MEDICION DE LA RESISTENCIA INTERNA DE FUENTES
MEDICION DE LA RESISTENCIA INTERNA DE FUENTES
REALES
REALES
OBJETIVO:
OBJETIVO:
Analizar verificar y determinar en forma experimental el valor de
Analizar verificar y determinar en forma experimental el valor de la resistencia interna dela resistencia interna de una fuente real de tensión; en
una fuente real de tensión; en este caso como fuente real de teneste caso como fuente real de tensión se utilizan dos pilassión se utilizan dos pilas conectadas en serie, el valor de
conectadas en serie, el valor de esta resistencia interna será determinada por un métodoesta resistencia interna será determinada por un método indirecto.
indirecto.
II. MARCO TEÓRICO:
II. MARCO TEÓRICO:
Las fuentes de tensión, sean estas baterías, generadores, etc.
Las fuentes de tensión, sean estas baterías, generadores, etc. no son ideales (perfectas). Unano son ideales (perfectas). Una fuente de tensión
fuente de tensión
real
real
está compuesta de una fuente de tensiónestá compuesta de una fuente de tensiónideal
ideal
en serie con unaen serie con unaresistencia (llamada resistencia interna). Esta resistencia interna, no existe en la realidad de resistencia (llamada resistencia interna). Esta resistencia interna, no existe en la realidad de manera de que nosotros la podamos
manera de que nosotros la podamos ver. Es una resistencia deducida por ver. Es una resistencia deducida por el comportamientoel comportamiento de las fuentes de tensión reales.
de las fuentes de tensión reales.
VI
VI
= Voltaje en la resistencia interna (= Voltaje en la resistencia interna ( Ri Ri))VL
VL
= Voltaje en la resistencia de carga= Voltaje en la resistencia de carga (RL)(RL)RI
RI
= Resistencia interna= Resistencia internaRL
RL
= Resistencia de carga= Resistencia de cargaII
= Corriente del circuito= Corriente del circuitoEn cada una de las resistencias hay una caída de tensión . En cada una de las resistencias hay una caída de tensión .
¿Como se obtiene la resistencia interna?
¿Como se obtiene la resistencia interna?
1. Se mide la tensión en
1. Se mide la tensión en los terminales de una fuente de volos terminales de una fuente de voltaje sin carga (sinltaje sin carga (sin
RL
RL
). El). El voltaje medido serávoltaje medido será
Vsc
Vsc
(voltaje sin carga)(voltaje sin carga)2. Se conecta una carga y se mide el voltaje en esta. El voltaje medido será
2. Se conecta una carga y se mide el voltaje en esta. El voltaje medido será
Vcc
Vcc
(voltaje con(voltaje con carga)carga)
3. Se mide la corriente al
3. Se mide la corriente al circuito con carga. La corriente medida serácircuito con carga. La corriente medida será
II
Una vez que seUna vez que se tienen estos valores se aplica la siguiente ecuación:tienen estos valores se aplica la siguiente ecuación:
RI = (Vsc
RI = (Vsc
– –Vcc ) / I
Vcc ) / I
Ejemplo práctico:
Ejemplo práctico:
SiSiVsc
Vsc
= 12 Voltios ,= 12 Voltios ,Vcc
Vcc
= 11.8 Voltios e= 11.8 Voltios eII
= 10 Amperios= 10 AmperiosRI
RI
= 0.05 Ohms= 0.05 OhmsCon lo expuesto se puede concluir que a más corriente demande la carga (
Con lo expuesto se puede concluir que a más corriente demande la carga (
RL
RL
), menor), menor será el voltaje terminal, debido a la maARMAR CIRCUITO DE LA FIGURA
TABLA1 BATERIA DE 9V
N
0VSC
VCC
A (mA)
RL
(Ω)Ri
(Ω)1
9.98
9.5
48
180
10
2
9.81
8.84
55
159
17.63
3
9.23
8.14
57
140.3
16.18
4
9.73
8.5
76
111
14.94
5
8.28
7.92
72
107.4
14.30
6
9.62
8.26
91
90.2
13.39
7
9.32
7.56
123
57
14.722
8
9.25
7.08
162
42.3
31.40
TABLA2 PILA 1.5V
N
VSC
VCC
A (mA)
RL (Ω)Ri
(Ω)1
1.609
1.579
17.6
80
1.70
2
1.607
1.575
20.2
66.4
1.58
3
1.605
1.573
18.0
61.3
1.77
4
1.604
1.569
28
51.3
1.25
5
1.604
1.567
32
46.7
1.15
6
1.601
1.563
35
41.0
1.08
7
1.598
1.557
42
33.9
0.97
8
1.592
1.546
55
24.2
0.83
CUESTIONARIO
¿CUALES SON LAS PARTES PRINCIPALES DE UNA PILA Y QUE TIPOS DE
PILAS EXISTEN?
Tipos de pilas por forma y tamaño
Las pilas eléctricas y algunos acumuladores se presentan en unas cuantas formas normalizadas. Las más frecuentes comprenden la serie A (A, AA, AAA, AAAA), A B, C, D, F, G, J y N, 3R12, 4R25 y sus variantes, PP3, PP9 y las baterías de linterna 996 y PC926.
Tipos de acumuladores por su naturaleza interna
Pila común Pilas alcalinas
¿QUE PARTE DE LA PILA VIENE ACONSTITUIR FISICAMENTE LA
RESISTENCIA INTERNA Y QUE SUCEDE CON EL VALOR NUMERICO CON
RESPECTO AL TIEMPO DE USO?
La parte que viene aconstituir la resistencia de una pila es la varilla de carbono y su valor numérico de su resistencia tiende a disminuir con respecto del tiempo por lo que
disminuyendo su carga
CUALES SON LAS PARTES PRINCIPALES DE UNA BATERIA Y QUE TIPOS
DE BATERIA EXISTEN?
TIPOS DE BATERIA
Baterías de plomo-ácido
Baterías de níquel-hierro (Ni-Fe) Baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd)
Baterías de níquel-hidruro metálico (Ni-MH) Baterías de iones de litio (Li-ion)
¿QUE PARTE DE LA BATERIA VIENE ACONSTITUIR FISICAMENTE LA
RESISTENCIA INTERNA Y QUE SUCEDE CON EL VALOR NUMERICO CON
RESPECTO AL TIEMPO DE USO?
La parte que vendría aconstituir la resistencia interna de la batería es las placas de plomo y su valor numérico de laresistencia comienza aumentar con respecto al tiempo
¿QUE ES UNA FUENTE DE TENSION IDEAL?
Figura 1
:Las fuentes ideales son elementos utilizados en la teoría de circuitos para el análisis y la creación de modelos que permitan analizar el comportamiento de componentes electrónicos o circuitos reales. Pueden ser independientes, si sus magnitudes (tensión o corriente) son siempre constantes, o dependientes en el caso de que dependan de otra magnitud (tensión o corriente).
En este punto se tratarán las fuentes independiente s, dejando las dependientes para el final. Sus símbolos pueden observarse en la figura 1. El signo
+
en la fuente de tensión, indica el polo positivo o ánodo siendo el extremo opuesto el cátodo yE
el valor de su fuerzaelectromotriz (fem). En la fuente de intensidad, el sentido de la flecha indica el sentido de la corriente eléctrica e
I
su valor. A continuación se dan sus definiciones:Fuente de tensión ideal
: aquella que genera una d. d. p. entre sus terminales constante e independiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es infinita se dirá que la fuente está en circuito abierto, y si fuese cero estaríamos en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de tensión ideal no puede estar en cortocircuito.Fuente de intensidad ideal
: aquella que proporciona una intensidad constante eindependiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es cero se dirá que la fuente está en cortocircuito, y si fuese infinita estaríamos en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de intensidad ideal no puede estar en circuito abierto.
¿QUE ES UNA FUENTE DE TENSION REAL?
Figura 2
Fuentes de tensión
Una fuente de tensión real se puede considerar como una fuente de tensión ideal, Eg, en serie con una resistencia Rg, a la que se denomina resistencia interna de la fuente (figura 2). En circuito abierto, la tensión entre los bornes A y B (VAB) es igual a Eg (VAB=Eg), pero si
entre los mencionados bornes se conecta una carga, RL, la tensión pasa a ser:
que como puede observarse depende de la carga conectada. En la práctica las cargas deberán ser mucho mayores que la resistencia interna de la fuente (al menos diez veces) para conseguir que el valor en sus bornes no difiera mucho del valor en circuito abierto.
La potencia que entrega o consume una fuente se determina multiplicando su fem o voltaje por la corriente que la atraviesa P = V I. Si esta corriente atraviesa a la fuente desde el
terminal negativo hacia el positivo entonces diremos que la fuente entrega energía. Si dicha corriente atraviesa a la fuente desde el terminal positivo hacia el negativo entonces la fuente consume energía.
Como ejemplos de fuentes de tensión real podemos enumerar los siguientes:
Batería Pila
Fuente de alimentación Célula fotoeléctrica
QUE DIFERENCIAS EXISTEN ENTRE UNA FUENTE DE TENSION REAL Y
UNA IDEAL
Es una fuente de tensión que produce una tensión de salida constante, es una Fuente de Tensión con Resistencia interna cero. Toda la tensión va a la carga R L.
Son las fuentes de tensión que tenemos en la realidad, como ya hemos dicho no existe una fuente ideal de tensión, ninguna fuente real de tensión puede producir una
corriente infinita, ya que en toda fuente real tiene cierta resistencia interna.
GRAFICAR LA CURVA DE RESISTENCIA INTERNA
y = -35.139x + 76.348 R² = 0.8957 0 10 20 30 40 50 60 0 0.5 1 1.5 2 A ( m A )
Ri(
Ω)
RESISTENCIA INTERNA DE LA BATERIA
Series1 Linear (Series1) y = -35.139x + 76.348 R² = 0.8957 0 10 20 30 40 50 60 0 0.5 1 1.5 2 A ( m A )
Ri(
Ω)
RESISTENCIA INTERNA DE LA PILA
Series1