Practica de física

FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERIA II.


PRACTICAS EXPERIMENTALES.

















PRACTICA Nº 4.
GENERADORES Y RECEPTORES.






















1.- GENERADORES REALES E IDEALES.

Generador: dispositivo que aporta energía a los portadores de carga para poder moverse por el interior de los conductores del circuito.
En función de la fuente deenergía que utilizan:
• G. electroquímico o pila: transforma energía química en eléctrica (reacción oxidación-reducción).
• G. electromagnético: transforma energía mecánica en eléctrica (dinamo o alternador).
También pueden clasificarse como:
• G. ideales: no disipan energía al paso de corriente. No tiene resistencia interna.
• G. reales: disipan energía interna al paso de corriente en el propiogenerador. Tienen Resistencia interna (r).
Fuerza-electromotriz (FEM/ ε ): energía que el generador es capaz de suministrar por unidad de carga. Esta magnitud mide la diferencia de potencial (voltaje) entre los polos del generador. En un generador ideal será:
ε = Vg = Vab = Va- Vb = (V+) – (V-)
Potencia eléctrica de un generador ideal: Pg = Vg • I = ε • I

En un generador real, existe unaresistencia interna (oposición al paso de la corriente en su interior) que provoca un calentamiento del mismo cuando circula por él una corriente de intensidad elevada. Por ello hay que considerar una disipación de potencia en la resistencia interna (Pr = I2 • r ) que debe restarse a la potencia generada (Pg = ε • I ). Así la potencia real o útil del generador será:
Pu = Pg – Pr = ε • I – I2 •r = I (ε – I • r) = I • Vg donde: Vg = ε – I • r
Así, al pasar la corriente, se produce una caída de potencial o tensión interna ( I • r) que ha de restarse a la fuerza-electromotriz del generador (ε). De modo que siempre Vg < ε. De modo que:
• Para I =0, tenemos que Vg = Vo = ε.
• Y la resistencia interna del generador es: r = ( ε – Vg)/I
En un generador ideal, no hay resistencia interna(r = 0), y entonces Vg = ε y Pg = Pu.

2.- ASOCIACIÓN DE GENERADORES.
• Asociación en serie:.
o Igual corriente por todos los generadores.
o Vi = V1 + V2 + …. + Vn
• Asociación en paralelo:
o Los polos positivos de todos los generadores conectados al mismo nudo y los negativos a otro nudo. Si todos tienen el mismo voltaje, el voltaje del conjunto es el mismo.
o Proporcionan energía mástiempo.
• La potencia total disipada en un circuito es la suma de las potencias disipadas por cada elemento del circuito, que resultará igual a las potencias producidas por todos los generadores del circuito (principio de conservación de la energía).

3.- RECEPTORES O ACUMULADORES ELECTROQUIMICOS.

Receptor: generador real de FEM ε´ y resistencia interna r, que está polarizado de forma opuesta,es decir, la potencia eléctrica que almacena resulta del producto de ε´• I. Por efecto Joule disipa una potencia igual a I•r, de modo que la potencia total que requiere el receptor será:
PT = ε´• I + I2•r = I(ε´+I•r) = I•VREC
La ecuación del receptor real relaciona la tensión de los bornes del recepto y la intensidad de corriente:
VREC = ε´+I•r
Donde ε´se denomina fuerza contraelectromotriz(FCEM) y equivale al voltaje del receptor en circuito abierto, es decir, cuando no circula corriente (I=0, implica que VREC = V0 = ε´).


4.- RESISTENCIAS VARIABLES.

Son potenciómetros, formados por una resistencia con dos extremos (a) y (b) y un cursor (c) que se desliza a lo largo de la resistencia. El potenciómetro se puede utilizar de diversas maneras:
• Resistencia fija: se conectasolo por los extremos a y b.
• Resistencia variable o reóstato, se conecta por uno de sus extremos y por el cursor, entre (a,c) o (b,c), ya que al desplazar el cursor aumenta o disminuye la resistencia.
• Divisor de tensión: conectando los extremos a un generador de voltaje fijo (V0 = Vab) y se hace una salida de tensión entre (a,c), que será siempre una fracción del voltaje del generador,...