Determinar la resistencia interna de una fuente en forma experimental

Objetivos

Determinar la resistencia interna de una fuente en forma experimental.

Comprobar experimentalmente el teorema de superposición.

Descripción experimental

Cada aparato electrónico contiene una resistencia interna que es un concepto que ayuda a modelar las consecuencias eléctricas de las complejas reacciones químicas que se producen dentro de una batería. Es imposible medir directamente la resistencia interna de una batería, pero ésta puede ser calculada mediante los datos de corriente y voltaje medidos sobre ella.

La resistencia interna varia con los años de la batería, la resistencia interna debe ser baja para no consumir tanto la energía que se le imparte al circuito.

El teorema de superposición sólo se puede utilizar en el caso de circuitos eléctricos lineales, es decir circuitos formados únicamente por componentes lineales (en los cuales la amplitud de la corriente que los atraviesa es proporcional a la amplitud del voltaje a sus extremidades).

El teorema de superposición ayuda a encontrar:

Valores de voltaje, en una posición de un circuito, que tiene más de una fuente de voltaje.

Valores de corriente, en un circuito con más de una fuente de voltaje

Este teorema establece que el efecto que dos o más fuentes tienen sobre una impedancia es igual, a la suma de cada uno de los efectos de cada fuente tomados por separado, sustituyendo todas las fuentes de voltaje restantes por un corto circuito, y todas las fuentes de corriente restantes por un circuito abierto.

Herramientas y Materiales

Fuente de Poder de DC

Multímetros Digitales (2)

Resistores: R1=1KΩ, R2=1KΩ, R3=2.2KΩ, de 0.25 W y R1=20Ω de 0.5 W

Plantilla y alambres de conexión

Gráficas e Ilustraciones

Circuito 1: Determinación de la Resistencia Interna y Caída interna de Voltaje de la Fuente

Ilustración 1: Confección de Circuito 1

Circuito 2.a y b: Teorema de Superposición

Circuito 3: Aplicación del Teorema de Superposición

Ilustración 2: Confección de los circuitos 2.a, 2.b y 3.

Ilustración 3: Mediciones realizadas a los circuitos 2.a, 2.b y 3

Ilustración 4: Obtención de Datos

Cálculos y resultados

Análisis y Recomendaciones

Por diminuta que sea, la resistividad den una fuente real de tensión es un a prueba de que todos los materiales a temperatura normal presentan resistividades diferentes de cero. Esta resistividad a su vez, aunque diminuta produce alteraciones a las “excitaciones” que transmite una fuente real a un circuito eléctrico, lo cual a su vez es estudiado por el Teorema de Superposición. El Teorema de Superposición se enfoca, principalmente, en las fuentes de tensión haciendo cálculos, por separado, de cada fuente en cuanto a los efectos que transmite al circuito y cortocircuitando las fuentes de tensión y sustituyendo un segmento abierto del circuito en vez de una fuente de corriente. El verdadero interés del teorema de superposición es teórico. El teorema justifica métodos de trabajo con circuitos que simplifican verdaderamente los cálculos. Por ende, podemos decir que el Teorema de Superposición es un método ideal para análisis tanto de fuentes de tensión como de corriente.

Recomendaciones

Al aplicar el Teorema de Superposición, se debe hacer un cortocircuito a las fuentes de tensión y sustituyendo las fuentes de corriente por un segmento abierto del circuito.

Tener Precaución al trabajar

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