• Author / Uploaded
• Oscar Javier Ruiz Ortiz

Citation preview

Circuitos Serie y Paralelo Oscar Javier Ruiz Ortiz Código: 10450914975 Electricidad y Electrónica Automotriz Laboratorio 1 Ingeniera

Sandra Castaño

01/09/2011

OBJETIVOS



Reconocer la relación entre corriente, voltaje y resistencia en un circuito cerrado.



Reconocer el comportamiento de la corriente en circuitos serie y paralelo.



Identificar como se relacionan las cargas eléctricas en circuitos serie y paralelo.

MARCO TEÓRICO

Circuito Eléctrico Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que unidos de forma adecuada permiten el paso de electrones. Está compuesto por:    

Fuente. Hilo conductor. Receptor o consumidor. Elemento de maniobra.

El sentido real de la corriente va del polo negativo al positivo. Sin embargo, en los primeros estudios se consideró al revés, por ello cuando resolvamos problemas siempre consideraremos que el sentido de la corriente eléctrica irá del polo positivo al negativo

Voltaje [V] También llamado tensión o diferencia de potencial, el voltaje es la diferencia que hay entre dos puntos en el potencial eléctrico, refiriéndonos a potencial eléctrico como el trabajo que se realiza para trasladar una carga positiva de un punto a otro.

Corriente Eléctrica [A] La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material. La mayor parte de las aplicaciones prácticas de la electricidad tienen que ver con corrientes eléctricas. Por ejemplo, la batería de una luz de destellos suministra corriente al filamento de la bombilla cuando el interruptor se conecta. Una gran variedad de aparatos domésticos funcionan con corriente alterna. En estas situaciones comunes, el flujo de carga fluye por un conductor, por ejemplo, un alambre de cobre. Es posible también que existan corrientes fuera de un conductor.

Es necesario una diferencia de potencial en el conductor para producir una Corriente Eléctrica.

Resistencia Eléctrica [Ω] Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

Ley de Ohm George Simon Ohm, descubrió en 1827 que la corriente en un circuito de corriente continua varía directamente proporcional con la diferencia de potencial, e inversamente proporcional con la resistencia del circuito. La ley de Ohm, establece que la corriente eléctrica (I) en un conductor o circuito, es igual a la diferencia de potencial (V) sobre el conductor (o circuito), dividido por la

resistencia (R) que opone al paso, él mismo. La ley de Ohm se aplica a la totalidad de un circuito o a una parte o conductor del mismo.

V R V  IR I

En los circuitos de corriente continua, puede resolverse la relación entre la corriente, voltaje, resistencia y potencia con la ayuda de un gráfico de sectores, este diagrama ha sido uno de los más utilizados:

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. Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua se conectarán en serie si la salida del primero se conecta a la entrada del segundo. Una batería eléctrica suele estar formada por varias pilas eléctricas conectadas en serie, para alcanzar así el voltaje que se precise. En función de los dispositivos conectados en serie, el valor total o equivalente se obtiene con las siguientes expresiones:

Para Generadores

Para Resistencias

Circuito Paralelo El circuito paralelo es una conexión donde los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coinciden entre sí, lo mismo que sus terminales de salida. Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua conectados en paralelo tendrán una entrada común que alimenta simultáneamente a ambos, así como una salida común que drenara a ambos a la vez. En función de los dispositivos conectados en paralelo, el valor total o equivalente se obtiene con las siguientes expresiones:

Para generadores

Para Resistencias

LABORATORIO

Materiales    

Tablero de electrónica Multímetro Fuente de voltaje variable Resistencias

Procedimiento 1. Con ayuda del multímetro ajustar la fuente de voltaje variable a 3V. 2. Se tomo 2 resistencias y se identificó su valor por código de colores así: Resistencia 1 2

Primera franja Rojo 2 Café 1

Segunda Franja Rojo 2 Rojo 2

Tercera Franja Naranja 3

x10 Naranja x103

Invertidumbre Dorado 5% Dorado 5%

3. Se ideo un montaje en serie en con las dos resistencias:

Valor 22000 Ω 12000Ω

4. Se realizaron cálculos con Ley de Ohm para hallar el valor de la corriente del circuito.

Req  R1  R2 Req  (22000  12000) Req  34000  34k 

I

V R

3 A 34000 I  8.82 105 A I

VR1  I  R1 VR1  (8.82 105 A)(22000) VR1  1.94V VR2  I  R2 VR2  (8.82 105 A)(12000) VR2  1.05V

Circuito Serie (Teórico) Componente

Resistencia [Ω]

Voltaje [V]

Corriente [A]

Fuente

--

3

8.82 X 10-5

R1

22000

1.94

8.82 X 10-5

R2

12000

1.05

8.82 X 10-5

Req

34000

3

8.82 X 10-5

5. Se monto el circuito sobre el Protoboard del tablero y se midió voltajes, corriente y el valor de las resistencias. Se tuvo precaución al usar las escalas del multímetro, para no errar en la medición y proteger el equipo.

Componente Fuente

Circuito Serie (Práctico) Resistencia [Ω] Voltaje [V] -2.99

Corriente [A] 0.09 X 10-3

R1

21700

1.95

0.09 X 10-3

R2

11900

1.07

0.09 X 10-3

Req

33600

2.99

0.09 X 10-3

6. Se ideo un circuito en paralelo con las dos resistencias escogidas anteriormente.

7. Se realizaron cálculos con Ley de Ohm para hallar el valor de la corriente del circuito.

1 1 1   Req R1 R2 Req 

R1  R2 R1  R2

22000 12000  22000  12000 Req  7764.705 Req 

I

V R

3 A 7764.705 I  3.86  104 A I

I R1 

V R1

3 A 22000 I R1  1.36 A I R1 

I R2 

V R2

3 A 12000  2,5  10 4 A

I R2  I R2

Componente Fuente

Circuito Paralelo (Teórico) Resistencia [Ω] Voltaje [V] -3

Corriente [A] 3.86 X 10-4

R1

22000

3

1.36 X 10-4

R2

12000

3

2.50 X 10-4

Req

7764.705

3

3.86 X 10-4

8. Se monto el circuito sobre el Protoboard del tablero y se midió voltajes, corriente y el valor de las resistencias. Se tuvo precaución al usar las escalas del multímetro, para no errar en la medición y proteger el equipo.

Componente Fuente

Circuito Paralelo (Práctico) Resistencia [Ω] Voltaje [V] -3.03

Corriente [A] 0.40 X 10-3

R1

21700

3.03

0.14 X 10-3

R2

11900

3.03

0.26 X 10-3

Req

7670

3.03

0.40 X 10-3

9. Se analizaron los datos y el porcentaje de error.

% Error 

(Dato Teórico)-(Dato Real) *100% Dato Teórico Circuito serie % de error

Componente

Resistencia

Voltaje

Corriente

Fuente

--

-0,33%

2,04%

R1

-1,36%

0,52%

2,04%

R2

-0,83%

1,90%

2,04%

Req

-1,18%

-0,33%

2,04%

Componente Fuente R1

Circuito Paralelo % de error Resistencia Voltaje -1,00% -1,36% 1,00%

Corriente 3,63% 2,94%

R2

-0,83%

1,00%

4,00%

Req

-1,22%

1,00%

3,63%

ANÁLISIS



En los circuitos serie se detecto una caída de potencial en cada una de las resistencias conectadas, y la sumatoria de estas caídas es igual al potencial eléctrico que entrega la fuente.



En los circuitos paralelo se detecto un reparto de la corriente total del circuito por cada uno de los caminos cerrados del mismo, y la sumatoria de estas corrientes es igual a la corriente total del circuito.



La relación entre corriente, voltaje y resistencia que la Ley de Ohm emplea, es fácilmente demostrable al analizar circuitos eléctricos. El mejor camino para el análisis de circuitos eléctricos es realizar sumatorias de los valores de las resistencias para así dar uso a la relación dada en la Ley de Ohm.

CONCLUSIONES



La corriente es un factor dependiente del voltaje y la resistencia en un circuito eléctrico. Por lo general el voltaje y la resistencia eléctrica permanecen V constante, y esta relación es dada por medio de la expresión I  , sin R embargo, de ahí se concluye que en el caso de un aumento en el potencial eléctrico la corriente en el circuito aumenta, y que a mayor resistencia, la corriente eléctrica que pasa por ella desciende porque le es más difícil atravesarla.



A mayor la resistencia para un mismo voltaje la intensidad de la corriente disminuye, esto fue evidente en la disposición de las resistencias en el circuito, ya que el valor de la corriente es mayor para un circuito paralelo comparado con un circuito serie que usan las mismas resistencias.



Del punto anterior se puede analizar que para reducir el valor de las resistencias se deben disponer estas resistencias en paralelo, y para incrementar este valor se deben ubicar en seria.