UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BSICAS REA DE LABORATORIO DE FISICA FACULTAD DE INGENIERA-CIENCIAS AMBIENTALES

CIRCUITOS RESISTIVOS .

RESUMENEn esta prctica experimental, realizando una prctica sencilla en lo cual se utiliz Los circuitos resistivos en serie y paralelo que se encontraban conectando a una fuente DC de 11V dos resistores y una serie de caimanes y conectores para poder conectar los aparatos, todo esto ayudndose de dos multmetros, uno trabajando como voltmetro para el voltaje de la fuente DC y el otro como ampermetro para la corriente elctrica. Con base a esto datos obtenidos se realizan los clculos correspondientes.Palabras claves:Circuitos serie, circuito paralelo, voltmetro, voltaje, resistencia.AbstractIn this experimental practice, making a simple practice in which the resistive circuits are used in parallel and series that were connecting to a 11V DC power two resistors and a number of alligators and connectors to connect the devices, all this help of Both meters, one working as a voltmeter for DC voltage source and the other as an ammeter for electric current. Based on this data the calculations are performed.

UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BSICAS REA DE LABORATORIO DE FISICA FACULTAD DE INGENIERA-CIENCIAS AMBIENTALES

1. 2. Introduccin

El circuito serie es una configuracin de conexin en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptor, entre otros.) se conectan secuencialmente. El terminal de salida de un dispositivo se conecta al terminal de entrada del dispositivo siguiente, la corriente que circula en un circuito en serie es la misma en todos los puntos del circuito .El circuito paralelo es una conexin donde, los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos. (Generadores Resistencias, condensadores, etc.) Conectados coincidan entre s, lo mismo que sus terminales de salida. Sin embargo la intensidad de corriente cambia en funcin de la resistenciaEl circuito mixto o combinado, como su nombre lo indica combina el circuito enserie y el paralelo teniendo de esta forma un circuito ms complejo pero ms eficienteCon el siguiente informe describimos la experiencia adquirida en el laboratorio, para el circuito en serie: A partir de R 1, R 2 y V T medidos en la experiencia. Determinaremos R T, I1, I 2, V 1 y V 2.Para el circuito en paralelo: A partir de R 1, R 2 y V T medidos en la experiencia. Determinaremos R T, I 1, I 2, V 1 y V.3. Fundamentos tericos2.1 resistores en serieDos o ms resistencias se dice que estn en serie, cuando cada una de ellas se sita a continuacin de la anterior a lo largo del hilo conductor.

Figura 1. Resistencias en serie: cuando las resistencias se encuentran en serie, se sitan a continuacin en la siguiente. La intensidad de corriente que circula por cada una de ellas es la misma.Cuando dos o ms resistencias se encuentran en serie laintensidad de corrienteque atraviesa a cada una de ellas es la misma.Si aplicamos laley de Ohma cada una de las resistencias de la figura anterior obtenemos que:VAVB=IR1VBVC=IR2VCVD=IR3Si realizamos una suma miembro a miembro sobre las tres ecuaciones, observamos que:VAVB+VBVCVCVD=IR1+IR2+IR3VAVD=I(R1+R2+R3)VAVD=IRLa ecuacin anterior queda as, si tenemos en cuenta que:R=R1+R2+R3Por lo tanto, si te das cuenta, puedes observar que las tres resistencias en serie anteriores son equivalentes a una nica resistencia cuyo valor es la suma de las tres anteriores.Una asociacin en serie de n resistencias R1, R2, ..., RNes equivalente a poner una nica resistencia cuyo valor R es igual a la suma del valor de las n resistencias.R=R1+R2+...+R

Figura 2. Resistencias equivalentes en serie: las resistencias en serie se pueden sustituir por una nica resistencia cuyo valor es la suma de cada una de ellas.2.2 resistores en paraleloCuando dos o ms resistencias se encuentran en paralelo, comparten sus extremos tal y como se muestra en la siguiente figura:

Figura 3. Resistencia en paralelo: cuando las resistencias se encuentran en paralelo, comparten sus extremos tal como se ve en la figura. La suma de las intensidades de corriente que circulan por cada una de las resistencias es equivalente a la intensidad antes y despus de la bifurcacin. La diferencia de potencial es la misma entre los extremos de todas las resistencias.Si disponemos de n resistencias en paralelo, todas las resistencias poseen la mismadiferencia de potencialen sus extremos y la intensidad de entrada I se divide entre cada una de las ramas de tal forma que:I=I1+I2+...+INSi aplicamos la ley de Ohm en cada una de las resistencias de la figura:VAVB/R1=I1VAVB/R2=I2VAVB/R3=I3Sabiendo que la suma de las intensidades de cada resistencia es la intensidad antes de entrar y salir del conjunto formado por las tres resistencias:I=I1+I2+I3= (VAVB)(1/R1+1/R2+1/R3)I= (VAVB)/RDe aqu podemos deducir que:Una asociacin de resistencias en paralelo es equivalente a una nica resistencia R, en la que se cumple que:1/R=1/R1+1/R2+1/R3

Figura 4, resistencias en paralelo equivalente: cuando las resistencias se encuentran en paralelo, pueden ser sustituida por una nica resistencia cuyo valor es inferior a cada una de las asociaciones.2.3 leyes de KirchhoffLasleyes de Kirchhoffson dosigualdadesque se basan en laconservacin de la energay la carga en loscircuitos elctricos. Fueron descritas por primera vez en 1846 porGustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas eningeniera elctrica.Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de lasecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedi aMaxwelly gracias a Georg Ohmsu trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas eningeniera elctricaeingeniera electrnicapara hallar corrientesytensionesen cualquier punto de uncircuito elctrico. Ley de Corrientes de Kirchhoff (L.C.K.)En cualquier instante de tiempo, la suma algebraica de las corrientes de rama en un nodo es cero, consideradas todas entrantes o todas salientes. O bien, la suma de las corrientes de rama entrantes a un nodo es igual a la suma de corrientes salientes, en cualquier instante de tiempo. Ley de Voltajes de Kirchhoff (L.V.K.)La suma algebraica de los voltajes de rama alrededor de un lazo es cero en todo instante de tiempo, considerados todos subidas o todos bajadas. O bien, en todo instante de tiempo, la suma de las subidas de voltaje alrededor de un lazo es igual a la suma de cadas de voltaje.2.4 circuitos en serie-paralelo Circuitos en serieLos circuitos en serie se caracterizan por tener las resistencias conectadas en la misma lnea existente entre los extremos de la batera o la pila, es decir, situados uno a continuacin del otro. Por tanto, la corriente fluye por cada resistor uno tras otro.Si ponemos un ejemplo utilizando las centrales hidrulicas, podemos decir que dos depsitos de agua estn conectados en serie si la salida de uno de ellos se conecta a la entrada del segundo. Otro ejemplo donde aparece la conexin en serie puede ser las bateras elctricas, ya que estn formadas por varias pilas que se encuentran conectadas en serie para alcanzar el voltaje necesario.

Circuitos en paraleloLos circuitos en paralelo se caracterizan por tener conectadas varias vas alineadas paralelamente entre s, de tal forma que cada va tiene una resistencia y estas vas estn conectadas por puntos comunes.

2.5 puente de wheatstone Elpuente Wheatstonees un circuito inicialmente descrito en 1833 por Samuel Hunter Christie (1784-1865). No obstante, fue el Sr. CharlesWheatestonequien le dio muchos usos cuando lo descubri en 1843.Como resultado este circuito lleva su nombre. Es el circuito ms sensitivo que existe para medir unaresistencia. Elpuente Wheatstonees un circuito muy interesante y se utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias (como ya se haba dicho).El circuito es el siguiente: (puede conectarse a cualquiervoltajeencorriente directa, recomendable no ms de 12 voltios). Cuando el puente se encuentra en equilibrio: R1= R2y Rx = R3de donde: R1/ Rx = R2/ R3En este caso la diferencia de potencial (la tensin) es de cero "0" voltios entre los puntos A y B, donde se ha colocado un ampermetro, que muestra que no pasacorrienteentre los puntos A y B (0 amperios)Cuando Rx= R3, VAB = 0 voltios y la corriente = 0 amperiosSi no se conoce el valor de Rx, se debe equilibrar el puente variando el valor de R3. Cuando se haya conseguido el equilibrio, Rx ser igual a R3(Rx = R3). R3 debe ser unaresistencia variablecon una cartula o medio para obtener valores muy precisos.Ejemplo:Si R1y R2= 1 K (Kilohmio) y R3= 5K, Rx deber de 5K para lograr que el voltaje entre A y B (VAB) sea cero (corriente igual a cero)As, basta conectar una resistencia desconocida (RX) y empezar a variar R3hasta que la corriente entre A y B sea cero. Cuando esto suceda, el valor de RXser igual al valor de R3Una aplicacin muy interesante delpuente Wheatstoneen la industria es como sensor de temperatura, presin, etc. (dispositivos que varan el valor de su resistencia de acuerdo a la variacin de las variables antes mencionadas). Tambin se utiliza en los sistemas de distribucin de energa elctrica donde se lo utiliza para detectar roturas o fallas en las lneas de distribucinEs en el ampermetro donde se ve el nivel o grado de desbalance o diferencia que hay entre el valor normal a medir y la medida real.2.6 alumbrado domstico y seguridad elctrica Alumbrado domestico

Seguridad elctricaAlgunos de los muchos motivos por los cuales se pueden producir accidentes elctricos son: la ignorancia, la imprudencia, el desconocimiento.El accidente elctrico se puede producir en funcin de muchos factores, en algunos, pueden concurrir una o ms circunstancias; en otras, ms influirn fallos humanos o tcnicos y la falta de prevencin, tanto personal como directiva, de proyeccin y de realizacin de obra. Seguridad elctrica consiste en la reduccin del riesgo de los efectos nocivos que puedan darse por la aplicacin de una determinada tcnica que involucre la utilizacin de equipos elctricos. O trabajos expuestos a la misma. Medidas de proteccin contra contactos elctricos indirectos: Puesta a tierra de las masas: Puede ocurrir que exista una falla de aislacin en el circuito elctrico de una mquina. En este caso, la tensin o voltaje se traslada a las carcasas metlicas que la rodean. Para evitar que el camino ms fcil que siga la corriente sea nuestro cuerpo al tocar la parte metlica, se hace una conexin a una toma de tierra, por donde circular la corriente. Interruptor diferencial: En condiciones normales, la intensidad de una corriente que entra a un circuito elctrico debe ser igual a la intensidad que sale. El interruptor diferencial vigila que esto ocurra siempre as. De lo contrario abre el circuito y la corriente deja de circular. Cuando hay una falla de aislacin y una parte de la corriente es conducida a tierra, el interruptor diferencial lo detecta y abre automticamente el circuito elctrico, interrumpiendo el pasaje de corriente.

4. Desarrollo experimentalSe armaron dos circuitos uno circuito en serie y uno en paralelo se encontraba conectando a una fuente DC dos resistores y una serie de caimanes y conectores. Trabajamos con un multmetro, uno lo usamos para trabajar como voltmetro para el voltaje de la fuente DC y el otro como ampermetro para la corriente elctrica. Con base a esto datos obtenidos se realizan los clculos correspondientes.

Figura 5. Circuito en serie

Figura 6. Circuito en paralelo.

Figura 7. Fuente DC

Figura 8. Voltmetro.

5. Datos obtenidos en el laboratorio

4. Calculo y anlisis de resultadosEn la prctica sencilla realizada en el laboratorio se utilizaron los circuitos en serio y paralelo, conectados A una fuente de corriente directa (DC). Donde medimos el voltaje y amperios de los circuitos.Un circuito en serie quiere decir que est conectado secuencialmente, como en los resistores en serie, que se sita uno tras de otro.En paralelo comparten sus extremos (varias vas alineadas paralelamente entre s) y su intensidad de corriente cambia en funcin de la resistencia.

Reduccin de mallas de circuitos mixtosCircuito 1:

Circuito 2:

5. Conclusin En el ejercicio realizado se pusieron en prctica los diferentes conceptos que trabajamos con anterioridad, basados en ellos desarrollamos los circuitos en serie y paralelo, de manera que identificramos la diferencia entre ellos; de lo que se pudo concluir: En un circuito en serie la corriente es la misma en todos sus puntos, contrario A esto en el paralelo se presentan variaciones. Las resistencias en serie son equivalentes A poner una nica resistencia cuyo valor es igual A la suma del valor de las resistencias. Las resistencias en paralelo son equivalentes A poner una nica resistencia cuyo valor es igual A la divisin de las resistencias multiplicadas entre la suma de las mismas; por lo que su valor es inferior A cada una de las asociaciones. El voltaje en paralelo es el mismo, por lo contrario en serio no.

6. BibliografaMaxWebportal, Puente de Wheatstone. Historia y funcionamiento, 01/10/15 http://www.unicrom.com/Tut_puente_wheatestone.aspTutorial de teora de circuitos, Leyes de Kirchoff, 01/10/15http://gco.tel.uva.es/tutorial_cir/tema1/kirchoff.htm#principioFISICALAB. Resistencias en serie, paralelo, 01/10/15 https://www.fisicalab.com/apartado/asociacion-de-resistencias#contenidos