PRACTICA N° 6
CIRCUITOS EN SERIE Y PARALELO A. OBJETIVOS: -
Establecer las características de un circuito conectado en serie. Establecer las características de un circuito conectado en paralelo. Establecer las características de un circuito mixto.
B. INTRODUCCION: Los circuitos eléctricos contienen generalmente combinaciones de resistencias. El concepto de resistencia equivalente de una combinación de resistencias es útil para calcular la corriente que pasa por las diferentes ramas de un circuito. La resistencia resistencia equivalente equivalente de una combinación de resistencias es el valor de una única resistencia que remplaza por la combinación, produce el mismo efecto externo. Cuando varios resistores R 1, R 2, R 3, R 4, …, están conectados en serie, la resistencia equivale nte R eq eq es la suma de las resistencias individuales: R … (1) eq eq = R 1 1 + R 2 2 + R 3 + En una conexión en serie fluye la misma corriente a través de todos los resistores. Si los resistores están en paralelo, la resistencia equivalente R eq esta dada por:
(2)
Todos los resistores de una conexione en paralelo tienen la misma diferencia de potencial entre sus terminales.
C. CUESTIONARIO PREVIO: D. EQUIPO MATERIAL: -
Fuente de corriente continua. Resistencia de diferentes valores. Amperímetro. Voltímetro. Tablero de conexiones. Cables. Cocodrilos. Reóstato.
E. ESQUEMA:
F. PROCEDIMEINTO EXPERIMENTAL F.1 CONEXIÓN EN SERIE.1. 2.
Instale el equipo como se muestra en el esquema. Fig. 1. Etiquete cada resistencia adecuadamente.
TABLA 1 ELEMENTO
VALOR NOMINAL (Ω)
R 1 R 2 R 3
R equivalente 3. 4. 5. 6. 7.
33 56 100 189
DIFERENCIA DE POTENCIAL (V)
INTENSIDAD DE CORRIENTE (A)
0.32 2.05 0.93 1.80
0.060 0.062 0.064 0.058
RESITENCIA (Ω)
POTENCIA (W)
5.33 33.06 14.53 31.03
0.019 0.127 0.059 0.104
Utilizando el código de colores establecer el valor nominal de cada resistencia, anote sus valores en la TABLA 1. Establecer el orden de las resistencias en el circuito de la Fig. 1. Medir la intensidad de corriente para cada resistor. Medir el valor de la diferencia de potencial para cada resistor. Registre sus datos en la TABLA1.
F.2 CONEXIÓN EN PARALELO.-
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Instale el equipo como se muestra en el esquema. Fig. 2. Etiquete cada resistencia adecuadamente. Utilizando el código de colores establecer el valor nominal de cada resistencia, anote sus valores en la TABLA 2. Establecer el orden de las resistencias en el circuito de la Fig. 2. Medir la intensidad de corriente para cada resistor. Medir el valor de la diferencia de potencial para cada resistor. Registre sus datos en la TABLA1.
TABLA 2
ELEMENTO
VALOR NOMINAL (Ω)
R 1 R 2 R 3
R equivalente
100 36 33 189
DIFERENCIA DE POTENCIAL (V)
INTENSIDAD DE CORRIENTE (A)
1.42 1.42 1.42 1.67
0.70 0.72 0.78 0.022
RESITENCIA (Ω)
POTENCIA (W)
2.02 1.97 1.82 75.90
0.994 1.022 1.107 0.036
G. ANALISIS DE DATOS EXPRIMENTALES: 1.
Utilizando la ley de Ohm calcular el valor de la resistencia y su incertidumbre para cada caso. LEY DE OHM: V = I x R entonces R = V / I
Tabla 1 R1 = 0.32 / 0.060 = 5.33 ± 0.01 Ω R2 = 2.05 / 0.062 = 33.06 ± 0.01 Ω R3 = 0.93 / 0.064 = 14.53 ± 0.01 Ω Req = 1.80 / 0.058 = 31.03 ± 0.01 Ω Tabla 2 R1 = 1.42 / 0.070 = 2.02 ± 0.01 Ω R2 = 1.42 / 0.072 = 1.97 ± 0.01 Ω R3 = 1.42 / 0.078 = 1.82 ± 0.01 Ω Req = 1.67 / 0.022 = 75.90 ± 0.01 Ω 2.
Calcular el valor de la potencia y su incertidumbre correspondiente para cada caso. POTENCIA P = I x V Tabla 1 R1 = 0.32 x 0.060 = 0.019 ± 0.01 W R2 = 2.05 x 0.062 = 0.127 ± 0.01 W R3 = 0.93 x 0.064 = 0.059 ± 0.01 W Req = 1.80 x 0.058 = 0.104 ± 0.01 W Tabla 2 R1 = 1.42 x 0.070 = 0.094 ± 0.01 W R2 = 1.42 x 0.072 = 1.022 ± 0.01 W R3 = 1.42 x 0.078 = 1.107 ± 0.01 W Req = 1.67 x 0.022 = 0.036 ± 0.01 W
3. 4.
Realice los cálculos correspondientes para F.1, F.2 del procedimiento experimental. Registre sus cálculos en las tablas correspondientes.
H. COMPARACION Y EVALUACION DE RESULATADOS: 1.
Comparar el valor de la resistencia encontrada experimentalmente con los valores nominales. ¿Qué concluye?. Entonces la resistencia que estamos midiendo es la equivalente a ambos dispositivos puestos en serie: R+RA (siendo RA la resistencia interna del amperímetro).
2.
¿Qué tipo de error ha cometido?. Explique.
Errores sistemáticos. Para eliminarlo bastará con restar la resistencia interna del amperímetro del valor medido con el montaje largo. 3.
Comparar el valor nominal o teórico de la resistencia equivalente con los valores encontrados experimentalmente. ¿Que concluye?. Al visualizar los valores encontrados experimentalmente con el valor nominal, se ha verificado que los valores de la resistencia se encuentran dentro del rango de tolerancia que la resistencia especifica con el código de colores.
4.
¿Qué tipo de error ha cometido?. Explique. Es un error sistemático debido a que no se toma en cuenta la perdida de energía q se transforma en calor al pasar por la resistencia.
I. CONCLUSIONES: 1.
Comenzamos estudiando el comportamiento de una resistor, que se caracteriza por oponer una resistencia al paso de la corriente. Hemos observado a través de la experiencia que la resistencia funciona de igual manera cuando invertimos su conexión.
2.
Luego trabajamos estudiando el comportamiento de un diodo. A diferencia del resistor, este elemento eléctrico no funciona de la misma manera cuando se invierte su conexión. Colocado de un lado, el diodo se comporta oponiendo una baja resistencia al paso de la corriente mientras que, del otro lado, actúa como una resistencia que tiende a infinito o dicho de otro modo como si hubiera una llave abierta. Es por lo primero que es necesario dejar en el circuito la resistencia, pues si no lo hiciéramos, estaríamos corriendo el riesgo de arruinar algún elemento.
3.
En conclusión, la Ley de Ohm no es válida para todos los elementos eléctricos que dificulten el paso de la corriente.
J. BIBLIOGRQAFIA: -
Electricidad y Magnetismo. Autor: A. N. Matveev Gentileza de: Editorial MIR
-
Física universitaria. Autor: Sears - Zemansky Gentileza de: Editorial PEARSON
K. CUESTIONARIO FINAL: 1.
¿Cuál de las conexiones de la practica es la mas adecuada para el uso domestico?. Fundamente su respuesta. Circuito Eléctrico en Paralelo : Este tipo de conexión contempla dos o más derivaciones (desviaciones) de la trayectoria inicial. Con el circuito eléctrico en paralelo podemos hacer funcionar a más de un receptor, utilizando un solo generador . Cuando las resistencias se conectan en paralelo, uno de sus extremos se conecta a un polo del generador por medio de un conductor, y el otro extremo, al otro polo del generador, permitiendo así el flujo de la corriente eléctrica por diversos caminos. Cuando una resistencia se funde, la corriente eléctrica sigue fluyendo por las otras resistencias. Un ejemplo de este circuito, son las instalaciones eléctricas domésticas.
2.
¿Influye la resistencia interna de la fuente?. Fundamente su respuesta. La resistencia interna de una fuente es una resistencia que se coloca en un circuito eléctrico a fin de modelar el efecto que poseen las fuentes de alimentación reales cuando a partir de ellas circula una corriente. No es un componente que vos puedas quitar o modificar, sino que solo modela la caída de tensión en una fuente de alimentación cuando por ella circula una corriente.
3.
Existe disipación de calor en la practica. Si su respuesta es afirmativa, explique como se podría calcular dicha energía disipada. Experimentalmente se comprueba que para temperaturas no muy elevadas, la resistencia a cierta temperatura (
), viene dada por la expresión:
Donde:
4.
= Resistencia de referencia a la temperatura
.
= Coeficiente de temperatura. Para el cobre
= Temperatura de referencia en la cual se conoce
. .
¿Qué es la sensibilidad de un instrumento de medición eléctrico?. Explique como se establece la resistencia interna del medidor eléctrico. La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviación completa de la aguja indicadora a través de la escala. El grado de sensibilidad se expresa de dos maneras, según se trate de un amperímetro o de un voltímetro.
En el primer caso, la sensibilidad del instrumento se indica por el número de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviación completa. Así, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desviación, etcétera. En el caso de un voltímetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el número de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltímetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resistencia. El número de ohmios por voltio de un voltímetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje máximo que puede medirse. Por ejemplo, un instrumento con una resistencia interna de 300000 ohmios y una escala para un máximo de 300 voltios, tendrá una sensibilidad de 1000 ohmios por voltio. Para trabajo general, los voltímetros deben tener cuando menos 1000 ohmios por voltio. 5.
a) Halle la corriente a través de la batería y de cada resistor del circuito. b) ¿Cuál es la resistencia equivalente de la red de resistores?. R 1 = R 3 = R 5 = 1Ω, R 2 = R 4 = 2Ω y ε = 14.0 V.
R1 = R3 = R5 = 1Ω = La corriente a través de estos resistores es: I = 14.0 V R2 = R4 = 2Ω = La corriente a través de estos resistores es: I = 7.0 V La resistencia equivalente es: R eq = 7Ω
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARIA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS, FISICAS Y FORMALES
PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA Y MECATRONICA CURSO: Practicas de Fisica II Electricidad y Magnetismo
TEMA: PRACTICA N° 6 CIRCUITOS EN SERIE Y EN PARALELO
PROFESOR: Lic. Mario Pumacallahui Pineda.
PRESENTADO POR: William Alexander Pinto Vásquez.
AREQUIPA - PERU 2012