1Potencia eléctrica – Condensadores y Bobinas de circuitos de C.C.

I. 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. Demostrar el voltaje y corriente de carga y descarga de un condensador.3. 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.

II. POTENCIA ELECTRICA

La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo 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 (watt).

Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz, movimiento, sonido o procesos químicos. La electricidad se puede producir mecánica o químicamente por la generación de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en la célula fotoeléctrica es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Por esta razón la potencia es proporcional a la corriente y a la tensión.

Esto es, donde I es el valor instantáneo de la corriente y V es el valor instantáneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estará expresada en watts (vatios). Igual definición se aplica cuando se consideran valores promedio para I, V y P.

Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la resistencia equivalente del dispositivo, la potencia también puede calcularse como, recordando que a mayor corriente, menor voltaje.

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Potencia Disipada en un Resistor

Las expresiones convenientes para la potencia disipada en un resistor se pueden obtener por el uso de la ley de Ohm.

Estas relaciones también son válidas para aplicaciones AC si los voltajes e intensidades son rms o valores efectivos. El resistor es un caso especial y la expresión de la potencia AC para el caso general, incluye otro término llamado factor de potencia que representa la diferencia de fase entre el voltaje y la intensidad.

El hecho de que la potencia disipada en un resistor determinado dependa del cuadrado de la intensidad, determina que para aplicaciones de alta potencia, se debe minimizar la intensidad de corriente. Esta es la razón para la transformación a muy altos voltajes en la distribución de potencia eléctrica a través del país.

TIPOS DE POTENCIAS ELECTRICAS

Potencia activa : La denominada “potencia activa” representa en realidad la “potencia útil”, o sea, la energía que realmente se aprovecha cuando ponemos a funcionar un equipo eléctrico y realiza un trabajo. Por ejemplo, la energía que entrega el eje de un motor cuando pone en movimiento un mecanismo o maquinaria, la del calor que proporciona la resistencia de un calentador eléctrico, la luz que proporciona una lámpara, etc.Por otra parte, la “potencia activa” es realmente la “potencia contratada” en la empresa eléctrica y que nos llega a la casa, la fábrica, la oficina o cualquier otro lugar donde se necesite a través de la red de distribución de corriente alterna. La potencia consumida por todos los aparatos eléctricos que utilizamos normalmente, la registran los contadores o medidores de electricidad que instala dicha empresa para cobrar el total de la energía eléctrica consumida cada mes.

Potencia reactiva :

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La potencia reactiva es la consumen los motores, transformadores y todos los dispositivos o aparatos eléctricos que poseen algún tipo de bobina o enrollado para crear un campo electromagnético. Esas bobinas o enrollados que forman parte del circuito eléctrico de esos aparatos o equipos constituyen cargas para el sistema eléctrico que consumen tanto potencia activa como potencia reactiva y de su eficiencia de trabajo depende el factor de potencia. Mientras más bajo sea el factor de potencia, mayor será la potencia reactiva consumida. Además, esta potencia reactiva no produce ningún trabajo útil y perjudica la transmisión de la energía a través de las líneas de distribución eléctrica. La unidad de medida de la potencia reactiva es el VAR y su múltiplo es el kVAR (kilo volt-amper-reactivo).

Potencia aparente:

La potencia aparente o potencia total es la suma de la potencia activa y la aparente. Estas dos potencias representan la potencia que se toma de la red de distribución eléctrica, que es igual a toda la potencia que entregan los generadores en las plantas eléctricas. Estas potencias se transmiten a través de las líneas o cables de distribución para hacerla llegar hasta los consumidores, es decir, hasta los hogares, fábricas, industrias, etc.

III. PROCEDIMIENTO

En el experimento siguiente se debe examinar la medición indirecta de la potencia eléctrica por medio de una medición paralela de corriente y tensión.Monte el circuito experimental representado a continuación: Abra el instrumento virtual Fuente de tensión continua, y seleccione los ajustes. Encienda a continuación el instrumento por medio de la tecla POWER. Abra el instrumento virtual Voltímetro A, y el instrumento Amperímetro B, y seleccione los ajustes. Ahora, ajuste en el instrumento Fuente de tensión continua una tensión UPS de 1 V. Mida la tensión U1 a través de la resistencia R1 al igual que la corriente resultante I1 en miliamperios y anote los valores obtenidos en la correspondiente columna de la tabla siguiente. A partir de ello, determine la potencia P1 absorbida por la resistencia en mW y anote de igual manera el resultado en la tabla. Repita el experimento para las tensiones de entrada de 2V, 5V y 10 V y anote los valores en las líneas correspondientes de la tabla.

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TABLA 1

Exp. Ups (V) U 1 (V) I 1(mA) P1(mW)1 1 0.9 0.6 0.542 2 1.8 1.6 2.883 5 4.6 4.4 20.244 10 9.3 9.2 85.56

Ahora, en el montaje experimental, reemplace la resistencia R1 de 1 k por la resistencia R2 de 500 y repita la serie de mediciones. Anote los resultados de las mediciones, al igual que los valores de potencia calculados, en la siguiente tabla .

TABLA 2

Exp. Ups (V) U 2 (V) I 2(mA) P2(mW)1 1 0.9 0.2 0.182 2 1.8 0.1 0.183 5 4.6 0.3 1.384 10 9.3 1.0 9.3

IV. CUESTIONARIO

1.- ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? A) La resistencia pequeña absorbe escasa potencia con la misma tensión. B) La resistencia pequeña absorbe una potencia elevada con la misma tensión.C) Si se duplica la tensión, se multiplica también la potencia absorbida. D) Si se duplica la tensión, se reduce a la mitad la potencia absorbida.

2.- ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? A) La potencia total es independiente de la tensión que se aplica. B) La potencia total disminuye si se eleva la tensión que se aplica.C) La potencia total aumenta si se eleva la tensión que se aplica. D) La resistencia pequeña absorbe una cantidad mayor de potencia. E) La resistencia mayor absorbe una cantidad mayor de potencia.

V. CONCLUSIONES:

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Para poder hallar una potencia eléctrica se puede medir de dos maneras: indirectamente mediante el uso de un voltímetro y un amperímetro, y de manera directa se puede realizar por medio de un vatímetro.

La potencia eléctrica esta expresada en watts (vatios). El voltaje y la intensidad de corriente tienen una relación indirectamente proporcional. Cuando incrementamos la tensión registramos una variación en la intensidad de

corriente. Si remplazamos una resistencia R por una de mayor valor obtendremos como

resultado la variación de la intensidad más no de los voltajes.

VI. BIBLIOGRAFÍA:

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_potencia/

ke_potencia_elect_1.htm