Lab 8 Electrica, Potencia de un circuito de CD I

Universidad Tecnológica de Panamá. Facultad de Ingeniería Mecánica. Licenciatura en Ing. en Energía y Ambiente

Ingeniería Elctrica. !." E#P $%& P'TE$(IA )E U$ (I*(UIT' )E () I +TE,*I('Estudiante Instructor /ngel 0ernánde1

2ru3o !IM!4!. Fec5a de Entrega Lunes !! de abril del 67!8.

647 3m 9 :7; 3m I
INTRODUCCIÓN

En este e=3erimento de laboratorio introduciremos un trmino nuevo> La Potencia> la cual  3or de?inición es el volta@e en el elemento +ya sea resistencia> etc.- multi3licada 3or la corriente ue 3asa 3or ese mismo elemento. Este es un e=3erimento teórico 3or ende no utili1aremos la ?uente de energía y todo será calculado manualmente. (abe destacar ue los datos calculados se tomaron del laboratorio 8 ya ue los circuitos son iguales.

OBJETIVOS

!. (alcular la 3otencia disi3ada en un circuito de corriente directa 6. )emostrar ue la 3otencia disi3ada en una carga es igual a la ue 3ro3orciona la ?uente. EXPOSICIÓN

El 3ro3ósito de una ?uente de energía +alimentación-> en un circuito elctrico> es suministrar  la energía elctrica necesaria a la carga ue em3leare dic5a energía 3ara e?ectuar una ?unción Btil o un traba@o. En electricidad> el traba@o se reali1a mediante el movimiento de electrones +corriente elctrica-. La 3otencia es la velocidad con ue se 5ace un traba@o. Una ?uer1a electromotri1 de un volt> ue 3roduce una corriente de un am3ere +a travs de una resistencia de un o5m-> 3ro3orciona un Catt de 3otencia. La 3otencia elctrica +Catts 3ro3orcionada a una carga es siem3re igual al 3roducto del volta@e en cDd de la carga 3or la corriente de cDd ue 3asa 3or ella.  P=E x I 

En donde> P 3otencia en Catts E volta@e en volts I corriente en am3eres 3arte de esta se convertirá en energía mecánica y la restante se convertirá en calor. (uando se suministra 3otencia a una  batería o acumulador +mientras se carga-> 3arte de la 3otencia se convierte en energía uímica y la restante en calor. $o obstante> cuando se suministra cierta 3otencia a una resistencia> toda ella se convierte en calor. Esta conversión de energía elctrica en energía trmica es> 3or lo tanto> un 3roceso muy e?iciente y se a3rovec5a diariamente en a3aratos tales como tostadores> estu?as y cale?acción elctricos. Al igual ue se tienen tres ?ormas de

e=3resión de la ley de '5m> tambin e=isten tres maneras de relacionar la 3otencia con el volta@e y la corriente> ue son

P E = I E PI  

IPE

INSTRUMENTOS Y EQUIPOS  $inguno PROCEDIMIENTOS !. En estos 3rocedimientos los circuitos son idnticos a los ue se calcularon en el e=3erimento de Laboratorio G 8.

Estas tres ?órmulas son válidas 3ara todo ti3o de dis3ositivo de cDd> incluyendo motores> alternadores y resistencias. En consecuencia> conviene memori1arlas. Para cada uno de los siguientes 3rocedimientos. a. Anote los valores calculados +tomados del E=3erimento de Laboratorio $o. 8en los es3acios dados en cada Procedimiento.  b. Use las ?ormulas dadas en la e=3osición 3ara calcular la 3otencia disi3ada en cada elemento de la resistencia. Anote estos valores en su es3acio corres3ondiente. c. (alcule la suma de 3otencias Pt disi3adas 3or todas las resistencias del circuito. Anote ese valor en el es3acio ue se 3ro3orciona con tal ?in. d. (alcule la 3otencia 3ro3orcionada 3or la ?uente +Ps  Eentrada = It-. Anote este valor en el es3acio corres3ondiente. e. (om3are la 3otencia disi3ada +c- con la 3otencia 3ro3orcionada +d- y> en el es3acio corres3ondiente a las observaciones> indiue si el resultado es satis?actorio.

Figura

Tabla de (álculos Halores Potencia )isi3ada (alculados H!  !67H P*! !677.::&J I!  7.:A PT  :&J IT  7.:A

Potencia suministrada +IT # Eentrada-

Ps 7.:!67:&J

H!  87H H6  87H I!  7.6A I6  7.!A IT  7.4A

P*! 877.6!6J P*6 877.!8J PT  !6K8!&J

H!  !67H H6  !67H H4  !67H I!  7.:A I6  7.6A I4  7.!A IT  7."A

P*! !677.::&J P*6 !677.66:J P*4 !677.!!6J PT  :&K6:K!6&:J

Ps 7.487!&J

Ps 7."!67&:J

IT  7.!A I!  7.!A I6  7.!A H!  47H H6  87H

P*! 477.!4J P*6 877.!8J PT  4K8J

Ps 7.!7J

IT  7.!A I!  7.!A I6  7.!A H!  :7H H6  87H

P*! :77.!:J P*6 877.!8J PT  :K8!7J

Ps 7.!!77!7J

IT  7.!A I!  7.!A I6  7.!A I4  7.!A H!  47H H6  87H H4  67H

P*! 477.!4J P*6 877.!8J P*4 677.!6J PT  4K8K6!!J

Ps 7.!!!7!!J

I!  7.!44A I6  7.!44A H!  :7H HA  !67H IT  7.!44A

P*! :77.!44;.46J P*6 &77.!44!7.8:J PT  ;.46K!7.8:!;.8J

H!  87H H6  87H H4  87H I6  7.!A I4  7.7;A IT  7.4;A

P*! 877.6!6J P*6 877.!8J P*4 877.7;4J PT  !6K8K46!J

H!  87H H6  87H H4  87H I!  7.4A I6  7.!A HA  !67H

P*! 877.4!&J P*6 877.!8J P*4 877.6!6J PT  !&K8K!648J

Ps 7.!44!67!;.8J

Ps 7.4;87&:J

Ps 7.4!6748J

PRUEBA DE CONOCIMIENTOS

!. calcule las TU de calor ue se des3renden de un tostador con una ca3acidad nominal de 877 Catts. * tu del tostador 

3.43 Btu 1 watt 

∗600

watt = 2058 BTU 

6. El circuito del 3rocedimiento 4 +?igura &D6- tiene la resistencia de 477 o5ms y la de 877 o5ms conectadas en 3aralelo a travs de una ?uente de 87 volts. O(uál estaría más caliente

* La resistencia de 477 o5m estaría más caliente ya ue 3or esta 3asa más corriente ue 3or la de 877 y 3or ende su 3otencia es mayor. 4. aunue la corriente es la misma en ambas resistencias> el volta@e de la de 877 es mayor y 3or consiguiente la  3otencia tambin. :. Las tres resistencias del circuito del 3rocedimiento " +?igura &D8- alcan1an la misma tem3eratura durante la o3eración. O(uál de ellas es la de mayor tamaNo * La de 677 es la más grande 3orue si se considera ue todas las resistencias están a la misma tem3eratura entonces como la resistencia de 677 es la ue disi3a la menor cantidad de 3otencia tiene ue tener un tamaNo lo bastante grande 3ara ue mantenga una tem3eratura igual a las demás. ;. Escriba los valores omitidos en la Tabla &D! +HE* A$E#' !-

P+CattsE+voltsI+am3s-

! 30 ; 8

6 :7 67 2

4 ;7 5 !7

: 10000 !77 !77

; 10000 !777 !7

8. Escriba los valores omitidos en la tabla &D6 +HE* A$E#' 6! 6 4 : ; E+volts!67 20 !67 60 0.2 I+am3s! 4 1 8 ;7 P+Catts- 120 87 120 360 !7   *+o5ms- 120 6.667 !67 !7   0.004

8 ;7 0.5 !77

" "7 !:7 0.5

& 72 !6 8

8 144 !6 1728 !6

" 50 5 6;7 !7

& :7 & 320 5

". Una lám3ara incandescente de !77 Catts> cuando esta ?ría +a3agada-> tiene una *esistencia cuyo valor es solo !!6 del ue tendría si estuviera caliente +encendidaa. O(uál es la corriente de la lám3ara y su resistencia en caliente cuando se conecta a una línea de !67 volts 2

* P!77 Catts H !67 volts

2

 P= I  ∗ R ; I =

√ √  P

 R

=

100 144

2

 E  E  P= ; R=  R  P

=0.8333

 A

2

120 =

100

=144

ohm.

 b. O(uál es la resistencia en ?rio de esta lám3ara 1

* *esistencia ?rio 

12

 Rcaliente =

1 12

∗144 =12

ohm.

c. O(uál es la corriente instantánea de la lám3ara en el momento en ue se enciende * La corriente instantánea está dada 3or i ddt> sin embargo> en el instante en ue se enciende la lám3ara todavía no ocurre ninguna transmisión de carga y 3or ende no 5ay corriente en ese instante. d. O(uál es la 3otencia ue disi3a la lám3ara en este instante * (omo no 5ay corriente en ese instante la 3otencia disi3ada es 7. CONCUSIÓN Una resistencia disi3a calor cuando es atravesada 3or una corriente> al calor ue disi3a se le conoce como 3otencia disi3ada y 3uede ser calculada con las ecuaciones ue vimos a lo largo del e=3erimento. Estas disi3arán calor de3endiendo de su tamaNo y la cantidad de corriente ue 3ase 3or ellas. entonces la 3otencia ue genera la ?uente debe ser consumida en su totalidad> esto uiere decir ue> si la ?uente nos está dando una 3otencia de !77 Catts> 3recisamente la suma euivalente de todas las 3otencias del circuito debe ser de !77 Catts> y esto lo 3udimos com3robar en nuestros cálculos a travs del e=3erimento. BIBIO!RA"#A

E#PE*IME$T'< ('$ EQUIP'< ELR(T*I('< JIL)I S )E HIT' FU$)AME$T' )E I$2E$IE*A ELR(T*I(A HI$(E$T )EL T'*'V