EQUIPOS Y MATERIALES:

Voltímetro Multímetro

Una caja que contiene: Una lámpara fluorescente Un arrancador Un reactor

CÁLCULOS Y RESULTADOS

PRIMERA PARTE:

¿Por qué se prende el fluorescente sin arrancador?

En el paso 1 del experimento es lógico que no se viera ningún efecto en el circuito

pues estaba abierto, después en el paso 2 el circuito estaba cerrado esto produjo

de la circulación de corriente a través de los elementos del tubo se desprendían

electrones de niveles energéticos inferiores al más externo por eso se notaba una

ligera luminosidad pero no alcanzan la energía suficiente para ionizar a los gases.

Finalmente en el paso 3 al desconectar el cable se produce un cambio brusco en

el valor de la corriente, lo cual dio origen a  una F.E.M. auto inducida entre los

bornes del reactor y consecuencialmente una gran diferencia de potencial entre

ambos filamentos de la lámpara. Este potencial hace que los electrones adquieran

suficiente energía para ionizar a los gases de la lámpara y por lo tanto encenderla.

¿Cuál es el funcionamiento del arrancador?

La función del arrancador en el circuito de la lámpara fluorescente es hacer que

ésta encienda correctamente. Esto se logra estableciendo un cortocircuito sobre la

lámpara, que pre-calienta los electrodos, interrumpiendo luego bruscamente la

corriente, lo que origina en la reactancia inductiva del balasto un pico de alta

tensión que inicia el arco.

SEGUNDA PARTE:1. Calculo de la inductancia L:

Con los datos obtenidos en el laboratorio de la intensidad de corriente

eficaz, el valor de R y el voltaje eficaz.

Como sabemos que del triángulo rectángulo ABC los catetos y la

hipotenusa son respectivamente:

AB=Ief . R=0.4 x47=18.8

BC=I ef . ZLAC=Vef=220

Aplicando el teorema de Pitágoras, aplicamos el teorema puesto que si

medimos con regla directamente se propagaría demasiado el error,

aplicando el teorema de Pitágoras disminuimos el error:

BC2=AC2−AB2

Reemplazando los datos:

( I ef . Z L)2=2202−18.82

(0.4 . ZL )2=48046.6

ZL=547.988

Además como: ZL=Lω=L(2π .60)

547.988=L(376.991)

Entonces:

L=1.45358H

2. Hallar el valor del ángulo de fase ∅ 1 entre el voltaje y la corriente a

través del reactor.Gráficamente notamos que hay un relación matemática entre el angulo de

fase, los valores de la reactancia inductiva y capacitiva y también la

resistencia.

∅=tan−1(Z L−ZCR )

Según los valores obtenidos en el laboratorio:

ZL=547.988

R=47

ZC=ωC

=120πC

Pero: C=98.1091

Entonces: ZC=3.842577

De los datos anteriores:

∅=tan−1( 547.988−3.84257743.7 )

∅=42.53°

3. Calcular la potencia disipada a través del reactor:Debido a que el reactor posee una resistencia interna se consumirá energía

cuando la corriente circule por él, para hallar la potencia disipada

utilizaremos:

P=V f . I ef cos∅

P=(220)(0.4)cos 42.53 °

P=64.8493W

En su cubierta del reactor decía 1x20 W por esos es q existe un diferencia

grande.

TERCERA PARTE:

1. Después de haber seguido los pasos del 4-8 del manual de laboratorio

podremos obtener con un transportador la medida del ángulo ∅ 2 que nos

permitirá calcular la potencia disipada a través de la lámpara fluorescente.

∅ 2=27 °

Y la potencia como sabemos está dada por la siguiente ecuación:

P=V NP . I ef cos∅

Reemplazando los datos:

P= (200 ) (0.3 ) cos27 °=53.4604

En la parte impresa del tubo fluorescente aparece 65 W, es por eso q no

existe tanta diferencia solo es de 10 W.

CUESTIONARIO:

Indique si el comportamiento de la lámpara fluorescente es inductivo o capacitivo

El ángulo ø2= 70º, medido en el gráfico 2, representa el ángulo de fase que hay entre el voltaje a través del fluorescente y la corrientedel circuito. Es decir como la línea, es paralela al eje,  vemos entonces que el ángulo entre VNP, y VMN es negativo (-70º) por este motivo el voltaje en el fluorescente está retrasado con respecto a la corriente del circuito de donde se deduce que la lámpara fluorescente tiene comportamiento capacitivo.

¿Será posible hacer funcionar la lámpara fluorescente sin arrancador?

Experimentalmente se ha demostrado que si es posible, si se tuviera el arrancador habría que conectar y desconectar los bornes libres del fluorescente para lograr la ionización del gas. El uso del arrancador es debido a que realiza esta tarea automáticamente.

Explique el hecho que al interrumpirse la corriente en el arrancador aparezca un alto voltaje a través del tubo. ¿Este voltaje es mayor que el voltaje de línea?

Al estar conectado el circuito, al dilatarse el bimetálico dentro del arrancador, se

cierra el circuito y empieza a circular una corriente a través del reactor, la corriente

disminuye bruscamente dentro del bobinado del reactor, con esto también se

reduce la magnitud del campo magnético en su interior, por lo tanto hay un gran

cambio de flujo en el tiempo. Todo esto según la Ley de Faraday produce un FEM

auto inducida que debe crear una corriente en el mismo sentido de la que se

redujo para oponerse al cambio de flujo (según la Ley de Lenz) esta FEM es

mucho más intensa que la de línea pues produce la total ionización del gas en el

tubo.

De acuerdo con las mediciones efectuadas se siguen cumpliendo las leyes de Kirchhoff en el circuito

Según los grafico 1 y 2 la regla de Kirchhoff de las mallas no se cumpliría debido a que la suma de caída de potencial en el circuito no es la misma que el potencial que da la fuente. Sin embargo los  valores de voltajes instantáneos en el circuito si se pudiera medir el valor  real de los voltajes entre VMN, VMP y  VNP

en cada instanteveríamos que la segunda regla de Kirchhoff se cumple en todo momento. Para esto se debe realizar una suma de las proyección es en el eje X de los favores de voltaje del circuito.