Fisica III Trabajo

Curso : FISICA III

Alumna: Zapata Aguilar G. Aylin

Código:111021056P

UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI

Facultad de Ingenierías

Carrera de Ingeniería Civil

2023

COSTOS Y PRESUPUESTOS

1. ¿QUES ES FUERZA ELECTROMOTRIZ?

Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.

Circuito eléctrico abierto (sin  carga o resistencia). Por tanto, no se establece la circulación de la corriente eléctrica desde la fuente de FEM (la batería en este caso). B. Circuito eléctrico cerrado, con una carga o resistencia acoplada, a través de la cual se establece la circulación de un flujo de corriente eléctrica desde el polo negativo hacia el polo positivo de la fuente de FEM o batería.

Tipos de Fuentes de Fuerza electromotriz. Dependiendo del tipo de corriente eléctrica que puede producir se clasifican en tres tipos:

a)  Fuentes de Fuerza Electromotriz directa (C.D ) como las pilas, acumuladores, baterias solares y otros que se mencionaran más adelante. En este caso la corriente que producen es de un valor constante dentro de un intervalo relativamente grande. Ejemplo de este tipo de fuentes se muestran en las fotografías siguientes.

b) Fuentes de Fuerza Electromotriz alterna (C.A) como los generadores eléctricos de los carros que son los encargados de proporcionar electricidad, cuando el vehículo está en funcionamiento o como las plantas generadoras de electricidad doméstica. Se diferencian de los anteriores por que la corriente que producen es variable en el tiempo, no sólo en magnitud sino también de dirección. Su funcionamiento esta apoyado en el principio de las Corrientes Inducidas descubierto por Faraday. En la figura siguiente se muestra una manera de inducir corrientes eléctricas alternas.

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Trabajo Práctico

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c) Fuentes de Fuerza Electromotriz variable no alterna. En este caso la corriente producida es variable, por ejemplo: el encendedor piezoeléctrico de la cocina produce una descarga eléctrica en el aire variable en intensidad y de muy corta duración.

Causas de la Fuerza Electromotriz.Las causas de la Fuerza electromotriz son diversas, pero en cualquiera de ellas se genera una fuerza eléctrica que es capaz de mover cargas eléctricas.

a) Fuerza electromotriz por Frotamiento.Cuando se frota un peine de plástico se genera una carga eléctrica estática que produce fuerzas de atracción o repulsión sobre otras cargas, poniéndolas en movimiento si son libres de moverse.

b) Fuerza electromotriz por inducción. En este caso las cargas eléctricas se ponen en movimiento si se produce un campo magnético variable cerca de una bobina fija, o viceversa, se mueve una bobina cerca de un imán o electroimán. Un esquema de este sistema se muestra en la siguiente figura.

c) Fuerza electromotriz por presión. Algunos materiales como el cuarzo generan una fuerza electromotriz cuando son sometidos a presión. Algunos encendedores de cocina o para fumadores utilizan este principio.

d) Fuerza electromotriz por temperatura. Al calentar el punto de contacto de dos metales diferentes aparece una pequeña fuerza electromotriz, tal es el caso de los termopares como el que se ilustra en la figura.Este aparato genera una fuerza electromotriz que aumenta al aumentar la temperatura.

e) Fuerza electromotriz por Radiación electromagnética. Cuando la Luz incide sobre determinados materiales (silicio, germanio) se produce una fuerza electromotriz dando lugar a aplicaciones importantes como el aprovechamiento de la energía solar por medio de baterías solares.

f) Fuerza electromotriz producida por reacciones químicas. Este es uno de los sistemas más populares y está basado en la invención de Volta. En este tipo de aplicación se necesitan dos electrodos sumergidos en un medio conductor. Tal es el caso de las pilas secas, las baterías para automóviles, las celdas de combustible y otras aplicaciones en las que una reacción química genera la fuerza electromotriz.

2. RESISTENCIA INTERNA

Todas las baterías poseen un valor de resistencia interna r lo cual hace que el potencial de un borre

(+) con respecto al otro (-) sea diferente al valor de su fem E consideremos que el circuito exterior

tiene una resistencia total R entonces al aplicar la ley de kirchoff de las mallas.

E – ir – iR=0

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En donde el valor de i puede ser obtenido con un amperímetro, con lo cual se puede determinar el

valor de E para i=0, así mismo como la corriente de corto circuito icc cuando V=0, como E=0 y Ncc

no se podrán tener como dato directo esto se lograra extrapalondra la recta.

Código de Colores

Consiste en unas bandas que se imprimen en el componente y que nos sirven para saber el valor de éste. Hay resistencias de 4, 5 y 6 anillos de color. En la figura, se da la tabla de los colores normalizados.

Para saber el valor tenemos que utilizar el método siguiente: el primer color indica las decenas, el segundo las unidades, y con estos dos colores tenemos un número que tendremos que multiplicar por el valor equivalente del tercer color; y el resultado es el valor de la resistencia. El cuarto color es el valor de la tolerancia. (4 bandas)Para resistencias de cinco o seis colores tres colores primeros para formar el número que hay que multiplicar por el valor equivalente del cuarto color. El quinto es el color de la tolerancia; y el sexto (para las resistencias de 6 anillos), es el coeficiente de temperatura. 

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Ejemplos de Código de Colores

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Los resistores del 1 % llevan cinco bandas de color : Cuatro para el valor y una para la tolerancia.  Los resistores de valor inferior a 1ð  llevan la tercera banda de color oro, que representa la coma. Por ejemplo, una resistencia de colores amarillo, violeta, oro,oro tiene un valor de 4,7 ð  y una tolerancia del 5 %.

3. ENERGIA Y POTENCIA EN CIRCUITOS ELECTRICOS

La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la

cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en

el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).

Cuando una corriente eléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo

mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras

útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento (motor eléctrico), sonido (altavoz)

oprocesos químicos. La electricidad se puede producir mecánica o químicamente por la generación

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de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por

último, se puede almacenar químicamente en baterías.

La energía consumida por un dispositivo eléctrico se mide en vatios-hora (Wh), o en kilovatios-

hora (kWh). Normalmente las empresas que suministran energía eléctrica a la industria y los

hogares, en lugar de facturar el consumo en vatios-hora, lo hacen en kilovatios-hora (kWh). La

potencia en vatios (W) o kilovatios (kW) de todos los aparatos eléctricos debe figurar junto con la

tensión de alimentación en una placa metálica ubicada, generalmente, en la parte trasera de dichos

equipos. En los motores, esa placa se halla colocada en uno de sus costados y en el caso de las

bombillas de alumbrado el dato viene impreso en el cristal o en su base.

Potencia en corriente continua

Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por

un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y

la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Por esta razón la potencia es

proporcional a la corriente y a la tensión. Esto es:

(1)

donde I es el valor instantáneo de la intensidad de corriente y V es el valor instantáneo del voltaje.

Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estará expresada en watts (vatios). Igual definición se

aplica cuando se consideran valores promedio para I, V y P.

Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la resistencia equivalente del

dispositivo, la potencia también puede calcularse como, recordando que a mayor corriente, menor

voltaje

(2)

Potencia en corriente alterna

Cuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica desarrollada

por un dispositivo de dos terminales es una función de los valores eficaces o valores cuadráticos

medios, de la diferencia de potencial entre los terminales y de la intensidad de corriente que pasa a

través del dispositivo.

Si a un circuito se aplica una tensión sinusoidal   con velocidad angular   y valor de pico   de

forma

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Esto provocará, en el caso de un circuito de carácter inductivo (caso más común), una corriente   

desfasada un ángulo   respecto de la tensión aplicada:

Donde, para el caso puramente resistivo, se puede tomar el ángulo de desfase como cero.

La potencia instantánea vendrá dada como el producto de las expresiones anteriores:

Mediante trigonometría, la expresión anterior puede transformarse en la siguiente:

Y sustituyendo los valores del pico por los eficaces:

Se obtiene así para la potencia un valor constante,   y otro variable con el tiempo,

.

Al primer valor se le denomina potencia activa y al segundo potencia fluctuante.

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