Potencia Maxima
Páginas: 6 (1310 palabras)
Publicado: 18 de mayo de 2014
CIRCUITOS ELÉCTRICOS 1
PRACTICA 8
Potencia eléctrica en circuitos de CD.
Objetivos:
1. Calcular la potencia disipada en foco considerando el voltaje aplicado y su corriente.
2. Calcular la resistencia de un foco, considerando la potencia disipada y su corriente.
3. Calcular la. potencia disipada en foco considerando el voltajeaplicado y su resistencia.
4. Demostrar las relaciones entre potencia, voltaje y corriente.
5. Calcular el porciento de eficiencia de la potencia transferida con base en la potencia disipada en la carga y la potencia entregada por la fuente.
6. Demostrar la relación entre la resistencia de carga y la potencia entregada por una fuente no ideal (considerando su resistencia interna).
7. Determinar laresistencia de carga necesaria para que el circuito entregue la máxima potencia.
8. Determinar la resistencia de carga necesaria para obtener la máxima eficiencia.
Materiales:
1 fuente de poder de CD de voltaje variable.
1 foco de 10V, 1W.
1 miliamperímetro.
Resistencias de 100Ω, 200Ω, 500Ω, 1 kΩ, 2 kΩ y 5 kΩ.
Preparación.
La potencia eléctrica es la tasa de disipación ogeneración de energía eléctrica (trabajo) en Joules por segundo. Un Watt de potencia eléctrica (P) es disipado o generado cuando un Joule de trabajo (W) es realizado en un segundo (1 Watt = 1 Joule/segundo), por lo tanto:
Se requiere 1 Joule de energía eléctrica (W) para llevar un Coulomb de cargaeléctrica (Q) a través de una diferencia de potencial de un Volt (V), por lo tanto:
La potencia eléctrica (P) disipada en un elemento de circuito o generada por una fuente eléctrica en términos del voltaje (V) entre las terminales del elemento o la fuente y la corriente (I) que circula por el elemento o por la fuente, puede calcularse como:
En donde:
Y por lo tanto:
La potenciadisipada en un resistor con resistencia R la que pasa un corriente I es
La potencia disipada en un resistor con resistencia R al que se le aplica una diferencia de potencial V es
El porcentaje de eficiencia (η) de transferencia de potencia es la razón de la potencia de salida útil (Pout) a la potencia total de entrada (Pin) de la fuente, por lo que
Cuando se transfiere energíaeléctrica desde una fuente que tiene resistencia interna (Rs) (s=source) a una carga (RL) (L=Load), la máxima potencia de salida en la carga ocurre cuando
La máxima potencia de salida en la carga no coincide con la eficiencia máxima (η). Cuando una resistencia de carga (RL) se selecciona para obtener la máxima potencia de salida, se disiparán potencias iguales tanto en la resistencia de lafuente (Rs) como en la resistencia de carga (RL). Si una eficiencia alta (η) y un voltaje máximo de salida son más importantes que la máxima potencia de salida, la resistencia de carga (RL) deberá ser mucho mayor que la resistencia de la fuente (Rs).
El circuito de la figura 8.1 se usará para demostrar la medición de la potencia eléctrica disipada en una lámpara, bombilla o foco. El circuito de lafigura 8.2 se usará para demostrar la resistencia de carga necesaria para la máxima transferencia de potencia a la carga.
Figura 8.1. Potencia eléctrica
Figura 8.2. Potencia máxima transferida
1. Armar el circuito de la figura 8.1 y alimentar. Registre el voltaje y la corriente del foco.
Vab = _11 v_
Iab = _94.3 mA
2. Calcular la potencia (P)disipada en el foco de 10V y 1W, con base en los valores de Vab e Iab.
P = Vab * Iab = (11 v) * (94.3 mA) = 1.0373 w
Pregunta: ¿Fue la potencia calculada igual a la del valor comercial del foco? Explicar.
R = Para fines prácticos, si, ya que la diferencia de lo calculado en la operaciones es muy mínima
3. Calcular la resistencia (R) del foco basándose en la potencia disipada (P) y...
PRACTICA 8
Potencia eléctrica en circuitos de CD.
Objetivos:
1. Calcular la potencia disipada en foco considerando el voltaje aplicado y su corriente.
2. Calcular la resistencia de un foco, considerando la potencia disipada y su corriente.
3. Calcular la. potencia disipada en foco considerando el voltajeaplicado y su resistencia.
4. Demostrar las relaciones entre potencia, voltaje y corriente.
5. Calcular el porciento de eficiencia de la potencia transferida con base en la potencia disipada en la carga y la potencia entregada por la fuente.
6. Demostrar la relación entre la resistencia de carga y la potencia entregada por una fuente no ideal (considerando su resistencia interna).
7. Determinar laresistencia de carga necesaria para que el circuito entregue la máxima potencia.
8. Determinar la resistencia de carga necesaria para obtener la máxima eficiencia.
Materiales:
1 fuente de poder de CD de voltaje variable.
1 foco de 10V, 1W.
1 miliamperímetro.
Resistencias de 100Ω, 200Ω, 500Ω, 1 kΩ, 2 kΩ y 5 kΩ.
Preparación.
La potencia eléctrica es la tasa de disipación ogeneración de energía eléctrica (trabajo) en Joules por segundo. Un Watt de potencia eléctrica (P) es disipado o generado cuando un Joule de trabajo (W) es realizado en un segundo (1 Watt = 1 Joule/segundo), por lo tanto:
Se requiere 1 Joule de energía eléctrica (W) para llevar un Coulomb de cargaeléctrica (Q) a través de una diferencia de potencial de un Volt (V), por lo tanto:
La potencia eléctrica (P) disipada en un elemento de circuito o generada por una fuente eléctrica en términos del voltaje (V) entre las terminales del elemento o la fuente y la corriente (I) que circula por el elemento o por la fuente, puede calcularse como:
En donde:
Y por lo tanto:
La potenciadisipada en un resistor con resistencia R la que pasa un corriente I es
La potencia disipada en un resistor con resistencia R al que se le aplica una diferencia de potencial V es
El porcentaje de eficiencia (η) de transferencia de potencia es la razón de la potencia de salida útil (Pout) a la potencia total de entrada (Pin) de la fuente, por lo que
Cuando se transfiere energíaeléctrica desde una fuente que tiene resistencia interna (Rs) (s=source) a una carga (RL) (L=Load), la máxima potencia de salida en la carga ocurre cuando
La máxima potencia de salida en la carga no coincide con la eficiencia máxima (η). Cuando una resistencia de carga (RL) se selecciona para obtener la máxima potencia de salida, se disiparán potencias iguales tanto en la resistencia de lafuente (Rs) como en la resistencia de carga (RL). Si una eficiencia alta (η) y un voltaje máximo de salida son más importantes que la máxima potencia de salida, la resistencia de carga (RL) deberá ser mucho mayor que la resistencia de la fuente (Rs).
El circuito de la figura 8.1 se usará para demostrar la medición de la potencia eléctrica disipada en una lámpara, bombilla o foco. El circuito de lafigura 8.2 se usará para demostrar la resistencia de carga necesaria para la máxima transferencia de potencia a la carga.
Figura 8.1. Potencia eléctrica
Figura 8.2. Potencia máxima transferida
1. Armar el circuito de la figura 8.1 y alimentar. Registre el voltaje y la corriente del foco.
Vab = _11 v_
Iab = _94.3 mA
2. Calcular la potencia (P)disipada en el foco de 10V y 1W, con base en los valores de Vab e Iab.
P = Vab * Iab = (11 v) * (94.3 mA) = 1.0373 w
Pregunta: ¿Fue la potencia calculada igual a la del valor comercial del foco? Explicar.
R = Para fines prácticos, si, ya que la diferencia de lo calculado en la operaciones es muy mínima
3. Calcular la resistencia (R) del foco basándose en la potencia disipada (P) y...
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