Práctica 1 - Informe de pilas y baterias

FACULTAD DE INGENIERIAS CARRERA DE INGENIERÍA ELECTRONICA LABORATORIO DE CIRCUITOS: 2 CICLO: NOMBRE: Carlos Guerrero GRUPO: 5 BANCO: FECHA: Realizado con: Renato Castro

Tercero 1 29/11/11

Práctica # 1 Tema: Pilas y Baterías

Objetivos: 1. 2. 3.

Conocer las características básicas de las pilas y baterías. Realizar arreglos en serie y paralelo de las pilas o baterías. Realizar la medición de la resistencia interna de una pila.

Síntesis Teórica La pila es un dispositivo electroquímico que almacena energía eléctrica, está compuesto de 2 electrodos y un electrolito, que al hacer contacto entre si crea una diferencia de potencial entre los electrodos produciendo energía eléctrica. Una batería es la unión de varias pilas pudiendo obtener el mismo potencia de varias pilas en una sola, La mayoría de baterías contienen compuestos compuestos químicos perjudiciales para el medio ambiente. En la mayoría de los países no está permitido tirarlas a la basura y es obligatorio llevarlas a un centro de reciclado. Las pilas y baterías se clasifican en 2 grupos:

Pilas y baterías primarias: estás no son recargables significa que la reacción química no es reversible. Los tipos de pilas primarias más utilizadas son las conformadas por: carbón-zinc, cloruró de zinc y la mayoría de pilas alcalinas. Véase Figura 1

Figura 1 Ejemplo de Pilas alcalina no recargables Pila y baterías Segundaria: son basadas en una reacción química reversible y por lo tanto tanto son recargables. Estas se pueden recargar pasando corriente eléctrica eléctrica en sentido contrario al de la descarga. Los tipos de pilas segundarias más utilizadas son las conformadas por: plomo, níquel  –cadmio, níquel-hierro, litio y las alcalinas recargables. Véase Figura 2

Figura 2 Ejemplo de batería recargable Resistencia Interna La capacidad de una pila es la cantidad de energía que puede almacenar en ciertas condiciones, las cuales son temperatura, corriente suministrada. El voltaje de salida de una pila puede variar de acuerdo a la resistencia interna, mientras más carga interna tenga menos voltaje entregara la pila Esto sucede debido a que los conductores internos de la pila no son perfectos y mientras más se utiliza la pila la resistencia interna aumenta.

Procedimiento

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Para la práctica se utilizó los siguientes materiales: -Todas las resistencias del banco conectado en Paralelo -2 multímetros Digitales -2 baterías de 9 voltios. Antes de empezar con la práctica se midió el voltaje que tenían las pilas y se encontró que: V1= 7.80v y el V2=7.86v En todo los circuitos R equivale a 47.61 Ω, esto se consigue poniendo en paralelo todas las resistencias del banco Rb=  R=

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 =142.857 Ω 

  47.61 Ω

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1. Se Conectaron las baterías en serie colocando la resistencia como carga. Primero se midió el voltaje solo con una batería alimentando el circuito. Ver el circuito de instalación en la Figura 3

Figura 3: Circuito con una batería y una resistencia con V como incógnita

Se instaló el circuito de la figura 3 y se obtuvo que el voltaje V era igual a 7.43v.

1.1 Ahora se midió el voltaje con las 2 baterías colocadas en ser ie alimentando al circuito. Ver el circuito de instalación en la Figura 4

Figura 4: Circuito con 2 baterías en serie alimentando al circuito de una sola resistencia con V como incógnita Se procedió con la instalación del circuito de la figura 4, se determinó que el voltaje era igual a 13.73v. Se puede observar que el voltaje disminuyo pues el voltaje teórico debió ser de 15.66v, se observa también que le voltaje casi es el doble que el voltaje del circuito de la figura 3.Lo que quiere decir es que el voltaje total es igual a la suma de los voltajes de cada batería

2. Realice lo siguiente 2.1 Mida el Voltaje Vab en el siguiente circuito:

2.2 Cual es el voltaje? Se midió el voltaje Vab y se encontró que era igual a 3.20v

2.3 Que ocurre? El voltaje disminuye rápidamente y es un voltaje muy pequeño.

3. Conecte la batería en paralelo agregando una cada vez y mida el voltaje y corriente suministrada. Ver el circuito de instalación en la Figura 5

Figura 5 Circuito con baterías en paralelo El circuito de la figura 5 consistió en poner las baterías en paralelo y medir las intensidades y el voltaje en la resistencia

Se midió las intensidades y se encontró que

i1= 53.3mA

i2=55.7mA

it=154.3mA

Y el voltaje es igual a 7.65v como el circuito esta en paralelo el voltaje es el mismo en todo el circuito.

4. En el circuito de la Figura 6 mida los voltajes, potencia e intensidades.

Figura 6 Circuito a instalar El circuito de la figura 6 consistió en conectar una batería a una resistencia variable y medir las intensidades, el voltaje y la potencia en la resistencia. para poder medir su resistencia interna

RL 10 Ω 8Ω 5Ω 3Ω 1Ω 0.3 Ω 0.2 Ω

Voltaje[V] 4.89 V 4.49 V 3.52 V 2.57 V 2V 1.51 V 0.57 V

Intensidad[A] 0.49 A 0.55 A 0.7 A 0.85 A 1.98 A 2.10 A 2.5 A

Potencia[W] 2.39 w 2.96 w 2.46 w 2.18 w 3.82 w 3.17 w 1.42 w

Tabla 1: Tabla de valores década resistencia con sus Voltajes, Intensidades y Potencias Para calcular la resistencias interna se utiliza el principio de máxima transferencia de potencia que dice que cuando Ri=RL se trasmitirá la máxima potencia En la tabla 1 se ve que la máxima potencia ocurre cuando la resistencia es igual a 1 Por lo tanto la resistencia interna de esa pila es de 1 Ω

Conclusiones y Recomendaciones Las baterías son muy útiles en estos tiempos ya que sin ellas la mayoría de los aparatos eléctricos(portables) no funcionarían. Como se puede apreciar en las mediciones la batería no daba al voltaje que debía dar. Esto se debió a que la batería se descargaba muy rápido mientras se hacían las mediciones. Se pudo comprobar que la batería tiene una resistencia interna que va aumentando mientras más se descarga la batería.

Bibliografía [1] Wikipedia (2011, Octubre 18). [En línea]. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad) [2]Richard J. Fowler, Electricidad: Principios y Aplicaciones, Reverte, 1987, 367 páginas