Problemas de disipación de energía

4

Construí un circuito con una fuente de alimentación de 5 V y una resistencia de 300 ohmios. Con un multímetro hice las mediciones de resistencia, voltaje y corriente a través de la resistencia. Los valores fueron:

\ $ R = 298 \ mathrm {\ Omega} \ $

\ $ E = 4.94 \ mathrm {V} \ $

\ $ I = 16 \ mathrm {mA} \ $

Así que hice los cálculos para obtener el poder disipado por la resistencia:

\ $ P = EI = 4.94 \ cdot 0.016 = 79 \ mathrm {mW} \ $

\ $ P = \ dfrac {E ^ 2} {R} = \ dfrac {4.94 ^ 2} {298} = 81.9 \ mathrm {mW} \ $

\ $ P = I ^ 2 \ cdot R = 0.016 ^ 2 \ cdot 298 = 76.3 \ mathrm {mW} \ $

Mi pregunta es: ¿Por qué hay diferencias entre los resultados de poder? ¿Es debido a la falta de precisión en las mediciones, el aumento de la resistencia de la resistencia cuando se alimenta o una combinación de ambas?

    
pregunta fuzzyhair2

2 respuestas

8

Es en parte la precisión de sus mediciones y en parte los efectos del medidor que estaba usando.

Cuando midió el voltaje, puso el medidor en paralelo con la resistencia y midió 4.94 voltios, que es el valor que está produciendo su fuente de alimentación.

Cuando midió la corriente, puso el medidor en serie con la resistencia y midió 16 miliamperios. Sin embargo, el voltaje en la resistencia en este momento NO fue exactamente de 4,94 voltios, porque el medidor necesariamente requiere una caída de voltaje para medir la corriente. Esta caída puede ser de hasta 200 mV en la mayoría de los medidores (a escala completa), pero en cualquier caso, es proporcional a la lectura. En este caso, su medidor probablemente causó una caída de voltaje de 1.6 mV o 16 mV, dependiendo del rango de medición que seleccionó.

Lo que esto significa es que la resistencia en efecto disipó un poco menos de energía durante la medición de corriente, porque la tensión a través de ella se redujo ligeramente. Esto explica por qué el cálculo basado solo en la medición de corriente es el más bajo y el cálculo basado solo en la medición de voltaje es el más alto. El cálculo basado en el voltaje y la corriente juntos cae en el medio, porque es básicamente un promedio de los otros dos niveles de potencia.

    
respondido por el Dave Tweed
5

¿Qué diferencia? No veo una diferencia.

79 = 81.9 (± 3.5%). Tenga en cuenta que hay tres medidas separadas involucradas, y una de ellas es cuadrada. 76.3 es un poco más bajo, pero también tenga en cuenta que es una función de tres mediciones (resistencia y corriente dos veces). Es de esperar que la medición de corriente sea un poco baja porque hubo una inevitable caída de voltaje en el medidor, por lo que el voltaje en la resistencia fue menor y, por lo tanto, menor que cuando el medidor no está en serie con la resistencia. / p>

La medida actual es un poco baja y las otras medidas dentro de una tolerancia razonable parecen explicar las cosas. Busque la precisión con la que su medidor informa la resistencia, por ejemplo.

Otra forma de ver esto es usar dos de los valores medidos para derivar el otro, luego compararlos con el valor medido real. Por ejemplo, (4.94 V) / (16 mA) = 309. La resistencia dice 300, mides un 0,7% bajo directamente y calcula un 3% alto. De nuevo, ¿dónde está la discrepancia? Tenga en cuenta que su medición actual de "16 mA" tiene un error de 3.1% generado solo numéricamente, y eso no tiene en cuenta el error de medición inherente que mencioné anteriormente.

No hay discrepancia aquí.

    
respondido por el Olin Lathrop

Lea otras preguntas en las etiquetas