GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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Máximo de una función (Potencia de un generador)

Objetivo

Determinar los valores de la fuerza electromotriz de una pila y  de una resistencia asociada en serie con ella, sin que se tenga acceso directo a las dos.

 

Material

Caja negra

Juego de resistencias ( 100 W,  220 W, 330 W,  470 W,  1000 W ,  2200 W,  4700 W)

Multímetro (2)

 

Fundamento.

Sea e la fuerza electromotriz de la pila y RX la resistencia en serie asociada de la que es preciso calcular su valor. RE representa  la resistencia exterior.

 En el circuito de la figura 1, cuya foto de montaje se da en la figura 2, se aplica la ley de Ohm generalizada

                 

Fig.1

 
 

Fig.2

 
     


                                            (1)

La potencia consumida en la resistencia RE vale

 

                         (2)

El valor máximo de la potencia se obtiene derivando respecto a la variable RE e igualando a cero   

                   

      

La máxima potencia se obtiene cuando la resistencia exterior es igual a la resistencia RX.

 

Procedimiento

 Utilice  el juego de resistencias  para obtener distintos valores de la resistencia RE. En cada caso mida la intensidad y el voltaje y anote los valores en la tabla inferior

 

RE/W

100

220

330

470

1000

2200

4700

V/V

 

 

 

 

 

 

 

I/A

 

 

 

 

 

 

 

P/W

 

 

 

 

 

 

 

a) Represente gráficamente la potencia (eje Y)  frente a RE ( eje X). De la curva deduzca el valor de RX.

b) A partir de la ecuación  (1) se deduce que

 

                 

 

Represente el inverso del voltaje ( eje de ordenadas)  frente a 1/RE ( eje de abscisas) y calcule los valores de e y Rx.

c) Represente V( eje Y) frente a la intensidad en el eje X y a partir de la gráfica determine los valores de RX y e.

d) Con los valores promedio de e y Rx en la ecuación (2), construya la curva teórica de la potencia .Dé valores a RE diferentes a los ya utilizados en el experimento y compárela con la deducida en el apartado a)

 
SOLUCIÓN