28/03/2016
Departamento de Física y Electrónica Electrónica
INFORME LABORATORI LABORATORIO O
POTENCIA Y TRABAJO DE LA CORRIENTE ELECTRICA ELECTR ICA S. Bonilla, W. Beltrán, S. Salinas. Facultad de Ciencias Ciencias Bsicas e In!enierías" In!enierías" #ro!rama$ In!"Mecanica" In!"Mecanica"
Resumen
En primer lugar para entender qué es la potenia elétria !a" que de#inir antes el onepto de energ$a " esta es la apaidad que tiene un meanismo o dispositi%o elétrio ualquiera para reali&ar un tra'a(o. )uando onetamos un omputador o ualquier arte#ato elétrio a un iruito elétrio alimentado por una #uente de #uer&a eletromotri& eletromotri& *"a sea una peque+a 'ater$a o una entral !idroelétria, la energ$a elétria que suministra #lu"e por el ondutor, permitiendo que, por e(emplo, una ampolleta trans#orme esa energ$a en lu& " alor, o un motor pueda mo%er una maquinaria. -a energ$a utili&ada para reali&ar un tra'a(o ualquiera, se mide en (oule *en astellano (ulio " se representa on la letra . En este la'oratorio %amos a entender la relain que guarda la tensin, la intensidad " la potenia elétria. ensin. Palabras claves: Energ$a, )orriente, otenia elétrio, ra'a(o elétrio , )iruito elétrio, 4ntensidad, ensin.
ABSTRACT 5irst to understand !at is t!e eletri poer must 'e de#ined 'e#ore t!e onept o# energ" and t!is is t!e a'ilit" o# a me!anism or an" eletrial de%ie to per#orm or7. W!en onneting a omputer or poer an" de%ie to an eletrial iruit poered '" a soure o# eletromoti%e #ore *eit!er a small 'atter" or a poer plant, t!e eletri poer supplied #los t!roug! t!e ondutor, alloing, #or eample, a %ial trans#orm t!at energ" into lig!t and !eat, or a motor an mo%e a ma!ine. !e energ" used to per#orm or7 an", is measured in 9(oule9 *in )astilian ul" and is represented '" t!e letter 99. 4n t!is la' e ill understand t!e relations!ip o# t!e %oltage, urrent and eletrial poer. Keywr!s: Energ", )urrent, Eletri otential, Eletrial Wor7, Eletrial )iruit, )urrent, :oltage.
TEORIA RELACIONADA otenia es la %eloidad a la que se onsume la energ$a. am'ié m'ién n se pued puedee de#i de#ini nirr ote oten nia ia omo omo la ener energ$ g$aa desa desarr rrol olla lada da o ons onsum umid idaa en una una unid unidad ad de tiem tiempo po,, epresada en la #rmula ;
P
E t
=
Se lee; P"enc#a es #$ual a la ener$%a !#v#!#! &r el "#em&' Si la unidad de potenia * es el att *W, en !onor de Santiago Watt, la energ$a *E se epresa en (ulios * " el tiempo *t lo epresamos en segundos, tenemos que; 1 watt =
P
=
dU dt
=
dq 2 ∙ I ∙R I ∙ R dt =
?e lo anterior podemos onluir que ; 2
V P I ∙ R V ∙ I R
1 julio
=
1 segundo
.*0
2
=
=
%&' (atios
Entones, podemos deir que la potenia se mide en (ulio *(oule di%idido por segundo * J(se$ " se representa on la letra P.
.10
)omo un* J(se$ equi%ale a * wa"" *), por tanto, uando se onsume * +ul# ,+ule- de potenia en un segundo, estamos gastando o onsumiendo * wa"" de energ$a 2ATERIALES 3TILI4ADOS elétria. , la %ariain de energ$a potenial que Bom'illa 12:/0.1 < eperimenta di!a antidad de arga al pasar desde la Cult$metro entrada a la salida del iruito es; )a'le de onein 5uente de alimentain
∆ U q ∆ V q ( V 2 V 1) q ∙ I ∙ R =
=
−
=
)<@ 1 1 1 2 1 1 1 1 10 1
2ONTAJE Y PROCEDI2IENTO
-uego, la potenia disipada *energ$a por unidad de tiempo es;
dU dq∙ I ∙R =
5#$*' Esquema elétrio 1
Codi#iamos el iruito omo se muestra en el esquema elétrio 3. rimero oloamos solo una lámpara " a(ustamos la tensin nominalmente de la lámpara *6:. Contamos el iruito segDn el esquema elétrio 1. -uego medimos la intensidad de la lámpara, más tarde le )erramos el interruptor " ponemos la tensin de agregamos en serie una segunda lámpara " ele%amos la #unionamiento a la tensin nominal de las lámparas *6 :. tensin !asta que la intensidad sea igual para am'as. ara )omparamos el 'rillo de las lámparas " anotamos lo as$ medir la tensin total en las dos lámparas. o'ser%ado. Cedimos suesi%amente la intensidad de las dos lámparas. ara medir la intensidad de la segunda lámpara. )onetamos la primera diretamente al polo negati%o de la #uente de orriente. -uego onetamos la segunda lámpara, a tra%és del amper$metro al polo negati%o de la #uente de orriente E6&er#men" *
5#$7' Esquema elétrio
5#$/' Esquema elétrio 2
ara #inali&ar modi#iamos el iruito segDn el esquema elétrio . <(ustamos la tensin de #unionamiento a la tensin nominal de las lámparas a *6 : " medimos la intensidad total.
E6&er#men" /
Contamos el iruito eperimental segDn el esquema elétrio 2. usimos el potenimetro en el tope i&quierdo. usimos la tensin de la segunda lámpara a su tensin nominal *12: " a(ustamos uidadosamente on el potenimetro la primera lámpara a su tensin nominal, luego omparamos el 'rillo de las lámparas. 5inalmente medimos la intensidad de la primera " segunda lámpara.
ANALISIS Y RES3LTADO
-uego de !a'er !e!o el monta(e de ada eperimento, %amos a ir paso a paso para %er mo se a#etan la luminosidad de los 'om'illos en ada iruito elétrio montado, sus di#erenias " sus similitudes.
Lampara Lámpara 1 Lámpara 2
U/(V)
I/(A)
Brillo
5,91
0,38
Alto
5,81
0,24
Medio
Tabla *' Eperimento F " 4
5#$1' Esquema elétrio 3 E6&er#men" 1
El análisis que saamos del eperimento 1 que se muestra en la Tabla *' luego de !a'er medido la el %olta(e " la intensidad de orriente podemos deir, el %olta(e es para am'as lámparas es la misma "a que el iruito esta en paralelo, pero la orriente no es la misma, ni su 'rillo " eso lo que las di#erenia. )on lo anterior, del primer eperimento podemos onluir que la potenia depende de la intensidad de orriente.
#otencia y Tra)a*o de la corriente el+ctrica ," Bonilla- &" Beltran- ," ,alinas
-uego de !a'er anali&ado eperimentalmente lo que pasa on la potenia, %eremos qué pasa uantitati%amente en ada eperimento " su tra'a(o durante 10 !oras;
Lampara Lámpara 1 Lámpara 2
U/(V)
I/(A)
Brillo
5,92
0,22
Bajo
11,8
0,22
Alto
Tabla /' Eperimento 2 F " 4
En am'io, en el eperimento 2 que se muestra en la Tabla /' después de !a'er armado el iruito on el potenimetro en su tope " oloar las tensiones nominales podemos onluir que para am'as lámparas tienen la misma intensidad de orriente, pero tienen di#erente %olta(e, !aiendo que la luminosidad sea a#etada a!ora por el %olta(e. Tabla *'*' Eperimento 1
?e lo anterior podemos onluir que la potenia depende de mo #lu"a la orriente " esta depende del iruito teniendo en uenta omo se desompone. am'ién que la potenia depende de una sola %aria'le si el %olta(e es onstante depende de la orriente " %ie%ersa.
!o"e#i$" % U"a lámpara
'" erie
U/(V)
I/(A)
Brillo
11,82
0,38 0,39
Alto Alto
Tabla 1' Eperimento 3 en serie F " 4
!o"e#i$" %
U/(V)
I/(A)
Brillo
U"a lámpara
,01
0%39
Alto
,01
0%4
Alto
'" paralelo
Tabla 7' Eperimento paralelo F " 4
-a me(or manera de uanti#iar la orriente elétria es on la #ormula G:H4, en el 3 eperimento %emos que para que tenga la misma intensidad de orriente en am'os asos se neesita aumentar la I: el do'le, paso de 6: a 11,82:. JSi nos preguntamos en el eperimento que pasa on la relain uantitati%a entre la poteniaK Se puede deir que ourre lo ontrario que en el eperimento 3, la potenia es diretamente proporional a la orriente, de manera general la potenia es diretamente proporional a la tensin " orriente.
Tabla /'*' Eperimento 2
Tabla 1'*' Eperimento 3
tam'ién del %olta(e omo se muestra en la Tabla /.* En las Tablas 1'* " 7'* respeti%amente muestran que si el iruito esta en serie " se le aumenta el %olta(e podemos llegar a tener la misma luminosidad que uando tenemos la 'om'illa sola, " si tenemos el iruito en paralelo podemos llegar a la misma luminosidad si aumentamos la orriente elétria.
RE5ERENCIA .*0 Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna Vol*me" 2% +*i"ta edii$"% -a.mo"d A% era. . o" % eett, r% 2003, ág. L36 Tabla 7'*' Eperimento CONCL3SIONES
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?el la'oratorio anterior pudimos onluir que la potenia depende la orriente omo se muestra en la Tabla *'*, "
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