GUIA DE PRACTICA MEDICION DE CORRIENTE Y

GUIA DE PRÁCTICA
Código de registro: RE-10-LAB-087
Versión 2.0
UNIVERSIDAD DEL VALLE
LABORATORIO DE FÍSICA III
Práctica Nº 1
MEDICIÓN DE CORRIENTE Y TENSION
1.
CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.La corriente eléctrica, se define como la tasa a la cual las cargas eléctricas
fluyen a través de cualquier área transversal de alambres conductores. Si una
cantidad de carga
pasa a través de una superficie en un intervalo de
tiempo
la corriente promedio
está dada por:
La corriente instantánea I se define como:
La unidad de corriente eléctrica en el Sistema Internacional de unidades; es el
amperio [A].
La tensión o diferencia de potencial eléctrico, representa el negativo del trabajo
por unidad de carga eléctrica realizado por el campo eléctrico para mover una
carga entre dos puntos de alambres conductores, sin cambiar su energía
cinética.
El cambio en la energía potencial eléctrica y la diferencia de potencial eléctrica
están relacionados por:
Donde
es la carga eléctrica de prueba.
El voltio es la unidad de diferencia de potencial eléctrico en el Sistema
Internacional de unidades.
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Instalar el siguiente circuito:
A
V
2. COMPETENCIAS.El estudiante medirá y comparará la tensión y la intensidad de corriente en el
circuito 1 y 2.
3. MATERIALES Y EQUIPOS.a)
b)
c)
d)
e)
Un Tablero para circuitos.
Dos Resistores de 100 K. 
Dos Multímetros.
Una fuente de alimentación de Corriente Continua.
Cables de Conexión.
4. PROCEDIMIENTO
a) Montar el circuito I y II,
b) Conectar los instrumentos de medida.
c) Determinar los valores de Voltaje y Corriente en ambos circuitos.
5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA.La práctica tendrá una duración de dos períodos académicos
6. MEDICIÓN, CALCULOS Y GRAFICOS.a) Representar los valores de medida de Voltaje y Corriente de las medidas
efectuadas tanto en el circuito 1 como en el circuito 2, en la tabla de Datos.
b) Calcular en ambos casos la Resistencia del circuito.
c) Comparar estos resultados con la resistencia Utilizada para armar los
circuitos 1 y 2.
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7. CUESTIONARIO.a) En qué circuito se mide correctamente la corriente que fluye a través de la
resistencia de carga R?.
b) En qué circuito se mide correctamente la tensión aplicada a la resistencia
de carga R?.
c) Cómo tiene que ser el circuito para medir la corriente con una pequeña
resistencia de carga R?.
d) Si hubiera variación en los valores de Resistencia utilizados y obtenidos, a
que se debe ella.
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PRACTICA Nª 1 – MEDICION DE CORRIENTE Y TENSION
HOJA DE DATOS
Circuito
I
II
Voltaje (V)
Corriente (A)
Integrantes
………………………………………………..
………………………………………………..
………………………………………………..
…………………………………………..……
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SERVICIOS DE LABORATORIO
MATERIA: FÍSICA III
Practica No. 2
LEY DE OHM
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.En los materiales óhmicos, la ley de Ohm establece que:
V = RI
Observando que el Voltaje o diferencia de potencial es directamente
proporcional tanto a la Resistencia como a la Corriente. Instalar el siguiente
circuito.
La unidad de resistencia en el Sistema Internacional de unidades es el ohm (
).
2. COMPETENCIA (S)
El estudiante medirá la corriente I como una función del voltaje aplicado V,
para resistores de distintos valores. Determinará la relación funcional entre
estas dos cantidades físicas.
3. MATERIALES Y EQUIPOS.a.
b.
c.
d.
e.
Un tablero para circuitos.
Un resistor de 10 K, 100 K, 47 K .
Dos multímetros.
Una fuente de alimentación de Corriente Continua.
Cables de Conexión.
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4. PROCEDIMIENTO,
a) Montar el circuito del esquema.
b) Medir la corriente, para las diferentes resistores y diferentes valores de
tensión de : 1 V, 2 V, 3V, 4V, 5V, 6V, 7V, 8V, 9V, 10V.
c) Tabular estos datos en una tabla, para los 3 resistores
5. TIEMPO DE DURACIÓN DE LA PRÁCTICA.La práctica tendrá una duración de 100 minutos.
6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.Los datos que arrojaron los resultados de las mediciones, Tabular y
graficar I = f(V), para las tres resistores
7. CUESTIONARIO.
a) ¿Cómo es la curva I = f(V) y cuál es la relación funcional entre estas dos
variables?.
b) ¿Qué representa la pendiente del gráfico?. Determinar este valor y la
ecuación experimental, mediante el método de mínimos cuadrados.
c) ¿ Cuáles son las fuentes de desviación de los valores experimentales?.
d) ¿Cumple la ecuación experimental obtenida con la Ley de Ohm?.
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PRACTICA Nª 2 – LEY DE OHM
HOJA DE DATOS
Voltios (V) 10 K. Corriente 100 K. Corriente (A) 47 K. Corriente (A)
(A)
1
2
3
4
5
.
Integrantes
………………………………………………..
………………………………………………..
………………………………………………..
…………………………………………..……
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SERVICIOS DE LABORATORIO
MATERIA: FÍSICA III
Practica No. 3
RESISTORES EN PARALELO Y EN SERIE
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO
1.1 RESISTORES EN PARALELO
Las diferencias de potencial en los resistores son las mismas:
3
La resistencia equivalente para un circuito en paralelo es igual a:
1
1 1
1
  
RT R1 R2 R3
1.2 RESISTORES EN SERIE
A través de cada resistor fluye la misma corriente I
La resistencia equivalente para un circuito en serie, es
RT = R1+R2+R3.
2. COMPETENCIA (S).El estudiante verificara la ley de corrientes de Kirchhoff, para un circuito con
resistores conectados en paralelo.
El estudiante verificara la ley de voltajes de Kirchhoff para un circuito con
resistores conectados en serie.
3. MATERIALES Y EQUIPOS.1.
2.
3.
4.
5.
Un tablero para circuitos.
Resistores de 4.7 K, 10 K y de 47 K.
Dos multímetros.
Una fuente de alimentación de c.c.
Cables de experimentación.
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4. PROCEDIMIENTO
4.1 RESISTORES EN PARALELO:
a) Armar el siguiente circuito:
b) Medir la corriente I y la tensión V, anotar estos resultados en la tabla de
la Hoja de datos.
4.2 RESISTORES EN SERIE:
a) Armara el siguiente circuito:
b) Medir la corriente I en el multímetro.
c) Medir la tensión en la fuente, luego las caídas de tensión V1, V2 y V3.
d) Registrar estos valores obtenidos en la tabla de la Hoja de Datos.
5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRÁCTICA
La práctica tendrá una duración de 100 minutos.
6. MEDICION, CALCULOS Y GRÁFICOS
6.1 Resistores en paralelo
a. Registrar en una tabla las resistencias calculadas de acuerdo a la
relación V/I.
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b) De acuerdo a la fórmula respectiva para resistencias en paralelo
determinar la resistencia total R del circuito.
6.2 Resistores en serie
a) Calcular la resistencia total R del circuito a partir de I y V.
b) Determinar los valores de R1, R2 y R3 a partir de los resultados de la
medición.
7. CUESTIONARIO.7.1 RESISTORES EN PARALELO:
Se cumple la primera Ley de Kirchorff?,
𝑛
𝐼 = ∑ 𝐼𝑖
𝑖=1
7.2 RESISTORES EN SERIE:
a) ¿Cómo se comporta V en relación con V1, V2, V3?. Analizar si cumple
la segunda ley de Kirchhoff, V=V1+V2+V3.
b) Analizar si R=R1+R2+R3.
c) ¿Cuáles son los factores experimentales que influyen para que las
anteriores igualdades no se cumplan exactamente?
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Cap. 3. RESISTORES CONECTADO EN SERIE Y PARALELO
HOJA DE DATOS
a) Resistores en Serie.
Circuito
con
R1=
R2=
R3=
RT=
Voltaje
(V)
Corriente
(A)
Resistencia

b) Resistores en paralelo
Voltaje de entrada
(V)
Corriente de
entrada (A)
Resistencia Voltaje (V)
()
R1 = 47 K V1 =
R2 = 4.7 K V2 =
R3 = 10 K V3 =
PARTICIPANTES
…………………………………………….
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
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MATERIA: FÍSICA III
Practica No. 4
PUENTE DE WHEATSTONE
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.Para el análisis consideramos el circuito de puente de hilo siguiente:
Donde:
Rx= resistencia a medir
R = resistencia conocida
L1 y L2 = longitudes de los conductores de las resistencias R1 y R2
En el circuito si Vab = 0 entonces:
Iab= 0
Ica = Iad
(1)
Icb = Ibd
(2)
Vac = Vbc
(3)
Vad = Vbd
(4)
Como Ica = Vca / Rx; Iad = Vad / R; Icb = Vcb / R1; Ibd = Vbd / R2
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Reemplazando en (1) y (2) se tiene:
Vca / R x = V ad / R
(5)
Vcb / R1 = Vbd / R2
(6)
De (4) , (5) y (6) se obtiene:
VcaR/Rx = VcbR2 / R1
Como:
Vca = Vcb
resulta:
Rx = RR1/R2 = RL1 / L2 (7)
Puesto que: R1 = L1 / A
y
R2 = L2 / A
2. COMPETENCIA (S).El estudiante determinará el valor de resistencias eléctricas desconocidas
utilizando el puente de Wheatstone. Aplicara el código de colores, para verificar
los valores obtenidos.
3. MATERIALES Y EQUIPO.1.
2.
3.
4.
5.
Fuente de C.C. de 1. 5 voltios
Galvanómetro
Puente con contacto móvil
Resistencia de 100 ohmios
Juego de resistencias cuyos valores se conocen solo a través del código de
colores
4. PROCEDIMIENTO
a)
b)
c)
d)
Armar el equipo según la figura
Colocar el galvanómetro a la máxima escala
Conectar la fuente de energía
Desplazar el contacto móvil del puente de hilo, hasta que el galvanómetro
indique cero.
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5. TIEMPO DE DURACIÓN DE LA PRÁCTICA.La práctica tendrá una duración de 100 minutos.
6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.a)
b)
c)
d)
e)
f)
Bajar la escala del galvanómetro para apreciar una mínima desviación
Cuando Iab = 0 medir L1
Calcular L2 = 1000 – L1
Calcular Rx aplicando la ecuación (7)
Determinar el valor de Rx aplicando el código de colores
Calcular la discrepancia entre ambos valores
Z(%) = ( Rt – Re) / Rt)x100
g) Repetir el procedimiento para cada una de las resistencias
suministradas
Nota. En el rango de miliohms, tomar en cuenta la resistencia de los
conductores de conexión
7. CUESTIONARIO
a) La discrepancia es mayor o menor cuando L1 se mide en la parte
central del puente de hilo
b) ¿Qué ventajas tiene el método?
c) ¿Qué desventajas tiene el método?
d) ¿Tendrá importancia el valor de la resistencia desconocida respecto a la
resistencia de referencia?
e) ¿Describa que es un galvanómetro?
f) ¿Qué ocurrirá en el valor de Rx si L1 es igual a L2?
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CAP. 4. PUENTE DE WHEATSTONE
HOJA DE DATOS
L1
L2
RX
INTEGRANTES
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………
Z%
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MATERIA: FÍSICA III
Practica No. 5
CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO
1.1 Carga de un capacitor
Considerar el siguiente circuito:
El voltaje en el capacitor se determina de:
Donde
segundo
se denomina la constante de tiempo, su unidad es el
1.2 Descarga de un capacitor
En el siguiente circuito la carga inicial en el capacitor es Q:
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El voltaje en el capacitor es:
Vc(t) =Voe-t/t.
2. COMPETENCIA (S)
El estudiante graficará las curvas de carga y descarga de un condensador y
determinará sus ecuaciones experimentales de y la constante de tiempo t=RC.
3. MATERIALES Y EQUIPOS
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
Un tablero para circuitos.
Un resistor de 100 K ohmio.
Un condensador de 470 F.
Dos multímetros de c.c.
Una fuente de alimentación de c.c.
Cronómetro.
Cables de experimentación.
4. PROCEDIMIENTO
a) Instalar el siguiente circuito:
b) Cortocircuitar el condensador con el conmutador conectado en B,
aproximadamente por 5 segundos.
c) Conectar el conmutador en A, Energizando el circuito
d) Simultáneamente medir el tiempo t para valores de voltaje anotados en la
tabla.
e) Conectar el conmutador en la posición B.
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f) Simultáneamente medir el tiempo t de descarga, para valores de tensión V
tabulados.
5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA
La práctica tendrá una duración de 100 minutos
6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.a. Enchufar el condensador en la placa y simultáneamente medir el tiempo t
para valores del voltaje anotados en la tabla, Registrar los valores
obtenidos en la tabla.
b. Remover la resistor de 100 K ohmio y conectarlo de acuerdo al circuito II.
En el mismo instante medir el tiempo de descarga para valores de la
tensión V tabulados, registrar estos valores en la tabla de la hoja de datos.
7. CUESTIONARIO.1. Dibujar las curvas de carga y descarga del condensador en el mismo
gráfico. Cómo son estas curvas?.
2. Determinar por el método de los mínimos cuadrados las ecuaciones
experimentales de carga y descarga.
3. Comparar la ecuación de descarga V=f(t) con la ecuación teórica V=Voe-t/t.
Determinar el valor de la constante de tiempo. Es este valor t=RC?
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CAP. 5. CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
HOJA DE DATOS
Voltaje
(Vol.)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
CARGA
Tiempo
(s)
DESCARGA
Voltaje
Tiempo
(Vol)
(s)
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
INTEGRANTES
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………
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MATERIA: FÍSICA III
Practica No. 6
BOBINAS EN CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.Las cargas en movimiento (corrientes) son las fuentes de los campos
magnéticos.
La ley de Biot-Savart proporciona una expresión para encontrar el campo
magnético.
Donde
es una constante denominada la permeabilidad del espacio libre:
El flujo magnético a través de una superficie abierta se define como:
Φ B   B  dA
S
Donde
es un vector perpendicular a la superficie cuya magnitud es igual al
área dA.
Los campos magnéticos son continuos y forman lazos cerrados. Las líneas de
campo magnético creadas por corrientes no empiezan o terminan en ningún
punto.
La ley de inducción de Faraday establece que si el flujo magnético cambia en el
tiempo a través de una superficie abierta definida por el lazo conductor,
entonces se induce una fuerza electromotriz en el lazo conductor igual a:
Si el circuito es una bobina que consta de N espiras todas de la misma área,
entonces la FEM inducida total es:
   N ddt
B
 L   N d  B   L dI
dt
dt
Donde L es una constante de proporcionalidad, conocida como inductancia de
la bobina, que depende de la geometría del circuito. La inductancia es una
medida de la oposición a cualquier cambio en la corriente.
En corriente continua, la corriente fluye solo en una dirección
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En corriente alterna, la corriente cambia su dirección periódicamente.
El voltaje instantáneo proporcionado por una fuente de voltaje sinusoidal es
igual a:
V (t )  V0 sin  t
Donde:
es el voltaje máximo, o la amplitud del voltaje en voltios, y
es la frecuencia angular en revoluciones por segundo.
es la frecuencia de la fuente en hertz y
T es el periodo en segundos.
La reactancia inductiva se define como:
, depende de la frecuencia y
de las características del inductor.
La impedancia Z de un circuito de corriente alterna se define como:
1
Z  R 2  ( X L  X C )2 X L   L, X C 
C
La ley de Ohm generalizada aplicada a un circuito de c.a., se denota como:
I0 
V0
Z
Instalar el siguiente circuito
2. COMPETENCIA (S).a) El estudiante medirá la corriente que fluye en el circuito con la tensión
continua aplicada, con y sin núcleo de hierro.
b) Medirá la corriente que fluye en el circuito con la tensión alterna aplicada
con y sin núcleo de hierro.
c) Determinará la inductancia de los tres montajes.
3. MATERIALES Y EQUIPOS.-
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Código de registro: RE-10-LAB-087
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Versión 2.0
Un tablero para circuito.
Una bobina de 600 espiras.
Un núcleo en U con yugo.
Dos multímetros.
Una fuente de alimentación de c.c. y c.a.
Cables de experimentación.
4. PROCEDIMIENTO
a) Armar el circuito de la figura
b) Llevar a cabo las mediciones de corriente y tensión, con la tensión
continua aplicada.
i.
Con una bobina sin hierro.
ii.
Solamente con el núcleo de hierro introducido (yugo).
iii.
Con núcleo en U y yugo atornillado.
c) Llevar a cabo la medición de corriente y tensión con la tensión alterna
aplicada como en el inciso A.
5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA
La práctica tendrá una duración de 100 minutos
6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.d) Determinar la corriente y tensión, con la tensión continua aplicada.
i.
Con una bobina sin hierro.
ii.
Solamente con el núcleo de hierro introducido (yugo).
iii.
Con núcleo en U y yugo atornillado.
iv.
Con los valores hallados, confeccionar la tabla de valores de la
hoja de datos.
e) Llevar a cabo la medición de corriente y tensión con la tensión alterna
aplicada como en el inciso A y confeccionar la tabla de datos.
7. CUESTIONARIO.1. En base de V e I determinar R y Z, luego registrar los resultados en las
tablas.
2. ¿Cuál es la diferencia que ejerce el núcleo de la bobina en la corriente que
fluye en el circuito?. Explicar de acuerdo a los incisos a) , b) y c) para c.c. y
c.a.
3. Determinará la inductancia de los tres montajes.
4. Investigar la aplicación de esta teoría en transformadores.
Practica No. 6
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Código de registro: RE-10-LAB-087
Versión 2.0
BOBINAS EN CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA
HOJA DE DATOS
Tensión
Continua
Montaje
a)
Voltaje
V
b)
5
c)
5
Tensión Alterna
Montaje
Voltaje
V
a)
6
b)
6
c)
6
Corriente
I
Resistencia

Corriente
A
Impedancia

5
INTEGRANTES
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………
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FACULTAD DE INGENIERÍA
GUIA DE PRÁCTICA
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Versión 2.0
MATERIA: FÍSICA III
Practica No 7
MEDICION DE POTENCIA Y FACTOR DE POTENCIA
1 COMPETENCIAS
El estudiante determinará la potencia y el factor de potencia utilizando el voltímetro
como factor de medida (método del voltímetro).
El estudiante determinara la potencia y el factor de potencia utilizando el
Amperímetro como medida de datos. (Método del amperímetro).
2. CONOCIMIENTO TEÓRICO REQUERIDO
a) Método del voltímetro
En un circuito con un resistor y una bobina en serie, la corriente, I, en ambos
elementos es la misma. El diagrama fasorial de la caída de voltaje en la bobina,
V3, que adelanta a la corriente en un ángulo Φ y la caída de voltaje en el resistor,
V2, en fase con la corriente es la siguiente:
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Versión 2.0
V2
R
r
AC
6V
50 Hz
V1
V3
x
V1
V3 V3sen 0
0
V2
V3cos 0
Aplicando el teorema de Pitágoras al triangulo ABC se obtiene:
(V1)2 = (V2 + V3cos Φ)2 + (V3sen Φ)2
Despejando el Factor de Potencia se obtiene:
cos Φ = ((V1)2 - (V2)2 - (V3)2) / 2 V2 V3
Como el voltaje en el resistor es igual a: V2 = R I, la Potencia consumida por la
bobina es igual a:
P = V3 I cos Φ = ((V1)2 - (V2)2 - (V3)2) / 2 R
b) Método del Amperímetro.
En un circuito con un resistor y una bobina en paralelo, el voltaje V, en ambos
elementos es el mismo. La corriente en el resistor, I2, está en fase con el voltaje
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Código de registro: RE-10-LAB-087
Versión 2.0
aplicado, y la corriente en la bobina, I3, atrasa al voltaje aplicado en un ángulo, Φ,
el diagrama fasorial correspondiente es el siguiente:
I1
I2
I3
A
I2
r
AC
6 V
50 Hz
I3cos 0
0
I1
R
I3
B
I3sen 0
x
C
Aplicando el teorema de Pitágoras al triangulo ABC se obtiene:
(I1)2 = (I2 + I3cos Φ)2 + (I3sen Φ)2
Despejando el Factor de Potencia se obtiene:
cos Φ = ((I1)2 - (I2)2 - (I3)2) / 2 I2 I3
Como la corriente en el resistor es igual a: I 2 = V / R, la Potencia consumida por la
bobina es igual a:
P = V I3 cos Φ = 2 ((I1)2 - (I2)2 - (I3)2) / R
3.- MATERIALES Y EQUIPOS
a)
b)
c)
d)
e)
Fuente de Corriente Alterna, 6 V, 50 Hz.
Bobina de 600 vueltas con Núcleo Ferro magnético
Resistor de 70 Ohms
Multímetro
Cables de experimentación
4.- PROCEDIMIENTO
o
o
o
o
Conectar en serie la bobina (x) y el resistor (r).
Aplicar 6 V de Corriente Alterna,V1, a la conexión serie.
Medir el voltaje en el resistor, V2, y en la bobina, V3.
Conectar en paralelo la bobina y el resistor.
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Código de registro: RE-10-LAB-087
Versión 2.0
o
o
o
o
Conectar en serie el multímetro como amperímetro, a la conexión paralela.
Aplicar 6 V de Corriente Alterna a la conexión anterior.
Medir la corriente total, I1.
Conectar el resistor en paralelo con la conexión serie de la bobina y el
amperímetro.
o Medir la corriente en la bobina, I3.
o Conectar la bobina en paralelo con la conexión serie del resistor y el
amperímetro.
o Medir la corriente en el resistor, I2.
.5. DURACION DE LA PRÁCTICA
La Práctica tendrá una duración de 2 períodos académicos
6. MEDICION, CÁLCULOS Y GRÁFICOS
o
o
o
o
o
o
Medir la corriente total, I1., anotar en la ahoja de datos
Medir la corriente en la bobina, I3., anotar en la ahoja de datos
Medir la corriente en el resistor, I2, anotar en la hoja de datos
Calcular el Factor de Potencia y la Potencia consumida por la bobina.
Calcular la potencia consumida por el resistor en ambos circuitos.
Calcular la potencia suministrada por la fuente de corriente alterna en
ambos circuitos.
o Calcular la resistencia, r, y la inductancia, L, de la bobina.
o Deducir la fórmula del factor de potencia aplicando el teorema del coseno.
7. CUESTIONARIO
¿Qué método produce el menor error?
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Código de registro: RE-10-LAB-087
Versión 2.0
Practica No. 7
MEDICION DE POTENCIA Y FACTOR DE POTENCIA
HOJA DE DATOS
V Entrada
V1
V2
V3
I1
I2
I3
INTEGRANTES
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………
GUIA DE PRÁCTICA
Código de registro: RE-10-LAB-087
Versión 2.0
UNIVERSIDAD DEL VALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
MATERIA: FÍSICA III
Practica No 8
TRANSFORMACION DE VOLTAJE
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.Al aplicar voltaje de corriente alterna a la bobina primaria, por está circula
una corriente alterna que produce un flujo magnético que cambia
periódicamente. De acuerdo a la ley de Faraday se inducen voltajes en las
bobinas primaria y secundaria proporcionales al número de vueltas de las
bobinas correspondientes.
La relación de voltajes en las bobinas son aproximadamente iguales a la
relación de vueltas de las bobinas correspondientes en un transformador
sin carga.
𝑉𝑠
𝑁𝑠
1
=
=
𝑉𝑝
𝑆𝑝
𝑎
𝑉𝑠 = 𝑉𝑝 (
𝑁𝑠
)
𝑁𝑝
Donde “a” es la relación de transformación
La desviación producida en los valores finales es debida al flujo de
dispersión, no todo el flujo magnético producido por la bobina primaria pasa
a través de la bobina secundaria, y la caída de voltaje producida por la
Impedancia que posee la bobina primaria.
2. COMPETENCIA (S).El estudiante medirá los voltajes inducidos en la bobina secundaria (Vs) de un
transformador en vacío, para diferentes voltajes en la bobina primaria (Vp) e
investigará la relación de voltajes con la relación de vueltas de las bobinas (Ns/Np)
Graficara Vs = f( Vp ) y Vs = g( Ns / Np.) y determinara las ecuaciones
experimentales.
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Versión 2.0
3. MATERIALES Y EQUIPOS.



Un núcleo de hierro laminado
Tres bobinas de 200,400 y 600 vueltas
Dos multímetros
Cables de experimentación
4. PROCEDIMIENTO
a) Armar el siguiente circuito
A
V
V
b) Ajustar los multímetros como voltímetro y amperímetro de corriente
alterna para un rango de medición de 20 V y 20 A respectivamente.
c) Instalar el transformador con las siguientes combinaciones de espiras:
d) 600/400; 600/200 ; 400/200; 400/600 ; 200/400;
e) En cada caso conectar la bobina primaria a 6, 12 y 18 V de corriente
alterna.
5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA
La práctica tendrá una duración de 100 minutos
6. MEDICION, CACULOS Y GRAFICOS
a) En cada caso medir el voltaje secundario y la corriente de excitación,
anotarlo en la tabla de datos.
b) Calcular y comparar, Vs / Vp y/con Ns / Np.
c) Graficar Vs = f( Vp ), para las relaciones de vueltas: 400/600, 200/600 y
200/400.
d) Graficar Vs = g( Ns / Np.), para Vp = 6 v.
7. CUESTIONARIO.a) Cuál será el resultado si aplicamos a la bobina primaria corriente
continua, explique por qué.
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Practica No 8
TRANSFORMACION DE VOLTAJE
HOJA DE DATOS
Tabla de voltajes
Voltaje [V]
Bobina Primaria
No. Vueltas
Bobina Secundaria
Voltaje [V]
No. Vueltas
6
12
18
600
600
600
400
400
400
6
12
18
600
600
600
200
200
200
6
12
18
400
400
400
200
200
200
6
12
400
400
600
600
6
200
400
INTEGRANTES
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………
Voltaje [V]
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UNIVERSIDAD DEL VALLE
FACULTAD DE INGENIERIA
MATERIA: FÍSICA III
Practica No. 9
GENERADOR Y MOTOR ELECTRICO
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.-
2. COMPETENCIA (S).El estudiante determinará la magnitud y la polaridad de la Fuerza Electromotriz
inducida en el devanado de la armadura de un generador de corriente
continua elemental, en función de la magnitud y dirección de la velocidad de
rotación, y la magnitud y dirección del campo magnético.
Determinará la magnitud y dirección de la velocidad de rotación del rotor de un
motor de corriente continua elemental, en función de la magnitud y el sentido
de la corriente en el devanado de la armadura, y la magnitud y dirección del
campo magnético.
3. MATERIALES Y EQUIPOS.-
Fuente de energía de corriente continua
Máquina de corriente continua
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-
Versión 2.0
Imán permanente
Electroimán
Voltímetro
Cables de conexión
1. PROCEDIMIENTO,
a) Armar el siguiente circuito.

f
V
V
a
f
b) Identificar los componentes de la máquina de corriente continua
c) Medir la resistencia del devanado de la armadura y del electroimán
1.1 Operación como Generador
a)
b)
c)
d)
Conectar el voltímetro al devanado de la armadura
Colocar el imán permanente sobre el estator
Impulsar el rotor en una dirección, luego en la dirección opuesta
Medir el voltaje inducido y determinar la polaridad de este voltaje para
ambas direcciones.
e) Cambiar la posición del imán permanente y repetir el procedimiento
anterior.
f) Medir el voltaje inducido para 2 o más velocidades de rotación
g) Medir el voltaje inducido variando el flujo magnético del imán
permanente
2. TIEMPO DE DURACION DE LA PRÁCTICA
La práctica tendrá una duración de 100 minutos
3. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.Medir la resistencia del devanado de la armadura y del electroimán
3.1 Operación como Generador
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Código de registro: RE-10-LAB-087
Versión 2.0
a) Medir el voltaje inducido y determinar la polaridad de este voltaje para
ambas direcciones del rotor impulsadas.
b) Medir el voltaje inducido para 2 o más velocidades de rotación del rotor
impulsado en sentido horario y anti horario con la posición del iman
cambiado.
c) Medir el voltaje inducido variando el flujo magnético del imán
permanente
d) Anotar estos resultados en la tabla de datos.
3.2 Operación como Motor
a) Determinar la dirección de rotación del rotor con la polaridad de la
fuente y la posición del imán permanente cambiados.
b) Variar el voltaje de la fuente de energía (1.2, 1.5 y 1.8 V
c) Variar el flujo magnético del imán permanente para 1.5 V en el
devanado de la armadura.
d) ¿En cada caso que pasa con la velocidad de rotación?
4. CUESTIONARIO.a)
b)
c)
d)
e)
¿La polaridad del voltaje inducido en el generador de que depende?
¿Cuál es la relación entre el voltaje inducido y la velocidad de rotación?
¿La dirección de rotación del rotor del motor de que depende?
¿Cómo se obtiene flujo variable de un imán permanente?
Anote 5 aplicaciones de motores eléctricos.
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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE
SERVICIOS DE LABORATORIO
MATERIA: FÍSICA III
Practica No. 10
CIRCUITOS RECTIFICADORES
1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.Para el análisis consideramos el siguiente circuito
2. COMPETENCIA (S).El estudiante mostrará el funcionamiento de un rectificador de media onda sin y con
condensador de carga.
Mostrará el funcionamiento de un rectificador en puente sin y con condensador de
carga.
8. MATERIALES Y EQUIPOS
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
Placa reticular de enchufe.
Diodo D1/1000
Rectificador en puente BY 164
Condensadores de: 47F ,100 F y 470F
Resistencias de 10 K
Osciloscopio
Fuente de C.A.
Enchufes en puente
Cables de experimentación
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Código de registro: RE-10-LAB-087
Versión 2.0
9. PROCEDIMIENTO
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
Montar el circuito 1 sin condensador de carga
Conectar la fuente de C.A.
Medir con el Osciloscopio los voltajes de entrada y salida
Montar el circuito 1 con el condensador de carga
Con el Osciloscopio mostrar la forma de onda del voltaje de salida en
función de la capacidad del condensador de carga
Montar el circuito 2 sin el condensador de carga
Conectar la fuente de C.A.
Medir con el Osciloscopio los voltajes de entrada y salida
Montar el circuito 2 con el condensador de carga
Con el Osciloscopio mostrar la forma de onda del voltaje de salida en
función de la capacidad del condensador de carga
10. TIEMPO DE DURACION DE LA PRÁCTICA
La práctica tendrá una duración de 100 minutos
11. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
Montar el circuito 1 sin condensador de carga
Conectar la fuente de C.A.
Medir con el Osciloscopio los voltajes de entrada y salida
Montar el circuito 1 con el condensador de carga
Con el Osciloscopio mostrar la forma de onda del voltaje de salida en
función de la capacidad del condensador de carga
Montar el circuito 2 sin el condensador de carga
Conectar la fuente de C.A.
Medir con el Osciloscopio los voltajes de entrada y salida
Montar el circuito 2 con el condensador de carga
Con el Osciloscopio mostrar la forma de onda del voltaje de salida en
función de la capacidad del condensador de carga
12. CUESTIONARIO.A. ¿Se mide con el Osciloscopio la tensión como valor eficaz o como valor
máximo?
B. ¿Cómo se calcula el voltaje eficaz de entrada y el voltaje medio de salida en
base a las
C. mediciones con el Osciloscopio?
D. ¿Cómo depende el voltaje de salida de la capacidad del condensador de
carga?
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Código de registro: RE-10-LAB-087
Versión 2.0
UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE
SERVICIOS DE LABORATORIO
MATERIA: FÍSICA III
Practica No. 10
CIRCUITOS RECTIFICADORES
HOJA DE DATOS
Circuito
Con condensador
V (Ingreso)
V (Salida)
Sin condensador
V (Ingreso)
V (Salida)
1
2
INTEGRANTES
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………..
…………………………………………………