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• Rodrigo Calderon Lopez

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Universidad Católica de Santa María Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales Escuela Profesional de Ingeniería Industrial

Curso: Física: Electricidad y Magnetismo - Grupo 10

Informe: CIRCUITO EN SERIE Y PARALELO Presentado por: Calderón López, Rodrigo Gabriel Rivera Montoya, Estela Alessandra Rodríguez Rospigliosi, Bianca Luciana Torres Ramírez, Ariana Jimena Valdivia Ponce, Renato Paolo

Arequipa, Perú

2 CIRCUITO EN SERIE Y PARALELO 1. COMPETENCIAS - El estudiante determina experimentalmente la resistencia equivalente de dos o más resistencias cuando se conectan en serie y cuando se le conecta en -

paralelo. El estudiante determina las características de dos o más resistencias conectadas en serie y paralelo.

2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA 3. MATERIALES Y ESQUEMA  Una placa de circuito  Cruces de conexión  Una fuente de tensión de 12V  Una pieza de cocodrilo  Un interruptor  Seis cables de conexión  Un amperímetro digital  Un voltímetro digital  Tres resistencias  Una calculadora  Un texto de consulta

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Conexión en serie 1. Instale el equipo de tal forma que tenga las tres resistencias conectadas en serie como lo indica el esquema de la figura. 2. Escriba el valor nominal de cada resistencia que está utilizando, estableciendo el orden de la tabla N1. 3. Calcule el valor de la resistencia equivalente teórica. Haga las operaciones y anote los resultados en la tabla N1. Req = R1 + R2+ R3 Req = 33 + 47 + 56 Req = 136

3 4. Mida la caída de potencial en cada resistor y la caída de potencial en todo el circuito. Anote los resultados en la Tabla N1. 5. Mida la intensidad de corriente eléctrica que pasa a través de cada resistor y la intensidad de corriente en todo el circuito. Anote los resultados en la Tabla N1. Tabla N1 Lec turas

Val

V

or

I

(V)

R (Ո)

(A)

P (W)

Nominal (Ո ) R1

33 Ո

R2 Ո

3.3

1.6

3.3

04 A 0.7

09 Ո 4.7

40 W 2.3

44 Ո 5.5

5W

3.9

04 A 0.7

39 Ո 13.

4W

9.5

04 A 0.7 04 A

09 Ո

4W

4V 56

Ո Req

0.7

3V 47

R3

2.3

0V 136

Ո

7V

2.7 6.7

Conexión en paralelo 1. Instale el equipo de forma tal que tenga las tres resistencias conectadas en paralelo como lo indica el esquema de la figura. Ponga la fuente en 9 v. 2. Escriba el valor nominal de las resistencias que está utilizado, estableciendo el orden en la Tabla N2. 3. Calcule el valor de la resistencia equivalente teórica. Haga las operaciones y anote los resultados en la Tala N2. 1 1 1 1 = + + RT R 1 R 2 R 3 1 1 1 1 = + + RT 33 47 56 RT = 14.4Ո 4. Mida el valor de la intensidad de corriente para cada resistor y la intensidad de corriente para todo el circuito, Anote los datos en la Tabla N2. 5. Mida el valor de la diferencia de potencial para cada resistor y para todo el circuito y anote los datos en la Tabla N2. Tabla N2 Lec turas

Val or Nominal

V (V)

I (A)

R (Ո)

P (W)

4 (Ո) R1

33 Ո

9. 05 V

R2

47 Ո 56 Ո

Req

05 V

Ո

.23 Ո 47

539

0.

719

0.

.63 Ո 27

987

0.

.42 Ո 13 .11 Ո

245

19 A 9.

136

53

17 A 9.

05 V

R3

0.

33 A 9.

05 V

69 A

1. 1. 2. 6.

5. ANÁLISIS DE DATOS 5.1. Calcule los valores de las resistencias para cada caso, utilizar la ley de Ohm y sus respectivas incertidumbres. Anote los resultados en sus respectivas Tablas N°1 y N°2. Ley de Ohm V R= I Incertidumbre Resistencia σv v´ ¿ ¿ σA A ¿ ¿ ¿

σR =√ ¿ R 0.005 v´ ¿ ¿ 0.0005 A´ ¿ ¿ ¿ σR =√ ¿ R Tabla N1 Lec

Val

V (V)

I (A)

R (Ո)

5 turas

or Nominal (Ո) 33

( 2.33 ∓0.005 ) V ( 0.704 ∓0.0005 )(3.309 A ∓0.0075) Ո

47

( 3.34 ∓ 0.005 ) V ( 0.704 ∓0.0005 )(4.744 A ∓ 0.0079) Ո

56

( 3.90 ∓0.005 ) V ( 0.704 ∓0.0005 )(5.539 A ∓ 0.0081) Ո

136

( 9.57 ∓0.005 ) A ( 0.704 ∓0.0005 )(13.09 A ∓ 0.01) Ո

R1 Ո R2 Ո R3 Ո Req Ո

Tabla N2 Lect uras

Va

V (V)

I (A)

R (Ո)

lor Nominal (Ո ) R1

33

(9.05 ∓ 0.005)V(0.17 ∓ 0.005) A(53.23 ∓1.56) Ո

47

(9.05 ∓ 0.005)V(0.19 ∓ 0.005) A(47.63 ∓1.25) Ո

56

(9.05 ∓ 0.005)V(0.33 ∓ 0.005) A(27.42∓.042) Ո

13

(9.05 ∓ 0.005)V(0.69 ∓ 0.005) A(13.11 ∓0.09)Ո

Ո R2 Ո R3 Ո Req 6Ո 5.2. Calcule el valor de la potencia para cada caso, use la formula 8.3. Anote los resultados en sus respectivas Tablas N°1 y N°2. P=V ∗I Incertidumbre Potencia

6 σv v´ ¿ ¿ σA A ¿ ¿ ¿

σR =√ ¿ R 0.005 v´ ¿ ¿ 0.0005 A´ ¿ ¿ ¿ σR =√ ¿ R

Tabla N1 Lec turas

Val

V (V)

I (A)

P (W)

or Nominal (Ո ) R1

33

( 2.33 ∓0.005 ) V ( 0.704 ∓0.0005 (1.640 )A ∓0.0037)W

47

( 3.34 ∓0.005 ) V ( 0.704 ∓0.0005 (2.350 )A ∓0.0039) W

56

( 3.90 ∓0.005 ) V ( 0.704 ∓0.0005 (2.740 )A ∓0.0040)W

136

( 9.57 ∓0.005 ) V ( 0.704 ∓0.0005 (6.740 )A ∓0.0059)W

Ո R2 Ո R3 Ո Req Ո Tabla N2 Le cturas

Va lor Nominal

V (V)

I (A)

P (W)

7 (Ո) R1

33

9.05 ∓0.005 ¿ V (0.17 ∓ 0.005) A(1.539 ∓ 0.045) W

47

9.05 ∓0.005 ¿ V (0.19 ∓ 0.005) A(1.719 ∓ 0.0045)W

56

9.05 ∓0.005 ¿ V (0.33 ∓ 0.005) A(2.987 ∓ 0.0045)W

13

9.05 ∓0.005 ¿ V (0.69 ∓ 0.005) A(6.245 ∓ 0.0045)W

Ո R2 Ո R3 Ո Re q

6Ո

6. COMPARACIÓN Y EVALUACIÓN EXPERIMENTAL |Valor Experimental−Valor Nominal| ERROR= x 100 Valor Nominal 6.1. Compare el valor de las resistencias obtenidas experimentalmente en las Tablas N°1 y N°2 con sus respectivos valores nominales ¿Qué concluye? Tabla N1 Lec turas

Val

R (Ո )

or

% Error

Nominal (Ո) R1

33

3.3

89.

47

09 Ո 4.7

97% 90.

56

44 Ո 5.5

48% 90.

39 Ո

11%

Ո R2 Ո R3 Ո

De acuerdo a la tabla podemos concluir que las resistencias 1, 2 y 3 se encuentran fueran del margen de error aceptable Tabla N2 Lect uras

Va

R (Ո )

lor

% Error

Nominal (Ո) R1

33 Ո

53. 23 Ո

61. 30%

8 R2

47

47.

56

63 Ո 27.

Ո R3 Ո

42 Ո

1.4 % 51. 03%

Podemos concluir que las resistencias 1 y 3 se encuentra fuera del margen de error aceptable, mientras que la resistencia 2 se encuentra dentro del margen de error esperado. 6.2. Determine el grado de error del valor experimental con el valor teórico de las resistencias equivalentes. Tabla N1 Lec turas

Val

R (Ո )

or

% Error

Nominal Req

(Ո) 136 Ո

13. 09 Ո

90. 357%

Tabla N2 Lect uras

Va

R (Ո)

lor

%E rror

Nominal (Ո) Req

13

13. 11 Ո

6Ո

90. 360%

6.3. Compare el valor de las potencias experimentales obtenidas en las Tablas N°1 y N°2 con P=IV de la fuente ¿Qué concluye? Tabla N1 Lec turas

P( W)

R1

P (W)

Nominal 2 W

R2

2 W

1.6 40 W 2.3 5W

9 R3

5 W

Req

2.7 4W

9 W

6.7 4W

Tabla N2 Lect uras

P( W)

R1

P (W)

Nominal 2 W

R2

1. 539

2 W

R3

1. 719

5 W

Req

2. 987

9 W

6. 245

6.4. Determine el grado de error del valor experimental con el valor teórico de las potencias obtenidas con la potencia de la fuente. Tabla N1 Lec turas

P( W)

R1

P (W)

Nominal 2 W

R2

2 W

R3 W

Error 1.6 %

5W

5%

17.

2.7 4W

9 W

18

40 W 2.3

5

Req

%

45. 2%

6.7 4W

25. 11%

Tabla N2 Lect uras

P( W)

R1

Nominal 2

P (W)

% Error

1.

23

10 W R2

539 2

W R3

.05% 14

2.

.05% 40

6.

.26% 30

719 5

W Req

1.

987 9

W

245

.61%

6.5. Compare el valor de las diferencias de potencial obtenidas experimentales en las Tablas N°1 y N°2 con los valores teóricos respectivos ¿Qué concluye? Tabla N1 Lec turas

V( V)

R1

V (V)

Nominal /

2.3 3V

R2

/

R3

/

Req

10

3.3 4V 3.9 0V

V

9.5 7V

Tabla N2 Lect uras

V( V)

R1

V (V)

Nominal 10 V

R2

9.0 5V

10 V

R3

9.0 5V

10 V

Req

9.0 5V

10 V

9.0 5V

6.6. Determine el grado de error del valor experimental con el valor experimental con el valor teórico de la diferencia de potencial. Tabla N1

11 Lec

V(

turas

V)

V (V)

R1

Nominal /

R2

/

R3

/

% Error

2.3

/

3.3

/

3.9

/

9.5

4.3

3V 4V 0V Req

10 V

7V

%

Tabla N2 Lect

V(

uras

V) R1

V (V)

Nominal 10 V

R2

5V

V

%

5V

V

9.5 %

9.0 5V

10 V

9.5

9.0

10

Req

Error 9.0

10

R3

%

9.5 %

9.0 5V

9.5 %

6.7. Compare el valor de las intensidades de corriente obtenidas experimentalmente en las Tablas I y II con los valores teóricos respectivos. ¿Qué concluye? Tabla N1 Lec turas

I( A)

R1

(A)

Nominal 1 A

R2

1 A

I

0.7 04 A 0.7 04 A

12 R3

1

0.7

1

04 A 0.7

A Req A

04 A

Tabla N2 Lect uras

I(

I

A)

(A)

R1

Nominal /

R2

/

R3

/

0.1 7A 0.1 9A 0.3 3A

Req

1

0.6

A

9A

6.8. Determine el grado de error del valor experimental con el valor teórico de las intensidades de corriente.

Tabla N1 Lec turas

I( A)

R1

(A)

Nominal 1 A

R2

Error 0.7

29.

04 A 0.7

6% 6%

1

04 A 0.7

6%

1

04 A 0.7 04 A

6%

A Req

%

1 A

R3

I

A

29. 29. 29.

Tabla N2 Lect uras

I( A)

I (A)

% Error

13

R1

Nominal /

R2

/

0.1

/

0.1

/

0.3

/

0.6

31

7A 9A R3

/ 3A

Req

1 A

9A

%

7. CONCLUSIONES  Determinado experimentalmente la intensidad de corriente y el voltaje equivalente de las resistencias de 33, 47, y 56 ohmio en serie, podemos reconocer que el voltaje equivalente es la suma del voltaje en cada una de las resistencias, mientras que la intensidad de corriente es constante en las tres 

resistencias. Experimentalmente en un circuito en paralelo reconocemos que el voltaje se mantiene constante en cualquiera de las tres resistencias y la intensidad de



corriente varía según la resistencia, a mayores ohmios, mayor amperaje. Al hallar la resistencia utilizando la fórmula de Ohm, comprobamos que el resultado es semejante al valor nominal de la resistencia.

8. CUESTIONARIO FINAL 8.1. De su experimento ¿Cómo es la intensidad de corriente que circular por las tres resistencias conectadas en serie y como es la caída de potencial entre cada una de ellas? Explique La intensidad de corriente se mantiene constante en todas las resistencias del circuito debido a que la corriente solo tiene un camino por el cual recorrer es por eso que la intensidad es la misma en todo el circuito Se entiende por caída de potencial, al voltaje medido entre sus extremos. Es decir, a la diferencia entre el voltaje que tenemos en un terminal, en nuestro caso de una resistencia, y la que tenemos en el otro. La suma de las caídas de voltaje es igual al voltaje aplicado.

14 8.2. En el experimento ¿Cómo es la intensidad de corriente que circula por las tres resistencias conectadas en paralelo? ¿Cómo es la caída de potencial entre cada una de ellas? La intensidad de corriente varia en cada resistencia del circuito, debido a que la corriente tienes varios caminos por los cuales, es por que eso que la suma de las intensidades en cada uno de las resistencias del circuito es igual a la intensidad aplica. La caída de potencial entre cada resistencia es de 0 es decir que el voltaje se mantiene constante durante todo el circuito. 8.3. ¿Cómo es la resistencia equivalente de resistores conectados en serie? ¿Cómo es la resistencia equivalente de resistores conectados en paralelo? La resistencia equivalente en un circuito en serie es igual a la suma de cada una de las resistencias del circuito. La inversa de la resistencia equivalente del circuito paralelo es igual a la suma de las inversas de las resistencias 8.4. ¿Qué entiende por sensibilidad de un instrumento de medición eléctrico? ¿Cómo se establece la resistencia interna del medidor eléctrico? Explique Un instrumento de medida es tanto más sensible cuanto más pequeña sea la cantidad que puede medir. La sensibilidad con que se fabrican los aparatos de medida depende de los fines a los que se destina. Una fuente de tensión real está compuesta de una fuente de tensión ideal en serie con una resistencia (llamada resistencia interna). Esta resistencia interna, no existe en la realidad de manera de que nosotros la podamos ver. Es una resistencia deducida por el comportamiento de las fuentes de tensión reales. 8.5. ¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes (desventajas) de los circuitos en serie y cuales de los circuitos en paralelo? Circuitos en serie El circuito en serie no es capaz de mantener el voltaje en todas las cargas, por tanto, estas características son buenas cuando se podría requerir de una caída en el voltaje controlada. Circuitos en paralelo Un circuito conectado en paralelo es un tipo de circuito en el que los componentes se encuentran conectados paralelamente a la fuente o entre si, este tipo de conexión trae como ventaja que el voltaje en todas las ramas paralelas se mantiene igual y constante y como desventaja se tiene que la corriente se divide

15 en todos los nodos o bifurcaciones o la forma de aumentar la resistencia del circuito es agregando otras resistencias en serie.

9. BIBLIOGRAFÍA  https://sites.google.com/site/electronicadesdecero/tutoriales/circuitos-serie-y 

paralelo https://es.wikipedia.org/wiki/Circuitos_en_serie_y_en_paralelo https://www.areatecnologia.com/TUTORIALES/CALCULO%20CIRCUITOS

  

%20ELECTRICOS.htm https://fisica.laguia2000.com/general/circuitos-en-serie-y-en-paralelo https://tuelectronica.es/circuitos-en-serie-y-circuitos-en-paralelo/ https://www.fisicalab.com/apartado/asociacion-de-resistencias