INFORME N6 FISICA III unmsm
14
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América) LABORATORIO DE FISICA II “LABORATORIO N 0 6 DE FISICA III” Nombre: Horario: Lunes 8.00 – 10.00 am
description
LaboratorioTRANSFORMADOR SIN NUCLEO Y CON NUCLEOSe estudiará la transmisión de energía en un transformador con y sin núcleo de hierro y se conocerá el efecto importante que tiene dicho componente. RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN:Se aplicará una tensión alterna al transformador; se medirá con el voltímetro la amplitud de las tensiones primarias y secundarias y se calculará la relación de transformación. TRANSFORMADORES CON CARGA:Se aplicará una carga a un transformador y se medirá la tensión del secundario mientras se aumenta la carga. Los valores medidos se anotarán en una tabla y se representarán gráficamente. Cargue el transformador con los valores de resistencias indicados en la tabla. En la animación sólo se muestra el primer caso, esto es, una carga de 100 .W Los otros casos se obtienen conectando en serie y en paralelo las dos resistencias de 100 W . El valor 9999 representa el caso a circuito abierto, es decir, sin carga. El valor de 10 W se obtiene aproximadamente con la lámpara.CONECTAR EL RELÉSe aplicará una tensión al devanado de excitación del relé. Con el contacto de conmutación se encenderá una lámpara en el circuito eléctrico principal.EXPERIENCIA DE INTERRUPTOR DE LÁMINASSe observará el funcionamiento de un interruptor de láminas. Para esto se montará un circuito eléctrico con una lámpara, que se encenderá y apagará por medio de un interruptor de láminas cuando un campo magnético actúe sobre el interruptorSe pasó uno de los imanes cerca del interruptor de láminas y se observó el comportamiento del interruptor.1. ¿Cuáles afirmaciones sobre los puntos de conmutación se confirman con el experimento y explique cada una detalladamente?A) Si un polo pasa cerca del interruptor de láminas, aparece un punto de conmutación.B) Si el imán pasa horizontalmente, cerca del interruptor de láminas, aparece un punto de conmutación.C) Si el imán pasa horizontalmente, cerca del interruptor de láminas, aparecen dos puntos de conmutación.D) Si un polo pasa cerca del interruptor de láminas, aparecen dos puntos de conmutaciónRespuesta: B y D2. ¿Reacciona el interruptor de láminas con mayor sensibilidad (incluso con distancias mayores) cuando se acerca el imán vertical u horizontalmente? A) es más sensible al acercar el imán horizontalmente. B) Es más sensible al acercar el imán verticalmente. C) No hay diferencia.Respuesta: ACUESTIONARIOEl polo sur de un imán pasa delante del interruptor de láminas.1) ¿Cuántos puntos de conmutación aparecen?Solo dos puntos de conmutación.2) ¿Qué aplicaciones tiene el interruptor de láminas?Los reed switch son utilizados ampliamente en el mundo moderno como partes de circuitos eléctricos. Un uso muy extendido se puede encontrar en los sensores de las puertas y ventanas de las alarmas antirrobo, el imán va unido a la puerta y el reed switch al marco. En los sensores de velocidad de las bicicletas el imán está en uno de los radios de la rueda, mientras que el reed switch va colocado en la horquilla. Algunos teclados de computadoras son diseñados colocando imanes en cada una de las teclas y los reed switch en el fondo de la placa, cuando una tecla es presionada el imán se acerca y activa sus reed switches. Actualmente esta solución es obsoleta, usándose interruptores capacitivos que varían la condición de un circuito resonante.CONCLUSIONES: Pudimos deducir que los resultados numéricos teóricos no esta tan distantes de la realidad, sino que solo existen pequeñas diferencias producidas por ciertas perdidas que en muchas ocasiones no se tienen en cuenta a la hora de analizar las respectivas respuestas puesto resultaría muy complicado tener en cuenta esas pérdidas, además se pudo aplicar la identificación de la polaridad de los devanados del transformador, comprobando así los conceptos teóricos con la práctica. Se ha podido comprobar mediante la práctica que el relé puede ser muy útil en procesos industriales, ya que por e
Transcript of INFORME N6 FISICA III unmsm
UNIVERSIDAD NACIONAL
MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú, Decana de América)
LABORATORIO DE FISICA II
“LABORATORIO N0 6 DE FISICA III”
Nombre:
Horario: Lunes 8.00 – 10.00 am
Ciudad universitaria, 11 de octubre del 2015
POTENCIA ELECTRICA
PROCEDIMENTO
En el siguiente experimento examinamos la medición indirecta de la potencia eléctrica por medio de una medición paralela de corriente y tensión.
Hemos seguido los pasos para usar la fuente de tensión continua, realizamos los ajustes siguientes.
Ajustamos el instrumento de fuente de tensión continua Ups de 1V, medimos la tensión U1 a través de la resistencia R1 al igual que la corriente resultante I1 en miliamperios y anotamos los valores obtenidos en la correspondiente columna de la tabla siguiente. A partir de ello, determinamos la potencia de P1 absorbida por la resistencia en mW y anotamos de igual manera el resultado de la tabla. Repita el experimento para las tensiones de entrada de 2V, 5V y 10V.
Tabla 1:
Exp Ups(V) U1(V) I1(mA) P1(mW)1 1 0.25 10 2.52 2 0.55 20 113 5 1.9 70 1334 10 4 150 600
P vs I
P vs I 2
0 20 40 60 80 100 120 140 1600
100
200
300
400
500
600
700
f(x) = 0.024934642585925 x^2.01734903535855
I(mA)
P(m
W)
P vs I
Ahora con el montaje experimental, reemplazamos la resistencia R1 de 1 kΩ por la resistencia de R2 de 500Ω y repetimos las mediciones. Anotamos los resultados de la mediciones de las siguientes mediciones, al igual que los valores de la potencia
0 5000 10000 15000 20000 250000
100
200
300
400
500
600
700
I2(mA)
P(m
W)
0 20 40 60 80 100 120 140 1600
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
I(mA)
U(V)
0 5000 10000 15000 20000 250000
100
200
300
400
500
600
700
I2(mA)
P(m
W)
Tabla 2:
Exp Ups(V) U2(V) I2(mA) P2(mW) R(Ω)1 1 0.5 10 5 0.052 2 0.85 18 15.3 0.473 5 2.3 50 115 0.0464 10 4.5 100 450 0.045
P vs I
P vs I 2
I vs U
0 2000 4000 6000 8000 10000 120000
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
f(x) = 0.0543220222757437 x^0.978937963446368
I2(mA)
P(m
W)
0 20 40 60 80 100 1200
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
f(x) = 0.0543220222757437 x^1.95787592689274
I(mA)
P(m
W)
CUESTIONARIO (POTENCIA)
1. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas?
A. La resistencia pequeña absorbe escasa potencia con la misma tensión.
B. La resistencia pequeña absorbe una potencia elevada con la misma tensión.
C. Si se duplica la tensión, se duplica también la potencia absorbida.
D. Si se duplica la tensión, se reduce a la mitad la potencia absorbida.
RESPUESTA: La clave B: La resistencia pequeña absorbe una potencia elevada con la misma tensión.
2. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas?
A. La potencia total es independiente de la tensión que se aplica.
B. La potencia total disminuye si se eleva la tensión que se aplica.
C. La potencia total aumenta si se eleva la tensión que se aplica.
D. La resistencia pequeña absorbe una cantidad mayor de potencia.
E. La resistencia mayor absorbe una cantidad mayor de potencia.
RESPUESTA: La clave C: potencia total aumenta si se eleva la tensión que se aplica y la clave E: La resistencia mayor absorbe una cantidad mayor de potencia.
CONDENSADORES
0 20 40 60 80 100 1200
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
I (mA)
U(V)
Un condensador está compuesto por dos conductores con cargas opuestas, que por medio del aislamiento de las cargas se forma una diferencia de potencial eléctrico entre los dos electrodos. Los condensadores tienen como finalidad almacenar cargas eléctricas en reposo.
Condensador de placas
Donde:
C: capacidad del condensadorε 0: constante eléctrica de campo (ε 0=8.854∗10−12
)
ε r: Indice dieléctricoA:superficie planad: distancia entre placas
Comportamiento de un condensador - Gráficamente
Proceso de carga de un condensador
Si un condensador se conecta a una tensión continua U 0 a través
de una resistencia de carga R, se carga debido a la presencia de dicha tensión, proceso durante el cual la tensión del condensador, de acuerdo con una función exponencial, aumenta de 0 V hasta alcanzar su valor final U 0 (100%) (Curva de carga de un condensador)
Q=C .U
Proceso de descarga de un condensador
Si, a continuación, se desconecta el condensador de la fuente de tensión y se lo cortocircuita, se produce un proceso de descarga inverso al proceso de carga.
Proceso de carga del condensador en el circuito de corriente continua
En el experimento se analizó el proceso de carga de un condensador de 100µF (curva de la tensión del condensador y corriente de carga).
Se montó el circuito experimental del esquema mostrado:
Usamos el instrumento virtual de Fuente de tensión continua, y se seleccionamos los siguientes ajustes:
Para el instrumento virtual Osciloscopio a través de la opción de menú Instrumentos/Instrumentos de medición / Osciloscopio, seleccionamos los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.
CUESTIONARIO (EL CONDENSADOR)
1.- ¿Cuál es la trayectoria de la curva de la tensión del condensador después de que se conecta la tensión continua?
A) Salta inmediatamente a un valor de aproximadamente 10 V y se mantiene en este valor. B) Asciende linealmente hasta alcanzar un valor aproximado de 10 V y se mantiene en este valor. C) Asciende exponencialmente hasta alcanzar un valor aproximado de 10 V y se mantiene en este valor. D) Asciende exponencialmente hasta alcanzar un valor aproximado de 10 V y, a continuación, vuelve a descender a 0V Respuesta: C)
2.- ¿Cuál es la trayectoria de la curva de corriente de carga después de que se conecta la tensión continua? A) Durante todo el proceso de carga se mantiene constante. B) En primer lugar, salta a un valor máximo y luego desciende linealmente hasta llegar a cero. C) Asciende exponencialmente de cero a un valor máximo. D) En primer lugar, salta a un valor máximo y, a continuación, desciende exponencialmente hasta llegar a cero. Respuesta: D)
3.- ¿Qué reacción ocasionaría una disminución de la resistencia de carga R13 en el valor máximo de la corriente de carga? A) Ninguna. B) La corriente de carga disminuiría. C) La corriente de carga ascendería. Respuesta: C)
4.- ¿Qué sucede con la tensión del condensador?
A) Permanece constante. B) Aumenta. C) Desciende paulatinamente hasta llegar a 0 V. D) Primeramente asciende y luego desciende hasta 0 V. Respuesta: C)
5.- ¿Cómo se puede explicar esta reacción?
A) El condensador, una vez que se ha retirado la tensión de alimentación, representa una resistencia óhmica. B) El condensador se descarga a través de la resistencia interna de la medición. C) El condensador mantiene su tensión puesto que la carga no puede salir al exterior. Respuesta: B)
Vuelva a conectar la fuente de tensión continua para volver a cargar el condensador. Para analizar la influencia de la resistencia de entrada necesaria para la medición (ANALOG IN), separe ahora la conexión con el clavijero A+). Vuelva a separar ahora el cable que va al clavijero X43. A continuación, conecte A+, sólo brevemente, para comprobar la tensión del condensador y mida la tensión en largos intervalos de tiempo.
6.- ¿Qué se puede observar en contraposición a la medición continua?
A) No se observa ninguna diferencia con la medición continua. B) La tensión desciende ahora más rápidamente. C) La tensión desciende ahora más lentamente. D) La tensión permanece ahora constante. Respuesta: C)
LA BOBINA
PROCEDIMENTO
En el siguiente experimento se analizará el proceso de desconexión de una bobina,para ello en primer lugar se cargará la bobina con una tensión continua de 5V y luego se abrirá el circuito de corriente por medio de un relé. Luego montamos el circuito que se representa a continuación en la tarjeta de experimentación SO4203-6A. En la siguiente ilustración e muestra el montaje experimental.
Luego abrimos el instrumento virtual del osciloscopio, y seleccionamos los ajustes que se detallan a continuación:
Abrimos el panel de redes por medio de la opción de menú instrumentos / o pulsando la imagen que se encuentra a continuación:
Luego se obtiene:
CUESTIONARIO
1.- ¿Cuál es la trayectoria de la curva de tensión en la resistencia de descarga R2?
A. Salta a un elevado valor positivo y desciende a continuación lentamente acercándose a 0 VB. Salta a un elevado valor negativo y desciende a continuación lentamente acercándose a 0 VC. Salta inmediatamente a 0 V y permanece constante
Respuesta.- B
2.-¿Cómo varia la curva de tensión?
A. No varia en lo absoluto
Ahora, reemplace la resistencia de descarga:R2 = 500Ω por la resistencia de R3 = 1500Ω y repita el experimento. Lleve el oscilograma a la siguiente ventana.
B. La tensión desciende ahora rápidamente y el pico negativo muestra una ligera pronunciación.
C. La tensión desciende ahora rápidamente y el pico negativo muestra una pronunciación marcada.
D. La tensión desciende ahora lentamente y el pico negativo muestra una ligera pronunciación.
E. La tensión desciende ahora lentamente y el pico negativo muestra una pronunciación marcada.
F. La tensión permanece constanteRespuesta.- C
