LABORATORIO 8

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ CENTRO REGIONAL DE AZUERO FACULTAD DE ELECTRICA INGENIERIA ELECTROMECANICA FISICA II LABORATORIO #8 CIRCUITO DE RESISTORES EN SERIE - PARALELO GRUPO 7IE121 ESTUDIANTES DÍAZ, MANUEL 6-720-938 LEPEL, ALBERTO 8-871-1906 MORENO, MARIO 6-719-181 QUINTERO, MARCIAL 6-719-2214 ROBLES, JAROL 7-710-1572 SOLIS, JOSE 8-912-2340 TERRERO, SUYEN 7-709-1006

PROFESOR JAVIER VELARDE I SEMESTRE FECHA DE ENTREGA 13 - 5 - 2016

Ingeniería Electromecánica Circuitos de Resistores en Serie – Paralelo Profesor: Javier Velarde

INTRODUCCION

En este presente informe de laboratorio de Física II cuyo tema y título es: “Circuito De Resistores En Serie – Paralelo” en el cual consta de las siguientes partes:

I. Parte: Descripción Teórica En esta parte del laboratorio podrá leer, tener conocimientos importantes y básicos para así poder obtener un mayor comprendimiento a la hora de observar el experimento realizado a continuación; que no es más que un pequeño resumen de lo que se trata los circuitos de resistencia en serie y paralelo.

II. Parte: Análisis Indagatorio En esta parte solo podrá aprender sobre ciertas preguntas o incógnitas, que de seguro tendrá alguna idea. O también puede adquirir más información ya que las respuestas a estas preguntas están desarrolladas con otras fuentes de investigación.

III. Parte: Exploración En esta parte, como lo dice la descripción; procedemos a realizar la experiencia o lo que consta este laboratorio. En el cual procederemos a aplicar la leyes de Kirchhoff a los circuitos en paralelo y en serie y a verificar el comportamiento de la corriente en un circuito en paralelo y en serie.

IV. Parte: Análisis de Resultado En esta parte daremos a conocer las respuestas y el análisis hecho y observado. También presentaremos por medio de diferentes tablas los resultados de las mediciones de las diferentes resistencias tomando en cuenta los voltajes o corrientes. Esperamos que este informe llene las expectativas esperadas…


Objetivos 

Aplicar la ley de Ohm a los circuitos serie-paralelo.



Verificar experimentalmente el comportamiento de la corriente y el voltaje en un circuito serie-paralelo


Descripción teórica CIRCUITOS SERIE PARARELO

Es una combinación de elementos tanto en serie como en paralelos. Para la solución de estos problemas se trata de resolver primero todos los elementos que se encuentran en serie y en paralelo para finalmente reducir a la un circuito puro, bien sea en serie o en paralelo.

En la vida cotidiana observamos estos circuitos en las instalaciones eléctricas domésticas. La conexión entre los bombillos de una misma habitación está en paralelo, de manera que si un bombillo se "quema", los demás quedan encendidos. Pero entre el interruptor y los bombillos el circuito es en serie, de manera que si se "apaga" la luz se interrumpe el fluido eléctrico y los bombillos se apagan todos juntos. Los cables eléctricos y las resistencias deben ser de materiales que sean buenos conductores como: oro, plata, cobre, aluminio, bronce, entre otros.

Estos son materiales que presentan poca resistencia. Los que se utilizan para hacer los bombillos eléctricos deben tener alta resistencia para que se pongan incandescentes y alumbren. El mejor de ellos para este fin es el tungsteno. Otros materiales son pésimos conductores, ya que no permiten el paso de la electricidad. Entre ellos se puede mencionar: plástico, hule, madera, caucho, polietileno y porcelana.


LEY DE OHM La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán Georg Ohm. Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo:

I, que es la intensidad de corriente en amperios. V, la fuerza electromotriz en voltios. R, la resistencia en ohmios.

Además, la ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.


Análisis indagatorio 1. ¿Los focos de un auto están conectados en serie o en paralelo? R. Están conectados en paralelo. Si estuviesen en serie en cuanto se queme una se apagarían las demás Si las lámparas son de 12 v y la batería es de 12v quiere decir que las lámparas están en paralelo 2. ¿Cuál es la diferencia entre un circuito abierto y un corto circuito?  R. Un circuito abierto se define como dos terminales en un circuito eléctrico que no están conectados físicamente. De esta manera, al no existir conexión entre los terminales, la corriente no podrá pasar a través de dichos terminales. Así que para un circuito abierto se define que la corriente es igual a cero. Entre los dos terminales donde existe el circuito abierto habrá voltaje generado (ya que existirá una diferencia de potencial entre ambos terminales) y el mismo dependerá del circuito eléctrico existente en donde ocurre el circuito abierto. Como en un circuito abierto no hay paso de corriente (I=0), entonces se puede representar un circuito abierto como si fuese una resistencia con valor infinito (R = ∞). 

Un corto circuito se define como dos terminales en un circuito eléctrico que están conectados físicamente y directamente sin ningún componente entre los mismos. De esta manera, al existir conexión directa entre los terminales, la corriente podrá pasar a través de dichos terminales sin ninguna oposición. Como el corto circuito es una conexión directa entre dos terminales, no hay voltaje generado entre dichos terminales ya que no se crea una diferencia de potencial. Así que para un corto circuito se define que el voltaje es igual a cero. Entre los dos terminales donde existe el corto circuito habrá corriente fluyendo (ya que no habrá oposición al paso de corriente) y la misma dependerá del circuito eléctrico existente en donde ocurre el corto circuito. Como en un corto circuito hay paso directo de corriente, entonces se puede representar un corto circuito como si fuese una resistencia con valor igual a cero (R = 0).


Materiales sugeridos Fuente de alimentación Baterías (2) de 6 V Resistencias (5) mayores que 1 KΩ Cables Multímetro digital

    

Exploración 1. Para mantener un registro ordenado de los datos mida con el multímetro digital las resistencias y luego el valor de las tensiones de las baterías E 1 y E2. Anote en la tabla N°1

Tabla N°1 Resistencia (kΩ) Nominal

Medida

R1

1.0

1.0

R2

5.0

5.0

R3

5.0

5.1

R4

10.0

10.0

R5

10.0

10.0

R6

10.0

10.1

2. Conecte el circuito N° 1. Complete el cuadro de la tabla N° 2. Para ello utilice las ecuaciones para resistencias conectadas en serie y paralelo, calcule la resistencia total del circuito.


3. Con la corriente total calculada en el paso anterior, utilice la ley de Ohm y calcule la tensión sobre la resistencia conectada en serie. Utilice el valor del voltaje sobre las resistencias conectadas en paralelo y calcule las corrientes que fluyen por cada resistencia, anote en la tabla N° 2.

Tabla N° 2 Resistencia Total

Voltaje (V)

Corriente (mA)

V1

V2

V3

VT

I1

I2

I3

IT

Calculado

4.20

1.40

1.40

7.00

0.42

0.30

0.30

1.02

Medido

4.53

1.50

1.50

7.53

0.42

0.28

0.28

0.98

4. Para reafirmar sus conocimientos, conecte el circuito N° 2, y repita el procedimiento anterior. Anote en la tabla N° 3.


Voltaje (V)

Corriente (mA)

V1

V2

V3

V4

V5

VT

I1

I2

I3

I4

I5

IT

Calculado

3.1

1.00

1.02

1.48

0.8

7.40 0.30 0.19 0.20 0.31 0.01 1.01

Medido

3.03

0.93

1.04

1.61

0.10

6.71 0.31 0.20 0.20 0.29 0.08 1.08


5. Con los dos juegos de pila, conecte el circuito N° 3. No dejes las pilas conectadas mucho tiempo. Teniendo en cuenta la polaridad, use el multímetro digital como voltímetro para medir el voltaje en cada resistencia. Anote en la tabla N° 4.


Voltaje (V)

Corriente (mA)

V1

V2

V3

V4

V5

VT

I1

I2

I3

I4

I5

IT

Calculado

3.00

1.05

1.05

1.42

0.09

6.61 0.30 0.18 0.21 0.32 0.11 1.12

Medido

3.04

0.92

1.05

1.62

0.11

6.72 0.30 0.21 0.21 0.28 0.09 1.00



Análisis de los resultados 1. Para los circuitos N° 1 y N° 2, demuestre que se cumple la ley de ohm utilizando los datos nominales y compare con los experimentales. R. La ley de ohm se cumple, y los valores obtenidos prácticamente son similares a los que obtuvimos calculando. 2. Para los circuitos N° 1 y N° 2 del procedimiento, demuestre que se cumplen las reglas del divisor de voltaje y el divisor de corriente R. Se demuestra bajo la ley de Kirchhoff y Ohm, que dice que en paralelo es igual el voltaje y en serie la corriente es igual; respectivamente. Y nos pudimos percatar de esto teóricamente como experimentalmente. 3. Encuentre los errores relativos correspondientes en cada caso. R. Algunos errores relativos que tuvimos en este laboratorio son: la poca exactitud de la fuente de voltaje, ya que era análoga; no utilizar algunos decimales en el multímetro digital y las resistencias, ya que indicaban un valor teórico y mostraban otro en la práctica.


GLOSARIO

1. Tensión: La tensión eléctrica o diferencia de potencial también denominada voltaje, es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro.3 Su unidad de medida es el voltio. La tensión entre dos puntos A y B es independiente del camino recorrido por la carga y depende exclusivamente del potencial eléctrico de dichos puntos A y B en el campo eléctrico, que es un campo conservativo. Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen mediante un conductor, se producirá un flujo de electrones. 2. Pila: Una pila eléctrica o batería eléctrica es el formato industrializado y comercial de la celda galvánica o voltaica. Es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de renovarse sus elementos constituyentes, puesto que sus características resultan alteradas durante el mismo. Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo negativo o ánodo y el otro es el polo positivo o cátodo. La estructura fundamental de una pila consiste en dos electrodos, metálicos en muchos casos, introducidos en una disolución conductora de la electricidad o electrolito. 3. Polaridad: La polaridad, nos permite comprender y saber cuál es el polo (positivo o negativo), que se busca. En Ingeniería eléctrica se denomina polaridad a la cualidad que permite distinguir cada uno de los terminales de una pila, batería u otras máquinas eléctricas de corriente continua. Cada uno de estos terminales llamados polos, puede ser positivo o negativo. Antes del descubrimiento de que la corriente eléctrica es un flujo de portadores de carga eléctrica, que en los metales son electrones y circulan desde el polo negativo o cátodo al positivo o ánodo, ésta se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. 4. Voltímetro: Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.

Ingeniería Electromecánica Circuitos de Resistores en Serie – Paralelo Profesor: Javier Velarde 5. Circuito resistores: Los circuitos eléctricos son representaciones graficas de elementos conectados entre sí para formar una trayectoria por la cual circula una corriente eléctrica, en la que la fuente de energía y el dispositivo consumidor de energía están conectados por medio de cables conductores, a través de los cuales circula la carga. 6. Circuito en serie: Se define un circuito serie como aquel circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. El voltaje total del circuito, es decir, el que proporciona la fuente de poder, será igual a la sumatoria de todos los voltajes individuales de los elementos que componen el circuito. La resistencia equivalente en un circuito eléctrico en serie es la sumatoria de los valores de cada una de las resistencias que lo integran. 7. Circuito paralelo: Se define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se separa en cada nodo. El voltaje en un circuito en paralelo es el mismo en todos sus elementos. La corriente eléctrica total del circuito será igual a la sumatoria de todas las corrientes individuales de los elementos que lo componen. La equivalencia de un circuito en paralelo es igual al inverso de la suma algébrica de los inversos de las resistencias que lo integran, y su valor siempre será menor que cualquiera de las resistencias existentes en el circuito. 8. Ley de ohm: La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial V que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica R; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V e I: V = R x I. 9. Fuente de voltaje: Es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.). Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuentes de alimentación lineal y conmutada. Las lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente. Una fuente conmutada, de la misma potencia que una lineal,

Ingeniería Electromecánica Circuitos de Resistores en Serie – Paralelo Profesor: Javier Velarde será más pequeña y normalmente más eficiente pero será más compleja y por tanto más susceptible a averías. 10. Resistencia: Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. 11. Divisor de tensión: Un divisor de tensión es una configuración de circuito eléctrico que reparte la tensión de una fuente entre una o más impedancias conectadas en serie. 12. Divisor de corriente: Un divisor de corriente es una configuración presente en circuitos eléctricos que puede fragmentar la corriente eléctrica de una fuente entre diferentes resistencias o impedancias conectadas en paralelo. 13. Leyes de Kirchhoff: Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1846 por Gustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas en ingeniería eléctrica e ingeniería electrónica. Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica e ingeniería electrónica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico. 14. Corriente: La corriente eléctrica es la circulación de cargas eléctricas en un circuito eléctrico. La intensidad de corriente eléctrica (I) es la cantidad de electricidad o carga eléctrica (Q) que circula por un circuito en la unidad de tiempo (t). 15. Circuito abierto: Un circuito abierto es un circuito eléctrico en el cual no circula la corriente eléctrica por estar éste interrumpido o no comunicado por medio de un conductor eléctrico. El circuito al no estar cerrado no puede tener un flujo de energía que permita a una carga, o a un receptor de energía, aprovechar el paso de la corriente eléctrica y poder cumplir un determinado trabajo.


CONCLUSION



La ley de ohm es una de las leyes fundamentales de la electricidad, vinculadas con los valores de las unidades básicas presentan en cualquier circuito eléctrico. Nos dice que la corriente es directamente proporcional a 

el voltaje (I≈V); pero inversamente proporcional a la resistencia (I≈ ); esto 

quiere decir que en un circuito eléctrico donde no contenga un alto número de resistencias con valor altos la corriente no se verá muy afectada.  Un circuito en serie es aquel donde los elementos están conectados

secuencialmente, es decir que tienen un punto (nodos) en común. El circuito en paralelo es aquel donde sus puertos de entrada coinciden entre sí. Cuando el circuito está en serie la corriente es igual para los elementos y cuando es circuito en paralelo el voltaje es igual.

LABORATORIO 8

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