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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FISICA III6 INFORME DE LABORATORIOCORRIENTE ALTERNAAPELLIDOS Y NOMBRES MAZIZO BELTRAN PIERO CULQUICONDOR RUIZ DUVERLI ANDREE CODIGO UNI 20102627G 20102661K FIRMA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FISICA III

PRLOGO Para llevar a cabo esta experiencia en el laboratorio tuvimos que utilizar los siguientes materiales: Una caja que contiene: Una lmpara fluorescente Un arrancador Un reactor Un voltmetro de corriente alterna (220 V) Un ampermetro de corriente alterna (0 1A) Un multmetro digital

Esta experiencia de divide en tres partes: La primera parte consisti en observar y entender el funcionamiento de la lmpara fluorescente. Esto fue posible colocando el fusible y posteriormente conectando la caja con el fluorescente a la energa elctrica. Luego de unieron los cables Q y S para finalmente desconectarlos de manera sbita. Una vez hecho esto se produjo el encendido de la lmpara. La segunda parte consisti en medir la resistencia del reactor con el multmetro, luego se estableci en circuito de la figura 12 (experimento 36 de la gua de laboratorios de fsica) y se midi el Vef y la Ief con laayuda del voltmetro y del ampermetro, todo con el fin de hallar la industancia L del reactor.

Finalmente la tercera parte se estableci el circuito de la figura 13 y se midi el potencial elctrico entre los punto MN, MP y PN, con el fin de determinar la potencia que disipa la lmpara fluorescente. Con el ampermetro tambin se midi la intensidad de corriente elctrica en los puntos ya mencionados antes.

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INDICE

OBJETIVOS: ...................................................................................................... 4 PRESENTACIN ESQUEMTICA: ................................................................... 5 FUNDAMENTO TERICO: ................................................................................ 6 HOJA DE DATOS ............................................... Error! Bookmark not defined. CALCULOS Y RESULTADOS ............................ Error! Bookmark not defined. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...... Error! Bookmark not defined. BIBLIOGRAFIA ................................................... Error! Bookmark not defined. APENDICE .......................................................... Error! Bookmark not defined.

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OBJETIVOS:

Entender el funcionamiento de una lmpara fluorescente. Calcular el Vef y la Ief de la lmpara as como la potencia que disipa, adems de las relaciones vectoriales que hay entre ellos. Mejorar el uso del ampermetro y el voltmetro.

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REPRESENTACIN ESQUEMTICA:

PARTE

GRFICO

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FUNDAMENTO TERICO

1. Corriente alterna Se denomina corriente alterna (abreviada CA en espaol y AC en ingls, de alternating current) a la corriente elctrica en la que la magnitud y el sentido varan cclicamente. La forma de onda de la corriente alterna ms comnmente utilizada es la de una onda senoidal, puesto que se consigue una transmisin ms eficiente de la energa. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda peridicas, tales como la triangular o la cuadrada. Utilizada genricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las seales de audio y de radio transmitidas por los cables elctricos, son tambin ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin ms importante suele ser la transmisin y recuperacin de la informacin codificada (o modulada) sobre la seal de la CA. a) Diferencias con la corriente continua La razn del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformacin, cualidad de la que carece la corriente continua. En el caso de la corriente continua la elevacin de la tensin se logra conectando dnamos en serie, lo cual no es muy prctico, al contrario en corriente alterna se cuenta con un dispositivo: el transformador, que permite elevar la tensin de una forma eficiente. b) Valores eficaces de voltaje e intensidad de corriente Algunos tipos de ondas peridicas tienen el inconveniente de no tener definida su expresin matemtica, por lo que no se puede operar analticamente con ellas. Por el contrario, la onda senoidal no tiene esta indeterminacin matemtica y presenta las siguientes ventajas:

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La funcin seno est perfectamente definida mediante su expresin analtica y grfica. Mediante la teora de los nmeros complejos se analizan con suma facilidad los circuitos de alterna. Las ondas peridicas no senoidales se pueden descomponer en suma de una serie de ondas senoidales de diferentes frecuencias que reciben el nombre de armnicos. Esto es una aplicacin directa de las series de Fourier. Se pueden generar con facilidad y en magnitudes de valores elevados para facilitar el transporte de la energa elctrica. Su transformacin en otras ondas de distinta magnitud se consigue con facilidad mediante la utilizacin de

transformadores. Onda sinusoidal

Una seal sinusoidal, a(t), tensin, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemticamente segn sus parmetros caractersticos, como una funcin del tiempo por medio de la siguiente ecuacin:

Donde: A0: es la amplitud en voltios o amperios (tambin llamado valor mximo o de pico),7

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: la pulsacin en radianes/segundo, t: el tiempo en segundos, y : el ngulo de fase inicial en radianes. Dado que la velocidad angular es ms interesante para matemticos que para ingenieros, la frmula anterior se suele expresar como:

Donde: f: es la frecuencia en hercios (Hz) y equivale a la inversa del perodo . Los valores ms empleados en la distribucin

son 50 Hz y 60 Hz.

A continuacin se indican otros valores significativos de una seal sinusoidal: Valor instantneo (a(t)): Es el que toma la ordenada en un instante, t, determinado. Valor pico a pico (App): Diferencia entre su pico o mximo positivo y su pico negativo. Dado que el valor mximo de sen(x) es +1 y el valor mnimo es -1, una seal sinusoidal que oscila entre +A0 y -A0. El valor de pico a pico, escrito como AP-P, es por lo tanto (+A0)-(-A0) = 2A0. Valor medio (Amed): Valor del rea que forma con el eje de abcisas partido por su perodo. El valor medio se puede interpretar como la componente de continua de la onda sinusoidal. El rea se considera positiva si est por encima del eje de abcisas y negativa si est por debajo. Como en una seal sinusoidal el semiciclo positivo es idntico al negativo, su valor medio es nulo. Por eso el valor medio de una onda sinusoidal se refiere a un semiciclo. Mediante el clculo integral se puede demostrar que su expresin es la siguiente;8

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Pico o cresta: Valor mximo, de signo positivo (+), que toma la onda sinusoidal del espectro electromagntico, cada medio ciclo, a partir del punto 0. Ese valor aumenta o disminuye a medida que. la amplitud A de la propia onda crece o decrece positivamente por encima del valor "0". Valor eficaz (A): su importancia se debe a que este valor es el que produce el mismo efecto calorfico que su equivalente en corriente continua. Matemticamente, el valor eficaz de una magnitud variable con el tiempo, se define como la raz cuadrada de la media de los cuadrados de los valores instantneos alcanzados durante un perodo:

En la literatura inglesa este valor se conoce como R.M.S. (root mean square, valor cuadrtico medio), y de hecho en matemticas a veces es llamado valor cuadrtico medio de una funcin. En el campo industrial, el valor eficaz es de gran importancia ya que casi todas las operaciones con magnitudes energticas se hacen con dicho valor. De ah que por rapidez y claridad se represente con la letra mayscula de la magnitud que se trate (I, V, P, etc.).

Matemticamente se demuestra que para una corriente alterna senoidal el valor eficaz viene dado por la expresin:

El valor A, tensin o intensidad, es til para calcular la potencia consumida por una carga. As, si una tensin de corriente continua (CC), VCC, desarrolla una cierta potencia P en una carga resistiva dada, una tensin de CA de Vrms desarrollar la misma potencia P en la misma carga si Vrms = VCC.

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Su tensin de pico (amplitud), se obtiene despejando de la ecuacin antes reseada:

2. Inductancia Es una medida de la oposicin a un cambio de corriente de un inductor o bobina que almacena energa en presencia de un campo magntico, y se define como la relacin entre el flujo magntico ( ) y la intensidad de corriente elctrica (I) que circula por la bobina y el nmero de vueltas (N) del devanado:

La inductancia depende de las caractersticas fsicas del conductor y de la longitud del mismo. Si se enrolla un conductor, la inductancia aumenta. Con muchas espiras se tendr ms inductancia que con pocas. Si a esto aadimos un ncleo de ferrita, aumentaremos considerablemente la inductancia. El flujo que aparece en esta definicin es el flujo producido por la corriente I exclusivamente. No deben incluirse flujos producidos por otras corrientes ni por imanes situados cerca ni por ondas

electromagnticas. Esta definicin es de poca utilidad porque es difcil medir el flujo abrazado por un conductor. En cambio se pueden medir las variaciones del flujo y eso slo a travs del voltaje V inducido en el conductor por la variacin del flujo. Con ello llegamos a una definicin de inductancia equivalente pero hecha a base de cantidades que se pueden medir, esto es, la corriente, el tiempo y la tensin:

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