Informe de Laboratorio de Fisica III Circuitos en Serie y Paralelo

INFORME DE LABORATORIO DE FISICA IIILUIS ANGEL CHACÒN LUIS DAVID PEÑA HANS MERCADO ENTREGADO A: ING. LUIS SIMANCA UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE FACULTAD: INGENIERIA 3 ER SEMESTRE GRUPO: AD BARRANQUILLA 2013 INTRODUCCION En el siguiente informe vamos a conocer conceptos básicos para realizar la experiencia en el laboratorio, la resistencia eléctrica no es más que una oposición que encuentra la corriente en un circuito. Pero en este caso vamos hablar de la resistencia en serie y en paralelo; vamos a conocer sus características y vamos a ver unos ejemplos para que podamos comprender como son en realidad. Los circuitos de resistencia en serie y en paralelo tienen varias características una de ellas es la intensidad de corriente que es la cantidad de carga que pasa por la sección trasversal del cable por unidad de tiempo (Amperio). OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL  Aprender de forma teórica y experimental a determinar valores corriente eléctrica en elementos que se encuentren conectados en serie y paralelo. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Aplicar la Ley de Ohm y divisor de voltaje para obtener valores de corriente.  Aprender a medir valores de resistencias y corrientes eléctricas de manera experimental.  Ser capaces de armar circuitos en serie y paralelo, identificando propiedades de corriente que se dan en cada tipo de conexión. MARCO TEORICO RESISTENCIA ELECTRICA 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. Así es como se ve el circuito y además tenemos la fórmula para calcular la resistencia en un circuito. A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia. B.- Electrones fluyendo por un mal conductor. eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor. LOS CIRCUITOS RC Son circuitos que están compuestos por una resistencia y un condensador. Se caracteriza por que la corriente puede variar con el tiempo. Cuando el tiempo es igual a cero, el condensador está descargado, en el momento que empieza a correr el tiempo, el condensador comienza a cargarse ya que hay una corriente en el circuito. Debido al espacio entre las placas del condensador, en el circuito no circula corriente, es por eso que se utiliza una resistencia. LEYES DE CONSERVACIÓN (REGLAS DE KIRCHHOFF). Las leyes de Kirchhoff 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. Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica e ingeniería electrónica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico. RESISTENCIAS EN SERIE Y PARALELO Dos resistencias están en serie si por ellas pasa exactamente la misma corriente. Resistencias en serie se suman para obtener una resistencia equivalente: Req = R1 + R2. Dos resistencias están en paralelo si sobre los terminales correspondientes de éstas se establece un mismo voltaje. La resistencia equivalente de dos resistencias es el producto de éstas dividido por la suma de ambas: Req = (R1× R2)/(R1+R2). EJEMPLO A: Encontrar la resistencia equivalente de las siguientes resistencias. Solución: Estas resistencias están en serie. Por tanto, la resistencia equivalente sería 4 + 9 = 13 Ω. EJEMPLO B: Encontrar la resistencia equivalente de las siguientes resistencias. Solución: Tenemos una resistencia de 3 Ω en serie con un paralelo de dos resistencias. Primero se efectúa el paralelo (resistencias roja y azul): 6 × 12 /(6 + 12) = 4. Luego se suman 3 + 4 = 7 Ω. Por tanto, la resistencia equivalente es de 7 Ω. MATERIALES:  TABLERO DE CONEXIÓN  PORTABOMBILLA  BOMBILLAS  INTERUPTOR  ALAMBRE EN BLOQUE DE CONEXIÓN 4  CABLE DE CONEXIÓN, 25 CM, ROJO Y AZUL  CABLE DE CONEXIÓN, 50 CM, ROJO Y AZUL  RESISTENCIAS DE: 47 Ω, 100 Ω, Y DE 1 K Ω (1000 OHMIOS) MONTAJE DE LA EXPERIENCIA: PRIMERA PARTE:  Primero monte el circuito con una bombilla.  Ponga la tensión de alimentación a 10 V. Observe el brillo de la bombilla y mida la intensidad con el amperímetro. El brillo de la bombilla tiene dos posibilidades: fuerte o débil. Lleve todo lo observado y medido a la tabla 1.  Coloque la segunda bombilla remplazando el bloque de conexión 1, de tal forma que queden dos bombillas en serie y repita la observación y la medida.  Quite las dos bombillas del circuito y coloque una resistencia de R 1 = 100 . (ver Fig. 3) Mida la intensidad y lleve el valor a la tabla 1. Luego añada otra resistencia de R 2 = 100  en serie y vuelva a medir la intensidad. Anótela en la tabla 1.  Remplace la resistencia R 2 = 100  por una resistencia R 2 = 1K de tal forma que queden las dos resistencias en serie. SEGUNDA PARTE 1. Monte el circuito según el esquema eléctrico de la Fig. 2. Encienda la fuente de alimentación y fije la tensión directa a 8 V. 2. Mida la intensidad donde aparece indicada en el circuito (intensidad total) y registre el valor en la tabla 2. 3. Remplace las resistencias por bombillas; observe el brillo de la bombilla y anote los valores medidos de la intensidad en la tabla 2. Primero mida la intensidad con una bombilla y después con las dos bombillas. 4. Ahora remplace las bombillas por dos resistencias de 100 en paralelo y realice las mediciones. 5. Conecte una resistencia de 100  y otra de 1 K (en paralelo). TABLAS DE RESULTADO  TABLA EN SERIE: Resistencia IA1(A) I teorica(A) Error % De 100 Ohm 0,118 0,1198 1,1 2 de 100 Ohm 0,059 0,06 0,6 1 de 100 Ohm y otra de 1 k Ohm 0,011 0,0109 1  TABLA EN PARALELO: Resistencia IA1(A) Iteorica(A) Error % De 100 Ohm Max Max 0 2 de 100 Ohm 0,238 0,239 0,4 1 de 100 Ohm y otra de 1 k Ohm 0,132 0,132 0 1 de 47 Ohm y otra de 100 Ohm 0,369 0,3717 0,7 Evaluación: 1. a) ¿Por qué al conectar dos bombillas en serie se encienden mas débilmente que una sola? Al ponerlas en serie la resistencia de ambas bombillas se suma en consecuencia la intensidad de la corriente baja, ya que i=v/r y en consecuencia la potencia que entrega cada bombilla también baja, ya que p=i*^2*r 1. b) ¿Por qué al conectar dos bombillas en paralelo se encienden más fuertemente que una sola? El voltaje en un circuito es el mismo por lo que al conectar dos bombillas en paralelo como van a tener igual voltaje la intensidad va hacer la misma en las dos 2 a) ¿Qué concluye usted sobre la resistencia total en una conexión en serie? la resistencia total en una conexión en serie es igual a la suma de todas las resistencia que se encuentran en el circuito b) ¿Qué concluye usted sobre la resistencia total en una conexión en paralelo? la resistencia total en una conexión en serie es igual a la suma del inverso de todas las resistencia que se encuentran en el circuito (1/r1+1/r2+1/r3…1/rn) CONCLUSIONES Existe una caída de potencial en los bombillos conectados en serie y la corriente es la misma, mientras que los bombillos colocados en paralelo mantienen el mismo voltaje, pero tienen corrientes diferentes, obedeciendo la ley de Ohm. Los bombillos colocados en serie van disminuyendo de intensidad, porque su voltaje va cambiando (disminuyendo) y esto hace que disminuya su potencia. Los bombillos colocados en paralelo, mantienen la misma intensidad de iluminación, debido a que mantienen la misma potencia gracias a que están al mismo potencial. En este orden de ideas, se puede observar que los circuitos en paralelo son más viables en cuanto a instalaciones domesticas o en empresas, puesto que, debido a que ofrece en todos los puntos un potencial de corriente igual, se garantiza una eficiencia en la transmisión de energía en cualquier terminal (en donde se pueden conectar distintos aparatos eléctricos) además de que se garantiza la permanencia de funcionamiento en el caso en el que alguno de los elementos pertenecientes al circuito sufra algún daño.