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Integrantes:

Pedro García Romero

Oswaldo Berrocal Bonilla (Lo buscas a Huallpa)

Erick Celestino Eustaquio (No me mando el test de entrada)

San Cosme

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I. ÍNDICE:

I. ÍNDICE…………………………………………………………………….Página 2

II. RESUMEN………………………………………………………………..Página 3

III. OBJETIVOS………………………………………………………………Página 4

IV. FUNDAMENTO TEÓRICO…………………………………………......Página 4

V. EQUIPOS Y MATERIALES……………………………………………Página 14

VI. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL………………………………..Página 16

VII. CALCULOS……………………………………………………………..Página 18

VIII. RESULTADOS………………………………………………………….Página 23

IX. OBSERVACIONES…………………………………………………….Página 25

X. CONCLUSIONES………………………………………………………Página 26

XI. RECOMENDACIONES………………………………………………..Página 26

XII. BIBLIOGRÁFIA…………………………………………………………Página 26

Página 2

II. RESUMEN: En este presente informe que corresponde al quinto y último laboratorio de Física III, cuyo título es CORRIENTE ALTERNA, tiene como objetivo esencial familiarizar al estudiante con algunos conceptos de la corriente alterna (valores eficaces y relaciones vectoriales). Así como estudiar el comportamiento de una lámpara fluorescente. Estos objetivos generales conllevan a otros objetivos como determinar las potencias disipadas por el reactor y por el fluorescente, analizar la función del arrancador en el funcionamiento de la lámpara, comprender el análisis fasorial en un circuito con corriente alterna, verificar si se cumple la segunda ley de Kirchhoff, en estos tipos de circuitos.

Por otro lado entre los materiales más importantes a utilizar tenemos una caja que contiene: una lámpara fluorescente, un arrancador y un reactor; un voltímetro de corriente alterna (250V), un multímetro digital, un fusible y cables de conexión; y el procedimiento básicamente está dividido en tres partes. La primera parte consiste en entender el funcionamiento de la lámpara fluorescente, y esta primera parte se subdivide en dos etapas, la primera en lograr encender el fluorescente sin utilizar un arrancador y la segunda utilizando el arrancador. Seguidamente pasamos a la segunda parte del laboratorio la cual consiste en determinar la potencia disipada a través del reactor. Y finalmente la tercera parte que consiste en determinar la potencia disipada a través del fluorescente.

Por último se puede notar de nuestros cálculos y resultados que efectivamente la lámpara fluorescente puede funcionar sin la presencia del arrancador, también para el cálculo de la potencia disipada a través del reactor y del fluorescente, tuvimos que hacer una representación fasorial apoyándonos del programa PowerPoint 2010. Y entre nuestras conclusiones tenemos que no se cumplen la segunda ley de Kirchhoff para circuitos con corriente alterna.

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III. OBJETIVOS: General:

Conocer mejor los conceptos de la corriente alterna

Específico:

o Calcular los valores eficaces y relaciones vectoriales del voltaje y la corriente

o Estudiar el comportamiento de una lámpara fluorescente

IV. FUNDAMENTO TEÓRICO: 1. Corriente Alterna:

Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente.

Fig.1: Representación de la onda de una corriente alterna.

La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinusoidal (Fig.1), puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.

2. Onda sinusoidal:

Una señal sinusoidal a (t), tensión, v (t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetros característicos, como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:

a(t )=A0 . sin (ωt+ β )

Dónde:

A0 : Amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico)

ω : Pulsación en radianes/segundos

t : Tiempo en segundos

β : Ángulo de fase inicial en radianes

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Dado que la velocidad angular es más interesante para matemáticos que para ingenieros, la fórmula anterior se suele expresar como:

a (t )=A0 . sin (2πft+β )

Donde f es la frecuencia en hercios (Hz) y equivale a la inversa del período (f=1/T). Los valores más empleados en la distribución son 50 Hz y 60 Hz.

Fig. 2: Representación de la onda sinusoidal.

3. Valores Significativos: A continuación se indican otros valores significativos de una señal sinusoidal:

a) Valor instantáneo (a (t)):

Es el que toma la ordenada en un instante t , determinado.

b) Valor pico a pico (AP−P):

Diferencia entre su pico o máximo positivo y su pico negativo. Dado que el valor máximo de sen(x ) es +1 y el valor mínimo es −1, una señal sinusoidal que oscila entre +A0y −A0. El valor de pico a pico, escrito como AP−P, es por lo tanto:

(+A0 )−(−A0 )=2 A0

c) Valor medio (Amed):

Valor del área que forma con el eje de abscisas partido por su período. El área se considera positiva si está por encima del eje de abscisas y negativa si está por debajo. Como en una señal sinusoidal el semiciclo positivo es idéntico al negativo, su valor medio es nulo.

Por eso el valor medio de una onda sinusoidal se refiere a un semiciclo. Mediante el cálculo integral se puede demostrar que su expresión es la siguiente:

Amed=2 A0π

d) Valor eficaz (A):

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Su importancia se debe a que este valor es el que produce el mismo efecto calorífico que su equivalente en corriente continua. Matemáticamente, el valor eficaz de una magnitud variable con el tiempo, se define como la raíz cuadrada de la media de los cuadrados de los valores instantáneos alcanzados durante un período:

A=√ 1T∫0T

a( t)2dt

Matemáticamente se demuestra que para una corriente alterna sinusoidal el valor eficaz viene dado por la expresión:

A=A0√2

4. Representación Fasorial: Una función sinusoidal puede ser representada por un vector giratorio (Fig. 3), al que se denomina fasor o vector de Fresnel, que tendrá las siguientes características:

Girará con una velocidad angular ω.

Su módulo será el valor máximo o el eficaz, según convenga.

Fig. 3: Representación fasorial

La razón de utilizar la representación fasorial está en la simplificación que ello supone. Matemáticamente, un fasor puede ser definido fácilmente por un número complejo, por lo que puede emplearse la teoría de cálculo de estos números para el análisis de sistemas de corriente alterna.

Fig. 4 Ejemplo de fasor tensión

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5. Inductancia en un circuito de corriente alterna: Si se aplica un voltaje instantáneo a una inductancia L, entonces:

V=L didt

Si el voltaje es sinusoidal, entonces la corriente también será sinusoidal. Por conveniencia supongamos que:

i=IM . sen (ωt )

V=L IM .cos (ωt )

⟹V=L IM . sen(ωt+ π2 )

Esta ecuación puede expresarse como:

V=V M . sen(ωt+ π2 )

Donde es el valor máximo del voltaje a través del inductor. Si se desea relacionar el valor máximo de la caída de voltaje a través de un inductor y el valor máximo de la corriente que pasa por él, comparamos las dos últimas expresiones:

V M=IM ωL

Y reemplazando los valores de V M y IM en función de V ef y I ef en esta última expresión:

V ef=I ef ωL

Es costumbre usar el símbolo ZL, denominado reactancia inductiva y definido por:

ZL=ωL=2πfL

Para describir el comportamiento de un inductor:

V ef=I ef ZL

La reactancia inductiva se expresa en Ohms cuando la inductancia se expresa en henrios y la frecuencia en ciclos por segundo.

Debe notarse que el valor máximo de la corriente en el inductor y el valor máximo de la diferencia de potencial (voltaje) entre sus extremos no ocurren en el mismo tiempo. Así el voltaje máximo cuando la corriente es cero. Ver Fig. 5

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Fig. 5: Visualización voltaje máximo ≈ corriente cero

Se describen estas relaciones de fase diciendo que “el voltaje a través de un inductor está adelantado en 90º con respecto a la corriente”. La palabra adelantado es asociada con el hecho de que para el tiempo t cuando el ángulo de fase para la

corriente es de ωt , el ángulo de fase para el voltaje está dado por: ωt+ π2

Esta relación de fase puede describirse con la ayuda de vectores apropiados.

Si el valor máximo de la corriente se representa por un vector en la dirección +X , el valor máximo del voltaje a través del inductor se representa por un vector en la dirección +Y , como en la Fig. 6, si ambos rotan en sentido contrario a las agujas del reloj (anti horario), en cualquier instante t , su proyección sobre el eje Y nos dará los valores instantáneos de i y V .

Fig. 6: Representación vectorial

6. Condensador en un circuito de corriente alterna: Si se aplica un voltaje alterno a los extremos de un condensador, este se carga y descarga periódicamente y seque fluye una corriente “a través” del condensador es en cualquier instante q, la diferencia de potencial entre sus placas es en dicho instante V y esta dado por:

V= qC

Siendo C la capacidad del condensador.

La carga en la placa del condensador es igual a la integral de la corriente durante el tiempo en que fluye la carga hacia el condensador, de modo que

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VC=q=∫ idt

Si la corriente es sinusoidal:

i=IM . sen (ωt )…(1)

VC=q=∫ IM . sen (ωt )dt

V=IMωC

.sen(ωt−π2 )

La carga inicial del condensador se ha supuesto igual a cero. Luego la diferencia se ha supuesto V puede expresarse como:

V=V M . sen(ωt−π2 )…(2)

Dónde:

V M=I M

ωC

Reemplazando V M y IM en función de sus valores eficaces tenemos:

V ef=I efωC

Es usual representar por el símbolo ZC la reactancia capacitiva, definida por:

ZC=1ωC

= 12πfC

Para describir el comportamiento de un condensador en un circuito de corriente alterna.se tiene

V ef=I ef ZC

Comparando las ecuaciones (1) y (2) se nota que el voltaje está atrasado en 90° con respecto a la corriente, como se aprecia en la Fig. 5.

7. Elementos de un circuito de corriente alterna: Un circuito de corriente alterna consta de una combinación de elementos (resistencias, capacidades y autoinducciones) y un generador que suministra la corriente alterna.

Una f.e.m. alterna se produce mediante la rotación de una bobina con velocidad angular constante dentro de un campo magnético uniforme producida entre los polos de un imán.

V=V 0 . sen(ωt )

Para analizar los circuitos de corriente alterna, se emplean dos procedimientos, uno geométrico denominado de vectores rotatorios y otro, que emplea los números complejos.

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Mediante las representaciones vectoriales, la longitud del vector representa la amplitud y su proyección sobre el eje vertical representa el valor instantáneo de dicha cantidad. Los vectores se hacen girar en sentido contrario a las agujas del reloj.

Con letras mayúsculas representaremos los valores de la amplitud y con letras minúsculas los valores instantáneos.

8. Una resistencia conectada a un generador de corriente alterna :

Fig. 7: Resistencia en un circuito AC

La ecuación de este circuito es:

iR=V 0 . sen (ωt )

iR=V 0

R. sen (ωt )

La diferencia de potencial en la resistencia es:

V R=V 0 . sen (ωt )

En una resistencia, la intensidadiR y la diferencia de potencial V R están en fase. La relación entre sus amplitudes es:

iR=V R

R

Con V R=V 0, como la amplitud de la f.e.m. alterna.

Como vemos en la representación vectorial de la figura, al cabo de un cierto tiempo t , los vectores rotatorios que representan a la intensidad en la resistencia y a la diferencia de potencial entre sus extremos, ha girado un ángulo ωt . Sus proyecciones sobre el eje vertical marcados por los segmentos de color azul y rojo son respectivamente, los valores en el instante t de la intensidad que circula por la resistencia y de la diferencia de potencial entre sus extremos.

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Fig. 8: Diagrama sinusoidal de una resistencia en corriente alterna

9. Un condensador conectado a un generador de corriente alterna :

Fig. 9: Representación del Condensador en un circuito AC

A diferencia del comportamiento del condensador con la corriente continua, el paso de la corriente alterna por el condensador si ocurre.

Otra característica del paso de una corriente alterna en un condensador es que el voltaje que aparece en los terminales del condensador está desfasado o corrido 90° hacia atrás con respecto a la corriente.

Esto se debe a que el capacitor se opone a cambios bruscos de tensión.

¿Qué significa estar desfasado o corrido?

Significa que el valor máximo del voltaje aparece 90° después que el valor máximo de la corriente.

Fig. 10: Diagrama corriente voltaje para un condensador

En la Fig. 11 se observa que la curva en color rojo ocurre siempre antes que la curva en color azul en 90° o 1/4 del ciclo. Entonces se dice que la tensión está atrasada con respecto a la corriente o lo que es lo mismo, que la corriente está adelantada a la tensión o voltaje.

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Fig. 11: Potencia entregada (+) y consumida (-)

Si se multiplican los valores instantáneos de la corriente y el voltaje en un capacitor se obtiene una curva sinusoidal (del doble de la frecuencia de corriente o voltaje), que es la curva de potencia. (P=IV , Potencia = Corriente x Voltaje).

Esta curva tiene una parte positiva y una parte negativa, esto significa que en un instante el capacitor recibe potencia y en otro tiene que entregar potencia, con lo cual se deduce que el capacitor no consume potencia (se entrega la misma potencia que se recibe).

Al aplicar voltaje alterno a un capacitor, éste presenta una oposición al paso de la corriente alterna, el valor de esta oposición se llama reactancia capacitiva (X c) y se puede calcular con la ley de Ohm:

X c=VI= 12πfC

Dónde:

X c = Reactancia capacitiva en (Ω) f = Frecuencia en Hertz (Hz) C = Capacidad en Faradios (F)

10. Una bobina conectada a un generador de corriente alterna:

Fig. 12: Representación de una bobina en circuito AC

Ya hemos estudiado la autoinducción y las corrientes autoinducidas que se producen en una bobina cuando circula por ella una corriente i variable con el tiempo.

La ecuación del circuito es (suma de f.e.m. igual a intensidad por resistencia), considerando que la resistencia es nula:

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−L didt

+V 0 . sen (ωt )=0

Integrando esta ecuación obtenemos i en función del tiempo:

iL=−V 0

ωL.cos (ωt )=

V 0

ωL.sen (ωt− π

2 )La intensidad iL de la en la bobina está retrasada 90º respecto de la diferencia de potencial V L entre sus extremos. La relación entre sus amplitudes es:

I L=V L

ωL

Con V L=V 0, la amplitud de la f.e.m. alterna.

Fig. 13: Diagrama corriente voltaje para un inductor

11. El circuito de la lámpara fluorescente: En la Fig.14 se aprecian los elementos de que consta la instalación de una lámpara.

En esta figura se distinguen, aparte de la propia lámpara, dos elementos fundamentales: el cebador y la reactancia inductiva.

El cebador está formado por una pequeña ampolla de cristal rellena de gas neón a baja presión y en cuyo interior se halla un contacto formado por láminas bimetálicas.

En paralelo con este contacto se halla un condensador destinado a actuar de apaga chispas.

El elemento de reactancia inductiva está constituido por una bobina arrollada sobre un núcleo de chapas de hierro, el cual recibe el nombre de balastra o balasto. Este último término, no debe ser confundido con el material usado en la construcción de vías de ferrocarril.

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Fig.14: Representación del circuito lámpara fluorescente

12. Funcionamiento: Al aplicar la tensión de alimentación, el gas contenido en la ampolla del cebador se ioniza con lo que aumenta su temperatura lo suficiente para que la lámina bimetálica se deforme cerrando el circuito, lo que hará que los filamentos de los extremos del tubo se enciendan.

Al cerrarse el contacto el cebador se apaga y el gas vuelve a enfriarse, con lo que los contactos se abren nuevamente y se repite el proceso. De este modo la corriente aplicada a los filamentos es pulsatoria.

La función del condensador, contenido en el cebador, es absorber los picos de tensión que se producen al abrir y cerrar el contacto, evitando su deterioro por las chispas que, en otro caso, se producirían.

Los filamentos, al calentarse, desprenden electrones que ionizan el gas argón que llena el tubo, formando un plasma que conduce la electricidad. Este plasma excita los átomos del vapor de mercurio que, como consecuencia, emiten luz visible y ultravioleta.

El revestimiento interior de la lámpara tiene la función de filtrar y convertir la luz ultravioleta en visible. La coloración de la luz emitida por la lámpara depende del material de dicho recubrimiento interno.

Las lámparas fluorescentes son dispositivos con pendiente negativa de la resistencia eléctrica respecto de la tensión eléctrica.

Esto significa que cuanto mayor sea la corriente que las atraviesa, mayor es el grado de ionización del gas y, por tanto, menor la resistencia que opone al paso de dicha corriente.

Así, si se conecta la lámpara a una fuente de tensión prácticamente constante, como la suministrada por la red eléctrica, la lámpara se destruiría en pocos segundos. Para evitar esto, siempre se conectan a través de un elemento limitador de corriente para mantenerla dentro de límites tolerables.

Finalmente, la disminución de la resistencia interna del tubo una vez encendido, hace que la tensión entre los terminales del cebador sea insuficiente para ionizar el gas contenido en su ampolla y por tanto el contacto bimetálico queda inactivo cuando el tubo está encendido.

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Fig.15: Presentación del funcionamiento de lámpara fluorescente

V. EQUIPOS Y MATERIALES: Una caja que contiene: una lámpara fluorescente, un arrancador y un reactor

Fig. 16: Caja que contiene: un fluorescente, arrancador y reactor

Un voltímetro de corriente alterna (250V):

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Fig. 17: Voltímetro de corriente alterna (250V)

Un multímetro digital.

Fig. 18: Multímetro digital

Cables de conexión.

Fig. 19: Cables de conexión

Un fusible.

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Fig. 20: Fusible

VI. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Primera Parte:

Fig. 21: Circuito del experimento

1. Se armó el circuito de la Fig. 21. Se conectó la caja toma corriente y se observó lo ocurrido.

2. Ahora se conectaron los bornes S con Q y se anotó lo observado.

3. Luego se desconectó rápidamente S con Q y se anotó lo observado.

4. Ahora se armó el circuito con arrancador incluido para ver que ocurría.

Fig. 22: Circuito del experimento con arrancador

Segunda Parte:5. Se montó el circuito de la Fig. 23 para medir el voltaje eficaz y corriente eficaz en el

reactor.

Fig. 23: Circuito del experimento con reactor

6. Con los datos obtenidos se construyó el gráfico 1 tal como lo indica la guía.

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Gráfico 1: Calculo de ∅ 1

Tercera Parte:7. Realizamos las conexiones para montar el circuito de la Fig. 22 en donde se midió:

los voltajes eficaces de las fuentes V MN, del reactor V MP y del fluorescente V NP, así como también la corriente eficaz a través del circuito.

8. Con estos datos se determinó el ángulo de fase ∅ 2 entre el voltaje del fluorescente y la corriente del circuito como indica el grafico 2.

Gráfico 2: Calculo de ∅ 2

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VII. CALCULOS: Primera Parte:1. Conectamos la caja, con el fusible puesto, al enchufe:

2. Unimos los puntos Q y S con un cable:

3. Desconectamos el cable de Q:

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4. Conectamos los puntos P – P, Q – Q y S – S con cables, y se conecta la caja al enchufe:

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Se puede apreciar de las fotos anteriores que hay un tiempo mínimo en que el foco se enciende tenuemente, para luego empezar a alumbrar intensamente.

Segunda Parte:5. Con el multímetro medimos la resistencia del reactor:

De la imagen obtenemos que:

R=45.0Ω

6. Con el voltímetro y el multímetro medimos el voltaje efectivo y corriente efectiva respectivamente:

De la imagen obtenemos que:

V ef=210V

I=0,40 A

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7. Calculo de la Inductancia ZL y el ángulo ϕ1:

I ef Z L=√2102−182=209.23VZL=ωL=523.07Ω

2πfL=120 πL=523.07Ω

L=1.39H

ϕ1=arctg( ZL

R )ϕ1=85.08°

8. Cálculo de la potencia disipada del reactor:

PReactor=V ef I ef cos (ϕ1)

PR=210 ∙0.4 ∙cos (85.08 )

PR=7.2W

Tercera Parte:

9. Con el voltímetro mida los voltajes eficaces de V MN, V MP y V PN, y de corriente eficaz:

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De las imágenes obtenemos que:

V MN=205.0V

V MP=37.5V

V NP=190.0V

I ef=0.34 A

10. Calculo de ϕ2:

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Del grafico obtenemos:

ϕ2=23.95 °

11. Cálculo de la potencia disipada por la lámpara fluorescente:

PLámpara=V NP I ef cos (ϕ2 )

PL=190.0 ∙0.34 ∙cos (23.95 )

PL=59.0W

VIII. RESULTADOS: En este caso se responderá las preguntas planteadas en cada parte de la elaboración del experimento:

Segunda Parte:1. ¿Cuál es la potencia disipada a través del reactor?

De los cálculos, la potencia disipada a través del reactor es igual a:

PReactor=7.2W

Tercera Parte:

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2. ¿Por qué el triángulo DAC’ es el triángulo del circuito?

El triángulo DAC’ es una representación fasorial de los voltajes eficaces, entre los cuales tenemos el de entrada (V MN), el presente en el fluorescente (V MP), y el presente en el reactor (V NP), y es el triángulo del circuito pues relaciona los voltajes que circulan por cada elemento del circuito.

3. Utilizando los valores de V NP, I ef y ϕ2, calcule la potencia disipada a través de la lámpara fluorescente.

De los cálculos, la potencia disipada a través de la lámpara fluorescente es:

PLámpara=59.0W

4. Indique si el comportamiento de la lámpara fluorescente es inductivo o capacitivo.

El comportamiento de la lámpara es básicamente inductivo pues para que funcione necesita, necesariamente, de un reactor el cual está constituido por una inductancia L, y este da origen a una fuerza electromotriz autoinducida (producida por la inducción electromagnética) entre los bornes del reactor, y consecuentemente, una gran diferencia de potencial entre ambos filamentos de la lámpara, haciendo que los electrones logren ionizar a los gases de la lámpara y encenderla.

Además no se consideró capacitivo porque a partir de la experiencia sabemos que la lámpara puede funcionar con o sin arrancador (en donde encontramos un condensador que se encarga de absorber los picos de tensión que se producen al abrir y cerrar el contacto).

5. ¿Es posible hacer funcionar la lámpara fluorescente sin usar el arrancador?

A partir de la primera parte del experimento demostramos que si es posible, el detalle está en armar un circuito que cumpla la misma función del arrancador, es decir, primero debemos tener un circuito abierto, por donde no circule ninguna corriente, posteriormente cerramos el circuito y comenzará a fluir una corriente a través de los filamentos, razón por la cual estos se calientan, produciéndose entonces una nube de electrones que circularán entre los extremos del tubo sin alcanzar la energía suficiente para ionizar a los gases del tubo, luego debemos desconectar el cable que en un inicio nos sirvió para cerrar el circuito, produciéndose así un cambio brusco en el valor de la corriente, lo cual da origen a una fuerza electromotriz autoinducida entre los bornes del reactor y consecuentemente una gran diferencia de potencial entre ambos filamentos de la lámpara; este potencial hace que los electrones adquieran una energía suficiente para ionizar a los gases de la lámpara y por lo tanto encenderla.

6. Explique detalladamente el hecho de que al interrumpirse la corriente en el arrancador aparece un alto voltaje a través del tubo, ¿es éste voltaje mayor que el voltaje de la línea?

El arrancador es un dispositivo que debido a la diferencia de potencial y a la dilatación térmica puede hacer funcionar el circuito de manera similar que en el caso de la parte 1 de la experiencia en donde sólo se usó un cable y la f.e.m. inducida.

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El hecho es que en esencia es el mismo dispositivo, sólo que aparte de eso es un capacitor (al momento de abrir uno se puede evidenciar que es un condensador cilíndrico con un trozo de papel como dieléctrico), cuya función es absorber los picos de tensión que se producen al abrir y cerrar el contacto, evitando su deterioro por las chispas que, en otro caso, se producirían.

Luego de recordar esto, al quedar abierto el circuito debido a la dilatación térmica, se da origen a una fuerza electromotriz autoinducida entre los bornes del reactor y consecuentemente una gran diferencia de potencial entre los filamentos de la lámpara (voltaje mayor al voltaje de la línea), y este modo el fluorescente se podrá encender.

7. De acuerdo a las mediciones del voltaje efectuados, ¿se cumple la segunda ley de Kirchhoff?

A partir de los datos obtenidos de la tercera parte del laboratorio, el voltaje que entra al circuito o V MN=205.0V , que presenta el reactor o V NP=190.0V y el que presenta el tubo u V MP=37.5V .

Recordando la segunda ley de Kirchhoff, la cual se enuncia como: “la suma de voltajes de la fuente es igual a la suma de voltajes de los resistores”, vemos que:

V MN ≠V MP+V NP

Por lo tanto, no se cumple la segunda ley de Kirchhoff, y esto básicamente porque se trata de un corriente alterna (la que tiene un comportamiento sinusoidal), y donde el campo eléctrico es no conservativo.

Sin embargo podemos tomar en consideración la segunda ley de Kirchhoff, cuando hacemos la representación fasorial de los voltajes, es decir hacemos la suma vectorialmente.

IX. OBSERVACIONES: Se observó que cuando el circuito no estaba cerrado, el fluorescente no se

encendía.

Se observó que una vez que se cerró el circuito el fluorescente se encendió de manera muy tenue, y una vez que se volvió a dejar el circuito abierto el fluorescente se encendió totalmente.

Se observó que cuando se trabajó con el arrancador, hubo casos en el que el fluorescente no se prendía y esto era porque los cables estaban flojos y no bien conectados.

Se observó que el valor de V MP se encontraba en la parte no marcada del voltímetro, por ello se eligió un valor menor a 50V , pero mayor a 0V , proporcional a la distancia de la aguja a partir del 0.

Se observó que el valor de la corriente varia de forma mínima, es decir, aumentaba y disminuía con el paso del tiempo, por ello se tomó fotos para decidir qué valor seria usado en los cálculos.

X. CONCLUSIONES:

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El valor de inductancia del reactor L=1.39H nos dice que hay un cambio de corriente de 1 A en un segundo, generándose 1.39V de f.e.m. inducida, esto a

partir de

ε=−L didt

.

El uso de fasores ayudo mucho en los cálculos de los ángulos de desfase; ϕ1, para el calculo de la potencia disipada por el reactor y ϕ2, para el cálculo de la potencia disipada por la lámpara.

De acuerdo a los resultados, la lámpara fluorescente presenta un comportamiento capacitivo, ya que la potencia disipada por el fluorescente (59.0W ) es mayor que la del reactor (7.2W ).

Si bien los valores que se obtienen de las potencias disipadas no son los mismos que los que figuran en el reactor y la lámpara, que no se tomaron, la razón de que estos difieran se podría justificaren el hecho de que las mediciones con el voltímetro no son exactas, y en que la corriente y los voltajes variaban debido al uso de la caja del fluorescente.

En los circuitos de corriente alterna se siguen cumpliendo las reglas de Kirchhoff pero con los voltajes y corrientes instantáneas, mas no para voltajes y corrientes alternas.

XI. RECOMENDACIONES: Nunca se deben de conectar todos los puntos, ya que de hacer esto se producirá

un corto circuito, que quema el fusible y podría causar daños severos al sistema del fluorescente, siendo posible que este se malogre.

Para una mejor realización del experimento, se recomienda que se lea la guía antes de realizarlo, para así no hacer ninguna conexión que pueda dañar el sistema del fluorescente.

Se recomienda medir los voltajes de los puntos tanto con el voltímetro como con el multímetro, ya que el voltímetro al ser analógico no es tan preciso como sería el multímetro.

Se recomiendo que al medir con el voltímetro este siempre este parado, ya que de esa manera la aguja inicia en el 0, ya que al estar echado este muestra un valor diferente a que cuando está parado.

Al momento de calcular los ángulos de desfase, se recomienda usar programas como AutoCAD, ya que en este se calcular los ángulos de forma precisa, sin embargo, también se podría utilizar el programa PowerPoint.

XII. BIBLIOGRAFÍA: Manual de laboratorio de física general, 2da. Edición. Lima FC UNI 2004.

Pág.: Desde 160 hasta 174

Taylor, John, Introduction T. Error Análisis. 1997.

Páginas: 75, 76,79

Página 28

SEARS ZEMANSKI YOUNG FREEDMAN, FISICA UNIVERSITARIA Vol. II, Undécima Edición. México. Pearson Education 2004.

Páginas 1182, 1183, 1185, 1188, 11192, 1196

Leyva Naveros, Humberto. Electrostática y Magnetismo. Moshera S.R.L., 1999. Lima, Perú.

Robert Resnick, David Halliday, Kenneth Krane. Física – Volumen II. cuarta edición. Compañía Editorial Continental S.A. de C.V. México, 1967.

Página 29