Circuito de resistores en paralelo Objetivos
Aplicar la ley ohm a los l os circuitos en paralelo Verificar experimentalmente el comportamiento del voltaje en circuito en paralelo
Análisis Indagatorio
¿Qué aplicación se le puede dar a un circuito en paralelo? R: Los parlantes de tu estéreo: En un mismo cajón de tu estéreo hay varias bocinas; unas de sonido grave y otras de sonido agudo y ellas el las están conectadas en paralelo. En las casas el alambrado eléctrico de las conexiones de luz, están conectadas de forma paralelo para que cuando se apague y una bombilla de luz el resto se apague. ¿Qué mantendrá constante el voltaje y la corriente a medida que se añaden más resistores en paralelo entre dos nodos? R: El voltaje cuando hablamos de circuitos en paralelo se mantiene constante, por lo tanto el voltaje v oltaje se mantendrá constante a pesar de que se añadan más resistores, mientras que la corriente por la ley de corrientes de Kirchhoff se tiene que la corriente que entra en un nodo es la misma que sale. En otras palabras la suma de todas las corrientes nos daría la corriente total. Se tienen dos focos idénticos conectados en paralelo a una fuente de voltaje, si se conecta en paralelo un tercer foco idéntico a los anteriores. La intensidad de la luz aumenta, se mantiene o disminuye ¿Por qué? R: Se mantienen, porque los focos se comportan de igual manera que un resistor en paralelo y estos tendrían el mismo voltaje por lo tanto el potencial sería más o menos lo mismo y la intensidad se mantendría. Un circuito en paralelo permite que todos los aparatos eléctricos accedan por igual a la misma potencia.
Descripción teórica El diagrama muestra un circuito paralelo, en el cual se distinguen tres ramas de conducción de corriente corriente a través de R1, R2, Y R3. Podría sustituirse R1, R2 Y R3 por una sola resistencia Rt que sería la resistencia total o equivalente de la red en paralelo. La resistencia Rt estará directa a la fuente Rt en el circuito y limitara li mitara la corriente al valor It. Es evidente que las corrientes individuales I1, I2 e I3 constituyen la corriente total It suministrada por la fuente.
Materiales
Resistencia (6) con valores mayores que 1K Ω Multímetro digital (2) Fuente de alimentación Batería (2) de 6V
Exploración Características del circuito con resistores en paralelo
1.
utilizando el multímetro digital como óhmetro, mida cada valor de las resistencias. Calcule la conductancia (el inverso de la resistencia) y anote en la tabla 1. Tabla No1 RESISTENCIA (K Ω)
Conductancia G (siemens)
NOMINAL
MEDIDA
R1
10x102 ± 5%
0.98k
1.020
R2
10x103 ± 5%
9.66k
0.10
R3
91x102 ± 5%
9.00k
0.11
R4 R5 R6
2
5.06k 3.94k 2.68k
0.19 0.25 0.37
51x10 ± 5% 39x102 ± 5% 27x102 ± 5%
2. Utilizando el multímetro digital como voltímetro ajuste la fuente de alimentación para 10v, esta tensión se mantiene fija en toda la primera parte de la experimentación conecte el circuito No1 usando R1 utilizando el multímetro digital como miliamperímetro, mida 1 a corriente y con la ley de ohm, calcule la resistencia total y anote su valor calculado de la resistencia total determine la conductancia total del circuito, anote sus resultados en la tabla No2. 3. Conecte el circuito No2. Utilizando el multímetro digital como miliamperímetro, mida la corriente total del circuito. Utilice los valores de las resistencias de la tabla No1 y anote sus valores en la tabla 2. 4. Conecte el circuito No3 y proceda de igual forma que en los pasos 2 y 3. Anote los valores en la tabla no2.
Tabla No2 Corriente (mA)
R(k Ω)
G(siemens)
Medida(Im) Calculada(Ic) Medida(Rm) Calculada(Rc) Circuito No1
09.5
1.26
0.98kΩ
9.52
1.020
Circuito No2
10.4
8.57
10.64kΩ
1.4
0.093
Circuito No3
11.7
1.02
19.64kΩ
11.76
0.085
5. Conecte el circuitoNo2 con las combinaciones sugeridas en la tabla No3. Con este valor y el valor del voltaje de la fuente, utilice la ley de ohm para calcular la corriente total (I calculada). Enciende la fuente y kea la corriente que fluye por el circuito (I medida). Anote sus valores en la tabla No3. Tabla No3 Corriente (mA)
Voltaje medidos en cada resistor
Combinaciones
calculada
medida
A: (R4,R5,R6)
11.76
07.9
9.83
9.76
9.81
B: (R1,R2,R3)
9.71
11.7
9.65
9.65
9.63
6. En cada combinación de resistencia, mida la tensión sobre cada una. Anote en la tabla No3. Ley de las corrientes de Kirchhoff para circuitos en paralelo
1. Ajuste la fuente de alimentación para 6V (esta tensión se usara para el resto del experimento). 2. Conecte el circuito No3 con la combinación B. utilizando el multímetro digital como miliamperímetros, mida las corrientes I1, I5, I3 y It anote sus valores en la tabla No. 4 (recuerde que el amperímetro se conecta en serie con el elemento por el cual se desea conocer la corriente). Solicite que el profesor lo supervise.
3. Calcule la corriente que influye por cada resistor. Anote sus valores en la tabla No. 4 Tabla No4 Corriente (mA)
Resistor calculada
medida
R1
9.97
09.3
R2
1.01
07.9
R3
1.08 ∑ Ic = 12.06
00.7 ∑ Im = 17.9
Análisis 1.
¿Qué sucede con la conductancia total de un circuito cuando se conectan resistencias en paralelo? R: sucede que las resistencias equivalentes serán el inverso de estas conductancias totales.
2.
Escriba una ecuación que exprese la conductancia de tres resistencias cuando estas se conectan en paralelo R: G = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 G = G1 + G2 + G3 Escriba la misma ecuación anterior en función de los valores de las resistencias R: G = (1/0.98 + 1/9.66 +1/ 9.00)
3.
4.
¿Con referencias a la tabla No3, hay alguna diferencia significativa en el valor de esta tensión sobre cada resistencia para una combinación en particular? R: No. ya que los valores de las tensiones en los extremos de cada resistencia son las mismas.
5.
¿Cómo se puede aplicar la ley de las tensiones de Kirchhoff a un circuito en paralelo? R: La ley de corriente de Kirchhoff se aplica en un circuito en paralelo cuando la corriente que circula hacia un nodo o punto de derivación es igual a la suma de las corrientes que abandonan el nodo o derivación.
6.
Con referencia a la tabla No5,existe diferente entre la corriente total calculada y medida R: no ya que solo hay un pequeño porcentaje de error con las variaciones de las cifras significativas.
7.
Formule una expresión matemática aplicada a las sumas de las corrientes que lleguen a un punto dado, en un circuito en paralelo: R: IT = E/R1 + E/R2 +E/R3 I = I1 + I2 + I3
Conclusión Los circuitos en paralelo son una gran manera de realizar conexiones eléctricas para que cuando quitamos la corriente a una parte del circuito siga corriendo por los otros componentes de eléctricos En el circuito en paralelo el voltaje se mantiene con valores constantes y la sumatoria de los voltajes constantes medidos es igual al voltaje del led de entrada. El porcentaje de error entre lo teórico y lo práctico es mínimo y el voltaje de cada resistencia es igual sin importar el valor de la misma.
Referencias Glosario 1) Protoboard: Es un tablero con orificios, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para armar circuitos. 2) Circuito en Paralelo: se define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se bifurca en cada nodo. su característica más importante es el hecho de que el potencial en cada elemento del circuito tienen la misma diferencia de potencial.
3) Fuente de alimentación: es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias corrientes continúas. 4) Corriente: es el flujo de carga eléctrica que transita en un material.
5) Voltaje: es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. 6) Resistor: componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico.
