Resistencia interna y fuerza electromotriz

Resistencia interna y f.e.m. en fuentes de tensión
2012
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09/03/2012

Índice

Índice Pág.
Introducción Pág.
Métodos y materiales Pág.
Resultados Pág.
Discusión Pág.Cuestiones Pág.
Apéndice Pág.
Referencia Pág.

La práctica se lleva a cabo con el fin de obtener medidas de las características intrínsecas, resistencia interna y fuerza electromotriz de diferentes fuentes de tensión. El experimento se llevará a cabo con dos fuentes de tensión distintas, en nuestro caso, con una pila y un cargador. Para llevar a cabo los cálculos también nos ayudaremos dedos reóstatos (resistencias variables). La potencia que se suministra al circuito también será objeto de nuestro estudio.
Introducción
La corriente eléctrica al atravesar un conductor en un circuito eléctrico, produce una relación entre la intensidad que circula a través del conductor y la diferencia de potencial entre sus extremos. Esta relación la denominamos, Ley de Ohm (∆V=RI), siendo R laresistencia del conductor.
Por otro lado cuando la corriente eléctrica atraviesa a una fuente de voltaje de fuente electromotriz (ξ) y resistencia interna (Ri), la diferencia de potencial que se crea entre los bornes vendrá dada por la expresión (∆V=ξ-IRi ).
Si dicha fuente de tensión la colocásemos en un circuito junto a una resistencia externa (Re), la intensidad que circula por el mismo, deacuerdo con la Ley de Ohm, vendrá dada por la expresión I= ξRi+Re, donde la potencia suministrada al circuito viene dada por la expresión
(P = ∆V*I = ξI-RiI2)

Métodos y materiales
El experimento se llevara a cabo por medio de un circuito en el que dispondremos de dos multímetros junto a una fuente de tensión de resistencia interna (Ri) y dos reostatos (Re), que colocaremos en serie parafacilitar las lecturas de las medidas.
El montaje experimental del circuito se deberá llevar a cabo como el circuito que se muestra a continuación.

Los reóstatos deberán ser colocados en serie, así con el reóstato de mayor resistencia haremos el ajuste más grueso y con el de menor resistencia haremos un ajuste que nos permitirá una mayor exactitud en las medidas del valor de la intensidad o delvoltaje. Los multímetros deberán ser colocados uno en posición de amperímetro, el cual se pondrá en serie, y otro en forma de voltímetro, colocándose en paralelo. De esta manera se podrán obtener medidas de intensidad y de diferencia de potencial. El circuito finalmente se cerrara con la colocación, en el primer caso de una pila de petaca, y en el segundo caso por la batería, de las cuales tendremosque hallar su fuerza electromotriz y resistencia interna.
Para ello haremos medidas de la intensidad y caída del potencial en la pila llevando a cabo medidas de intensidad en la pila partiendo de 0.1 A hasta 0.6 A variando en 0.05 A en cada medida.
El experimento se deberá realizar dos veces. La primera deberá ser una pila de petaca y la segunda vez un cargador quien suministre las distintasintensidades.
Resultados

I (A) | ∆V(V) | P(W) |
0.1 | 4.45 | 0.445 |
0.15 | 4.4 | 0.6585 |
0.2 | 4.31 | 0.8632 |
0.25 | 4.25 | 1.0625 |
0.3 | 4.19 | 1.257 |
0.35 | 4.09 | 1.4665 |
0.4 | 3.99 | 1.596 |
0.45 | 3.9 | 1.755 |
0.5 | 3.81 | 1.905 |
0.55 | 3.64 | 2.002 |
0.6 | 3.61 | 2.166 |

Pendiente= | 1,75272727 | Error= | 0,067116937 |
Ordenada en el origen= |4,67163636 | Error= | 0,025776749 |
Coeficiente de correlación= | 0,98697481 | | |

Y= mx + n
V= -mI + n -> Recta experimental
V= -Ri + ξ -> Recta teórica
m = Ri n = ξ
Ri = 1.7527 Ω ± 0,067116937
ξ = 4.6716 V ± 0,025776749

I(A) | ∆V(V) | P(W) |
0.1 | 5.16 | 0.516 |
0.15 | 5.15 | 0.7725 |
0.2 | 5.14 | 1.028 |
0.25 | 5.13 | 1.2825 |
0.3 | 5.13 | 1.539 |
0.35 | 5.12...