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Universidad Tecnológica de Panamá Sede Azuero Facultad de Eléctrica Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones

Física II Laboratorio

CIRCUITOS DE RESISTORES EN PARALELO

Integrantes

Profesora

I semestres

2 de mayo de 2017

Introducción

La ley de ohm es una ley de la electricidad, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simón Ohm, donde 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. En la ley de ohm para un circuito en paralelo el voltaje se mantiene constante, mientras que la intensidad de corriente varia a mediante se transporta por el circuito.

Objetivos

 

Aplicar a Ley de Ohm en os circuitos en paralelo Verificar experimentalmente el comportamiento del voltaje en un circuito en paralelo

Materiales    

Resistencias de valores mayor que 1.0 kΩ. Multímetro digital. Fuente de alimentación Baterías de 6V

Análisis indagatorio

1. ¿Qué aplicación se le puede dar a un circuito en paralelo? En la vida cotidiana observamos estos circuitos en las instalaciones eléctricas domésticas. La conexión entre los bombillos es en paralelo, si se funde un bombillo los demás siguen funcionando normal 2. ¿Se mantendrá el voltaje y la corriente a medida que se añaden más resistencias en paralelo entre dos nodos? El Voltaje se mantendrá igual al de la fuente pues es el mismo para cada uno de los receptores. La corriente a medida que se incorporan resistencias cambiara pues cada receptor es atravesado por una corriente independiente. La suma de las intensidades individuales ser mayor. 3. Si 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? La intensidad de la luz se mantiene pues la fuente de voltaje suministra la misma tensión para cada elemento conectado en el circuito.

Fundamentos teóricos

Dentro de un circuito eléctrico puede haber más de una resistencia conectadas ya sean en serie o en paralelos u otras combinaciones más complicadas. El circuito en paralelo tiene dos o más caminos independientes desde la fuente de tensión o voltaje, pasando través de elementos del circuito hasta regresar nuevamente fuente. En este tipo de circuito dos o más elementos están conectados entre el mismo par de nodos, por lo que tienen la misma tensión. Si se conectan más elementos estos seguirán teniendo la misma tensión, pero obligara la fuente a generar más corriente. Si se funde o se retira un elemento el circuito seguirá operando para el funcionamiento de los demás elementos. A cada uno de los caminos que pueda seguir la corriente se le denomina rama. La suma de las corrientes que atraviesa cada resistor es igual al valor de la corriente suministrada por la fuente del circuito. La resistencia total del circuito es igual a la suma de cada resistencia al inverso, es decir: Rt =

1 1 1 + + +⋯ 𝑅1 𝑅2 𝑅3

Método experimental

Características del círculo con resistores en paralelo 1. Se utilizó el multímetro digital como óhmetro, midiendo cada valor de las resistencias. Calcule la conductancia (el inverso de la resistencia) y se anotó en la tabla n°1. Tabla N°1 Resistencia (kΩ)

R1 R2 R3 R4 R5 R6

Normal 1 1 5 5 10 10

Medida 1.005 1.005 5.040 5.040 10.020 10.020

Conductancia G=R-1 (siemens) Calculada 0.9950 0.9950 0.1984 0.1984 0.09980 0.09980

2. Se utilizó el multímetro digital como voltímetro ajuste la fuente de alimentación para 10V, esta tensión se mantiene fija en toda la primera parte de la experiencia. Se conectó el circuito n.°1 usando R1. Utilizando el multímetro digital como miliamperímetro, se midió la 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 n.°2. utilice las siguientes ecuaciones: 𝐼𝐶 =

𝑉𝑚 𝑅𝑚

𝑅𝐶 =

𝑉𝑚 𝐼𝑚

Circuito n.°1.

3. Se conectó el circuito multímetro digital

n.°2. Utilizando el como

miliamperímetro, se midió la corriente total del circuito. Utilizando los valores de las resistencias de la tabla n.°1 y se anotó sus valores en la tabla n.°2.

Circuito n.°2. 4. Se conectó el circuito n.°3 y proceda de igual forma que en los pasos 2 y 3. Se anotaron los valores en la tabla n.°2.

Circuito n.°3.

Medida(Im) Circuito n.°1 Circuito n.°2 Circuito n.°3

1.95

Tabla n.°2. Corriente Resistenci (mA) a (kΩ) Calculada (Ic) Medida (Rc ) 1.98 5.04

G(siemens) Calculada (Rc) 5.13

Calculada 0.195

11.8

12.0

0.834

0.85

1.18

12.8

12.9

0.773

0.781

1.28

5. Se conectó el circuito n.°3 con las combinaciones sugeridas en la tabla n.°3. con este valor y el valor del voltaje de la fuente, utilice la ley de Ohm para calcular

la corriente total (I calculada). Se encendió la fuente y lea la corriente que fluye por el circuito (I medida). Anote sus valores en la tabla n.°3. Tabla n.°3. Corriente (mA) Combinación A: (R4, R5, R6) B: (R1, R4, R6)

Voltajes Medidos en cada resistor

Calculada 3.98

Medida 3.92

10

10

10

13.00

13.02

10

10

10

6. En cada combinación de resistencia, se midió la tensión (voltaje) sobre cada una, anote en la tabla n.°3. Ley de las corrientes de Kirchhoff para resistores en paralelo 1. Se ajustó la fuente de alimentación par 6V (esta tensión se usó para el resto del experimento). 2. Se conectó el circuito n°3 con la combinación B. Utilizando el multímetro digital como miliamperímetro, se midió las corrientes 𝐼1 , 𝐼5 , 𝐼3 𝑦 𝐼𝑡 . Se anotaron los valores en la tabla n°4 (Recordando que el amperímetro se conecta en serie con el resistor por el cual se desea medir la corriente). Se solicitó al profesor que nos supervisara. 3. Se calculó la corriente que fluye por cada resistor. Se anotó los valores en la tabla n°4. 𝑌𝑡 = 7.77 𝑚𝐴 Tabla n°4 Resistor 𝑅1 𝑅5 𝑅3

Corriente (mA) Calculada Medida 5.97 6.05 0.60 0.59 1.19 1.17 ∑ 𝐼𝑐 = 7.76

Análisis de los resultados

∑ 𝐼𝑚 = 7.81

1. ¿Qué sucede con a conductancia total de un circuito cuando se conectan resistencias en paralelo? R/: La conductancia total será igual a la suma de todas las conductancias, donde la suma de las conductancias será la suma del inverso de las resistencias. 2. Escriba una ecuación que exprese la conductancia de tres resistencias cuando estas se conectan en paralelo R/: 1 1 1 + + = 𝐺𝑇 𝑅1 𝑅2 𝑅3 𝐺1 + 𝐺2 + 𝐺3 = 𝐺𝑇 3. Escriba la misma ecuación anterior en función de los valores de las resistencias R/: 1 1 1 + + = 𝐺𝑇 1.005 5.040 10.020 4. ¿Con que referencia a la tabla n°3, hay alguna diferencia significativa en el valor de esta tensión sobre cada resistencia para una combinación en particular? R/: No existe alguna diferencia en el valor de las tensiones sobre cada resistencia, ya que 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 n°5, existe diferencia entre la corriente total calculada y medida R/: no existe alguna diferencia, debido a que el porcentaje de error es pequeño con respecto a las cifras significativas. 7. Formule una expresión matemática aplicada a las sumas de las corrientes que llegan a un punto dado, en un circuito en paralelo: R/: 𝐼𝑇 = ∑ 𝐼𝑖 𝐼𝑇 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 … 𝐼𝑛 𝐼𝑇 =

𝑉1 𝑉2 𝑉1 𝑉𝑛 + + … 𝑅1 𝑅2 𝑅1 𝑅𝑛𝑛 Comentarios

En el laboratorio realizado en clase, no existieron complicaciones al momento de realizar el mismo.

Conclusión

La ley de ohm es importante dependiendo si el circuito está conectado en paralelo o en serie sus resistencias, sabiendo que si esta en paralelo el voltaje se mantiene y la intensidad de corriente varia. También es importante ya que nos permite calcular el voltaje, la corriente y la resistencia en diferentes puntos del circuito. La ley de ohm nos permite saber cuándo es mejor conectar un circuito en serie o en paralelo.

Glosario

1. Conducción: Conjunto de tuberías dispuestas para la conducción de un fluido. 2. Suministrada: se hace referencia al acto y consecuencia de suministrar (es decir, proveer a alguien de algo que requiere). 3. Conductancia: valor inverso de la resistencia. 4. Resistor: componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. 5. Ley: es una proposición científica en la que se afirma una relación constante entre dos o más variables o factores, cada uno de los cuales representa una propiedad o medición de sistemas concretos. 6. Paralelo: es una conexión de dispositivos en la que los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos conectados coinciden entre sí, al igual que sus terminales de salida. 7. Corriente: es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material.

Anexos