411830391-Informe-Potencia-Lab-Fisica-III

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Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores
Plantel Aragón
INGENIERIA ELECTRICA
CLASE “ELECRTRICIDAD Y MAGNETSIMO”
TRABAJO
TEMA: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
GRUPO:8510
NOMBRE DEL PROFESOR: RODOLFO ZARAGOZA BUCHAIN
NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 
FECHA DE ENTREGA: NOVIEMBRE DEL 2022
 INTRODUCCIÓN
La potencia eléctrica es la relación de transferencia de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Vatio, o que es lo mismo, Watt.
Pero ¿Qué es Potencia Eléctrica?
Para entender qué es la potencia eléctrica es necesario conocer primeramente el concepto de “energía”, que no es más que la capacidad que tiene un mecanismo o dispositivo eléctrico cualquiera para realizar un trabajo.
Energía: es la capacidad de producir un trabajo en potencia o en acto
De acuerdo con la definición de la física, “la energía ni se crea ni se destruye, se transforma”. En el caso de la energía eléctrica esa transformación se manifiesta en la obtención de luz, calor, frío, movimiento (en un motor), o en otro trabajo útil que realice cualquier dispositivo conectado a un circuito eléctrico cerrado.
La energía utilizada para realizar un trabajo cualquiera, se mide en “joule” y se representa con la letra “J”.
OBJETIVOS
· 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.
· Demostrar el voltaje y corriente de carga y descarga de un condensador.
· Mientras que el campo eléctrico aparece en el entorno de cargas en reposo, el campo magnético está ligado a portadores de carga en movimiento, esto es, a una corriente eléctrica y veremos el comportamiento de una bobina.
FUNDAMENTO TEORICO
La turbina de una central hidroeléctrica (véase la imagen inferior) es más potente mientras mayor sea la energía almacenada en un 1 kg de agua (esto es, mientras mayor sea la altura desde la que cae el agua) y mientras mayor sea la cantidad de agua que fluye a través de la turbina por segundo. La energía almacenada en 1 kg de agua corresponde, en el caso de la carga eléctrica (por ejemplo, en el siguiente diagrama de circuito el motor M) a la energía almacenada por unidad de carga, esto es, la tensión eléctrica. La corriente de agua corresponde a la corriente 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, el cual posee dos conexiones para la medición de corriente y la de tensión, es decir, presenta en total cuatro conexiones. La parte del vatímetro a la que se aplica la tensión que se quiere medir, se denomina ramal de tensión, y la parte a la que se aplica la corriente, correspondientemente, ramal de corriente. 
En el caso de las lámparas incandescentes y otros medios eléctricos de servicio (por ejemplo, motores) se indica frecuentemente lo que se denomina como potencia nominal. Ésta indica la potencia que puede soportar un componente dentro de las condiciones de servicio indicadas. 
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: 
Si en la ecuación inicial, por el contrario, se reemplaza la corriente I por el cociente U/R, se obtiene la relación: 
Ejemplo 1: Una calefacción consume una corriente de 15 A con una tensión de 220 V. Por tanto, el consumo de potencia es de P = U · I = 220 V · 15 A = 3300 W = 3.3 kW. 
Ejemplo 2: Una resistencia de alambre posee una rotulación de 10 W, 4 k. Por tanto, se obtiene la intensidad máxima de corriente permitida a partir de la ecuación P=I2·R, esto es, 0.5 A y la máxima tensión permitida a partir de la ecuación P=U2/R, esto es, 200 V. 
DESARROLLO EXPERIMENTAL
MATERIALES:
FUENTE DE ALIMENTACIÓN DC
REÓSTATO
MILIAMPERIMETRO
 
 
CAJA DE RESISTENCIAS
VOLTIMETRO
Paso1:
Verificando la potencia eléctrica como función del voltaje y de la corriente eléctrica. Se calcula y se mide las potencias disipadas en una resistencia conforme aumenta el voltaje.
Paso2:
Armamos el circuito de la figura.
Paso3: 
Llenamos la tabla Nº3 y usamos la ley de ohm para calcular la intensidad que pasa a través de las resistencias. Variamos el cursor del reóstato. 
Paso4:
Anotamos los datos obtenidos en la tabla.
Paso5:
Tomamos las medidas para cada valor del paso 2.
	VOLTAJE (V)
	CORRIENTE (A)
	POTENCIA (mW)
	1 V
	20 mA
	20
	2 V
	45 mA
	90
	3 V
	60 mA
	180
	4 V
	80 mA
	320
	5 V
	100 mA
	500
	6 V
	120 mA
	720
	7 V
	140 mA
	980
Determinación de la variación de la resistencia del filamento de una lámpara con la temperatura.
Paso6:
Sabiendo que la resistencia en frío del foquito es aproximadamente 6 ohm arme el circuito de la figura.
En este paso nuestro equipo no contaba con el foco que se solicitaba en la guía, así que optamos por usar la caja de resistencias; con esto simulamos la resistencia interna del filamento del foco y obtuvimos los resultados que detallaremos en el paso 8.
Paso 7:
Ajustamos la fuente de voltaje de energía sucesivamente a voltajes diferentes variando el reóstato y anotamos los valores que indica en la tabla 4. Al aumentar la corriente en el filamento aumenta la potencia en forma de calor y luz.
Paso 8:
Calculamos y anotamos la resistencia del filamento de la figura de la lámpara para cada valor de voltaje y corriente registrados en la tabla 4.
	VOLTAJE (V)
	CORRIENTE (mA)
	RESISTENCIA (Ohm)
	POTENCIA (mW)
	0.5
	150
	3.333 ohm
	75
	1
	228
	4.3859 ohm
	228
	1.5
	269
	5.576 ohm
	403.5
	2
	300
	6.6666 ohm
	600
	2.5
	332
	7.5301 ohm
	830
	3
	355
	8.450 ohm
	1065
	4
	419
	9.546 ohm
	1676
CUESTIONARIO
1. Examine sus resistencias registradas en la tabla 4. ¿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?
Sí, el voltaje empieza con 0.5 V y con una resistencia de 3.3 ohm, pero llega a los 4 V con una resistencia de 9.5 ohm. Quiere decir que a medida que aumentaba el voltaje, se incrementaba la resistencia, a pesar de ser que los objetos que presentan la resistencia inicial, no son variables o manipulados a lo largo del experimento.
En los 4 V, con una resistencia de 9.5 ohm, a un voltio todavía estaba frío y no se encendía la luz, pero ya presentaba una pequeña variación de resistencia.
2. Grafique V=V(R) de los resultados de la tabla 4. Determine la ecuación de la curva e interprete.
La curva de V vs R es casi lineal, entonces se podría hallar una ecuación en función a la variación de temperatura y la resistencia. A mayor temperatura mayor voltaje.
Voltaje DP Temperatura
Temperatura DP Resistencia
3. Grafique P=P(R) de los resultados de la tabla 4. Determine la ecuación de la curva recta e interprete.
La curva de P vs R es casi lineal, entonces se podría hallar una ecuación en función a la variación de temperatura y la resistencia. A mayor Potencia mayor temperatura.
Potencia DP Temperatura
Temperatura DP Resistencia
Pero esta vez la curva parece más ordenada, aunque no es totalmente lineal.
4. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas?
(F) La resistencia pequeña absorbe escasa potencia con la misma tensión.
(V) La resistencia pequeña absorbe una potencia elevada con la misma tensión. 
(F) Si se duplica la tensión, se duplica también la potencia absorbida. 
(F)Si se duplica la tensión, se reduce a la mitad la potencia absorbida. 
5. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? 
(F) La potencia total es independiente de la tensión que se aplica.
(F) La potencia total disminuye si se eleva la tensión que se aplica. 
(V) La potencia total aumenta si se eleva la tensión que se aplica. 
(F) La resistencia pequeña absorbe una cantidad mayor de potencia. 
(V) La resistencia mayor absorbe una cantidad mayor de potencia.
CONCLUSIONES
· La potencia eléctrica es una magnitud escalar que nos permite medir la cantidad de trabajo eléctrico que realiza un flujo de electrones sobre un dispositivo o elemento resistivo.
· La potencia eléctrica puede ser expresada como una función cuadrática dependiente del flujo de electrones y de la resistividad del elemento por el que dicho flujo pasa.
· La potencia eléctrica puede ser expresada como una función dependiente en forma directa de la diferencia de potencial aplicada a un elemento, así como de la resistividad de dicho elemento.
· La máxima disipación de la energía en forma de calor producida por el paso de un flujo de electrones, se presenta en un circuito eléctrico serie.
· La potencia eléctrica es una consecuencia física de la ley de Ohm, pero no necesariamente cumple matemáticamente con dicha ley.
· La potencia eléctrica es casi como una propiedad de ciertos elementos por la cual la energía que se genera con el paso de un flujo electrones, se manifiesta en forma de disipación de calor o luz, lo que indica que esta clase de energía que desprende, lo enmarca dentro las fuerzas conservativas, ya que dicha energía (flujo de electrones) pasa del elemento resistivo hacia el medio exterior en forma de calor y/o luz, esto es; la energía no se destruye cuando sale al medio, sino que se transforma (este es el caso típico de una plancha eléctrica y otros elementos calefactores).
Referencia Bibliográfica
· Física III.
Marcelo Alonso Finn
Volumen II
Editorial Feisa.
· Electricidad y Magnetismo
Sears Francis. Sexta edición. Madrid.
Editorial Aguilar S.A. 1967.
· Fundamentos de Electricidad y Magnetismo.
Arthur F. Kip
Mc Graw – Hill Book Company.
· Física.
Resnick Holliday
Volumen II. Editorial Cecsa.
· Manual de laboratorio de Electricidad y Magnetismo Física III
http://fisica.unmsm.edu.pe/images/6/65/Laboratorio-2.pdf
· Magnetismo y electromagnetismo
http://ranauax.blogspot.com/2008/05/magnetismo-y-electromagnetismo.html
Determinacion de la resistencia del filamento de una lámpara
1	2	3	4	5	6	7	20	45	60	80	100	120	140	VOLTAJE (V)
CORRIENTE (mA)
Cálculo de la potencia: Tensión vs Corriente
5	6	7	8	9	10	11	100	120	148	162	190	209	230	VOLTAJE (V)
CORRIENTE (mA)
VOLTAJE VS RESISTENCIA
5	6	7	8	9	10	11	50	49.3	48.5	48	47.8	47	46.82	RESISTENCIA
VOLTAJE
POTENCIA VS RESISTENCIA
50	49.3	48.5	48	47.8	47	46.82	500	720	1036	1296	1710	2090	2530	RESISTENCIA (ohm)
POTENCIA P=IR
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Laboratorio de Física III: Electricidad y Magnetismo