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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

LICENCIATURA EN INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

LABORATORIO DE FÍSICA II

INFORME #5 “CIRCUITO DE RESISTORES EN SERIE - PARALELO”

PRESENTADO POR DEL CID, ANDREA DÍAZ, GUNSTHERS GONZÁLEZ, ANDREA GRAELL, WVALDO

8-0916-0716 8-0898-0040 8-0908-1013 8-0909-1376

GRUPO 1IT-121

PROFESOR: MGTER. ARMANDO TUÑÓN

I SEMESTRE

2 DE JUNIO DE 2016

ÍNDICE

CONTENIDO INTRODUCCIÓN

PÁGINA 3

DESARROLLO DEL LABORATORIO OBJETIVOS DESCRIPCIÓN TEÓRICA DESCRIPCIÓN PRÁCTICA GLOSARIO CONCLUSIONES INFOGRAFÍA

4 4 5 10 12 13

INTRODUCCIÓN

EN LOS PASADOS LABORATORIOS, SE TRABAJÓ DE FORMA INDIVIDUAL LOS CIRCUITOS EN SERIE Y EN PARALELO. ESTA VEZ, SE REALIZÓ EL LABORATORIO MEZCLANDO AMBOS CIRCUITOS A LA VEZ. ADEMÁS, PROCEDEREMOS A VERIFICAR EL CUMPLIMIENTO DE LAS LEYES DE OHM Y DE KIRCHHOFF PARA EL CIRCUITO.

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DESARROLLO DEL LABORATORIO

OBJETIVOS 

APLICAR LA LEY DE OHM A LOS CIRCUITOS EN SERIE - PARALELO.



VERIFICAR EXPERIMENTALMENTE EL COMPORTAMIENTO DE LA CORRIENTE Y EL VOLTAJE EN UN CIRCUITO EN SERIE – PARALELO.

DESCRIPCIÓN TEÓRICA TODOS LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS PURAMENTE RESISTIVOS SE PUEDEN REDUCTR, EN TEORÍA, A UNCIRCULTO MÁS BÁSICO COMPUESTO POR UNA 3

FUENTE DE VOLTAJE Y UNA RESISTENCIA EQUIVALENTE. PARA LA RESOLUCIÓN DE LOS CIRCUITOS Y REDUCCIÓN AL CIRCUITO EQUIVALENTE DESCRITO ANTERIORMENTE, UTILIZAREMOS LA LEY DE OHM, QUE ESTABLECE QUE: V =R∗I

EN LA PRÁCTICA, ENCONTRAREMOS QUE LAS RESISTENCTAS NO SIEMPRE SE CONECTARÁN EN SENE O EN PARALELO ÚNICAMENTE, TAMBIÉN SE CONECTARÁN EN UNA COMBINACIÓN DE ESTOS, O SEA. SERIE — PARALELO. UN CIRCUITO EN SERIE Y PARALELO ES AQUEL QUE ESTÁ CONFORMADO POR ELEMENTOS EN SERIE COMO EN PARALELO, DONDE PODEMOS REDUCIRLOS A UNO EQUIVALENTE UTILIZANDO LA LEY DE OHM. RECORDANDO QUE PARA UN CIRCUITO EN SERIE ES AQUÉL EN QUE LOS DISPOSITIVOS O ELEMENTOS DEL CIRCUITO ESTÁN DISPUESTOS DE TAL MANERA QUE LA TOTALIDAD DE LA CORRIENTE PASA A TRAVÉS DE CADA ELEMENTO SIN DIVISIÓN NI DERIVACIÓN. MATERIALES UTILIZADOS: 1. RESISTENCIAS (5) DE VALORES MAYOR QUE 1.0KΩ. 2. MULTÍMETRO DIGITAL (2). 3. BATERÍAS (2) DE 6 V. 4. TABLERO DE CONEXIONES.

DESCRIPCIÓN PRÁCTICA:

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1. PARA MANTENER UN REGISTRO ORDENADO DE LOS DATOS MIDA CON EL MULTÍMETRO DIGITAL LAS RESISTENCIAS Y LUEGO EL VALOR DE LAS TENSIONES DE LAS BATERÍAS E1 Y E2. ANOTE EN LA TABLA #1.

TABLA #1 – VALORES NOMINALES Y MEDIDOS DE LAS RESISTENCIAS R1 R2 R3 R4 R5 E1 E2

VALOR NOMINAL 15.0KΩ±5.0% 820.0KΩ±5.0% 6.20KΩ±5.0% 1. 0KΩ±5.0% 36. 0KΩ±10% 6.00V 6.00V

VALOR MEDIDO 15.0KΩ 0.836 MΩ 6.1 KΩ 0.999 KΩ 36.0 KΩ 5.91V 5.72 V

2. CONECTE EL CIRUITO #1. COMPLETE EL CUADRO DE LA TABLA #2. PARA ELLO UTILICE LAS ECUACIONES PARA RESISTENCIA CONECTADAS EN SERIE Y PARALELO, CALCULE LA RESISTENCIA TOTAL DEL CIRCUITO.

3. CON LA CORRIENTE TOTAL CALCULADA EN EL PASO ANTERIOR, UTILICE LA LEY DE OHM Y CALCULE LA TENSIÓN SOBRE LA RESISTENCIA CONECTADA EN SERIE. UTILICE EL VALOR DEL VOLTAJE SORE LAS RESISTENCIAS CONECTADAS EN PARALELO Y CALCULE LAS CORRIENTES QUE FLUYEN POR CADA RESISTNCIA, ANOTE EN LA TABLA #2.

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TABLA #2 – RESULTADOS DEL CIRCUITO #1

CALCULAD O MEDIDO



RES. TOTAL 21.22 KΩ

VOLTAJE (V) V1 V2 V3 4.17

20.9 KΩ

4.18 1.7 1

VT

1.71 5.9 0

CORRIENTE (mA) I2 I3 2.045 µA 0.2803

IT 0.282

0.006x

0.278

0.278

−3

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CÁLCULOS TABLA #2 RESISTENCIA TOTAL Vm 5.90 V Rc= = =21.22 kΩ ℑ 0.278 mA



VOLTAJES V 1=Rm × I m= (15 kΩ ) × ( 0.278 mA )=4.17 V



CORRIENTES Vm 1.71 V I2 = = =2.045 ×10−6 A Rm 836 kΩ I3 =

Vm 1.71 V = =0.2803 mA Rm 6.1 kΩ −6

−4

I T =I 2+ I 3 =2.045× 10 +2.803 ×10 =0.282 mA

4. PARA REAFIRMAR SUS CONOCIMIENTOS, CONECTE EL CIRCUITO #2, Y REPITA EL PROCEDIMIENTO ANTERIOR. ANOTE LA TABLA #3.

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TABLA #3 – RESULTADOS DEL CIRCUITO #2 RES. TOTAL

VOLTAJE (V)

CORRIENTE (mA)

V2

V3

V4 0.27

VT

CALCULADO

V1 22.01 kΩ 4.02

I2 I3 1.854 µA0.267

IT 0.267

MEDIDO

22.1 kΩ

1.55

1.62

0.26

5.84

6.9µA

0.286





3.95

0.278

CÁLCULOS TABLA #3 RESISTENCIA TOTAL Vm 5.90 V Rc= = =22.01 kΩ 0.268 mA ℑ VOLTAJES V 1=Rm × I m= (15 kΩ ) × ( 0.268 mA )=4.02V V 4 =Rm × I m=( 0.999 kΩ ) × ( 0.278 mA )=0.27 V



CORRIENTES Vm 1.55 V I2 = = =1.854 µA Rm 836 kΩ I3 =

Vm 1.62 V = =2.803× 10−4 mA Rm 6.1 kΩ

I T =I 2+ I 3 =1.854 ×10−6 +0.267 ×10−3=0.267 mA

5. CON LOS DOS JUEGOS DE PILA, CONECTE EL CIRCUITO #3. NO DEJE LAS PILAS CONECTADAS POR MUCHO TIEMPO. TENIENDO EN CUENTA LA POLARIDAD, USE EL MULTÍMETRO DIGITAL COMO VOLTÍMETRO PARA MEDIR EL VOLTAJE EN CADA RESISTENCIA. ANOTE EN LA TABLA #4.

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TABLA #4 – RESULTADOS DEL CIRCUITO #3 VOLTAJE (V) MEDIDO V1 V2 V3 0.10 5.82 0.59

CALCULADO V1 V2 V3 0.03 5.87 0.03

CORRIENTE (mA) MEDIDO I1 I2 I3 0.549 6.7µA 6.7µA

CALCULADO I1 I2 I3 2.0 7.02 4.99 3 µA µA µA

CÁLCULOS TABLA #4 – LEY DE KIRCHOFF Y LEY DE OHM

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ANÁLISIS DE RESULTADOS EN ESTE LABORATORIO SE OBSERVA LA INTERACCIÓN DE LAS RESISTENCIAS CUANDO ESTÁN CONECTADAS TANTO EN SERIE COMO EN PARALELO, SE UTILIZA LA LEY DE OHM, PERO LA CORRIENTE O LA RESISTENCIA EQUIVALENTE QUE SE TENDRÁ SERÁ DIFERENTE DEPENDIENDO DE LA CONEXIÓN. ASÍ RESISTENCIAS CONECTADAS EN PARALELO TIENDEN A TENER UN VALOR MENOR A LAS RESISTENCIAS EN SERIES, VARIANDO LA CORRIENTE QUE PASA POR ELLAS, PERO MANTENIENDO EL MISMO VOLTAJE; MIENTRAS QUE LAS QUE ESTÁN EN SERIE SON UNA SUMA DE CADA RESISTENCIA, AUMENTANDO EL VALOR FINAL DE LA RESISTENCIA EQUIVALENTE Y EN ESTE CASO DISMINUYENDO EL VOLTAJE QUE PASA POR ELLAS, PERO MANTENIENDO UNA MISMA CORRIENTE. 9

AL ANALIZAR EL PROCESO UTILIZADO EN EL PROTOBOARD PODEMOS VER QUE PARA CONECTAR LAS RESISTENCIAS EN SERIE ES NECESARIO CONECTAR UNA DE SUS PUNTAS EN LA MISMA FILA Y QUE PARA CONECTARLAS EN PARALELO SE DEBÍAN CONECTAR CADA PATA DE LA RESISTENCIA EN UNA FILA EN COMÚN CON OTRA. PARA LA MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA EQUIVALENTE CON EL ÓHMETRO SOLO ERA NECESARIO COLOCAR CADA PUNTA AL EXTREMO DE LAS RESISTENCIAS, OBTENIENDO UN VALOR FINAL. SI SE QUERÍA DIVIDIR EL CIRCUITO EN CADA UNIÓN DE LAS RESISTENCIAS, AGRUPÁNDOLAS EN SUS UNIONES EN SERIE Y PARALELO ERA NECESARIO MEDIR DICHAS CONEXIONES, COLOCANDO CADA PUNTA EN LA RESISTENCIA QUE INICIA LA AGRUPACIÓN Y EN LA QUE LA FINALIZA. FINALMENTE CALCULAMOS LA CORRIENTE Y EL VOLTAJE FINAL RECORDANDO SUS CARACTERÍSTICAS AL ESTAR CONECTADAS EN SERIE O PARALELO, SE REALIZARON LOS CÁLCULOS TEÓRICOS COMPLETANDO EL CIRCUITO HASTA FINALIZAR CON UNA RESISTENCIA EQUIVALENTE Y DESDE ESE PUNTO SE FUE TOMANDO LA CORRIENTE O VOLTAJE NECESARIO PARA, CON LAS RESISTENCIAS Y LA LEY DE OHM, DESARROLLAR REGRESIVAMENTE EL CIRCUITO.

GLOSARIO

CIRCUITO MIXTO: UN CIRCUITO MIXTO COMO LO MUESTRA LA IMÁGEN ES UNA COMBINACIÓN DE VARIOS ELEMENTOS CONECTADOS TANTO EN PARALELO COMO EN SERIE, ESTOS PUEDEN COLOCARSE DE LA MANERA QUE SEA SIEMPRE Y CUANDO SE UTILICEN LOS DOS DIFERENTES SISTEMAS DE ELEMENTOS, TANTO PARALELO COMO EN SERIE.

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RESISTIVIDAD: LA RESISTIVIDAD ES LA RESISTENCIA ELÉCTRICA ESPECÍFICA DE UN DETERMINADO MATERIAL. SE DESIGNA POR LA LETRA GRIEGA RHO MINÚSCULA (Ρ) Y SE MIDE EN OHM-METRO (Ω•M). ANÁLISIS DE CIRCUITOS: UN CIRCUITO ELÉCTRICO ES UN GRUPO DE COMPONENTES INTERCONECTADOS. EL ANÁLISIS DE CIRCUITOS ES EL PROCESO DE CALCULAR INTENSIDADES, TENSIONES O POTENCIAS. EXISTEN MUCHAS TÉCNICAS PARA LOGRARLO, SIN EMBARGO, SE ASUME QUE LOS COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS SON LINEALES. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA: LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA ES LA MEDIDA DE LA CAPACIDAD (O DE LA APTITUD) DE UN MATERIAL O SUSTANCIA PARA DEJAR PASAR (O DEJAR CIRCULAR) LIBREMENTE LA CORRIENTE ELÉCTRICA. LA CONDUCTIVIDAD DEPENDE DE LA ESTRUCTURA ATÓMICA Y MOLECULAR DEL MATERIAL. LOS METALES SON BUENOS CONDUCTORES PORQUE TIENEN UNA ESTRUCTURA CON MUCHOS ELECTRONES CON VÍNCULOS DÉBILES, Y ESTO PERMITE SU MOVIMIENTO. ANÁLISIS DE NODO: EN ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS, EL ANÁLISIS DE NODOS, O MÉTODO DE TENSIONES NODALES ES UN MÉTODO PARA DETERMINAR LA TENSIÓN (DIFERENCIA DE POTENCIAL) DE UNO O MÁS NODOS. CORRIENTE CONTINUA: LA CORRIENTE CONTINUA (CC EN ESPAÑOL, EN INGLÉS DC, DE DIRECT CURRENT) SE REFIERE AL FLUJO CONTINUO DE CARGA ELÉCTRICA A TRAVÉS DE UN CONDUCTOR ENTRE DOS PUNTOS DE DISTINTO POTENCIAL, QUE NO CAMBIA DE SENTIDO CON EL TIEMPO. POLARIDAD: GENERALMENTE LOS APARATOS DE CORRIENTE CONTINUA NO SUELEN INCORPORAR PROTECCIONES FRENTE A UN EVENTUAL CAMBIO DE POLARIDAD, LO QUE PUEDE ACARREAR DAÑOS IRREVERSIBLES EN EL APARATO. PARA EVITARLO, Y DADO QUE LA CAUSA DEL PROBLEMA ES LA COLOCACIÓN INADECUADA DE LAS BATERÍAS, ES COMÚN QUE LOS APARATOS INCORPOREN UN DIAGRAMA QUE MUESTRE CÓMO DEBEN COLOCARSE; ASÍ MISMO, LOS CONTACTOS SE DISTINGUEN EMPLEÁNDOSE CONVENCIONALMENTE UN MUELLE METÁLICO PARA EL POLO NEGATIVO Y UNA PLACA PARA EL POLO POSITIVO.

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VOLTAJE: LA TENSIÓN ELÉCTRICA O DIFERENCIA DE POTENCIAL (TAMBIÉN DENOMINADA VOLTAJE) ES UNA MAGNITUD FÍSICA QUE CUANTIFICA LA DIFERENCIA DE POTENCIAL ELÉCTRICO ENTRE DOS PUNTOS. TAMBIÉN SE PUEDE DEFINIR COMO EL TRABAJO POR UNIDAD DE CARGA EJERCIDO POR EL CAMPO ELÉCTRICO SOBRE UNA PARTÍCULA CARGADA PARA MOVERLA ENTRE DOS POSICIONES DETERMINADAS. VOLTÍMETRO VECTORIALES: SE UTILIZAN CON SEÑALES DE MICROONDAS. ADEMÁS DEL MÓDULO DE LA TENSIÓN DAN UNA INDICACIÓN DE SU FASE. SE USA TANTO POR LOS ESPECIALISTAS Y REPARADORES DE APARATOS ELÉCTRICOS, COMO POR AFICIONADOS EN EL HOGAR PARA DIVERSOS FINES; LA TECNOLOGÍA ACTUAL HA PERMITIDO PONER EN EL MERCADO VERSIONES ECONÓMICAS Y AL MISMO TIEMPO PRECISAS PARA EL USO GENERAL. SON DISPOSITIVOS PRESENTES EN CUALQUIER CASA DE VENTAS DEDICADA A LA ELECTRÓNICA. CORRIENTE ELÉCTRICA: LA CORRIENTE ELÉCTRICA O INTENSIDAD ELÉCTRICA ES EL FLUJO DE CARGA ELÉCTRICA POR UNIDAD DE TIEMPO QUE RECORRE UN MATERIAL. SE DEBE AL MOVIMIENTO DE LAS CARGAS (NORMALMENTE ELECTRONES) EN EL INTERIOR DEL MATERIAL.

CONCLUSIONES

EN ESTA EXPERIENCIA PUDE OBSERVAR QUE FUE UNA COMBIANACION DE LOS DOS LABORATORIOS ANTERIORES (CIRCUITOS EN SERIE Y PARALELO). ESTE LABORATORIO ME AYUDO A COMO IDENTIFICAR MAS FACILMENTE UN CIRCUITO PARA LLEVAR A CABO UN MEJOR ANALISIS A LA HORA DE RESOLVERLO YA QUE EN NUESTRA CARRERA SE FUNDAMENTA EN EL ANALISIS DE CIRCUITOS. -GUNSTHERS DIAZ

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CON ESTA EXPERENCIA SE PUDO OBSERVAR Y COMPARAR LA DIFERENCIA ENTRE LOS CÁLCULOS DE RESISTENCIA, CORRIENTE Y VOLTAJE TANTO EN SERIE COMO EN PARALELO. OBSERVAMOS QUE EN SERIE LA CORRIENTE ES LA MISMA EN TODO EL CIRCUITO, EL VOLTAJE EN CADA DISPOSITIVO SERÁ DISTINTO SI LA RESISTENCIA DE ESTOS ES DISTINTA, LA SUMA DE LAS RESISTENCIAS DEL CIRCUITO, ES IGUAL A LA RESISTENCIA TOTAL DEL CIRCUITO; MIENTRAS QUE EN PARALELO: LA CORRIENTE EN CADA DISPOSITIVO SERÁ DISTINTA SI LA RESISTENCIA DE ESTOS ES DISTINTA, EL VOLTAJE ES EL MISMO EN CADA UNO DE LOS DISPOSITIVOS Y CORRESPONDE AL VOLTAJE DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN, LA RESISTENCIA TOTAL, ES MENOR QUE EL VALOR DE LA RESISTENCIA MÁS PEQUEÑA DEL CIRCUITO. -ANDREA DEL CID TRAS CULMINAR ESTA EXPERIENCIA PUDE CONCLUIR QUE LOS CIRCUITOS SERIESPARALELOS SON ANALIZADOS DE FORMA DIFERENTE A LOS CIRCUITOS ANTES ESTUDIADOS UNA DE ESTAS DIFERENCIAS ES EL MÉTODO DE RESOLUCIÓN PORQUE HAY QUE CONSEGUIR LA RESISTENCIA EQUIVALENTE PARA ANALIZAR EL CIRCUITO Y SABER CUÁL ES LA CORRIENTE Y VOLTAJE QUE PASA POR CADA UNA DE LAS RESISTENCIAS OTRO PUNTO IMPORTANTE ES QUE CUANDO EL CIRCUITO TIENE MÁS DE UNA FEM EL PROBLEMA SE RESUELVE MEDIANTE MALLAS Y NO POR REDUCCIÓN. -WVALDO GRAELL EN ESTA EXPERIENCIA TRABAJAMOS CON CIRCUITOS EN SERIE Y PARALELO A LA VEZ, QUE, AUNQUE ESTÉN JUNTAS, PASA LO MISMO QUE SI ESTUVIERAN SEPARADAS. EN LA PARTE DONDE EL RESISTOR ESTÁ ACOMODADO EN SERIE, LA CORRIENTE QUE PASA POR ÉL ES IGUAL QUE LA CORRIENTE DE ENTRADA, Y EN LOS RESISTORES ACOMODADOS EN PARALELO, SU VOLTAJE ES IGUAL AL VOLTAJE DEL CIRCUITO. EN EL CIRCUITO #3 (RESUELTO POR MALLAS), LOS VALORES CALCULADOS CASI NO COINCIDEN CON LAS MEDICIONES HECHAS, ESTO SE PUEDE DEBER A QUE SE REALIZARON MAL LAS MEDICIONES O QUE LOS INSTRUMETOS UTILIZADOS ESTABAN EN MAL ESTADO. -ANDREA GONZÁLEZ

INFOGRAFÍA

HTTP://DEFINICIONESDEPALABRAS.COM/CIRCUITO-MIXTO HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/RESISTIVIDAD

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HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/AN%C3%A1LISIS_DE_CIRCUITOS HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/CONDUCTIVIDAD_EL%C3%A9CTRICA HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/AN%C3%A1LISIS_DE_NODOS HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/CORRIENTE_CONTINUA HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/CORRIENTE_CONTINUA#POLARIDAD HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/TENSI%C3%B3N_(ELECTRICIDAD) HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/VOLT%C3%ADMETRO HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/CORRIENTE_EL%C3%A9CTRICA

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