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- 1. CIRCUITOS DE RESISTORES EN SERIE OBJETIVOS: * Aplicar la ley de Ohm a los circuitos en serie. * Verificar experimentalmente el comportamiento de la corriente en un circuito en serie. MATERIALES resitencias de 500 Ω hasta 10k Ω bateria de 9 voltios cables conectore multimetro protoboards fuente de poder HIPOTESIS Las hipótesis planteadas a partir del laboratorio fueron: 1) Al medir la corriente y el potencial de ambos circuitos eléctricos (en paralelo y en serie) estos serán iguales debido de que la fuente de poder en ambos circuitos es la misma. 2) La resistencia total de ambos circuitos es distinta ya que, en el circuito en serie ambas ampolletas están conectadas por un solo conductor, en cambio en el circuito paralelo las ampolletas están conectadas por un único conductor que deriva a otros dos (uno para cada ampolleta). 3) Al poner los terminales del voltímetro, en una de las placas y la otra en el agua al mover la segunda paralelamente a las placas va a variar, puesto que la posición de la pinza es distinta. 4) Al poner los terminales del voltímetro, en una de las placas y la otra en el agua al mover la segunda perpendicularmente a las placas va a variar, puesto que la distancia entre la pinza y las placas es distinta. 5) Al pasar la pinza entre ambas placas pero sin agua el voltímetro no marcara un valor ya que, no hay un conductor por que pase la corriente. Materiales, Reactivos y Métodos
- 2. MARCO TEORICO En los circuitos eléctricos puede haber una o más resistencias conectadas en serie, paralelo, en serie-paralelo o en otras combinaciones más complicadas, por lo que es importante conocer las leyes que rigen para estos circuitos y es lo que se tratara de investigar experimentalmente. Las mediciones han demostrado que la corriente en un circuito disminuye cuando se aumenta el número de resistencias conectadas en serie, si la tensión aplicada se mantiene constante. Resulta pues que el efecto de añadir resistencias en serie es aumentar la oposición a la corriente en el circuito. Conociendo el voltaje aplicado E en un circuito y midiendo la corriente total IT se puede determinar la resistencia total RT mediante la Ley de Ohm. De esta manera Rt = E/IT La ecuación sugiere un procedimiento experimental para determinar una expresión mediante la cual se pueda determinar Rt. En algunos circuitos eléctricos con ciertos grados de complicación se aplican las Leyes de Kirchhoff para resolverlas. Estas constituyen la base del análisis moderno de redes y se utiliza para circuitos con una o más fuentes de tensión. Ley de la tensión En un circuito en serie con “n” resistencias, estas se pueden reemplazar por una resistencia total o equivalente Rt.
- 3. Una de las propiedades características de un circuito en serie es que la corriente es la misma en cualquier punto del circuito. De esto se deduce que Et = RtI, . y que: Rt=∑Ri, de la ley de Ohm se obtiene que Et=∑ Ei Lo cual establece que la suma total de las tensiones en cada resistor conectado en serie será igual a la tensión suministrada por la fuente. Esta es la Ley de las tensiones de Kirchhoff para un circuito cerrado con resistencias conectadas en serie. Luego se tiene: El=IRl Donde se considera que la corriente I; es la misma para cada resistencia como la suministra la fuente. RT = ∑Rj Podemos concluir que en un circuito con resistencias en serie se cumplen las siguientes características: RT = ∑Rj I = I1 = I2 =…In ET = ∑ Ej
- 4. PROCEDIMIENTO 1) Se utiliza el multímetro digital y se hace funcionar como óhmetro. Se Tomó cada una de las resistencias y se realizó medidas cuidadosamente de su valor. Se Llena la tabla #1 2) Se armo el circuit #1. Utilizando el multímetro digital, se ajusto la salida de las fuentes a 10 V y se mantuvo esta tensión para el resto de los circuitos. 3) se midio la corriente total del circuito. Y se anoto el valor en la tabla #2 4) se utilizaron los valores de la tensión, corriente y resistencia medida, y se calculo la corriente y la rsistencia del circuito por medio de la ley de ohm, es decir: Donde Ic y Rc son valores calculados y Vm, Im , Rm son valores medidos. 5) Se agregaron las resistencias R1 y se armo el circuito #2. Nuevamente se midio la resistencia total , la corriente y el voltaje del circuito. Y anotaron los datos obtenidos.
- 5. 6) Se Adicionaron las resistencias y se armo el circuito No.3. siguiendo los pasos anteriores, anote sus resultados en la table #2. Circuito #3 7) Considerando el circuito No3, cambie las resistencias por R4, R5 y R6. Usando la tabla 3 correspondiente a la combinación A; calcule la resistencia total mediante la suma de sus valores y anote el valor calculado. Mida la corriente y calcule su valor utilizando la Ley de Ohm.
- 6. LEY DE LOS VOLTAJES DE KIRCHHOFF PARACIRCUITOS SERIE 1. Conecte el circuito No1, con el valor de R6 de la tabla No1. Mida la corriente con el multímetro digital e indique la dirección del flujo dibujando las flechas sobre el circuito. Mida la tensión sobre la resistencia. Indique la polaridad de la tensión sobre R6 (marque + y -).utilizando la polaridad y teniendo en cuenta la Ley de los voltajes de Kirchhoff en el circuito, ¿Cuánto vale la suma de las caídas de potencial? Vf = VR6 Vf = 10. ¿Qué puede concluir? Es la misma en cualquier punto del circuito, la suma total de las tenciones en cada resistor están conectados en serie será igual qque la tensión en la fuente. 2. Conecte el circuito No3 con los valores R1, R5, R6 de la tabla 1. Mida el valor de la corriente del circuito. Anote sus valores en la tabla No4. Mida el voltaje en cada resistencia. Utilice el valor medio de R1 para calcular el voltaje teórico de la tensión sobre esa resistencia, utilizando la Ley de Ohm. Anote dichovalor en la taba No4. Repita este procedimiento en cada una de las resistencias utilizadas y complete el cuadro. ANÁLISIS 1. ¿Con respecto a la tabla No2, como son los valores se la resistencia medidas en el circuito comparados con los calculados? R/. Los valores obtenidos son diferentes un poco ya que existen factores que afectan estos valores a la hora de presentar los datos numéricamente. 2. ¿La resistencia total en el circuito No3 medida es igual a la suma de las resistencias medida en forma individual? R/: no es igual, pero se puede decir que es aproximado. 3. ¿Cuál es la fórmula para encontrar la resistencia en un circuito en serie? R/: Rt=R1+R2+R3+…+Rn R=VI
- 8. RESULTADOS 1) TABLA #.1 NO. | RESISTENCIA (kΩ) | | NOMINAL | MEDIDA | R1 | 3,30 | 3,46 | R2 | 0,56 | 0,62 | R3 | 1,50 | 1,57 | R4 | 2,70 | 2,63 | R5 | 1,20 | 1,24 | R6 | 4,70 | 4,75 | TABLA #2 No. | Corriente (mA) | Resistencia (kΩ) | |Medida (Im) | Calculada (IC) | Medida (Rm) | Calculada (RC) | Circuito No1 | 2,9 mA | 3,0 mA | 3,46 kΩ | 3,45 kΩ | Circuito No2 | 2,4 mA | 2,4 mA | 4,20 kΩ | 4,20 kΩ | Circuito No3 | 1,7 mA | 1,8 mA | 5,52 kΩ | 5,90 kΩ | TABLA #3 COMBINACIÓN | Corriente (mA) | Resistencia (kΩ) | | Medida (Im) | Calculada (IC) | Calculada (RC) | A: (R4, R5, R6) | 1,21 mA | 1,16 mA | 8,62 kΩ | B: (R1, R5, R3) | 1,53 mA | 1,67 mA | 6,15 kΩ | C: (R4, R2, R6) | 1,25 mA | 1,27 mA | 7,80 kΩ |
- 9. CONCLUSIÓN En este informe pudimos demostrar prácticamente las características de un circuito en serie en el laboratorio, constatando que la corriente es constante en todo su recorrido, que la diferencia de potencial aplicada es constante en todo el circuito excepto que se le añadiese otra de otra fem la que se le sumaría en forma simple y que las resistencias puestas a lo largo del recorrido solo se transforman en una sola, comprobando así que se cumple con todo lo teórico explicado en clases. También hemos concluido que es de gran importancia saber cuanta corriente se puede aplicar al circuito teóricamente mediante la ley de Ohm, ya que así no se quemarán las resistencias por exceso de amperaje
- 10. GLOSARIO: 2) Resistencia electrica: la igualdad de oposición que tienen los electrones al moverse a través de un conductor. 3) Circuito electrico: Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. 4) Circuito en serie: Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente. 5) Circuito en paralelo: El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) están conectados y coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida. 6) Corriente: Es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. 7) Voltaje: es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. 8) Ley de corriente de Kirchhoff: En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero. 9) Ley de voltaje de Kirchhoff: En un lazo cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a cero. 10)Ley de Ohm: Establece que la diferencia de potencial V que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor. 11)Multimetro: es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) y/o pasivas como resistencias, capacidades y otras. 12)Protoboard: es un tablero con orificios que se encuentran conectados eléctricamente entre sí de manera interna, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para el armado y prototipado de circuitos electrónicos y sistemas similares.