medicion de potencia en corriente directa

MEDIDAS ELECTRICAS Y ELECTRONICAS, informe de laboratorio 4.

INFORME DE LABORATORIO 4,MEDICIÓN DE POTENCIA EN CORRIENTE DIRECTA

ABSTRACT: con esta práctica se adquirió un mejor conocimiento respecto a las mediciones hechas con un voltímetro análogo y un amperímetro análogo, también se pudo ver los errores que se producen respecto las conexiones hechas por el método del voltiamperimetrico, y como último la disipación de potencia por culpa del amperímetro y el voltímetro.

PALABRAS CLAVE: potencia, voltiamperimetrico,

error.

1 INTRODUCCIÓN

En este informe se muestra la solución de cada uno de los cuestionaros y de las características que se obtuvieron acerca de la potencia eléctrica suministrada por una fuente de corriente directa, esta se puede determinar conociendo los parámetros del circuito a través de las ecuaciones que relaciona la tensión y la corriente, usando este principio para hallar la potencia que se entrega a un resistor, calculando el error que se comete al hallar el de la potencia.

2 OBJETIVOS

Calcular la potencia entregada por la fuente DC a una carga resistiva.

Determinar el error relativo y absoluto cometido al calcular la potencia disipada por el resistor de la carga.

Hallar en efecto de carga del amperímetro y del voltímetro sobre la resistencia de carga.

Entender los cambios que sufre la resistencia de carga debido a la potencia.

3 AUTOEXAMEN

a) Deduzca una ecuación que le permita determinar la propagación del error al calcular los valores de la potencia disipada por el resistor, para las 2 variantes empleadas.

Respuesta:

Variante a).

Figura 1. Circuito para la variante a).

ERROR PARA VARIANTE a)

= 2 = ¤M = ¤ = ¤ ¡ 2 ¤ = ¢

= ¤ ¤

=

pero: = = ¤ = ¤ =

ERROR PARA VARIANTE b) = ¤ + ¢ = 2 ¤ = ¤ ¡ 2 ¤ = ¢

= 2¤ 2¤ =

1

Variante b).

Figura 2. Circuito para la variante b).

1


ERROR PARA VARIANTE a)

= 2 = ¤M = ¤ = ¤ ¡ 2 ¤ = ¢

= ¤ ¤

=

pero: = = ¤ = ¤ =

ERROR PARA VARIANTE b) = ¤ + ¢ = 2 ¤ = ¤ ¡ 2 ¤ = ¢

= 2¤ 2¤ =

1

b) Deduzca una ecuación que permita determinar el efecto de carga para las variantes a) y b) y compárelas.

Respuesta: el efecto de carga está dado por las resistencias internas que tienen los aparatos de medida, que en este caso son el amperímetro y el voltámetro.

Para la variante a) la resistencia total del circuito estará dada por la ecuación 1.

Req=Req (Req−Ramp )Rcarga−Req+Ramp

Ec.1

Para la variante b) la resistencia total del circuito estará dada por la ecuación 2.

Req=Rvolt (Rcarga+Ramp )Rvolt+Ramp+Rcarga

Ec.2

Entonces para amos casos el error por el efecto de carga estara dado pr la ecuacion 3, teniendo encuenta que la real es la canculada con las ecuaciones 1 y 2, y la reistencia aparente es la que conectamos al circuito.

Eefecto decarga=E r

Er=|Rreal−RaperenteRreal |×100%Ec.3

c) ¿Qué otros elementos se podrían usar para medir potencias en DC?

Respuesta: vatímetro, multímetro, pinzas amperimétricas.

4 MATERIALES Y EQUIPOS

4.1 EQUIPOS DEL LABORATORIO

1 Voltímetro análogo DC.1 Amperímetro análogo DC.1 Multímetro digital.

1 fuente DC.

4.2 MATERIALES

2 resistencias eléctricas con valores y con una potencia adecuada para la fuente.

5 DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA

Se comenzó con la conexión de los circuitos como muestran las figuras 1 y 2

Figura 1: conexiones Para la variante a.

Figura 1: conexiones Para la variante b.

6 CARACTERÍSTICAS A OBTENER

1) Calcular la potencia disipada por el resistor.2) Calcular la potencia entregada por la fuente.

Respuesta del 1 y 2:

Tabla1: Datos obtenidos en el circuito a).

configuración a) y resistencia de 100Ω

Vfuente Ifuente Pfuente Vcarga Icarga Pcarga

10,1 0,105 1,0605 10 0,1 1

15,1 0,165 2,4915 14,5 0,15 2,175

20,2 0,21 4,242 20 0,2 4

2


25 0,26 6,5 24,5 0,25 6,125

29 0,32 9,28 28,5 0,3 8,55

Tabla 2: Datos obtenidos en el circuito b).

configuración b y resistencia de 31,9727Ω

Vfuente Ifuente Pfuente Vcarga Icarga Pcarga

10,3 0,31 3,193 10 0,3 3

14,8 0,46 6,808 14,5 0,5 7,25

16,5 0,52 8,58 16,5 0,6 9,9

19,5 0,65 12,675 19,2 0,62 11,9

22,2 0,69 15,318 22 0,72 15,84

23,8 0,78 18,564 25 0,75 18,75

3) Determine los en los errores relativo y absoluto y compárelos con los valores cálculos con las ecuaciones deducidas en el literal a). del autoexamen.

Tabla 3: Comparación de los errores con la variante a.

variante a

cálculos literal a

relativo absoluto relativo absoluto

0,057048562 0,0605 0,06315231 0,0605

0,127031908 0,3165 0,06104724 0,389

0,057048562 0,242 0,06315231 0,242

0,057692308 0,375 0,06188927 0,4975

0,04894327 0,44 0,0599947 0,8675

Tabla 4: Comparación de los errores con la variante b.

variante b

cálculos literal a

relativo absoluto relativo absoluto

0,0604 0,193 0,002 0,08

0,0649 0,442 0,002 0,263

0,1538 1,32 0,002 0,105

0,0608 0,771 0,002 1,199

0,0341 0,522 0,002 0,251

0,01 0,186 0,002 0,893

4) Cálculo de la resistencia interna del voltímetro para la variante a). y la variante b).

Respuesta:

Figura 3: amperímetro con el que se realizaron las mediciones.

Para la variante a)

Figura 4: Circuito de las resistencias que hay para la variante a.

Req=Req+Rvolt× RcargaRvolt+Rcarga

Como la fuente nos muestra el voltaje y la corriente que le da al circuito entonces podemos decir que:

Req=V fuenteI total

(Req−Ramp)× (Rvolt+Rcarga )=Rvolt× Rcarga

Req=Req (Req−Ramp )Rcarga−Req+Ramp

Datos conocidos:

Req=94.1349Ω

Rcarga=100Ω

3


Y mirando la figura 3 se puede mirar las resistencias del amperímetro de pendiendo su escala y como se usó la escala de 1.2 amp, entonces

Ramp=0.075Ω

Y entonces la resistencia del voltímetro es de:

R volt=1583.4733Ω

Variante b)

Figura 4: Circuito de las resistencias que hay para la variante a.

Req=Rvolt (Rcarga+Ramp )Rvolt+Ramp+Rcarga

R volt=Req (Ramp+Rcarga )Rcarga+Ramp−Req

Datos conocidos:

Req=31.6362Ω

Rcarga=31.9727Ω

Y mirando la figura 3 se puede mirar las resistencias del amperímetro y de igual manera como para la variante a), se utilizó una escala de 1.2 amp, entonces

Ramp=0.075Ω

Y a resistencia del voltímetro es de

R volt=2463.8334Ω

5) Calcule el efecto de carga para la variante a).

Respuesta: utilizando la ecuación 3, hallaremos el error por efecto de carga.

Er=|100−94.1349100 |×100%Er=±5.8651Ω

Entonces se podria decir que la resisencia del circuitoes de:

Rtotal=100±5.8651Ω

6) Construya una gráfica con los valores de la lectura del voltímetro y amperímetro y calcule el valor de la resistencia eléctrica haciendo uso de un ajuste por mínimos cuadrados a una recta. Compare con el valor comercial del resistor usado.

7 CUESTIONARIO

I. Para la misma resistencia ¿cómo varía la potencia disipada por está en los dos montajes?

Respuesta: Por la escala de medida del amperímetro, la resistencia usada para la variante a) es diferente a la que se utilizó en la variante b) ya que tuvimos que agregar otra resistencia por lo cual no podemos realizar la comparación de los 2 métodos que se utilizaron.

II. Enuncie el valor del error cometido por el efecto de carga en la variante a), y de acuerdo con el resultado, indique qué se debe hacer para minimizar este tipo de error. Sustente mediante cálculos matemáticos.

Respuesta:

III. Del cálculo de la resistencia interna del voltímetro y el amperímetro ¿qué se puede decir de la clase de los Instrumentos?

Respuesta:

IV. ¿Puede calcularse la potencia disipada por los conductores que van desde la Fuente hacia la carga? Si su respuesta es afirmativa, calcúlela. si su respuesta es negativa sustente técnicamente la razón que lo hacen imposible.

Respuesta: En este caso no se puede ya que los cables son muy cortos y de un calibre muy pequeño pero en el caso de subestaciones donde los conductores son de gran calibre, de varios kilómetros de longitud y los voltajes son

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mayores si se pueden calcular la potencia disipada ya que es considerada.

V. Idee un método que le permita medir la potencia en un circuito DC, haciendo uso de voltímetros y amperímetros.

Respuesta:

8 Conclusiones

Para la

9 BIBLIOGRAFÍA

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