $a corriente a tra%?s de$ reactor 219.267

 -rct =

17.94

> A 5.2P

6or ende $a potencia ue se $$ea a ca$cu$ar siue $a siuiente ecuacin 6A e; . *e; . cos ϴ1 6A 220.=0.9>=0.0159> 6A ) Q Dic/a potencia no coincide con $a potencia nomina$ de$ reactor ue dice 20Q

ercera 6arte 6ara pode ca$cu$ar $a potencia disipada a tra%?s de $a $mpara ;$uorescente se /a$$an $a di;erencia de potencia$ en e$ reactor, e$ ;$uorescente 7 $a ;uente de entrada M!A 2(  !6A 21) M6A 5  *A 0.45 Lueo a partir de estos datos 7 uti$iando e$ trinu$o anteriormente uti$iado, desde - se mide e$ %a$or de $a  M6 =-A 5 > e$ cua$ se $$amar R ue tiene como componentes R =4.0))K 5).5(5>

na %e ue se encontr e$ %a$or de R, este %a a ser centro de una circun;erencia de radio  !6, as< como una circun;erencia de centro en - 7 de radio  M!, siendo este e$ r;ico

6ara $a interseccin de am'as circun;erencias en e$ primer cuadrante, donde $os potencia$es son positi%os, se encuentra e$ punto de interseccin D=21.9(42K 0)9>

 -$ unir $os puntos -RD se ;orma e$ trinu$o ue ser e$ trinu$o de$ circuito como se muestra

De donde se o'ser%a ue $a distancia desde - /acia R es iua$ a 5, $o cua$ es iua$ a$ M6A 5 , as< mismo

√ ( 218.9642− 4..077 ) +( 88.0379−57.8565 ) 2

dDRA

√ (218.9642− 0) +( 88.0379−0 ) 2

dD-A

2

 A 21)  A  !6

2

 A 2(  A  M!

6or $o tanto este trinu$o es e$ trinu$o de$ circuito porue $a $onitud de sus $ados es eui%a$ente a$ %o$tae ue tiene  M6,  !6 7  M!, $os cua$es son $os %o$taes para e$ reactor, e$ ;$uorescente 7 $a ;uente de %o$tae.

 -/ora se traa DE ue tiene $a misma pendiente ue -:, donde E =211.)(1K 0> a/ora para /a$$ar e$ nu$o ϴ2 uti$iamos $a $e7 de senos en e$ trinu$o ED- sin ϴ 2 211.7613

A

sin α  88.0379

 K donde sinS A 0.)0

sin ϴ2 A 0.159(  ϴ2A (.0 P

 -/ora para e$ nue%o ϴ2A (.0 P se %a a ca$cu$ar su potencia 6A !6 . *e; . cos ϴ2 6A =21)> =0,45> =cos(.0P> 6A 4Q Este %a$or de potencia es muc/o ma7or a$ %a$or nomina$ de 20 Q, $a di;erencia de potencia es de 2 Q.

: ;Es acer funcionar la l?m
'ornes de$ reactor, esto produce una ran di;erencia de potencia$ entre am'os ;i$amentos de $a $mpara ue /ace ue $os e$ectrones aduieran ener
: Eec>o de Bue al interrum
: De acuerdo a las mediciones de voltaCe efectuados ;se cum>off@ 8i se ana$ia en conunto como ma$$a no cump$ir
'. !ON!"/IONE

 De$ c$cu$o de $a inductancia ue es LA 1.491, se puede conc$uir ue para cada cam'io de 1- de corriente se %a a enerar 1.491  de FEM, donde este %a$or es re$ati%amente a$to 7 ue dado e$$o se %a a enerar ma7or di;erencia de potencia$ para e$ ;$uorescente.

 E$ nu$o ue ;orman  !6 7 M! es (.0, pero ?ste ser neati%o, 7a ue no siue $a direccin de$ %ector -, sino ue si en e$ punto  se pone e$ ee de coordenadas M! %a en contra de$ ee de $as ordenadas, $o cua$ enerar un nu$o neati%o de G(.0P. Este des;ase nos indica ue e$ %o$tae est retrasado (.0P respecto a $a corriente, $o cua$ es una caracter
 Las potencias ue se o'tu%ieron para e$ reactor 7 e$ ;$uorescente no coinciden con e$ %a$or nomina$ especi;icado de 20 Q, pero a$ /acer $a comparacin entre am'os %a$ores =4Q en e$ ;$uorescente 7 )Q en e$ reactor> se conc$u7e ue e$

;$uorescente es $a parte de$ circuito ue ms potencia disipa. Esto se de'e a ue parte de $a ener. 6or  un $ado se necesita e$e%ar $a temperatura de $os ;i$amentos de$ tu'o 7 por otro $ado $a ener
 De $a desiua$ ca
 E$ uso de un arrancador uti$iando principios ;
 6or C$timo, como piea ;undamenta$ dentro de$ circuito est e$ ;usi'$e, 7a ue e%ita ue todo e$ sistema se ma$ore o su;ran daño $os euipos, ante cua$uier corto circuito o accidente, ue puede ocasionar /asta desastres materia$es as< como peruicio para $as personas ue manipu$an e$ circuito.

. RE!OMENDA!IONE -

8e recomienda seuir $os pasos de $a u
-

de$ pro;esor 7a ue e$ ;usi'$e se puede uemar. La $mpara ;$uorescente presenta un comportamiento capaciti%o en este

-

experimento. En $os circuitos de corriente a$terna se siuen cump$iendo $as re$as de Tirc//o;; pero con $os %o$taes 7 corrientes instantneas.

-

 -$ momento de manipu$ar e$ circuito, tener cuidado a$ momento de conectar $os ca'$es a $os componentes de$ circuito. 8i a$uno de esos ca'$es esta sue$to puede

-

ocasionar daños serios a $a persona ue $o manipu$e.  -seurarse ue para cam'iar $as posiciones de $os ca'$es, as< como e$ cam'io de puntos para medir di;erencia de potencia 7 corriente, e$ enc/u;e de pared est? desconectado, si no e$ ;usi'$e U%o$arV muc/as %eces, /aciendo ms tedioso e$

-

procedimiento. 6ara rea$iar e$ trinu$o de potencias de$ circuito, se aconsea usar proramas de computadora, como Irap/, Mat/$a', etc. Esto se de'e a ue $a esca$a de $os %a$ores de potencia$es e;icaces 7 corrientes e;icaces %ar