Medina bautista julio csarElectricidad aplicada

Por

1LABORATORIO NO 04

1.VALOR MEDIO Y EFICAZ DE LA TENSIONY C.A.

2.RESUMEN:

En el presente laboratorio se observ el efecto joule en un circuito de CC y CA ,dicho circuito estuvoconformado por la fuente de nerga adems de un reostato unido a un foco en el cual se pudo observarel cambio de la luminocidad,adems tambien se registr los voltajes de la resistencia. Por otro lado enotro circuito que estaba conformado por una fuente, un generador de ondas senoidales un reostato,undiodo tipo puente ,acoplado una resistencia de 1k ; se determin el valor eficaz y medio de la tensiny la corriente alterna.

3. OBJETIVOS Observar el efecto joule de la corriente continua y de la corriente alterna. Aprender a medir y diferenciar los valores medio y eficaz de una tensin alterna.

4. FUNDAMENTO TERICOLos voltajes de CA senoidales son producidos por una amplia variedad de fuentes, la ms comn es latoma de corriente domstica, la cual proporciona un voltaje que se origina en una planta elctrica. Lafuente de energa ms comn para una planta de este tipo puede ser agua, el petrleo, el viento o la fisinnuclear.

Como la tensin de CA varia peridicamente con el tiempo, esto da lugar a que ella no tenga solo unsolo valor, un solo nivel, como en el caso de la CC, es por ello que es necesario considerar hasta 4 tiposde valores: el valor instantneo (v), el valor de pico (vp), el valor medio () y el valor eficaz (Vef).4.1 VALOR INSTANTNEO DE LA TENSIN ALTERNAEl valor instantneo de la tensin alterna senoidal de lafig.1, es el valor puntual que va alcanzando en cada instantea medida que transcurre el tiempo. En le fig.1se ve quecuando t=0, la tensiones nula, entre 0 y /2, el valor de latensin aumenta de 0 hasta el valor mximo (valor de picoVp), entre /2 y el valor de esta disminuye del valormximo hasta 0. En el siguiente semiciclo de hasta 2la tensin aumenta y disminuye del mismo modo

2aunque en direccin opuesta. Es as como la tensin varia constantemente durante un ciclocompleto y en adelante tiene el mismo comportamiento.La expresin que denota a la tensin senoidal de la fig.1 es:= . . (1)Donde: = 2. f es la frecuencia angular de la tension.2.2 valor medio de la tension alterna

El valor medio de una funcion periodica y(t) de periodo p , se define como

= 1 ( ) (2)el valor medio de la tensin senoidal v dada por la ec. (1), cuyo periodo es 2, segn ladefinicin (2) es: = 12 ( ) = 0 (3)El cual llega a ser cero puesto que el semiciclo positivo es igual y opuesto al semiciclo negativo.

El multitester con un rango en la posicion V DC mide directamente el valor medio o componentecontinua de la tension.

4.3 valor eficaz de la tension alterna

El valor eficaz yef de una funcion periodica y(t) de periodo p ,se define como := 1p ( ( )) (4)Con esto ,el valor eficaz Vef de la tension senoidal (1),es:= 12 ( ) = 2 (5)El cual llega a ser = = 0.71 (6)

3Cuyo nivel se aprecia en la fig.2.

El multitester con surango en la posicion V AC mide directamente el valor eficaz o componente alternade la tension.

4.4 efecto joule de la corriente alternaLa intensidad i de la corriente senoidal se puede comparar con la intensicad I correspondiente a unaCC que produzca el mismo efecto joule en una misma resistencia de carga.Cuando a una carga se le aplica una tension senoidal,en cada instante de la posicion positiva ynegativa de la onda,se entrega potencia y la carga la disipa .si si bien la corriente cambia de direcciondurante la posicion negativa,aun asi se entrega potencia la cual es consumida por la carga en cadainstante.es decir ,la potencia entregada en cada instante en aditiva aun cuando la corriente cambiealternando su direccion.

El valor eficaz Ief de la intensidad i de CA debe ser igual al valor de la intensidad I de una CC queproduzca el mismo efecto joule.esto es,si PAC=PDC entonces Ief=I.Igual razonamiento se haria respecto a la tension eficaz Vef.

4.INSTRUMENTOS Y MATERIALES

Una fuente de voltaje ,10 VCC ,1 A. Un generador de ondas de CA. Un osciloscopio OSC. Un multitester analgico Un rectificador OC. Una resistencia de carga,1k . Un foco indicador,10 V/0.5 A. Cables conectores. Mesa de trabajo.

4IMGENES DE LOS INSTRUMENTOS Y MATERIALES

AMPERMETRO

FOCO INDICADOR 10 V.

CABLES CONECTORES

RESISTENCIA DE 1K . DIODO TIPO PUENTE

FUENTE DE VOLTAJE

OSCILOSCOPIOREOSTATO

56.MTODO Y ESQUEMA EXPERIMENTAL Para observar el efecto joulea) Seleccionamos en la fuente de CC un voltaje 10 V que al acoplarlo al reostato y este asu vez

con foco indicador se obesrva la intensidad del foco.se mide el voltaje VDC.b) Seleccionamos en la fuente de CA un voltaje de 10 V que esta acoplado al generador de ondas

senoidal y este es conectado alos terminales del reostato que asu vez tambien esta conectado alfoco y se observa la intensidad de luz y se compara con la (a).se mide el valor eficaz VACde latension aplicada al foco.

Para medir los valores medio y eficaz de la tension.a) Instalar el circuito de la fig,2b) Con el multitester en rango VAC regular la salida de tension en el generador de ondas en 10v,

forma senoidal. Medir las componentes alterna y continua.c) Con el mismo voltimetro del paso (b) medir el valor eficaz y la tension de entrada entre a y b y

luego el de la tension de salida entre cy d.d) Cambiar el selector del voltimetro al rango V DC y medir el voltaje en los mismos puntos de la

parte (c) .

ESQUEMA REAL DE LA MALLA DE CIRCUITOS

FIG N0 - 01 FIG N0 - 02

6REPRESENTACIN DEL ESQUEMA REAL DE LA MALLA DE CIRCUITOS

7.DATOS EXPERIMENTALES

Tabla N- 01 valores de voltajes tomados de la fig.N0 - 01 (efecto joule)

Tabla N-02 valores de voltajes tomados de la fig.N0-02

TIPO DE FUENTE VOLTAJE (V)CC. 5.5CA. 6.2

ENTREGA SALIDAVef 8.5 4.1Vm 0 1.97

78.ANLISIS,RESULTADOS Y DISCUSIN

8.1 ANLISIS DE LOS DATOS:DE LA TABLA N0-01

Se observa que existe una diferencia considerable entre los voltajes al variar la fuente, esta diferenciase debe a los errores materiales que tienen los materiales tales como el osciloscopio.

CLCULO DEL % DE ERRORHaciendo uso de la siguiente frmula:% = 1 21 100% E = [(6.2-5.5)/6.2]*100 = 11.3%

DE LA TABLA N0-02

Se observa q se produce una variacin de voltajes tanto en el voltaje eficaz as como en el voltajemedio, esto se debe a que el diodo tipo puente acta convirtiendo la parte dela onda que est en el ejenegativo en positivo, por consiguiente las seales producidas se modifican.

8.2 DISCUSIN DE RESULTADOSDel fig No -1 se determin que el % de error es muy superior al 5% por lo que resulta muy importanteprestarle mucha atencin a los equipos con los cuales se esta trabajando ya que estos pueden influir enla toma de datos produciendo datos erroneos .que se traducen en la dispersin de los datos.

De la fig No -2 se determin que los voltajes varian por efecto de la conversin de la onda negativa enpositiva.

9.CONCLUSIONES

Experimentalmente se puede verificar el efecto joule , y se puede volver a realizar dicho experimento afin de poder observar de manera mucho mas detallada dicho efecto .

Se verifica y determina efectivamentela los valores eficaz y medio de la tensin y corriente alterna.

810.REFERENCIAS BIBLIOGRFICASMaterial (copias ) proporcionadas por el docente encargado del curso. http://eltamiz.com/2010/01/13/electricidad-i-efecto-joule/. http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/15901203/Mediciones-en-alterna-Valor-eficaz-

medio-y-de-pico.html

9