FUERZA ELECTROMOTRIZ, RESISTENCIA INTERNA Y EFICIENCIA DE UNA FUENTE DE CORRIENTE

FUERZA ELECTROMOTRIZ, RESISTENCIA INTERNA Y EFICIENCIA DE UNA FUENTE DE CORRIENTE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE CIENCIAS FISICA III INFORME N3 TEMA: FUERZA ELECTROMOTRIZ DOCENTE: CARLOS TELLO ALUMNOS: REYNER GARCIA COPIA DANNY MICHAEL JULCA CARHUAZ ROSARIO SANDY CONTRERAS ALARCON

NDICE

I. Objetivo..2

II. Fundamento Terico2

III. Disposicin esquemtica del procesoIII.a Equipo6III.b Procedimiento del experimento.7

IV. Datos y observaciones.8

V. Clculos y Resultados..9

VI. Conclusiones ...14

VII. Bibliografa14

FUERZA ELECTROMOTRIZ, RESISTENCIA INTERNA Y EFICIENCIA DE UNA FUENTE DE CORRIENTE

I. OBJETIVO:

-Determinar la fuerza electromotriz de una fuente de C.C. -Encontrar la resistencia interna de dicha fuente.

II. FUNDAMENTO TERICO:

FUERZA ELECTROMOTRIZExisten ciertos dispositivos con los cuales se puede conservar una diferencia de potencial entre dos puntos conectados con esos aparatos, que son llamados fuentes de fuerza electromotriz.La fuerza electromotriz, en un circuito se encarga de establecer una diferencia de potencial con lo cual se crea corriente en un circuito. El valor de la fem se expresa en voltios y nos indica la diferencia del potencial de positivo de la batera respecto al negativo

RESISTENCIA INTERNA

Todas las bateras poseen un valor de resistencia interna r con lo cual hace que el potencial de un borne (+) con respecto al otro (-) sea diferente al valor de su fem E consideremos que el circuito exterior tiene una resistencia total R, entonces aplicando la ley de kirchof de las mallas.

Teniendo como mediciones i con un ampermetro se puede determinar el valor de E para i=0.EFICIENCIA Y POTENCIA DE UNA FUENTELa potencia de una fuente es la rapidez con que se entrega energa por parte de la batera al circuito definido en general como P=IV. Calculemos la potencia externa dada a el circuito sabiendo que tiene una diferencia de potencial V entre los bornes de la batera, una resistencia total R y una intensidad i como:

En donde al derivar P respecto a R, se cumple que la potencia mxima se halla cuando:

Implica R=r y de aqu se obtiene que la potencia mxima es Debido a que la potencia total disipada en el circuito es PTotal = Ei, se defini a la eficiencia (e) de la fuente como la relacin entre la potencia ext y la potencia total

Recta de mnimo cuadrtica:

La recta de mnimo cuadrtica que ajusta el conjunto de puntos

donde las constantes se pueden determinar resolviendo las dos siguientes ecuaciones llamadas ecuaciones normales.

Parbola mnimo-cuadrtica:

En este caso el ajuste se har en la forma de la ecuacin de la parbola

Para obtener las ecuaciones normales que permitan los coeficientes se procede de manera similar que para el caso de la recta mnimo-cuadrtica, as se tiene:

Alambre de Nicrom

El nicromo o nicrom es una aleacin de nquel, cromo. La aleacin tipo est compuesta de un 80% de nquel y un 20% de cromo. Es de color gris y resistente a la corrosin, con un punto de fusin cercano a los 1400 C. Por su gran resistividad y su difcil oxidacin a altas temperaturas, es muy utilizado en la confeccin de resistencias para elementos telefnicos como chips de telfonos mviles o cubiertas de motores de tractores.

III. DISPOSICIN ESQUEMTICA DEL PROCESO:

III.a EQUIPO:

1.-Una fuente de corriente continua (pila 1.5 V)

2.-Un voltmetro (de escala mxima de 3V)

FIG 1

3.-Un Ampermetro.

FIG 24.-Una resistencia variable (alambre de Nicron con un cursor).

5.-Cables.

FIG 3

III.b PROCEDIMIENTO DEL EXPERIMENTO:

Paso 1: Arme el circulo de la figura 2 de la gua del laboratorio y usando el mximo valor de la resistencia variable R (su mxima longitud) anote las indicaciones del experimento y del voltmetro.

FIG4PASO 2: Disminuya la magnitud de R de modo que V disminuya en 0.1 voltio y a note las indicaciones del ampermetro y del voltmetro as como la magnitud de R, esta ltima puede ser expresada en unidades de longitud por ser alambre con seccin transversal constante.

PASO 3: Arme el circuito mostrado en la figura 5 de la gua del laboratorio que es una modificacin de la figura 2.

PASO 4: Repita el paso dos, en cada caso la lectura del voltmetro ser 0.1 voltios menor que la lectura correspondiente al caso dos.

IV. DATOS Y OBSERVACIONES:

- Al tomar los datos de intensidad en el multmetro, se ve que al variar las entradas (del multmetro) los datos mostrados eran distintos, pero finalmente se decidi usar el de mayor rango para as poder medir todos los datos.

- Tambin en la toma de datos, al hacer variar la resistencia (variando la longitud del alambre de nicrom) se debe ser muy cuidadoso con la posicin del contacto pues se ve que la mala posicin hace que los valores de los instrumentos varen en un rango considerable.

Tabla 1: Datos del primer circuito#L(m)R()I(A)V(v)

11.0243.4780.230.80

20.8442.8850.260.75

30.7002.5000.280.70

40.6002.0970.310.65

50.5001.7650.340.60

Tabla 2: Datos del segundo circuito#L(m)R()I(A)V(v)

11.0243.2610.230.75

20.7102.4070.270.65

30.5601.6180.340.55

40.3661.1540.390.45

50.2580.8140.430.35

V. CLCULOS Y RESULTADOS:

Hallando los ajustes por mnimo-cuadrtica se tienen:

1. El valor de la resistencia por unidad de longitud del alambre de nicrom es:

2.

3. En las tablas 1 y 2 se muestran los valores de R para cada medida tomada.

4. Teniendo la grfica 3 y conociendo que:

5.

6.

7.

8.

VI. CONCLUSIONES:

-Se encontr la fuerza electromotriz de los datos tomados en el experimento, mediante una extrapolacin en la grfica.

-Se encontr la resistencia de la fuente.

-Se observa R y r son casi iguales en la potencia mxima, por lo que podemos confirmar que R es igual a r y obedece la teora fsica.

VII. BLIOGRAFA:

- Halliday Davis/Resnick Robert.FISICA Vol. II. 3era edicin, Mxico, D.F, Compaa Editorial Continental, S.A. de C.V. 1994. - Facultad de Ciencias UNI,Practicas de laboratorio de fsica, Edicion 2009, Per.

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