GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

subsección: SOLUCIÓN DE PRÁCTICAS DE FÍSICA
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Kirchhoff en alterna

 

SOLUCIONARIO

 

Operaciones.

 

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

 

 

 

2) Calcule los valores de las  reactancias  capacitativas  de  los condensadores

                       

 

 

 

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

 

 El voltaje eficaz a la salida del transformador.        VT =12,7 V

 

La caída de tensión en la resistencia R1.                   5,8 V

 

La caída de tensión en la resistencia R2.                  8,2 V

 

La caída de tensión en el condensador C1.               8,7 V

 

La caída de tensión en el condensador C2.               2,3 V

 

4) Calcule la potencia consumida en cada resistencia

 

 

 

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

 

 

 

Nota. Dos de las  formas de representar los números complejos son

                       

 

Forma binómica

 

Forma polar  

 

Paso de forma polar a binómica:

 

     

 

Paso de la forma  binómica a la polar

 

 

 

Calculamos Vm de la fuente y escribimos en números complejos los elementos que forman el circuito

 

 

Condensador  C1     ;     

 

Condensador  C2     ;     

 

Aplicamos Kirchhoff a la malla de la izquierda

 

 

Aplicamos Kirchhoff a la malla de la derecha

 

 

Agrupando términos resulta el siguiente sistema de ecuaciones

 

 

De acuerdo con la regla de Cramer

Numerador

 

 

 

 

Denominador  

 

 

 

 

                       

 

           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

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

 y en los condensadores

 

                ¸ 

 

 

La caída de tensión en la resistencia R1.              

 

La caída de tensión en la resistencia R2                       

 

La caída de tensión en el condensador C1.             V

 

       

 

 

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

 

 

                38,5º  =

 

           

 

                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La potencia que suministra la fuente es la suma de las potencias consumidas en las resistencias.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Para R1              ;           Para R2           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Para C1                     ;     Para  C2         

 

 

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

 

WP_20170804_19_15_47_Pro (1)

 

La suma geométrica de VR1 y VC1 es VT .  La suma geométrica de VR2 y VC2 es VC1 .

VC2 y VR2 son perpendiculares.

 

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 VT ,  VR1  y VC1 en el eje Y.

 

 

 

 

 

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