Informe de laboratorio de física
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Introducción

objetivos

Los objetivos de este experimento fueron comprender la equivalencia de la energía eléctrica y térmica, aprender técnicas de calorimetría y cómo medir la energía eléctrica y el equivalente en julios de energía eléctrica.

Teoría

El equivalente en julios de calor eléctrico o mecánico es la cantidad de energía eléctrica contenida en una unidad de energía térmica. Las dos formas de energía se miden en julios (J). La energía térmica se mide en kilocalorías. Sir James Joule estudió la energía eléctrica y mecánica y descubrió que entre los dos hay una constante de proporcionalidad. Esta constante es el equivalente en Joule de calor, indicado por J. En este experimento, el factor se debía determinar.

El poder es la tasa de trabajo. La energía eléctrica se refiere a la energía eléctrica transferida por un circuito eléctrico por unidad de tiempo. Su unidad SI es el vatio (W). El trabajo ∆W requerido para mover una carga eléctrica ∆Q a través de una diferencia de potencial V viene dado por;

Para cálculos y fórmulas consultar el pdf adjunto.

Materiales y aparatos

Esto incluyó: un conjunto con serpentín de calentamiento resistivo, postes de conector eléctrico, agitador, poliestireno y tazas de calorímetro de aluminio, calorímetro de doble pared, bajo voltaje, fuente de alimentación de alta corriente, voltímetro, amperímetro, cables eléctricos, sensor de temperatura y Pasco 850. Datos de interfaz universal Sistema de adquisición.

Procedimiento

La interfaz universal de Pasco 850 se encendió y, desde el menú de inicio, se inició el programa de software Capstone. Se hizo clic en el icono de configuración de hardware. En la ventana de configuración del hardware, se hizo clic en el botón Agregar sensor / instrumento para obtener otro menú y luego se seleccionaron los sensores analógicos de Science Workshop. El sensor de temperatura y el acero inoxidable se seleccionaron en la lista de sensores / instrumentos.

La frecuencia de muestreo se ajustó en la paleta de controles para tomar una lectura cada dos segundos mediante el ajuste del icono de ajuste de frecuencia de muestreo. El panel de configuración de hardware se minimizó haciendo clic en el icono de configuración de hardware. Debajo del panel de visualización, se hizo doble clic en los iconos de Tabla y Gráfico para mostrar la temperatura en una tabla y gráfico como una función del tiempo. Después de esto, se configuraron el resto de los dispositivos experimentales, incluidos el calorímetro, la fuente de alimentación y el circuito. La masa del inserto de aluminio se registró antes de agregar agua y nuevamente después de agregar agua. Luego se ajustó la corriente hasta aproximadamente el amperio 1, pero no sobre el interruptor de la cuchilla cerrado. El interruptor se abrió para cancelar el flujo de corriente antes de que comenzaran las mediciones. Los valores de voltaje y corriente se registraron en una hoja de datos.

Luego se fijó el tiempo para registrar la temperatura. Después de esto, la sonda y el calentador se colocaron en agua mientras el interruptor en el circuito estaba apagado. Se pulsó el botón de grabación y el interruptor se activa al mismo tiempo mientras se agita continuamente.

Cálculos

Para cálculos consulte el pdf adjunto.

Trabajos Citados

Glover, J. Duncan, Mulukutla S. Sarma y Thomas Overbye. Análisis y Diseño de Sistemas de Potencia, Versión SI. Aprendizaje Cengage, 2012. Hubert, C., et al. "Simulación de la conducción eléctrica continua y calentamiento de Joule utilizando dominios DEM". Revista Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería (2016).

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