MEDICION DE LA RESISTENCIA INTERNA DE FUENTES REALES OBJETIVO: Analizar verificar y determinar en forma experimental el valor de la resistencia interna de una fuente real de tensión; en este caso como fuente real de tensión ten sión se utilizan dos pilas conectadas en serie, el valor de esta resistencia interna será determinada por un método indirecto.
II. MARCO TEÓRICO: Las fuentes de tensión, sean estas baterías, generadores, etc. no son ideales (perfectas). 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.
VI = Voltaje en la resistencia interna ( Ri) Ri) VL = Voltaje en la resistencia de carga (RL) RI = Resistencia interna RL = Resistencia de carga I = Corriente del circuito En cada una de las resistencias hay una caída de tensión .
¿Como se obtiene la resistencia interna? 1. Se mide la tensión en los terminales de una fuente de voltaje vo ltaje sin carga (sin RL). El voltaje medido será Vsc (voltaje sin carga) 2. Se conecta una carga y se mide el voltaje en esta. El voltaje medido será Vcc (voltaje con carga) 3. Se mide la corriente al circuito con carga. La corriente medida será I Una vez que se tienen estos valores se aplica la siguiente ecuación: RI = (Vsc – Vcc Vcc ) / I
Ejemplo práctico: Si Vsc = 12 Voltios , Vcc = 11.8 Voltios e I = 10 Amperios RI = 0.05 Ohms Con lo expuesto se puede concluir que a más corriente demande la carga (RL), menor será el voltaje terminal, debido a la ma yor caída en la resistencia interna (RI).
ARMAR CIRCUITO DE LA FIGURA
TABLA1 BATERIA DE 9V N0 1 2 3 4 5 6 7 8
VSC 9.98 9.81 9.23 9.73 8.28 9.62 9.32 9.25
VCC 9.5 8.84 8.14 8.5 7.92 8.26 7.56 7.08
A (mA) 48 55 57 76 72 91 123 162
RL (Ω) 180 159 140.3 111 107.4 90.2 57 42.3
Ri (Ω) 10 17.63 16.18 14.94 14.30 13.39 14.722 31.40
VCC 1.579 1.575 1.573 1.569 1.567 1.563 1.557 1.546
A (mA) 17.6 20.2 18.0 28 32 35 42 55
RL (Ω)
Ri (Ω) 1.70 1.58 1.77 1.25 1.15 1.08 0.97 0.83
TABLA2 PILA 1.5V N 1 2 3 4 5 6 7 8
VSC 1.609 1.607 1.605 1.604 1.604 1.601 1.598 1.592
80 66.4 61.3 51.3 46.7 41.0 33.9 24.2
CUESTIONARIO ¿CUALES SON LAS PARTES PRINCIPALES DE UNA PILA Y QUE TIPOS DE PILAS EXISTEN?
Tipos de pilas por forma y tamaño Las pilas eléctricas y algunos acumuladores se presentan en unas cuantas formas normalizadas. Las más frecuentes comprenden la serie A (A, AA, AAA, AAAA), A B, C, D, F, G, J y N, 3R12, 4R25 y sus variantes, PP3, PP9 y las baterías de linterna 996 y PC926.
Tipos de acumuladores por su naturaleza interna Pila común Pilas alcalinas Pilas alcalinas de manganeso
¿QUE PARTE DE LA PILA VIENE ACONSTITUIR FISICAMENTE LA RESISTENCIA INTERNA Y QUE SUCEDE CON EL VALOR NUMERICO CON RESPECTO AL TIEMPO DE USO? La parte que viene aconstituir la resistencia de una pila es la varilla de carbono y su valor numérico de su resistencia tiende a disminuir con respecto del tiempo por lo que disminuyendo su carga
CUALES SON LAS PARTES PRINCIPALES DE UNA BATERIA Y QUE TIPOS DE BATERIA EXISTEN?
TIPOS DE BATERIA Baterías de plomo-ácido Baterías de níquel-hierro (Ni-Fe) Baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd) Baterías de níquel-hidruro metálico (Ni-MH) Baterías de iones de litio (Li-ion) Baterías de polímero de litio (LiPo)
¿QUE PARTE DE LA BATERIA VIENE ACONSTITUIR FISICAMENTE LA RESISTENCIA INTERNA Y QUE SUCEDE CON EL VALOR NUMERICO CON RESPECTO AL TIEMPO DE USO? La parte que vendría aconstituir la resistencia interna de la batería es las placas de plomo y su valor numérico de laresistencia comienza aumentar con respecto al tiempo
¿QUE ES UNA FUENTE DE TENSION IDEAL?
Figura 1: Las fuentes ideales son elementos utilizados en la teoría de circuitos para el análisis y la creación de modelos que permitan analizar el comportamiento de componentes electrónicos o circuitos reales. Pueden ser independientes, si sus magnitudes (tensión o corriente) son siempre constantes, o dependientes en el caso de que dependan de otra magnitud (tensión o corriente). En este punto se tratarán las fuentes independiente s, dejando las dependientes para el final. Sus símbolos pueden observarse en la figura 1. El signo + en la fuente de tensión, indica el polo positivo o ánodo siendo el extremo opuesto el cátodo y E el valor de su fuerza electromotriz (fem). En la fuente de intensidad, el sentido de la flecha indica el sentido de la corriente eléctrica e I su valor. A continuación se dan sus definiciones:
Fuente de tensión ideal: aquella que genera una d. d. p. 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.
Fuente de intensidad ideal: aquella que proporciona una intensidad constante e independiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es cero se dirá que la fuente está en cortocircuito, y si fuese infinita estaríamos en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de intensidad ideal no puede estar en circuito abierto.
¿QUE ES UNA FUENTE DE TENSION REAL?
Figura 2 Fuentes de tensión Una fuente de tensión real se puede considerar como una fuente de tensión ideal, Eg, en serie con una resistencia Rg, a la que se denomina resistencia interna de la fuente (figura 2). En circuito abierto, la tensión entre los bornes A y B (VAB) es igual a Eg (V AB=Eg), pero si entre los mencionados bornes se conecta una carga, RL, la tensión pasa a ser:
que como puede observarse depende de la carga conectada. En la práctica las cargas deberán ser mucho mayores que la resistencia interna de la fuente (al menos diez veces) para conseguir que el valor en sus bornes no difiera mucho del valor en circuito abierto. La potencia que entrega o consume una fuente se determina multiplicando su fem o voltaje por la corriente que la atraviesa P = V I. Si esta corriente atraviesa a la fuente desde el terminal negativo hacia el positivo entonces diremos que la fuente entrega energía. Si dicha corriente atraviesa a la fuente desde el terminal positivo hacia el negativo entonces la fuente consume energía. Como ejemplos de fuentes de tensión real podemos enumerar los siguientes:
Batería Pila Fuente de alimentación Célula fotoeléctrica
QUE DIFERENCIAS EXISTEN ENTRE UNA FUENTE DE TENSION REAL Y UNA IDEAL Es una fuente de tensión que produce una tensión de salida constante, es una Fuente de Tensión con Resistencia interna cero. Toda la tensión va a la carga R L. Son las fuentes de tensión que tenemos en la realidad, como ya hemos dicho no existe una fuente ideal de tensión, ninguna fuente real de tensión puede producir una corriente infinita, ya que en toda fuente real tiene cierta resistencia interna.
GRAFICAR LA CURVA DE RESISTENCIA INTERNA
RESISTENCIA INTERNA DE LA BATERIA 60 50
) 40 A m30 (
Series1
A
20
Linear (Series1)
y = -35.139x + 76.348 R² = 0.8957
10 0 0
0.5
1
1.5
2
Ri(Ω)
RESISTENCIA INTERNA DE LA PILA 60 50
) 40 A m30 ( A
Series1
20
Linear (Series1)
y = -35.139x + 76.348 R² = 0.8957
10 0 0
0.5
1
Ri(Ω)
1.5
2
