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  UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PANAMA SEDE VERAGUAS FACULTAD ELECTRICA AÑO II FISICA II LABORATORIO PROFESOR ALEX NUÑEZ ESTUDIANTES: MASSIEL MACÍAS RODRIGO RODRIGUEZ FECHA DE ENTREGA: LUNES 2 DE MAYU DEL 2016

OBJETIVOS:  Aplicar la ley de ohm a los circuitos en serie.  Verificar experimentalmente el comportamiento de la corriente y el voltaje en un circuito en serie. ANALISIS INDAGATORIO:  ¿Qué aplicación se le puede dar a un circuito en serie? Un circuito en serie se le puede dar diferentes aplicaciones, por ejemplo: 1. botoneras de paro de emergencia: en la maquinaria y equipos peligrosos, los botones de paro de emergencia se conectan en una línea en serie y en estado normalmente cerrado, de manera que al apretar cualquier ha de estos se abra el circuito y el equipo se pare. 2. Bancos de baterías: es muy común encontrar pilas o baterías conectadas en serie para sumar su voltaje y así poder alimentar equipos que requieren de valores mayores de voltaje, esto va desde juguetes, lámparas de mano, hasta UPS de gran cantidad de potencia. 3. Capacitores en serie: se utilizan cuando este circuito requiere reducir la capacitancia y soportar valores de voltaje más elevados. 4. Regulador: para regular la intensidad de una lámpara, o el sonido de un altavoz, intercalando una resistencia variable llamada reóstato o potenciómetro, antes del receptor. 

¿Qué relación existe entre el voltaje de la fuente y el voltaje sobre cada uno de los resistores en serie? De acuerdo, con el principio de conservación de energía, la suma del voltaje en cada uno de los resistores es igual al voltaje aplicado en el circuito.



¿Cómo sería la variación de la corriente si aumentamos el número de resistores manteniendo el voltaje constante? Si R aumenta y V es constante, I disminuye; Lo que indica que si tenemos un circuito con voltaje constante y aumentamos la resistencia su corriente disminuirá.



¿Cómo sería la variación de la corriente si desconectamos uno de los resistores del circuito? Si se desconectan uno de los resistores del circuito la corriente aumentara ya que al desconectar un resistor la resistencia del circuito disminuirá.

MATERIALES:  Resistencias (6) de valores mayor que 1.0kΩ  Multímetro Digital (2)  Fuente de alimentación

 

Tablero de conexiones Cables.

EXPLORACIÓN 1. Encienda su multímetro digital y hágalo funcionar como óhmetro. Tome cada una de las resistencias y mida cuidadosamente su valor. Llene la tabla No. 1 que aparece a continuación. TABLA No. 1 RESISTENCIAS R

(Ω)

Nominal

Medida

R1

18 x 10

17,3 x 10

R2

47 x 102

45,0 x 10 2

R3

11 x 102

10,2310 2

R4

22 x 102

21,5 x 102

R5

30 x 102

29,0 x 102

R6

10 x 10

2

2

2

9,7 x 10

2

2. Arme el circuito No. 1, utilizando el multímetro digital, ajuste la salida de la fuente a 10v y mantenga esta tensión para el resto de los circuitos. Circuito No.1 3. Mida la corriente total del circuito. Anote este valor en la tabla No. 2. 4. Utilizando los valores de tensión, corriente y resistencia medida, calcule la corriente y la resistencia del circuito por medio de la Ley de Ohm es decir:

IC=

Vm Rm

RC=

Vm ℑ

Donde IC y RC son valores calculados y Vm, Rm, Im son valores medidos. Anote sus valores en la tabla No. 2. 5. Agregue la resistencia R1 y arme el circuito No. 2. nuevamente mida la resistencia total (desconectando la fuente), la corriente y el voltaje del circuito. Anote sus valores en la tabla. Circuito No. 2 6. Adicione la resistencia y arme el circuito No.3. siguiendo los pasos anteriores, anote sus resultados en la tabla No.2. Circuito No3. TABLA No. 2

Corriente(mA)

Circuito No. 1 Circuito No. 2 Circuito No. 3

Resistencia (Ω)

Medida(Im) ) 2,1

Calculada(Ic)

Medida(Rm )

Calculada(Rc)

2,24

4,50 x 10 2

4,26 x 10 2

1,6

1,62

6,23 x 10

6,21 x 10

0,55

0,6

17,17 x 102

18,73 x 102

2

2

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. TABLA No. 3 Corriente (mA)

8.

Resistencia

(20 k Ω) Combinación A

Medida (Im) 1,6

Calculada(Ic) 1,66

Calculada(Rc) 6,25

0,6

0,64

16,83

R ¿ 4 , R 5 , R6 ) (¿ ¿ B

R (¿ ¿ 1 , R 5 , R2 ) ¿ Repita el procedimiento anterior para formar las combinaciones B y C sugeridas. 9. El circuito No4 corresponde a la combinación C. la lectura del amperímetro en el punto X es de (mA): 0,6y en el punto Y es de (mA): 0,6 Circuito No. 4 ¿Qué diferencia efectiva hay entre los valores obtenidos de corriente para los diferentes puntos (X, Y)? Para los diferentes puntos medidos del circuito no hay ninguna diferencia, ya que la corriente es igual en cualquier punto. Mencione tres causas de error que hacen que haya diferencia entre los valores medidos y calculados para la resistencia en un circuito en serie 1. La temperatura (ambiente). 2. La cantidad de decimales. 3. La precisión de los instrumentos de medición. LEY DE LOS VOLTAJES DE KIRCHHOFF PARA CIRCUITOS 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? Vf = V1+V2 Vf = 10V  ¿Qué puede concluir? La corriente es la misma en cualquier punto del circuito, lo que establece que la suma total de las tensiones en cada resistor conectado en serie será igual a la tensión suministrada por 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 dicho valor en la taba No4. Repita este procedimiento en cada una de las resistencias utilizadas y complete el cuadro.

I c=

Vm Rm

V c =Rm I m

TABLA No. 4 Resistor

R1 R5 R6

Corriente(mA) Medida Calculada

Medido

Voltaje (V) Calculado

( I m)

( I c)

V (¿¿ m)(20 K ) ¿

V (¿¿ c )(20 K ) ¿

1,9 1,9 1,9

1,9 1,9 1,86

-3,3 -5,5 -1,8

-3.29 -5,51 -1,84

V m=¿ ∑ ¿ -10,6

V c =¿ ∑¿

-10,64

ANÁLISIS 1. ¿Con respecto a la tabla No2, como son los valores se la resistencia medidas en el circuito comparados con los calculados? Los Valores difieren un tanto ya que existen muchos factores que pueden afectar dicho valor a la hora de presentar el valor numérico. 2. ¿La resistencia total en el circuito No3 medida es igual a la suma de las resistencias medida en forma individual? No es igual, pero es aproximadamente igual. 3. ¿Cuál es la fórmula para encontrar la resistencia en un circuito en serie?

Para encontrar Resistencia final o resultante

Rt =R1+ R2+ R3 +…+Rn

Encontrar la resistencia a partir del voltaje y corriente R=VI RECOMENDACIONES  Esta experiencia de laboratorio fue muy satisfactoria e interesante, nuestra recomendación para que este laboratorio se lleve a cabo más exitosamente es Apagar la fuente después de la toma de valores para evitar algún corto, no tener ningún cable o material conductor haciendo contacto o mal conectado, tener una aproximación de los valores que nos pueden dar la corriente o voltaje para colocarlo en la escala correcta y que los multímetros no se dañen. GLOSARIO  Tablero de conexiones: Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos electrónicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo.  Circuito en serie: es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de losdispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros.) seconectan secuencialmente. La terminal de salida del dispositivo uno se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.  Ley de las tensiones de Kirchhof: son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1845 por Gustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas en ingeniería eléctrica.  Polaridad: la cualidad que permite distinguir cada uno de los terminales de una pila, batería u otras máquinas eléctricas de corriente continua. Cada uno de estos terminales llamados polos puede ser positivo o negativo.  Fusible: a un dispositivo, constituido por un soporte adecuado, un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión que se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.  Fuente de alimentación: es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.). CONCLUSIONES Al finalizar este informe de las experiencias realizadas en el laboratorio 4, y luego de investigar un poco acerca de los circuitos en serie, logramos obtener las siguientes conclusiones las cuales dan un gran aporte a nuestra formación académica: Pudimos aprender como conectar circuito en serie y medir el valor de la resistencia individualmente y en forma de conjunto, sabiendo que para medirlas tenemos que tener presente que el circuito este abierto si no el valor será erróneo y se nos dio a conocer cómo podemos armar de manera correcta el circuito para que a la hora de

hacerlo funcionar para medir corriente, por ejemplo, no quemes los instrumentos de medición. En este laboratorio también 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 también se puede calcular la corriente y el voltaje. También se usó la ley KIRCHHOFF para el cálculo de las tenciones. REFERENCIAS: http://en.wikipedia.org/wiki/NI_Multisim http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/31/AsociacionSerieParalelo.png? http://800energia.blogspot.com http://www.electricasas.com