Formación para la Investigación Escuela de Física, Facultad de Ciencias Universidad Industrial de Santander Construimos Futuro
ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DE L AR ARE ESISTENCIA, CORRIENTE Y VOL VOLT TAJE AJEEN EN CIR CIRCUITOS CUITOS MIXTOS1 Zayime Castellanos Moreno (2152326) - Geología. Katerine Oviedo yala (2152!1") # $ngeniería $nd%strial Maria &a%la 'odríg%e ere (2152!12) #$ngeniería ind%strial Son vanas y están plagadas de errores las ciencias que no han nacido del experimento, madre de toda incertidumbre. Leonardo Da Vinci
'es%men
En el desarrollo de este laboratorio se busca determinar experimentalmente la funcin de la resistencia en los circuitos y su relacin con el volta!e y la corriente, para ello se reali"aron mediciones con circuitos en serie y en paralelo con los cuales se determin la resistencia equivalente en cada una de las conexiones y las ca#das de potencial que ellas presentan cuando hay un paso de corriente.
$*+'O,CC$*
&lanteamiento del /ro0lema La resistencia de un conductor es la mayor o menor oposicin que presienta un cuerpo al paso de la corriente el$ctrica. La importancia de las resistencias es los circuitos radica en que ella determina cunta c!rriente "u#e en e$ circuit! cuand! %e $e a&$ica un '!$ta(e determinad! dad! )ue e%ta% tienen $a ca&acidad de di%i&ar $a ener*+a E$ !-(eti'! de e%te $a-!rat!ri! e% re%&!nder a $!% &$anteamient!% de $a re$aci.n )ue e/i%te entre c!rriente, '!$ta(e # re%i%tencia # %u 'ariaci.n &ara circuit!% mi/t!% # en &ara$e$!
O0etivos O0etivo General Determinar e/&erimenta$mente $a% re%i%tencia% e)ui'a$ente% &ara un circuit! en %erie # &ara$e$!
investigacin del subgrupo %, grupo '%(, presentado al profesor 'abián 'abián )on"ále" en la asignatura de % &eporte de investigacin Laboratorio de '#sica *. 'echa+ * de enero de *-%.
%
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Objetivos específicos C!n%truir circuit!% en una &r!t!-!ard 0a$$ar $a re%i%tencia e)ui'a$ente &ara c!ne/i!ne% en %erie # &ara$e$! E%tudiar la ca#da de tensin de los circuitos, la cual representa la diferencia de potencial que se produce por el gasto de fuer"a que implica el paso de la corriente por un conductor. Marco Teórico
M+O,OOG4 Materiales Montajes Fase 1 Fase 2
+'+M$*+O , ,+O. / continuacin se muestran dos tablas, cada una corresponde a una de las fases expuestas en la metodolog#a. Las unidades de las medidas que se utili"aron en el tratamiento de datos son+ - I 0 1ntensidad en amperios 2/3 miliamperios 2m/3 - V 0 Diferencia de potencial en voltios 2V3 ó milivoltios 2mV3 - R 0 &esistencia en ohmios 243.
ase 17 Cir8%ito en serie Tabla 1. Valor teórico y experimental de ! V! "
C$'C$+O * '$ (9O+ , *+:213;15 m9) $ ' ' = 9 9 = *OM$* M,$, ''O M,$, CC ''O' M,$ , (<) (<) '' O (9) ,O (9) 9 (m) 1
22,3
71
71,1
36
36,3
34
34,4
4,E5 1 1,26E5 1 2,:E5 1 4,;;E5 1
67,7
6
::,6
:,6
78
71,6
7:,6
;2,4 *
2,18E9 2,3E9 1,7E9 1 3,2;E9
$ = +O'$ ''O CO '$ (m)
,3
,6
,8
,6
,3
,6
,3
,6
:,::E 91 1,68E 91 :,::E 91 :,::E 91
Formación para la Investigación Escuela de Física, Facultad de Ciencias Universidad Industrial de Santander Construimos Futuro #$tores del reporte de investi%ación.
ase 27 Cir8%ito en /aralelo
Tabla 2. Valor teórico y experimental de ! V! "
C$'C$+O * &'O (9O+ , *+:!;> 9) ' ' = 9 9 = *OM$* M,$, ''O M,$, CC ''O (<) (<) '' O (9) ,O (9) '9 1
22,3
71
71,4
36
36,3
34
34,4
4,E5 1 :,24E5 1 2,:E5 1 4,;;E5 1
,321
,364
,36
,364
,33
,364
,33
,364
:,:6E 9 4,:4E5 1 4,2E 9 4,2E 9
$ $ = M,$ +O'$C ''O , (m) O (m) ' $ 3,7 4,4 1,8 3,7
1,;1E5 4 1,6:E5 16,24 1 6,:4E5 1,4: 4 4,:8E5 1,714 1 3,64
#$tores del reporte de investi%ación.
*?$$ , '+,O.
Durante la experiencia en el laboratorio se elaboraron dos circuitos, uno en serie y el otro en R% paralelo. En los dos casos siempre se utili"aron cuatro resistencias, estas fueron+ 0%-- 4, R*
05% 4,
R6
07 4 y
R
07* 48 cada una de estas resistencias ten#a su valor máximo de
volta!e el cual se obtuvo en cuenta durante toda la práctica ya que si se aplicaba un volta!e superior se quemaba la resistencia. / continuacin se determinara las resistencias equivalentes para cada con las Ecuaciones 9* y 96, tambi$n se hallara el error encontrado entre lo terico y lo experimental utili"ando la Ecuacin 9.
•
ase 17 Cir8%ito en serie
- &esistencia equivalente :erica+ Req = R% + R* + R6 + R
6
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Req =%-- + 5% + 7 + 7*
Req =6%; Ω
- &esistencia equivalente Experimental+ Req = R% + R* + R6 + R,
Req =;;,7 + 5%,* + 7,7 + 7*,*
Req =6%;,5 Ω
- Error+ ¿ Valor Teorico −Valor Experimental ∨
¿
Valor Teorico
%Error =¿
¿ 6%;−6%;,5 ∨
¿
6%;
∗%--
%Error =¿
%Error
=
-,%5.<
∗%--
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ase 27 Cir8%ito en /aralelo
- &esistencia equivalente :erica+ % % % % % = + + + R Eq R % R* R6 R
% % % % % = + + + R Eq %-- 5% 7 7*
% =-,-566 R Eq
Req =
% -,-566
Req %7,<%5< Ω =
- &esistencia equivalente Experimental+ % % % % % = + + + R Eq R % R* R6 R
5
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% % % % % = + + + R Eq ;;,7 5%,* 7,7 7*,*
% =-,-56*6 R Eq
Req =
% -,-56*6
Req %7,<76< Ω =
•
Error+ ¿ Valor Teorico −Valor Experimental ∨
¿
Valor Teorico
∗%--
%Error =¿
¿ %7,<%5< −%7,<76< ∨
¿
%7,<%5<
∗%--
%Error =¿
%Error =-,666
=omo se puede observar se traba! con resistencias nominales o tericas las cuales ten#an su respectivo valor enunciado por el instrumento 2resistores3 y el valor de la resistencia experimental o medida se encontr con el mult#metro en ohmios, con estos dos valores se obtuvo el error porcentual que en el circuito en serie fue de
-,%5.<
y en el circuito en paralelo fue de
- , 666 8 estos errores fueron m#nimos. / parte de estos errores se calcularon los errores que se presentaban en cada dato 2&, V y 13, es decir, para cada una de estas variables se calculaba la experimental y la terica con la Ecuacin 9%, para asi obtener los errores entre estos dos. Se puede decir que el error en el volta!e de cada resistencia estuvo entre -,%-5> y ;,7> en el circuito en serie y entre -,*6*> y 6,6> en el circuito en paralelo, estos valores son m#nimos pero con los valores de la corriente el$ctrica el error en el circuito en serie estuvo entre %,<> y 66,6> donde se evidencia una mayor variacin y esta se not a la hora de la toma de datos ya que variaba mucho a comparacin con la terica y esto no puede suceder debido a que por ser un
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circuito en serie la corriente que pasa por las resistencias deber#a ser la misma8 los errores de la corriente el$ctrica en el circuito en paralelo estuvo entre -,-%%> y -,*6<>. Los errores m#nimos es posible que se deban a la resistencia interna de la fuente ya que esta es desconocida y por lo tanto pueden estar alterando las mediciones reali"adas.
CO*C$O*
A &artir de e%ta &rctica en e$ $a-!rat!ri!, 'eri. $a $e# de O0M, $a cua$ n!% &ermiti. enc!ntrar a$*una% 'aria-$e% )ue n!% =ac+an ?a$ta c!m! $! ?ue e$ '!$ta(e e/&erimenta$ en $a &rimera ?a%e # $a c!rriente en $a %e*unda ?a%e O-%er'am!% )ue cuand! en un circuit! =a# 'aria% re%i%tencia% c!nectada%, c!m! e% e$ ca%! de$ circuit! mi/t!, re%u$ta m% ?ci$ enc!ntrar una re%i%tencia )ue &ueda %u%tituir a !tra%, tratand! de %im&$i
''*C$ *@O
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