PRÁCTICA N° 2

Práctica N° 2
Estudio de un generador
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PRÁCTICA N° 2 ESTUDIO DE UN GENERADOR
1.- OBJETIVOS
A) TRAZAR LA CURVA CARACTERÍSTICA DE UN GENERADOR REAL
B) DETERMINAR SU FEM Y SU RESISTENCIA INTERNA
2.- FUNDAMENTO
A) CURVA CARACTERÍSTICA
En la experiencia 1 realizamos gráficas V = f (I) para distintos elementos conductores obteniendo
distintas formas de gráfica. Si realizáramos gráficas V = f (I) para varios elementos de un mismo tipo
de sustancia, veremos que la forma de las gráficas es la misma. Por ejemplo, si hacemos la gráfica
antedicha para varios resistores de metal de distinta resistencia, obtendremos conjuntos de valores
voltaje-intensidad distintos entre sí, pero en todos los casos obtendremos una gráfica rectilínea que
pasa por el origen, la forma de las gráficas es la misma.
Todos los gases tienen la misma forma de gráfica V-I, pero distinta a la de los resistores de metal.
Este comportamiento también ocurre con dispositivos eléctricos más complejos, todos los generadores
también tienen la misma forma de gráfica V-I entre sí, pero esta forma es distinta a las anteriores.
Debido a esto, en electricidad, la gráfica voltaje-intensidad de cualquier sustancia o dispositivo se
denomina curva característica (de dicha sustancia o dispositivo).
Este hecho posee gran importancia, pues conocida la curva característica de por ejemplo un diodo
semiconductor, se puede predecir el comportamiento de cualquier otro diodo semiconductor.
B) GENERADORES
Un generador es un dispositivo que transforma cualquier tipo de energía en energía eléctrica.
La magnitud que caracteriza a este proceso es la fem, que nos da una medida de la cantidad de energía
transformada a eléctrica que transporta cada carga que pasa por el generador, esto es, la energía
eléctrica por unidad de carga que provee el generador.
Analíticamente:
fem =  = E/q (J/C = Volt)
siendo E la energía transformada a eléctrica y q la carga que circula por el generador.
Un generador que sólo realice este proceso se denomina generador ideal y se
representa:
En la realidad ocurre que, simultáneamente con el proceso anterior, algunos
componentes del generador transforman parte de esa energía eléctrica en energía
interna provocando un aumento de la temperatura de los mismos. Estos componentes
se comportan como resistores, la resistencia equivalente de todos ellos se denomina
resistencia interna del generador y se simboliza con la letra r. Este generador se
denomina generador real y su símbolo muestra las dos transformaciones energéticas
que se producen:
 ¿Se puede quitar la resistencia interna r y así obtener un generador ideal?
C) LEY DE OHM GENERALIZADA
Esta ley da la diferencia de potencial entre dos puntos independientemente de los elementos de
circuito que haya entre ellos. En general: VA – VB =  – (RI)
Aplicada al generador de la figura 2 queda:
VAB =  - rI
Adviértase que esta ecuación que relaciona VA – VB
correspondiente a la curva característica del generador.
con
I
del generador, es la ecuación
D) LA ECUACIÓN DE LA RECTA
A una gráfica rectilínea le corresponde una ecuación de primer grado, su expresión genérica es:
y = mx + n.
En dicha ecuación y, x, m y n son magnitudes denominadas:
x  variable independiente
y  variable dependiente
m  pendiente
n  término independiente
Práctica N° 2
Estudio de un generador
Dada una ecuación, m y n toman valores fijos los cuales caracterizan a la
ecuación (m y n son los parámetros de la ecuación de primer grado). Se
relacionan con la gráfica de la siguiente manera:
 n da el valor de ordenada en dónde la recta corta dicho eje, por tal razón
n también recibe el nombre de ordenada en el origen (fig 3).
 m es precisamente la pendiente de la recta y se calcula: m = pend = y /
x tomando los puntos 1 y 2 de la figura 3, el cálculo es:
m = pend = (y2 - y1) / (x2 - x1)
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y
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1
n
fig. 3
x
3.- MANIPULACIONES Y MEDIDAS
Arma el siguiente circuito:
En el circuito adjunto el voltímetro se ha conectado a los bornes del
generador (los puntos A y B), su lectura (VA – VB), nos da el voltaje en el
generador. El amperímetro mide la intensidad de corriente del circuito y
como éste es serie, mide la intensidad de corriente que pasa por el
generador.
Moviendo el contacto deslizante a lo largo del reóstato obtenemos diferentes pares de valores
voltaje-intensidad, mide no menos de siete pares de valores y anótalos en un cuadro como el adjunto:
I (A)
VA – VB (V)
Anota también las incertidumbres en las medidas realizadas: (VA – VB) = . . . . .
I = . . . . .
4.- GRÁFICA Y CÁLCULOS
Al igual que en la experiencia anterior, la gráfica voltaje-intensidad de corriente del generador, será
su curva característica.
Usando la nomenclatura del dibujo la gráfica será: VA – VB = f (I). Trázala con rectángulos de
incertidumbre.
A partir de la ley de Ohm generalizada, la ecuación que da el valor del voltaje en el generador en
función de la intensidad de corriente que circula por él es: VAB =  - rI
La gráfica que tu trazaste y la ecuación anterior se corresponden pues describen el mismo
fenómeno.
Responde el siguiente cuestionario:
1) Para la ecuación del generador:
a) ¿Qué magnitud oficia de variable independiente?
b) ¿Qué magnitud oficia de variable dependiente?
c) ¿Qué magnitud corresponde a la ordenada en el origen?
d) ¿Qué magnitud corresponde a la pendiente?
2) ¿Cuánto vale la fem y la resistencia interna del generador?
3) Elije uno de los valores de intensidad de corriente del cuadro de valores, para dicho valor, ¿cuánto
vale la resistencia del reóstato?
4) Supongamos que al generador que tu estudiaste se le conecta un resistor de resistencia R = 10 ,
¿cuánto vale el voltaje en el generador y la intensidad de corriente que lo recorre?
5) En la gráfica VA – VB = f (I) del generador, ¿qué representa el punto de corte de la recta con el eje
horizontal?
6) El generador estudiado por ti, ¿puede proporcionar una corriente de intensidad 5,0 A?
7) ¿Por qué las linternas que llevan dos pilas (fem = 1,5 V c/u) funcionan con una lamparita de 2,2 V