MANUAL DE LAB ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

Transcripción

1 POTENCIA ELECTRICA EXPERIENCIA N 5 1. OBJETIVOS. 1. Mostrar la potencia eléctrica como función del voltaje y de la corriente, calculando y midiendo la potencia disipada en una resistencia conforme aumenta el voltaje. 2. Determinar que la resistencia de un filamento de una lámpara varía con la temperatura. 3. Verificar que la resistencia del filamento (foco) no varía linealmente con el voltaje aplicado. 2. MATERIALES. Década de resistencias Galvanómetro Voltímetro Amperímetro Fuente de voltaje Resistencias Conectores Reóstato Llave o interruptor Foquito 3. FUNDAMENTO TEORICO. La potencia es una medida del trabajo realizado en un intervalo de tiempo. En el SI la unidad de potencia es el watt (W). La potencia de 1 watt es el trabajo realizado en 1s por 1 V de tensión eléctrica para mover una carga eléctrica de 1C. Cuando fluye corriente a través de una resistencia, la energía eléctrica se transforma en calor. Potencia Eléctrica La potencia eléctrica es mayor mientras mayor sea la tensión y mayor sea la corriente. Para la potencia P es válida la relación: La unidad de la potencia eléctrica recibe el nombre de Watt (W), el inglés que la definió. 1 W es la potencia de una corriente continua de 1 A con una tensión continua de 1 V. La potencia absorbida por una carga se puede medir, por tanto, de manera indirecta con un voltímetro y un amperímetro. Una medición directa de potencia se puede realizar por medio de un vatímetro. Si en la fórmula anterior, de acuerdo con la ley de Ohm, para la potencia, se reemplaza la tensión U por el producto I R, se obtiene la ecuación: 28

2 Si en la ecuación inicial, por el contrario, se reemplaza la corriente I por el cociente U/R, se obtiene la relación: 4. PROCEDIMIENTO. Verificación de la potencia eléctrica como función del voltaje y de la corriente eléctrica. Se calcula y se mide la potencia disipada en una resistencia conforme aumenta el voltaje. a) Arme el circuito de la Fig.1 Las resistencias R1 y R2 (cada una de 1W) están conectadas en paralelo, de manera que pueden disiparse 2 Watts de potencia. Su resistencia en paralelo es de 50. R1 = 100, R2 =

3 b) Observe la Tabla 1 y use la Ley de Ohm para calcular la intensidad que pasa a través de las resistencias. Varíe el cursor del reóstato. Anote los datos obtenidos en la Tabla 1. Calcule la potencia para cada valor. OBSERVACIÓN: Los valores de voltaje son leídos por el voltímetro. TABLA 1 VOLTAJE (V) CORRIENTE (A) POTENCIA (W) c) Halle el voltaje para 5 valores diferentes de intensidad de corriente, obtenidos moviendo el cursor del reóstato. Anote los valores en la Tabla 2. Calcule la potencia para cada valor hallado. TABLA 2 VOLTAJE (V) CORRIENTE (A) POTENCIA (W) d) Compare los valores calculados de la Tabla 1, contra los medidos en la Tabla 2 Qué factores implicarán las diferencias entre los dos conjuntos de valores? 30

4 Determinación de la variación de la resistencia del filamento de una lámpara con la temperatura. a) Sabiendo que la resistencia en frió del foquito es aproximadamente 6 Ω arme el circuito de la figura 2. Fig. 2 b) Ajuste la fuente de voltaje de energía sucesivamente a voltajes diferentes variando el reóstato y anote los valores que indica en la Tabla 3. Al aumentar la corriente del filamento aumenta la potencia disipada por éste, elevando su temperatura hasta que brilla. Por tanto se disipa la potencia en forma de calor y luz. c) Calcule y anote la resistencia del filamento de la lámpara para cada valor de voltaje y corriente registrados en la Tabla 3. TABLA 3 Voltaje (V) Corriente (A) Resistencia ( ) Potencia (W) 31

5 5. CUESTIONARIO. 1. Examine sus mediciones registradas en la Tabla 3, Al aumentar el voltaje, aumenta la resistencia del filamento?, En qué medida fue mayor la resistencia del filamento a un voltio que cuando estaba frío? 2. El incremento de la resistencia del foco, en los intervalos de voltaje que se dan, es de: 1V a 2V =... Ω 2V a 3V =... Ω 3V a 4V =... Ω 4V a 5V =... Ω 3. Realice un gráfico de Voltaje vs. Resistencia, de los valores obtenidos en la Tabla Explique lo observado en esta experiencia. Haga una comparación con la experiencia N 4 sobre la Ley de Ohm. 5. Grafique e interprete P = P (R) 32