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Laboratorio de Electricidad y Magnetismo

Prctica de Laboratorio N3

III Ciclo

Leyes fundamentales de electricidad

INFORME

Integrantes Grupo 8:

Apaza Cuba, Julio

Arroyo Murrugarra, Michael

Castillo Tolentino, Renzo

Villar Porras, Renzo

Seccin: A

Profesor: Elmer Ramirez

Semana 5

Fecha de realizacin: 24 de abril

Fecha de entrega: 1de mayo

2014 I

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1. Introduccin

Tipler (2010) define a la corriente elctrica como el flujo de cargas elctricas que

atraviesa por unidad de tiempo la seccin transversal de un cable.

Resnick, Halliday y Krane (1992) sealan que la direccin de la corriente elctrica es

la direccin en la que se movern las cargas positivas, aun cuando los mismos

portadores de carga sean negativos.

En un circuito elctrico participan varios elementos entre ellos tenemos al generador

de corriente elctrica, sta corriente generada puede ser continua o alterna, otro

elemento que participa son los conductores que tiene una resistencia muy bajo al

paso de la electricidad, despus tenemos a las resistencias que su funcin es

oponerse al paso de la corriente elctrica y cuya unidad es el ohmio y finalmente el

interruptor, que permite o interrumpe el paso de la corriente elctrica.

Con estos conceptos actualmente ya conocemos lo que es un circuito elctrico y los

elementos que participan en ella, adems de tener una referencia de lo que se va a

tratar a lo largo de este informe.

Este informe tiene como objetivo la de mostrar detalladamente la comprobacin

experimentalmente y tericamente de la primera y segunda ley de Kirchhoff as

como la ley de OHM que se han hecho en el laboratorio, otro objetivo son las

mediciones de las resistencia y potenciadores elctricos con su respectivo error

porcentual y un objetivo final sera las aplicaciones de estos circuitos y de lo

importante que son para nosotros.

Esta figura nos muestra un segmento de un hilo conductor portador de corriente.

Donde vemos que las cargas fluyen a travs del rea transversal A.

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2. Resultados del laboratorio

2.1 Medicin de resistencia elctrica

Figura 1: Medicin de Resistencias

Ternas Resistencia Valor nominal (K) Valor medido (K) Er%

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R1 4.4 4.37 0.686

R2 2.2 2.193 0.319

R3 1.1 1.072 2.612

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R1 4.4 4.35 1.149

R2 2.2 2.185 0.686

R3 1.1 1.093 0.640

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R1 4.4 4.39 0.228

R2 2.2 2.202 0.091

R3 1.1 1.083 1.570 Cuadro1: Medicin de resistencias y clculo del error de medicin

La tabla muestra los datos tericos y datos medidos con el multmetro digital de 3 resistencias (resistencias de: 1.1, 2.2 y 4.4 todas en K).

Se puede observar que los datos medidos no difieren considerablemente de los datos tericos, por lo tanto podemos deducir que el porcentaje de error seria mnimo y para corroborarlo se utilizo la siguiente frmula:

% de error =

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2.2 Ley de Ohm

Figura 2: Circuito en AC para demostrar la Ley de Ohm

U (V) I Medida (mA) R = U / I

(K)

0 0 0

5 5.05 0.99

10 9.66 1.03

15 14.24 1.05

20 19.68 1.016

25 23.85 1.048

30 30.15 0.99

35 32.74 1.08

40 36.9 1.08

45 41.7 1.079

50 46.4 1.07

55 51.8 1.06

60 60 1

La ley de OHM nos dice que: El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito elctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensin o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada. R = V/I

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Con los valores del Cuadro 2 grafique (U vs. I) y de la curva obtenida determinar la Resistencia.

La grafica U (V) vs I (A) fue hecha con el programa Logger pro; luego de insertar los datos en el programa se hizo un ajuste lineal, esto nos permite confirmar la LEY DE OHM

2.3 Primera Ley de Kirchhoff

Resistencia ()

1.1 K

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Corriente (A)

Terico Medido Er%

U (V) 95.44 95.5 0.0628

U (V) 13.63 13.9 1.9424

U (V) 27.27 27.4 0.4745

U (V) 54.54 55.5 1.7297

U (V) 60 60.2 0.3322

La tabla muestra las mediciones y clculos que se hicieron para poder comprobar la primera Ley de Kirchhoff llamada tambin la ley de Nudos o de corrientes Donde la suma de

I (entrante) = I (1) + I (2) + I (3) I (entrante) = I (final) Donde I = corriente

De la tabla podemos observar que la corriente terica (que es la corriente entrante) es muy similar a la corriente medida (que es la corriente final)

2.4 Segunda Ley de Kirchhoff

Figura 5: Circuito serie, Segunda Ley de Kirchhoff (tensiones)

Corriente (A)

Terico Medido Er%

U (V) 59.821 59.86 0.065

U (V) 34.18 33.81 1.094

U (V) 17.094 17.38 1.646

U (V) 8.547 8.67 1.419

U (V) 60 60.1 0.166

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La segunda ley de Kirchhoff nos habla sobre la cada de tensin la cuales:

U1 + U2 + U3 + U4 = 0

2.5 Potencia elctrica

Figura 6: Medicin de potencia de una lmpara elctrica

Rlmp () 809

U (V) 221.0

I (A) 2.729

P (Vatios) = U x I 60.31W

P (Vatios) = I2 x R 60.24W

Cuadro 5: Medicin de potencia

La tabla muestra los valores obtenidos con un foco normal

Rlmp () 217.3

U (V) 220.7

I (A) 0.1034

P (Vatios) = U x I 22.82W

P (Vatios) = I2 x R 22.81

La tabla muestra los valores obtenidos con un foco ahorrador

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2.6 Cuestionario

2.6.1 Cul es el valor de tensin en el siguiente circuito?

V(final) = 30/R1 + 30/R1 +R2

2.6.2 Mencione 3 aplicaciones de conexiones en serie.

Microondas

La conexin entre la lmpara y su interruptor

Juego de luces (usadas en navidad para los arbolitos)

Iluminacin en ferrocarriles, tranvas.

2.6.3 Mencione 3 aplicaciones de conexiones en paralelo.

Extensin elctrica (permite que los equipos en una casa funcionen de forma independiente)

Licuadora

Plancha

2.6.4 Determine la corriente que consume un reflector de 500 vatios en 220V. Aplicando la formula de potencia:

P= I * V 500 W = I * 220 V I= 2.27 A

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3 Conclusiones analticas

Pudimos medir las resistencias y obtener el error en cada caso

Comprobamos la primera y segunda ley de Kirchhoff y las relacionamos con las aplicaciones.

Aplicamos la Ley de Ohm para medir la corriente en cada nivel de tensin

Medimos la potencia elctrica y la comparamos con valores de cargas conocidas.

Aplicamos la Ley de Ohm y pudimos medir y calcular tericamente los valores de potencia de una lmpara elctrica

En el ultimo experimento Potencia Elctrica para la cual se uso dos focos

(normal y ahorrador),podemos concluir que el foco ahorrador gasta una tercera

parte del foco normal

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4 Aplicaciones

Generador electrosttico: Produce electricidad esttica; se utilizan para demostrar las fuerzas elctricas y fenmenos

de alto voltaje.

Motor elctrico: Dispositivo que transforma la energa elctrica a energa mecnica por medio de

campos magnticos. Se utiliza en taladros o

batidoras.

Transformador: Permite aumentar o disminuir la tensin

en un circuito elctrico de corriente alterna.

Electroimanes: es un tipo de imn en el que su

campo magntico se produce mediante el flujo de

una corriente elctrica.

Seales luminosas

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5 Bibliografa

Tipler, Paul A. (2010) Fsica para la ciencia y la tecnologa .Electricidad y magnetismo,

luz/ Paul A. Tipler, Gene Mosca. Barcelona: Editorial Revert.

Halliday, D. Resnick, R. Krane, K. (1992) Fsica Volumen 2, 4ta edicin. Mexico:

Editorial Continental.