PRACTICA N°1
CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y SU SEMEJANZA CON CIRCUITOS HIDRÁULICOS 1. OBJETIVO:
Construir un circuito y ver el funcionamiento
Medir las variables del circuito armado, las variables (intensidad de corriente, resistencia y voltaje)
Analizar y responder a las preguntas planteadas
2. MARCO TEORICO: Los circuitos eléctricos son sistemas por los que circula una corriente eléctrica. Un circuito eléctrico está compuesto por los siguientes elementos:
2.1. SEMEJANZA ENTRE EL CIRCUITO ELÉCTRICO E HIDRÁULICO HIDRÁULICO La bomba del circuito hidráulico es la encargada de proporcionar la suficiente presión y fuerza al líquido que estamos usando. En el caso del circuito eléctrico tenemos al generador que produce la fuerza electromotriz (U) encargada del desplazamiento de los electrones a través de circuito. Esta fuerza electromotriz conocida como fem tiene unidades de voltio [V] y la podemos medir con el voltímetro La diferencia de cota nos proporciona una energía potencial que posteriormente transformaremos en otro tipo de energía. Pues de la misma forma en nuestro dibujo la diferencia de cotas se puede decir que es lo mismo que la tensión (diferencia de potencial) que existe en
bornes del receptor. Esta tiene la misma naturaleza que la fem y por lo tanto su unidad de medida es el voltio [V ] El caudal de agua que circula por el circuito hidráulico es similar a la corriente eléctrica (intensidad (I)). Tanto en cuanto que la corriente eléctrica sigue un camino cerrado y tiene el mismo valor en todo el circuito (esto es un principio del circuito serie que ya veremos en el pos de la próxima semana). La corriente tiene un sentido establecido por criterios donde la corriente viaja del lado positivo del generador (pila) hasta llegar al polo negativo del mismo. Esta magnitud se puede medir con el amperímetro y su unidad de medida es el Amperio [A]. Por otro lado tenemos las perdidas en el circuito, en el caso del circuito hidráulico estas pérdidas son debidas al rozamiento del agua contra las paredes, los codos de cambio de dirección. Para el caso de circuito eléctrico estas pérdidas con caídas de tensión que se producen en las resistencias internas de los elementos del circuito, generador, conductor y las conexiones, estas resistencias en comparación con la resistencia de carga es despreciable, por lo que nos olvidaremos de ella, aunque no podemos olvidar que existe, por ejemplo en las líneas de alta tensión la resistencia de los conductores es muy importante, y se deben controlar estos valores. En un circuito hidráulico hablamos de velocidad del agua, pero en el caso de los circuitos eléctricos hablamos de potencia. La potencia (P) se mide en Vatios [W]. La potencia de un circuito eléctrico es directamente proporcional al producto de su tensión por su corriente, es decir:
=∗
Para concluir este post haremos una introducción a la Ley de Ohm, una de las más importantes leyes para la electricidad y la electrónica El primero en determinar la relación cuantitativa que hay entre la tensión aplicada entre dos puntos y su corriente fue Georg Simon Ohm en 1826. Esta relación tiene el nombre de ley de Ohm en honor a su descubridor y se formula de la siguiente manera: la relación que hay ente la tensión aplicada a dos puntos de un conductor y la intensidad que circula entre ellos es una constante llamada resistencia. = /
Corriente eléctrica caudal. Diferencia de potencial Diferencia de presión o lo que es lo mismo: tensión presión. Resistencia eléctrica resistencia hidráulica (rozamiento del fluido con la
cañería). Capacidad eléctrica Capacidad hidráulica (ocurre cuando se almacena
energía potencial, por ejemplo en un tanque). Inductancia eléctrica Inertancia hidráulica (ocurre cuando se almacena
energía cinética, por ejemplo la masa de un fluido moviéndose por un caño). Flujo magnético impulso fluídico. Diodo válvula anti retorno. Fuente de corriente ideal Bomba ideal.
3. PARTE PROCEDIMENTAL 3.1.
MATERIALES: Multitester. 3 focos. Cables. Amperímetro
.
Base del circuito .
3.2.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
A. CIRCUITO ELECTRICO 1: Armar el circuito eléctrico de acuerdo al imagen: Medir el voltaje con el multitester en las tres resistencias a escala 500 v corriente alterna. Medir la intensidad de corriente con el amperímetro en la resistencia en las tres resistencias a escala 20mA corriente alterna. Medir la resistencia con el multitester a escala 200 ohmios en los tres resistencias. Usando los datos obtenidos calcular la resistencia en circuito y la potencia del circuito. Elabore una gráfica R vs I y R vs P y analice las gráficas y saque conclusiones respecto a la influencia de la resistencia en el funcionamiento de un circuito eléctrico.
B. CIRCUITO ELECTRICO 2: Armar el circuito eléctrico de acuerdo al imagen: Medir los variables voltaje, resistencia, y intensidad en los 3 focos con sus respectivos equipos y en las escalas i ndicadas anteriormente. Calcular la potencia de cada foco.
C. CIRCUITO ELECTRICO 3: Armar el circuito eléctrico de acuerdo al imagen: Armar dos circuitos una en serie otro en paralelo. Medir la intensidad, voltaje, resistencia en A Y B (en los dos focos).
Calcular resistencia total, potencia total y las potencias de la zona A y B.
4. CALCULOS Y RESULTADOS I.
CIRCUITO ELECTRICO 1:
Medimos y calculamos:
VOLTAJE (V): 233 Voltios (V) INTENSIDAD (I ): 0.32 Amperios (A) RESISTENCIA EN FRIO (R): 50.9 Ohmios (Ω) RESISTENCIA en Circuito:
R=V/I R=
233 0.32
R=728.25 Ω
POTENCIA del Circuito: CIRCUITO ELECTRICO 2 :
II.
P=V.I P=233 V. 0.32 A P=74. 56 Watts
II.
CIRCUITO ELECTRICO 1:
Medimos y calculamos:
VOLTAJE (V): 232 Voltios (V) INTENSIDAD (I): 0.18 Amperios (A) RESISTENCIA EN FRIO (R): 93.8 Ohmios RESISTENCIA en Circuito: R=V/I R=
232 0.18
R= 1288.9 Ohmios (Ω)
POTENCIA del Circuito: P=V.I P= 232 V . 0.18 A P= 41.76 Watts
III.
CIRCUITO ELECTRICO 1: Medimos y calculamos:
VOLTAJE (V): 232 Voltios (V) INTENSIDAD (I): 0.11 Amperios (A) RESISTENCIA EN FRIO (R): 147.5 Ohmios (Ω) RESISTENCIA en Circuito: R=V/I R=
232 0.11
R= 2109 Ω
POTENCIA del Circuito: P=V.I P= 232 V. 0.11 A P= 25.52 Watts
UNA VEZ VALCULADO LA INTENSIDAD , VOLTAJE Y RESISTENIAS DE LOS FIFERENTES FOCOS REALIZAMOS UNA GRAFICA : TABLA N° 1 : RESISTENCIA VS INTENSIDAD
R( ) 50.9 93.8 147.5
FOCO 1 FOCO 2 FOCO 3
I ( Amperio) 0.32 0.18 0.11
GRAFICA N° 1
COMPORTAMIENTO DE " R VS I" 0.4 D0.3 A D I S 0.2 N E T N I 0.1
I ( Amperio)
0 0
50
100
RESISTENCIA
150
200
R( ) 50.9 93.8 147.5
FOCO 1 FOCO 2 FOCO 3
P ( watts) 74.56 41.56 21.52
P ( watts) 80 70 60 50 40
P ( watts)
30 20 10 0 0
50
100
150
200
CIRCUITO 2:
CIRCUITO 3:
Medir y calcular:
V1= 17 V
V2=151
V3=64
VOLTAJE (V)= 232
INTENSIDAD (I): 0.09 Amperios (A)
RESISTENCIA EN FRIO R1: 50.6 Ohmnios (Ω)
RESISTENCIA EN FRIO R2: 137 Ohmnios (Ω)
RESISTENCIA EN FRIO R3: 85.8 Ohmnios (Ω)
RESISTENCIA en Circuito: R=V/I 2577.78 Ω
POTENCIA del Circuito: P=V.I 20. 88 Watts
Voltios (V)
Medir y calcular:
VOLTAJE (V)=
INTENSIDAD (I): 0.21 Amperios (A)
RESISTENCIA EN FRIO R1: 54.4 Ohmnios (Ω)
RESISTENCIA EN FRIO R2: 90.6 Ohmnios (Ω)
RESISTENCIA EN FRIO R3: 143.2 Ohmnios (Ω)
RESISTENCIA en Circuito: R=V/I
POTENCIA del Circuito: P=V.I = Watts
Voltios (V)
Ω
DISCUSION: CIRCUITO 1:
I ( Amperio) 0.35 0.3 0.25 0.2 I ( Amperio)
0.15 0.1 0.05 0 0
50
100
150
200
En la grafica se obeserva que a menor resistencia mayor intensidad por ende son inversamente proporcional. A mayor resistencia hay menor flujo de electrones.
P ( watts) 80 70 60 50 40
P ( watts)
30 20 10 0 0
50
100
150
200
En la grafica .. se observa que a menor resistencia es mayor la potencia donde las dos variables son inversamente proporcional.
CONCLUSION: CUESTIONARIO Cuestionario de circuito 1: Preguntas: 1) ¿Qué tipo de circuito es? ___________________________________________________________ 2) ¿Dónde y cómo midió la intensidad? ___________________________________________________ _______________________________________________________________________ ___________ _______________________________________________________________________ ___________ 3) ¿Dónde y cómo midió el voltaje? ______________________________________________________ _______________________________________________________________________ ___________ _______________________________________________________________________ ___________ 4) ¿Cómo midió la resistencia en frio? ____________________________________________________
_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ______________________ 5)
Cambie R1 por R2, y R3 en forma consecutiva. Realice las mismas mediciones y cálculos
CIRCUITO HIDRAULICO SEMEJANTE Las resistencias en este circuito hidráulico ( R1, R3,R4,R6 Y R8) tramos de tubería ; y R2, R5 Y R7, son codos de 90°C. ¿Cómo calcular la resistencia total del circuito ?( presente la ecuación)
CIRCUITO HIDRAULICO SEMEJANTE Indique cada una de las resistencia hidráulico que forma parte del circuito , utilizando numenclatura similar al caso anterior(Rn) ¿ como calcular la resistencia total del circuito ? ( presente ecuacio)
BIBLIOGRAFIA
RESULTADOS:
