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DEPARTAMENTO DE FORMACIÓN BÁSICA
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
PRACTICA NO.
“Potencia eléctrica”
Profesora.
Lilia Victoria Hernández
Barraza Madrigal José Antonio
Grupo: 1MM22 Sección: A
EQUIPO: 1
1. Corona Cárdenas Andrea
Joana
2. López Ortiz Brenda
Monserrath
Semestre: 2021-
INSTITUTO
POLITECNICO
NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA
QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
Equipo. 1 Profesores. Lilia Victoria Hernández
Fecha de entrega: 10 de Octubbre 2021
ÍNDIC
E
OBJETIVO GENERAL................................................................................................................................... 3 OBJETIVO ( COMPETENCIA ).................................................................................................................................. 3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS............................................................................................................................ 3 METAS DE APRENDIZAJE........................................................................................................................................ 4 INTRODUCCIÓN TEORICA.......................................................................................................................... 5 DIAGRAMA DE BLOQUES......................................................................................................................... 10 EXPERIENCIA 1. OBTENER DE MANERA INDIRECTA EL VALOR DE POTENCIA DE UN CIRCUITO EN SERIE................................ 10 EXPERIENCIA 2. DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA MEDIA............................................................................ 11 CÁLCULOS PREVIOS................................................................................................................................. 12 EXPERIENCIA 1. OBTENER DE MANERA INDIRECTA EL VALOR DE POTENCIA DE UN CIRCUITO EN SERIE................................ 12 EXPERIENCIA 2................................................................................................................................................... 14 DESARROLLO EXPERIMENTAL.................................................................................................................. 16 CÁLCULOS % ERROR................................................................................................................................ 17 CUESTIONARIO........................................................................................................................................ 18 OBSERVACIONES..................................................................................................................................... 20 CONCLUSIONES....................................................................................................................................... 21 REFERENCIAS........................................................................................................................................... 22 RÚBRICA DE EVALUACIÓN....................................................................................................................... 26 2 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
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Metas de aprendizaje
! Ley de Watt
! Potencia eléctrica disipada
! Factor de potencia media
! Ley de Joule
! Intensidad de corriente
! Voltaje
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INTRODUCCIÓN TEORICA Ley de Watt. La Ley de Watt hace referencia a la potencia eléctrica de un componente electrónico o un aparato y se define como la potencia consumida por la carga es directamente proporcional al voltaje suministrado y a la corriente que circula por este. La unidad de la potencia es el Watt. P = IV Ecuación 1. Ley de Watt Si consideremos los bornes de una batería, donde el trabajo mecánico que se requeriría para mover una carga negativa desde la terminal (+) a la terminal (-), la cantidad de trabajo realizado por unidad de carga al llevar cualquier carga q desde un borne al otro, se llama diferencia de potencial (V), esto se representa. V =
W
q Ecuación 2. Diferencia de Potencial. Si sustituimos q en en la ecuación 2 obtendremos: V =
W
It Ecuación 3. 5 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
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Factor potencia media. Trabajo (energía) dividido por el tiempo en el que este trabajo (o energía) fue producido o absorbido, en fenómenos periódicos generalmente se toma la potencia promedio durante un período La potencia medida es la potencia durante un largo período, es decir, cuando en la ecuación para la potencia Δt es muy grande. Una manera de calcularla es encontrar el área bajo la curva de una gráfica de potencia vs. tiempo (que da el trabajo total realizado) y dividirla entre el tiempo total. Ley de Joule. Muestra la relación que existe entre el calor generado por una corriente eléctrica que fluye a través de un conductor, la corriente misma, la resistencia del conductor y el tiempo que la corriente existe. Esta ley lleva el nombre del físico británico James Prescott Joule. Esta ley, a diferencia de la ley de ohm que relaciona la corriente y la resistencia, también la relaciona con el tiempo y se expresa por medio de la fórmula 7 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
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Q = I
2 Rt Ecuación 7. Ley de Joule La ley de Joule se puede establecer como la cantidad de calor (Q) que se genera en un conductor de resistencia (R), cuando una corriente (I) pasa a través de él por un espacio de tiempo (t). Figura 2. James Prescott Joule. Intensidad de corriente. La corriente eléctrica es un fenómeno físico causado por el desplazamiento de una carga (ión o electrón). En el caso de un 8 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
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Voltaje. Cantidad de voltios que actúan en un aparato o en un sistema eléctrico. De esta forma, el voltaje, que también es conocido como tensión o diferencia de potencial, es la presión que una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz ejerce sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado. Así se establece el flujo de una corriente eléctrica. A mayor diferencia de potencial que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica, mayor es el voltaje existente en el circuito al que corresponde ese conductor. La diferencia de potencial se mide en voltios (V), al igual que el potencial. DIAGRAMA DE BLOQUES. Experiencia 1. Obtener de manera indirecta el valor de potencia de un circuito en serie. 10 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
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Armar un circuito en serie con el panel de conexiones y energizar dicho circuito con 10 V. Utilizar el voltímetro y el amperímetro para determinar experimentalmente las caídas de potencia en cada una de las resistencias Equipo. 1 Profesores. Lilia Victoria Hernández
Figura 4. Diagrama de bloques: Experiencia 1. Calcular la potencia en cada una de las resistencias con los datos experimentales aplicando la ecuación de la “ley de Watt” Calcular los porcentajes de error. Utilizar el voltímetro y el amperímetro para determinar experimentalmente las intensidades de corrientes en cada una de las resistencias. Registre sus lecturas en la Tabla 1. Equipo. 1 Profesores. Lilia Victoria Hernández
CÁLCULOS PREVIOS
Experiencia 1. Obtener de manera indirecta el valor de
potencia de un circuito en serie.
Datos de resistencia: R 1 = 1000 Ω R 2 = 1200 Ω R 3 = 2200 Ω ξ = V (^) T = 10 V Formúla: ξ P = VI Donde: I= Intensidad de corriente eléctrica en Ampere V= Voltaje en Volts P= Potencia eléctrica 1.Calcular las intensidades de corriente, los voltajes y la potencia para cada resistencia considerando el circuito de la Figura 1. No olvides realizar todos los cálculos con sus respe ctivas unidades.
- Registrar los valores en la Tabla 1, en tu respectiva práctica. 13 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
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Figura 6. Circuito en serie. Equipo. 1 Profesores. Lilia Victoria Hernández 1MM2 Barraza Madrigal José Antonio
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DESARROLLO EXPERIMENTAL 17 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
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- La ley de Watt establece que: c) La potencia es directamente proporcional al producto de V por I
- La diferencia de potencial se mide en volt y la corriente en ampere, entonces la unidad de la potencia eléctrica se expresa en: b) Watts
- El porcentaje de ahorro económico en el consumo de energía, aplicando el factor de potencia media en un circuito eléctrico es de: b) 50%
- La rapidez con la que se disipa el calor en un circuito eléctrico se denomina: d) potencia disipada
- Dos focos funcionan a partir de 120 Volts. Uno tiene potencia de 25 W y el otro de 100W ¿Cuál foco tiene mayor resistencia? a) Foco 25 W
- De los siguientes aparatos electrodomésticos ¿Cuál consume más potencia eléctrica? c) Lavadora
- Además del consumo de energía, los otros factores que determinan el costo de la misma son: d) ramo en la que se utiliza, mes, tipo de tensión, temperatura y zona de la República.
- Al utilizar un factor de potencia de uno significa que: b) toda la energía consumida por los aparatos ha sido transformada en trabajo 19 INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS INSTITUTO POLITECNICO
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PRACTICA NO. 1
CUESTIONARIO Equipo. 1 Profesores. Lilia Victoria Hernández 1MM2 Barraza Madrigal José Antonio
- Un calentador eléctrico tiene una potencia nominal de 1300 W, un tostador de 100 W y una parrilla eléctrica de 1500 W. Los tres aparatos están conectados en paralelo en un circuito común de 120 V. ¿Cuánta corriente circula por la parrilla eléctrica? a)0.83 A
- Por un calefactor eléctrico pueden circular 15 A conectado a una línea de 120 V. ¿Cuánta potencia consume y cuál será su costo mensual (en 30 días) si opera 3 h diarias y la compañía eléctrica cobra $0.06 por KWh? c) 1.8KW y $9. 20 NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS INSTITUTO POLITECNICO
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