Potencia y Trabajo de La Corriente Electrica (1)

(1)

28/03/2016

INFORME

Departamento de

Departamento de Física y ElFísica y Electrónica ectrónica LABORALABORATORITORIOO

POTENCIA Y

POTENCIA Y TRABAJO DE

TRABAJO DE LA CORRIENTE ELECTR

LA CORRIENTE ELECTRICA

ICA

S. Bonilla, W. Beltrán, S. Salinas.

Facultad de Cienci

Facultad de Ciencias Bsicas e In!enieas Bsicas e In!enierías"rías" #ro!rama$ In!"Mec

#ro!rama$ In!"Mecanica"anica"

Resumen Resumen

En primer lugar para entender qué es la potenia elétria !a" que de#inir antes el onepto de energ$a " esta es la En primer lugar para entender qué es la potenia elétria !a" que de#inir antes el onepto de energ$a " esta es la apaidad que tiene un meanismo o dispositi%o elétrio ualquiera para reali&ar un tra'a(o. )uando onetamos un apaidad que tiene un meanismo o dispositi%o elétrio ualquiera para reali&ar un tra'a(o. )uando onetamos un omputador o ualquier arte#ato elétrio a un iruito elétrio alimentado por una #uente de #uer&a

omputador o ualquier arte#ato elétrio a un iruito elétrio alimentado por una #uente de #uer&a eletromotrieletromotri& *"a& *"a sea una peque+a 'ater$a o una entral !idroelétria, la energ$a elétria que suministra #lu"e por el ondutor, sea una peque+a 'ater$a o una entral !idroelétria, la energ$a elétria que suministra #lu"e por el ondutor, permitiendo

permitiendo que, que, por por e(emplo, e(emplo, una una ampolleta ampolleta trans#orme trans#orme esa esa energ$a energ$a en en lu& lu& " " alor, o alor, o un un motor motor pueda pueda mo%er mo%er unauna maquinaria. -a energ$a utili&ada para reali&ar un tra'a(o ualquiera, se mide en (oule *en astellano (ulio " se maquinaria. -a energ$a utili&ada para reali&ar un tra'a(o ualquiera, se mide en (oule *en astellano (ulio " se representa on la letra 

representa on la letra ..En este la'oratorioEn este la'oratorio %amos a entender la relain que guarda la tensin, la intensidad " la potenia %amos a entender la relain que guarda la tensin, la intensidad " la potenia elétria.

elétria.

Palabras claves:

Palabras claves: Energ$a, Energ$a, )orriente, otenia elétrio, ra'a(o elétrio , )iruito )orriente, otenia elétrio, ra'a(o elétrio , )iruito elétrio, 4ntensidad, ensielétrio, 4ntensidad, ensin.n.

ABSTRACT ABSTRACT

5irst to understand !at is t!e eletri poer must 'e de#ined 'e#ore t!e onept o# energ" and

5irst to understand !at is t!e eletri poer must 'e de#ined 'e#ore t!e onept o# energ" and t!is is t!e a'ilit" o# t!is is t!e a'ilit" o#

a me!anism or an" eletrial de%ie to per#orm or7. W!en onneting a omputer or poer an" de%ie to an

eletrial iruit poered '" a soure o# eletromoti%e #ore *eit!er a small 'atter" or a poer plant, t!e eletri

poer

poer supplied supplied #los #los t!roug! t!roug! t!e t!e ondutor, alloing, ondutor, alloing, #or #or eample, a eample, a %ial %ial trans#orm t!at trans#orm t!at energ" energ" into into lig!t lig!t andand

!eat, or a motor an mo%e a ma!ine. !e energ" used to per#orm or7 an", is measured in 9(oule9 *in )astilian

ul" and is represented '" t!e

ul" and is represented '" t!e letter 99. 4n t!is la' letter 99. 4n t!is la' e ill understand t!e relations!ip o# t!e %oltage, urrent ande ill understand t!e relations!ip o# t!e %oltage, urrent and

eletrial poer.

Keywr!s:

Keywr!s: Energ", )urrent, Eletri otential, Eletrial Wor7, Eletrial )iruit, )urrent, :oltage. Energ", )urrent, Eletri otential, Eletrial Wor7, Eletrial )iruit, )urrent, :oltage.

TEORIA RELACIONADA TEORIA RELACIONADA

otenia es la %eloidad a la que se onsume la energ$a. otenia es la %eloidad a la que se onsume la energ$a. 

aam'm'iéién n se se pupuedede e dede#i#ininir r ootetennia ia oomo mo la la enenererg$g$aa de

desasarrrrolollalada da o o oonsnsumumidida a en en ununa a ununididad ad de de titiemempopo,, epresada en la #rmula ;

epresada en la #rmula ;

P

==

E

(2)

Se lee; P"enc#a es #$ual a la ener$%a !#v#!#! &r el "#em&'

Si la unidad de potenia * es el att *W, en !onor de Santiago Watt, la energ$a *E se epresa en (ulios * " el tiempo *t lo epresamos en segundos, tenemos que;

1

watt

= 1

julio

1

segundo

Entones, podemos deir que la potenia se mide en (ulio *(oule di%idido por segundo *J(se$ " se representa on la letra P.

<demás, diremos que la unidad de medida de la potenia elétria P es el wa"", " se representa on la letra ). )omo un* J(se$ equi%ale a * wa"" *), por tanto, uando se onsume * +ul# ,+ule- de potenia en un segundo, estamos gastando o onsumiendo * wa"" de energ$a elétria. <!ora !a'laremos más a pro#undo de la le" de oule. ./0

-e" de oule; ermite alular la energ$a disipada por una resistenia en #orma de alor. Si durante un inter%alo de tiempo ∆t por la resistenia = del iruito !a pasado la antidad de arga∆>, la %ariain de energ$a potenial que eperimenta di!a antidad de arga al pasar desde la entrada a la salida del iruito es;

∆ U

=

q ∆ V

=

q

(

V

₂−

V

₁

)

=

q ∙ I ∙ R

-uego, la potenia disipada  *energ$a por unidad de tiempo es;

dU

=

dq∙ I ∙R

P

=

dU

dt

=

dq

dt

∙ I ∙R

=

I

2

∙ R

_.*0

?e lo anterior podemos onluir que ;

P

=

I

2

∙ R

=

V ∙ I

=

V

2

R

%&' (atios .10 2ATERIALES 3TILI4ADOS 2ATERIALES )<@ laa retiular 1 4nterruptor 1 otenimetro 2A0  1 ortalámparas 2 Bom'illa 6:/0.1< 1 Bom'illa 6:/ 3W 1 Bom'illa 12:/0.1 < 1 Cult$metro 1 )a'le de onein 10 5uente de alimentain 1 2ONTAJE Y PROCEDI2IENTO 5#$*' Esquema elétrio 1

(3)

E6&er#men" *

Contamos el iruito segDn el esquema elétrio 1. )erramos el interruptor " ponemos la tensin de #unionamiento a la tensin nominal de las lámparas *6 :. )omparamos el 'rillo de las lámparas " anotamos lo o'ser%ado. Cedimos suesi%amente la intensidad de las dos lámparas. ara medir la intensidad de la segunda lámpara. )onetamos la primera diretamente al polo negati%o de la #uente de orriente. -uego onetamos la segunda lámpara, a tra%és del amper$metro al polo negati%o de la #uente de orriente

5#$/' Esquema elétrio 2 E6&er#men" /

Contamos el iruito eperimental segDn el esquema elétrio 2. usimos el potenimetro en el tope i&quierdo. usimos la tensin de la segunda lámpara a su tensin nominal *12: " a(ustamos uidadosamente on el potenimetro la primera lámpara a su tensin nominal, luego omparamos el 'rillo de las lámparas. 5inalmente medimos la intensidad de la primera " segunda lámpara.

5#$1' Esquema elétrio 3 E6&er#men" 1

Codi#iamos el iruito omo se muestra en el esquema elétrio 3. rimero oloamos solo una lámpara " a(ustamos la tensin nominalmente de la lámpara *6:. -uego medimos la intensidad de la lámpara, más tarde le agregamos en serie una segunda lámpara " ele%amos la tensin !asta que la intensidad sea igual para am'as. ara as$ medir la tensin total en las dos lámparas.

5#$7' Esquema elétrio 

ara #inali&ar modi#iamos el iruito segDn el esquema elétrio . <(ustamos la tensin de #unionamiento a la tensin nominal de las lámparas a *6 : " medimos la intensidad total.

ANALISIS Y RES3LTADO

-uego de !a'er !e!o el monta(e de ada eperimento, %amos a ir paso a paso para %er mo se a#etan la luminosidad de los 'om'illos en ada iruito elétrio montado, sus di#erenias " sus similitudes.

Lampara

U/(V)

I/(A)

Brillo

Lámpara

1 5,91

0,38

Alto

Lámpara

2 5,81

0,24

Medio

Tabla *' Eperimento F " 4 El análisis que saamos del eperimento 1 que se muestra en la Tabla *' luego de !a'er medido la el %olta(e " la intensidad de orriente podemos deir, el %olta(e es para am'as lámparas es la misma "a que el iruito esta en paralelo, pero la orriente no es la misma, ni su 'rillo " eso lo que las di#erenia. )on lo anterior, del primer eperimento podemos onluir que la potenia depende de la intensidad de orriente.

(4)

#otencia y Tra)a*o de la corriente el+ctrica

," Bonilla- &" Beltran- ," ,alinas

Lampara

U/(V)

I/(A)

Brillo

Lámpara

1 5,92

0,22

Bajo

Lámpara

2 11,8

0,22

Alto

Tabla /' Eperimento 2 F " 4 En am'io, en el eperimento 2 que se muestra en la Tabla /' después de !a'er armado el iruito on el potenimetro en su tope " oloar las tensiones nominales podemos onluir que para am'as lámparas tienen la misma intensidad de orriente, pero tienen di#erente %olta(e, !aiendo que la luminosidad sea a#etada a!ora por el %olta(e.

?e lo anterior podemos onluir que la potenia depende de mo #lu"a la orriente " esta depende del iruito teniendo en uenta omo se desompone. am'ién que la potenia depende de una sola %aria'le si el %olta(e es onstante depende de la orriente " %ie%ersa.

!o"e#i$"

%

U/(V)

I/(A)

Brillo

U"a

lámpara



0,38

Alto

'" erie

11,82

0,39

Alto

Tabla 1' Eperimento 3 en serie F " 4

!o"e#i$"

%

U/(V)

I/(A)

Brillo

U"a

lámpara

,01

0%39

Alto

'"

paralelo

,01

0%4

Alto

Tabla 7' Eperimento  paralelo F " 4 -a me(or manera de uanti#iar la orriente elétria es on la #ormula G:H4, en el 3 eperimento %emos que para que tenga la misma intensidad de orriente en am'os asos se neesita aumentar la I: el do'le, paso de 6: a 11,82:. JSi nos preguntamos en el eperimento  que pasa on la relain uantitati%a entre la poteniaK Se puede deir que ourre lo ontrario que en el eperimento 3, la potenia es diretamente proporional a la orriente, de manera general la potenia es diretamente proporional a la tensin " orriente.

-uego de !a'er anali&ado eperimentalmente lo que pasa on la potenia, %eremos qué pasa uantitati%amente en ada eperimento " su tra'a(o durante 10 !oras;

Tabla *'*' Eperimento 1

(5)

Tabla 1'*' Eperimento 3

Tabla 7'*' Eperimento  CONCL3SIONES

?el la'oratorio anterior pudimos onluir que la potenia depende la orriente omo se muestra en la Tabla *'*, "

tam'ién del %olta(e omo se muestra en la Tabla /.* En las Tablas 1'* " 7'* respeti%amente muestran que si el iruito esta en serie " se le aumenta el %olta(e podemos llegar a tener la misma luminosidad que uando tenemos la 'om'illa sola, " si tenemos el iruito en paralelo podemos

llegar a la misma luminosidad si aumentamos la orriente elétria.

RE5ERENCIA

.*0 Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna

Vol*me" 2% +*i"ta edii$"% -a.mo"d A% era. . o" % eett, r% 2003, ág. L36

./0 8""&:((cw'uc1m'es(9#s#ca(9#s#ca##(clases(OC)5ISII Tema;<'&!9

.108""&:((www'&r9esrenl#nea'cl(9#s#ca(Elec"r#c#!a!P"e nc#aRes#s"'8"m