monografia






Laboratorio Nº 04

FUERZA ELECTROMOTRIZ, RESISTENCIA INTERNA EFICIENCIA Y POTENCIA DE UNA FUENTE DE CORRIENTE CONTINUA

Objetivo General

Determinar el comportamiento de la fuerza electromotriz (FEM), la resistencia interna y la eficiencia de una fuente de corriente.

Materiales y equipo

Una fuente de corriente continua (pila).
Un voltímetro (escala máxima tres voltios)
Unamperímetro.
Una resistencia variable (puente unificar).

Fundamento Teórico
Fuerza Electromotriz (FEM): Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, quesea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.

La FEM es el trabajo que tiene que realizar el generador para que se muevan las cargas del circuito. Sea q la cantidad de carga que pasa por cualquier sección del circuito en un intervalo de tiempo determinado, y T el trabajo realizado por el generador.
No hay que confundir el concepto FEM con el de diferenciade potencial. La FEM es la causa del movimiento de las cargas dentro del propio generador, mientras que la diferencia de potencial es la causa del movimiento de las cargas en el resto del circuito. Por tanto, un generador o fuente de FEM es un dispositivo que transforma energía eléctrica.


Potencia Eléctrica: Se define como la cantidad de energía eléctrica o trabajo, que se transporta o quese consume en una determinada unidad de tiempo. Si la tensión se mantiene constante, la potencia es directamente proporcional a la corriente (intensidad). Ésta aumenta si la corriente aumenta.
En corriente continua: Cuando se trata de corriente continua la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia de potencial entredichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Donde I es el valor instantáneo de la corriente y V es el valor instantáneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estará expresada en watts (vatios). Igual definición se aplica cuando se consideran valores promedio para I, V y P.
Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puedecalcular la resistencia equivalente del dispositivo, la potencia también puede calcularse como


En corriente Alterna: Cuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una función de los valores eficaces o valores cuadráticos medios, de la diferencia de potencial entre los terminales y de la intensidad decorriente que pasa a través del dispositivo.
En el caso de un circuito de carácter inductivo (caso más común) al que se aplica una tensión sinusoidal con velocidad angular y valor de pico resulta:


Esto provocará una corriente retrasada un ángulo respecto de la tensión aplicada:


La potencia instantánea vendrá dada como el producto de las expresiones anteriores:


Mediantetrigonometría, la anterior expresión puede transformarse en la siguiente:


Y sustituyendo los valores de pico por los eficaces:


Se obtiene así para la potencia un valor constante, y otro variable con el tiempo, . Al primer valor se le denomina potencia activa y al segundo potencia fluctuante.

Eficiencia: La eficiencia o coeficiente de acción útil de la fuente se define como la potencia externay la potencia total disipada en el circuito, es decir:


siendo la corriente en el interior de la fuente.

Resistencia Eléctrica: Al establecer el campo eléctrico en el interior de un conductor metálico, los electrones son acelerados, esto implicaría que la intensidad de corriente debería aumentar enormemente, pero experimentalmente se demuestra que eso no ocurre. La explicación está en...