GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

subsección: SOLUCIÓN DE PRÁCTICAS DE FÍSICA
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Voltaje máximo en un circuito de corriente alterna

SOLUCIONARIO

a)

Tabla I

Resistencia real /W

VC/V

V/V

51

15,7

13,2

328

15,7

13,8

493

15,8

14,3

990

15,8

15,0

1477

15,8

15,4

1970

15,8

15,2

2460

15,8

15,5

3290

15,8

15,2

4270

15,8

14,5

5260

15,8

13,9

6630

15,8

13,2

8150

15,8

12,5

9900

15,8

12,0

                                                                                                                                                                    

b)

                                                                                                                                                  

                                                     

 

c) Escoja una resistencia Rv  de la tabla I que no sea el máximo, por ejemplo, una de valor doble o casi doble de Rv (máxima) y  determine los voltajes  VAB; VBE; VAF, VFE.

 

Resistencia escogida ; RV= 4270 W.

 

 Rama  ABE :

 

Rama  AFE :

 

                                              

d) Haga el cálculo anterior pero con RV (máxima). De los resultados obtenidos en este apartado y en el c) deducirá cuál  es la condición que cumple la resistencia máxima.

RV= 2000 W.

 

 Rama  ABE :

 

 

Rama  AFE :

 

 

Cuando la resistencia es 4270 W los cuatro voltajes son diferentes.

Cuando la resistencia corresponde al máximo RV(máximo)

 

e) Monte un circuito como el de la figura 1 pero reemplazando R2 por 470 W nominales. Según el criterio anterior establezca cuál es RV máxima. Por la vía experimental obtenga una gráfica  semejante a la del apartado. Compare el valor experimental de Rv (máxima) con el  predicho anteriormente. Rv(máxima) es la incógnita.

Calculamos los voltajes  VAB   y VBE

 

 

Calculamos los voltajes VFE  y   VAF

 

 

Los valores experimentales que hemos medido con una resistencia R2= 470 W nominales son los siguientes.

                                                                                                                                                  

Resistencia real /W

VC/V

V/V

20,4

15,7

14,9

33,8

15,7

14,9

50,6

15,7

15,0

102,5

15,7

15,0

201

15,7

15,1

303

15,7

15,3

467

15,7

15,4

771

15,7

15,6

823

15,7

15,5

930

15,7

15,6

1087

15,7

15,5

1960

15,7

14,9

2940

15,7

13,8

3930

15,7

12,6

 

La gráfica es la siguiente:

 

Dada la baja calidad de los instrumentos de medida empleados, de la gráfica solamente podemos decir que el máximo debe estar comprendido entre 800W y 1000 W .El valor teórico encontrado es 940 W.

 

Para reafirmarnos en que la condición matemática deducida es correcta hicimos medidas cambiando R2 = 3800 W nominales y trabajando con VT = 15,7 V.

La gráfica experimental es la siguiente:

 

 

 

De ella parece deducirse que el máximo es

 

Deducimos ahora el valor teórico

 

Calculamos los voltajes  VAB   y VBE

 

 

Calculamos los voltajes VFE  y   VAF

 

 

 

 

Sería interesante realizar la experiencia disponiendo de voltímetros de alta calidad.