INFORME DE FISICA II Experiencia #5 “Circuito de Resistores en Paralelo”
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Aplicar la ley de Ohm a los circuitos en serie-paralelo. Verificar experimentalmente el comportamiento de la corriente y el
voltaje en un circuito en serie-paralelo.
CIRCUITOS EN SERIE Los circuitos en serie se caracterizan por tener las resistencias conectadas en la misma línea existente entre los extremos de la batería o la pila, es decir, situados uno a continuación del otro. Por tanto, la corriente fluye por cada resistor uno tras otro. Si ponemos un ejemplo utilizando las centrales hidráulicas, podemos decir que dos depósitos de agua están conectados en serie si la salida de uno de ellos se conecta a la entrada del segundo. Otro ejemplo donde aparece la conexión en serie puede ser las baterías eléctricas, ya que están
P á g i n a | 2 formadas por varias pilas que se encuentran conectadas en serie para alcanzar el voltaje necesario.
CIRCUITOS EN PARALELO Los circuitos en paralelo se caracter izan por tener conectadas varias vías alineadas paralelamente entre sí, de tal forma que cada vía tiene una resistencia y est as vías están conectadas por puntos comunes.
CIRCUITO MIXTOS Los circuitos mixtos, como su propio nombre indica, son circuitos que mez clan resistencias conectas en serie y en paralelo. Es decir, dentro de uno de las vías paralelas. En primer lugar tenemos que operar con el circuito secundario (en este caso el circuito en paralelo) para trabajar a continuación como si se trat ase de un único circuito (en serie ).
DIFERENCIAS ENTRE LOS CIRCUITO EN SERIE Y EN PARALELO Principalmente los circuitos en paralelo se diferencias de los cir cuitos en serie en dos aspectos fundamentales: 1- Los circuitos en paralelo presentan mayor número de vías que un sistema en serie. 2- Los circuitos en paralelo tienen una alineación distinta, de tal forma que afecta a la corriente que fluye a través del circuito en cada uno de los casos.
¿Los focos de un auto están conectados en serie o en paralelo?
P á g i n a | 3 Están conectados en paralelo. ¿Cuál es la diferencia entre un circuito abierto y uno corto circuito?
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 ter minales, 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), o sea, no hay oposición al paso de corriente entre ambos terminales directamente conectados.
Resistencias (5) Multímetro digital(1)
P á g i n a | 4 Cables Fuente de alimentación Tablero de Conexiones
1. Para mantener un registro ordenado de los datos, mida con el multímetro digital las resistencias. Resistencia Nominal
Medido
P á g i n a | 5 R1
1000
970
R2
1000
970
R3
15000
14620
R4
15000
14400
R5
620
617
2. Conecte el circuito 1. Complete el cuadro de la tabla 2. Para ello utilice las ecuaciones para resistencia conectadas en serie y paralelo, calcule la resistncia 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 2. Resisten
V1
V2
V3
VT
I2
I3
IT
1862
3.05
2.87
2.87
5.91
3x10-3
0.19x10-3
3.19x10-3
1886
3.10
2.91
2.91
6.02
2.96x10-3 0.196x10
3.15x10-3
cia Total Calculad o Medido
-3
4. Para reafirmar sus conocimientos, conecte el circuito 2 y repita el procedimiento anterior. Resiste
V1
V2
V3
V4
V5
VT
I2
I3
IT
18657
0.338
0.304
0.497
5.03
0.192
6.25
0.317
0.034
0.335
17930
0.343
0.310
0.508
5.17
0.197
6.02
0.314
0.034
0.346
ncia Total Calcula do Medid o
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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: Circuito N°1: Rteo=
=
.9
.9−
Circuito N°2:
=1862Ω
Rexp=1886Ω
P á g i n a | 7 Rteo=
=
.
. −
=18657Ω
Rexp=17930Ω
2. Para el circuito n°1 y n°2 del procedimiento, demuestre que se cumple las reglas del divisor de voltaje y el divisor de corriente (investigar). Para el circuito 1Divisor de voltaje: Primero, se suman las resistencias 3 y 2 en paralelo, Luego se procede a utilizar el divisor de voltaje. Esto nos da el mismo valor que por leyes de Kirchhoff y por la medición. Consideramos que el voltaje 2 se aplica para la resistencia 2 y 3 ya que están en paralelo. Luego podemos decir que para la corriente, buscamos la corriente total, buscando la resistencia total, obteniendo que Luego, Para el circuito 2, realizamos los mismos procedimientos, sumando en serie 2 y 5, para luego sumarlos en paralelo con 3. Una vez hecho esto, aplicamos divisor de voltaje Ahora el V2 lo desglosamos, sabemos que R2 y R5 están en paralelo con R3, por lo tanto R3 tendrá un voltaje. Ahora para R2 + R5, necesitamos saber las corrientes, buscando la resistencia total. Luego, Por lo tanto, I1 ó la corriente total es I2 + I3. Todos estos cálculos nos permiten afirmar que sí se cumplen las reglas del divisor de voltaje en ambos circuito. 3. Utilizando las leyes de Kirchhoff y la ley de ohm, calcula las corrientes y los voltajes totales del circuito n. °3. R/: = + + + = 0.338 + 0.304 + 0.447 + 5.03 = 6.17 = + = 0.317 + 0.032 = 0.347
4. Encuentre los errores relativos correspondientes en cada caso Los errores relativos se deben a las escalas utilizadas en el multímetro, el error humano, y sin dejar de considerar, el error en el uso de la cantidad de cifras significativas.
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El voltaje siempre es igual en cada uno de los resistores en paralelo.
I3 ha dado como resultado menor porque su resistencia es de mayor valor al de las resistencias en I2.
Se comprobó que al colocar más resistencias en serie aumenta y en paralelo disminuye, por sus formulas.
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Manuel Fuentes, Guía de Laboratorio Física II, Editorial Tecnológica, Año 2012, páginas 55 a 61.
http://fisica.laguia2000.com/general/circuitos-en-serie-y-en-paralelo
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