LA INTENSIDAD EN UNCIRCUITO DE RESISTENCIAS EN SERIE Y EN PARALELO Karen Arcia - Luís Fdo. Aviles – Andersso Hernández - Richard Padilla – Yuly Paola Vertel Departamento de Ingeniería industrial- Lab. Física II. Universidad de Córdoba, Montería RESUMEN Se busca estudiar la influencia de las resistencias ya sea en serie o en paralelo, sobre la intensidad en un circuito, donde esta resistencia esta definida como la oposición al flujo de carga eléctrica; veremos los efectos de la resistencia debido a su posición en el circuito eléctrico. La unidad de medida de resistencia es el ohm y su símbolo es la letra griega omega (Ω). TEORÍA RELACIONADA La resistencia en un circuito eléctrico, establece la intensidad del circuito, dado que es la propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso de una corriente eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina —según la llamada ley de Ohm— cuánta corriente fluye en el circuito cuando se le aplica un voltaje determinado. La unidad de resistencia es el ohmio, que es la resistencia de un conductor si es recorrido por una corriente de un amperio cuando se le aplica una tensión de 1 voltio. Un circuito en serie es aquél en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación. En este caso las resistencias en serie significan que están alambradas una después de la otra y que se aplica una diferencia de potencia en los extremos de la serie. En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las resistencias, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la resistencia.
Se procedió a calibrar la fuente de poder con el multimetro a 12V para que coincidiera con el valor nominal de la bombilla. 1. Se procedió a montar el circuito con la bombilla, Observando el brillo de la lámpara, también se comprobó el valor nominal de cada resistencia con su valor real, luego se tomaron cada una de las resistencia (primero una y luego las dos) formando el circuito midiendo la intensidad de cada una y el brillo de la lámpara (esquema 1). 2. El procedimiento dos consiste en montar el esquema en paralelo midiendo la intensidad en los diferentes puntos señalados, y el brillo de la lámpara variando las resistencias (esquema2). Esquema 1
12V + V_= 12V _ 12V
2. PROCEDIMIENTO 1. El experimento consiste en organizar un circuito eléctrico: formado por una placa reticular, en donde se fija el circuito; compuesto por: portalámparas, bombilla (12V/0.5A), cables de conexión, resistencias (100 Ω, 1K Ω) multímetro y una fuente de poder.
Esquema 2
+ U_=12v
12V
12V
-
Primera resistencia (100 Ω)
115.7
Segunda resistencia (100 Ω)
115.2
Dos resistencias (100 Ω)
230.9
Primera resistencia (1 k Ω)
11.9
Segunda resistencia (1 k Ω)
11.9
Dos resistencias (1 k Ω)
23.8
Dos resistencias distintas (100 Ω/ 1 k Ω)
AT=128.4
A1 para 1 k Ω
A2=116.6
A1=11.9
A2 para 100 Ω A
3. RESULTADOS
4. ANÁLISIS
Para el esquema 1. Resistencias ( R )
Para el esquema 1. Brillo de lámpara
la
Intensidad (I) en mA
Primera lámpara
optimo
230
Dos lámparas
opaco
A1= 155.4 A2=155.5 A3=154.7
Primera resistencia (100 Ω)
115.3
Dos resistencias (100 Ω)
A1= 59.0 A2=58.9 A3=58.7
Primera resistencia (1 k Ω)
11.9
Dos resistencias (1 k Ω)
A1= 10.9 A2=10.9 A3=10.4
La intensidad en un circuito con resistencias en serie, la intensidad es inversamente proporcional a la resistencia. Entre mayor sea la oposición al flujo de carga (resistencia) menor será la intensidad. Para el esquema 2. La intensidad en un circuito con resistencia en paralelo, presenta menos oposición al flujo de carga, que si estuviera en serie, por lo que la intensidad aumenta. PREGUNTAS RELACIONADAS 1. ¿Qué permite suponer del hecho de que dos lámparas conectadas en serie se enciendan débilmente las dos? Como las dos lámparas conectadas en serie, presentan mayor oposición al flujo de carga, por ende disminuye la intensidad, al disminuir la intensidad, y la resistencia que opone cada lámpara permanece constante implica que la diferencia de potencial disminuye, y como el brillo de las lámparas dependen de este, diminuye.
Para el esquema 2 Intensidad (I) en mA
2. La resistencia de las lámparas tiene una gran tolerancia. Por esta razón este tema se estudia con mayor precisión utilizando dos resistencias, compara la intensidad con una resistencia y la intensidad con dos resistencias iguales.
Luminosa
230
Luminosa
230
La intensidad debida a una resistencia es menor que la intensidad con resistencias conectadas en serie.
Resistencias ( R )
Brillo de lámpara
Primera lámpara Segunda lámpara Dos lámparas
la
460
2
3. ¿Qué se puede concluir sobre la resistencia total en una conexión en serie? La resistencia total es la suma de las resistencias individuales, en cuanto mayor sea la resistencia, menor será la intensidad. 4. En que punto el circuito en serie de lámparas o resistencias, se puede medir la intensidad total. La intensidad total en un circuito en serie se mide antes o después de las lámparas o resistencias. 5. ¿Qué puedes concluir del hecho de que las dos lámparas se encienden completamente?
5. REFERENCIAS
ENCICLOPEDIA INTERACTIVA PREMIUM 2006. FÍSICA 2 - HOLLYDAY
ENCARTA
FISICA FUNDAMENTAL 2 - MICHEL VALERO
GUIA DE LABORATORIO.
NOTAS DE CLASES.
Las lámparas encienden completamente por que a través de ellas circula la misma cantidad de carga eléctrica. 6. ¿Cómo varia la intensidad total, si a una resistencia se le añade otra de igual valor, conectada en paralelo? La intensidad total individual
aumenta el doble de cada resistencia
7. ¿Cómo varia en este caso la resistencia total? La resistencia total disminuye a la mitad de cada resistencia individual 8. ¿Cómo varia la resistencia total, cuando a una resistencia se le conecta en paralelo otra de distinto valor? La resistencia total disminuye 9. Calcula según la ley de ohm la intensidad total cuando se conecta en paralelo dos resistencias de 100 Ω y 470 Ω, a una tensión de 12V
I
V R
12V 1 1 100 470
0.14 A
3
