GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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Kirchhoff en alterna

 

Introducción

 

Este experimento consiste en montar un circuito eléctrico como el de la figura 1(ver fotografías 1 y 2), medir con un multímetro barato las resistencias del circuito y las caídas de tensión en diferentes partes del mismo,  calcular las potencias  consumidas en las resistencias R1 y R2, comprobar que la suma de ellas coincide con la suministrada al circuito por  la fuente, deducir de forma teórica utilizando números complejos lo que se ha medido experimentalmente y finalmente calcular las diferencias entre los valores teóricos y los experimentales.

 

WP_20170731_14_29_49_Pro

Fig.1.- Vm es el voltaje máximo proporcionado por la fuente que es un transformador de salida 12,7 V eficaces unido a la red comercial de V= 220 V y frecuencia 50 Hz. I1 e I2 son las intensidades en las mallas. C1 y C2 los condensadores,

 

WP_20170728_18_05_57_Pro (1)

 

Fotografía 1. Fotografía del circuito de la figura 1. El voltímetro está configurado en la escala de alterna más pequeña que es 200 V. En este momento mide la diferencia de potencial eficaz entre los bornes de la resistencia R1. El transformador T está unido a la red comercial de 220 V y 50 Hz.; es un transformador reductor con salida   de   12,7 V eficaces.

 

 

WP_20170728_18_02_06_Pro

 

Fotografía 2. Fotografía del circuito de la figura 1. El voltímetro está configurado en la escala de alterna más pequeña que es 200 V. En este momento mide la diferencia de potencial eficaz entre los extremos del condensador C1 = 0,47mF nominales.

 

 

Material

 

Resistencia R1 de 3300 W nominales

Resistencia R2 de 10 000 W nominales

Condensador  C1 no electrolítico de   0,47 mF de capacidad nominal

Condensador C2 no electrolítico de   1 mF de capacidad nominal

Transformador con salida de aproximadamente 13 V eficaces.

Multímetro

Cables de conexión

 

Operaciones.

 

1) Prepare el multímetro como óhmetro. Mida las resistencias R1 y R2

 

 

 

2) Sabiendo que la frecuencia de la corriente alterna aplicada es de 50 Hz.  Calcule   los   valores   de   las   reactancias     capacitivas de  los  condensadores

                       

 

3) Utilice el voltímetro en la escala de 200V en alterna y mida

 

 El voltaje eficaz a la salida del transformador.       VT =

 

La caída de tensión en la resistencia R1.                  

 

La caída de tensión en la resistencia R2.                  

 

La caída de tensión en el condensador C1.               

 

La caída de tensión en el condensador C2.               

 

4) Calcule la potencia consumida en cada resistencia. Recuerde:


 

 

 

 

 

5) Deduzca los valores de las intensidades complejas I1e I2. Utilice los valores numéricos que ha medido en los apartados anteriores

 

6) A partir de los valores de I1 e I2calcule las caídas de tensión en las resistencias y en los condensadores.

 

7) Calcule la potencia entregada al circuito por la fuente (transformador) y las consumidas en las resistencias.  Compare los valores

 

8) Determine los % de diferencia entre los valores experimentales (apartado 3) y los teóricos (obtenidos en el apartado 6) respecto de estos últimos.

 

9) Con los datos obtenidos en el apartado 6 ) construya el diagrama fasorial de los voltajes

 

10) Admitimos que comenzamos a contar el tiempo cuando el ángulo de fase de VT es cero y utilizando la función coseno dibuje la gráfica tiempo en el eje X y los valores de: VT, VR1 y VC1 en el eje Y.

 

11.- Dibuje la gráfica tiempo en el eje de abscisas y los valores de: VT , VR2 y VC2 en el  de ordenadas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SOLUCIONARIO