Objetivos • •
Aplicar la ley de Ohm a los circuitos circuitos en serie. Verificar experimentalmente el comportamiento de la corriente en un circuito en serie.
Materiales sugeridos
Resistencias (6) de valores mayor que 1.0! "ult#metro $i%ital (&) 'uente de alimentacin a*lero de conexiones +a*les.
Descripción teórica ,n los circuitos el-ctricos puede ha*er una o ms resistencias conectadas en serie/ paralelo/ en serieparalelo o en otras com*inaciones ms complicadas/ por lo que es importante conocer las leyes que ri%en para estos circuitos circuitos y es lo que se tratara de investi%ar experimentalmente. as mediciones han demostrado que la corriente en un circuito disminuye cuando se aumenta el n2mero de resistencias conectadas en serie/ si la tensin aplicada se mantiene constante. Resulta pues que el efecto de a3adir resistencias en serie es aumentar la oposicin a la corriente en el circuito. +onociendo el volta4e aplicado , en un circuito y midiendo la corriente total 5 se puede determinar la resistencia total R mediante la ey de Ohm. $e esta manera RT = E/IT
a ecuacin su%iere un procedimiento experimental para determinar una expresin mediante la cual se pueda determinar R. ,n al%unos circuitos el-ctricos con ciertos %rados de complicacin se aplican las eyes de 7irchhoff para resolverlas. ,stas constituyen la *ase del anlisis moderno de redes y se utili8a para circuitos con una o ms fuentes de tensin.
Ley de la tensión ,n un circuito en serie con 9n: resistencias/ estas se pueden reempla8ar reempla8ar por una resistencia total o equivalente R. ;na de las propiedades caracter#sticas de un circuito en serie es que la corriente es la misma en cualquier punto del circuito. $e esto se deduce que ET= RTI/ RTI/ y que: que: RT=Ri! de RT=Ri! de la ley de Ohm se o*tiene que ET= Ei o cual esta*lece que la suma total de las tensiones en cada resistor conectado en serie ser i%ual a la tensin suministrada por la fuente. ,sta es la ey de las tensiones de 7irchhoff para un circuito cerrado con resistencias conectadas en serie.
Ri. ?odemos concluir que en un circuito con resistencias en serie se cumplen las si%uientes caracter#sticas R = >R4 5 = 51 = 5& =@5n , = > ,4
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"n#lisis indagatorio
$% &'u( aplicación se le puede dar a un circuito en serie) ,n la prctica los circuitos serie se usan por e4emplo para re%ular la intensidad de una lmpara/ o el sonido de un altavo8/ intercalando una resistencia varia*le llamada restato o potencimetro/ antes del receptor. *% &'u( relación e+iste entre el voltaje de la ,uente y el voltaje sobre cada uno de los resistores en serie) a relacin que hay entre el volta4e de la fuente y el volta4e en cada uno de los resistores del circuito es Vf = VR1 VR& VRB@ VRn ,n otras pala*ras el volta4e total de la fuente es i%ual a la suma de los volta4es medidos en cada una de las resistencias del circuito.
-% &.óo ser0a la variación de las corrientes si auentaos el n1ero de resistores anteniendo el voltaje constante)
C. &.óo ser0a la variación de la corriente si desconectaos uno de los resistores del circuito)
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E+ploración .aracter0sticas del circuito con resistencias en serie 1. ,ncienda su mult#metro di%ital y h%alo funcionar como hmetro. ome cada una de las resistencias y mida cuidadosamente su valor. lene la ta*la DE1 &. Arme el circuito DoE1/ utili8ando el mult#metro di%ital/ a4uste la salida de la fuente a 10v y manten%a esta tensin para el resto de los circuitos.
B. "ida la corriente total del circuito. Anote este valor en la ta*la DE&. C. ;tili8ando los valores de tensin/ corriente y resistencia medida/ calcule la corriente y la resistencia del circuito por medio de la ey de Ohm es decir
I. = 2/ R R. = 2 / I $onde 5+ y R+ son valores calculados y Vm/ Rm/ 5m son valores medidos. Anote sus valores en la ta*laDE&. F. A%re%ue la resistencia R1 y arme el circuito DE&. Duevamente mida la resistencia total (desconectando la fuente)/ la corriente y el volta4e del circuito. Anote sus valores en la ta*la.
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6. Adicione la resistencia y arme el circuito DEB.
G. +onsiderando el circuito DEB/ cam*ie las resistencias por RC/ RF y R6. ;sando la ta*la B correspondiente a la com*inacin AH calcule la resistencia total mediante la suma de sus valores y anote el valor calculado. "ida la corriente y calcule su valor utili8ando la ey de Ohm. I. Repita el procedimiento anterior para formar las com*inaciones J y + su%eridas. K. ,l circuito DEC corresponde a la com*inacin +. la lectura del amper#metro en el punto L y en el punto M.
Ley de los voltajes de 3irc44o,, para circuitos serie
1. +onecte el circuito Do1/ con el valor de R6 de la ta*la Do1. "ida la corriente con el mult#metro di%ital e indique la direccin del flu4o di*u4ando las flechas so*re el circuito. "ida la tensin so*re la resistencia. 5ndique la polaridad de la tensin so*re R6 (marque y ). &. +onecte el circuito DoB con los valores R1/ RF/ R6 de la ta*la 1. "ida el valor de la corriente del circuito. Anote sus valores en la ta*la DoC. "ida el volta4e en cada resistencia. ;tilice el valor medio de R1 para calcular el volta4e terico de la tensin so*re esa resistencia/ utili8ando la ey de Ohm. Anote dicho valor en la ta*a DoC. Repita este procedimiento en cada una de las resistencias utili8adas y complete el cuadro. 5
5+ = VmN Rm V+ = Rm 5m
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.#lculos y resultados
.aracter0sticas del circuito con resistencias en serie Tabla n5$ Resistencia R$ R* RR7 R8 R9
6oinal F6! 0.CG! &! 11B! 6B! 111!
Medida F6.I! 0.CG! &.01! 11B.C! 6B.B! 111.B!
Tabla n5*
.ircuito n5$ .ircuito n5* .ircuito n5-
.orriente "; Medida I; .alculada Ic; 0.1ImA 0.1ImA 0.1ImA 0.1GmA 0.1GmA 0.16mA
Resistencia 3<; Medida R; .alculadaRc; F6.I! FF.6! FG.&G! FI.I&! FK.&I! 6&.F!
.orriente "; Medida I; .alculada Ic; 0.06mA 0.0BFmA 0.0KmA 0.0ImA 0.0FmA 0.0CCmA
Resistencia 3<; Medida R; .alculadaRc; &II! &IF.G1! 1&&.11! 1&F! &&F.1G! &&G.&G!
Tabla n5-
.obinación ": R7!R8!R9; : R$!R8!R-; .: R7!R*!R9;
El circuito 657 corresponde a la cobinación .% la lectura del aper0etro en el punto > es de ";: 0.0F y en el punto ? es de ";: 0.0F &'u( di,erencia e,ectiva 4ay entre los valores obtenidos de corriente para los di,erentes puntos >! ?;) ?ara los diferentes puntos medidos del circuito no hay nin%una diferencia/ ya que la corriente es i%ual en cualquier punto.
Mencione tres causas de error @ue 4acen @ue 4aya di,erencia entre los valores edidos y calculados para la resistencia en un circuito en serie 1. a temperatura (am*iente). &. a cantidad de decimales y errores de pulso al medir. B. a precisin de los instrumentos de medicin.
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Ley de los voltajes de 3irc44o,, para circuitos serie 1. +onecte el circuito Do1/ con el valor de R6 de la ta*la Do1. "ida la corriente con el mult#metro di%ital e indique la direccin del flu4o di*u4ando las flechas so*re el circuito. "ida la tensin so*re la resistencia. 5ndique la polaridad de la tensin so*re R6 (marque y ).utili8ando la polaridad y teniendo en cuenta la ey de los volta4es de 7irchhoff en el circuito/ +unto vale la sumaP Vf = VR6 Vf = 10V Qu- puede concluirP a corriente es la misma en cualquier punto del circuito/ lo que esta*lece que la suma total de las tensiones en cada resistor conectado en serie ser i%ual a la tensin suministrada por la fuente.
&. +onecte el circuito DoB con los valores R1/ RF/ R6 de la ta*la 1. "ida el valor de la corriente del circuito. Anote sus valores en la ta*la DoC. "ida el volta4e en cada resistencia. ;tilice el valor medio de R1 para calcular el volta4e terico de la tensin so*re esa resistencia/ utili8ando la ey de Ohm. Anote dicho valor en la ta*a DoC. Repita este procedimiento en cada una de las resistencias utili8adas y complete el cuadro. 5+ = VmN Rm V+ = Rm 5m
a*la DEC Resistor R1 RF R6
+orriente (mA) "edida (5m) +alculada (5c) 1/FB mA 1/FC mA 1/FB mA 1/FB mA 1/FB mA 1/FC mA
Volta4e (v) "edido (Vm) +alculado (Vc) F/1 V F/&0 B/B V B/B0 0/K& V 0/K1 >Vm= K/B& >V+=K/C0
"n#lisis de resultados
$% &.on respecto a la tabla 65*! coo son los valores de la resistencia edidas en el circuito coparados con los calculados) os Valores difieren un tanto ya que existen muchos factores que pueden afectar dicho valor a la hora de presentar el valor num-rico. ,ntre dichos factores se pueden encontrar las diferencias de decimales al calcular.
*% &La resistencia total en el circuito 65- edida es igual a la sua de las resistencias edida en ,ora individual) Do es i%ual/ pero es aproximadamente i%ual.
-% &.u#l es la ,órula para encontrar la resistencia en un circuito en serie) Rt=R1R&RB@Rn
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.onclusiones Al finali8ar este informe de las experiencias reali8adas en el la*oratorio C/ y lue%o de investi%ar un poco acerca de los circuitos en serie/ lo%ramos o*tener las si%uientes conclusiones las cuales dan un %ran aporte a nuestra formacin acad-mica •
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?udimos aprender como conectar circuito en serie y medir el valor de la resistencia individualmente y en forma de con4unto/ sa*iendo que para medirlas tenemos que tener presente que el circuito este a*ierto si no el valor ser errneo y se nos dio a conocer cmo podemos armar de manera correcta el circuito para que a la hora de hacerlo funcionar para medir corriente/ por e4emplo/ no quemes los instrumentos de medicin. ,n este la*oratorio tam*i-n se da a conocer las diferente forma para calcular las resistencias totales de un circuito por medio de las formulas de la ley ohm por la cual tam*i-n se puede calcular la corriente y el volta4e. am*i-n se us la ley 75R+O'' para el clculo de las tenciones.
Re,erencias
A#ginas Beb consultadas: • •
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httpNNen.Siipedia.or%NSiiND5T"ultisim httpNNupload.Siimedia.or%NSiipediaNcommonsNBNB1NAsociacion
Closario 9
$% Tablero de cone+iones: a*lero con orificios/ en la cual se pueden insertar componentes electrnicos y ca*les para armar circuitos *% .ircuito en serie: ,s una confi%uracin de conexin en la que los *ornes o terminales de los dispositivos (%eneradores/ resistencias/ condensadores/ interruptores/ entre otros.) se conectan secuencialmente. a terminal de salida del dispositivo uno se conecta a la terminal de entrada del dispositivo si%uiente. -% .ircuito en paralelo ,s una conexin donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (%eneradores/ resistencias/ condensadores/ etc.) conectados coincidan entre s#/ lo mismo que sus terminales de salida. 7% .orriente es una ma%nitud f#sica que refle4a la cantidad de electricidad que/ en una unidad de tiempo/ fluye por un conductor. ,ste flu4o de car%as el-ctricas se mide en amperios/ de acuerdo al
esta forma/ el volta4e/ que tam*i-n es conocido como tensin o diferencia de potencial/ es la presin que una fuente de suministro de ener%#a el-ctrica o fuer8a electromotri8 e4erce so*re las car%as el-ctricas o electrones en un circuito el-ctrico cerrado
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