Experimento 1 Circuitos en Serie

5/10/2018 Experimento 1 Circuitos en Serie - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/experimento-1-circuitos-en-serie 1/15

Facultad de ingeniería

Universidad Autónoma de Yucatán

Mérida, Yuc. A 17 de febrero de 2011

Practica

Circuitos simples

Asignatura:

Física general II

Profesor:

David Martínez

INTEGRANTES

Lindi Isabel Chin Chuc

Rodrigo Gamboa Tejeda

Raul Ucan Ake



Objetivos:

Observar y determinar cuantitativamente la relación entre el voltaje total aplicado en un circuito y

las caídas de tensión parciales medidas a través de éste así como la relación de ésta (el voltaje) con

la intensidad del circuito al existir una conexión en serie o en paralelo.

Comparar los resultados experimentales obtenidos para contrastar con las leyes de Kirchhoff



Introducción:

Para la realización de este experimento es necesario conocer primero los conceptos básicos y el

comportamiento esperado del sistema, asi como algunos términos técnicos para interpretar los

resultados.

Rama: cada uno de los elementos en un circuito, por ejemplo resistencias, apagadores, lámparas,

etc.

Nodo: todo punto donde convergen dos o mas conductores y/o ramas.

Circuito en serie:

Aquel en que las ramas están conectadas consecutivamente, es decir, la salida de la primera rama

se conecta con la entrada de la segunda, la salida de ésta con la entrada de la tercera y así

sucesivamente hasta cerrar el circuito o la malla.

Tienen la propiedad de que la intensidad a lo largo de todo el sistema es constante, es decir, la

corriente que circula en cada rama es la misma.

Circuito en paralelo:

Aquel en que las ramas están conectadas de tal forma que todas las entradas divergen de un

mismo nodo y las salidas convergen en un segundo nodo.



Tiene la característica que el voltaje generado entre cada terminal de las ramas son iguales. De

hecho, al converger las entradas y salidas e un nodo, el voltaje es el mismo para las ramas que los

comparten.

LEYES DE KIRCHOFF:

Leyes descriptivas de la conservación de la carga y la corriente eléctrica en un circuito, se expresa

e dos proposiciones:

Primera ley de Kirchhoff o ley de nodos (LCK): Dice que la corriente total entrante a un nodo es

igual que la corriente total de salida. La suma algebraica pues de estas intensidades es igual a cero.

Otra expresión de la ley es considerando como

positiva la corriente que llega al nodo y negativa la

que sale del mismo, la suma algebraica de las

intensidades es cero

∑I = 0

La corriente total entrante es igual a la corriente de

salida en todos los nodos del circuito.

i3+i2=i4+i1

Segunda ley de Kirchhoff o ley de lazos de Kirchhoff (LVK): Dice que en toda malla la suma de todaslas caídas de tensión individuales es igual a la

tensión total suministrada a toda la malla.

En este caso v4=v1+v2+v3

Nótese que v5 no está en la malla analizada



Experimento 1 CIRCUITOS EN SERIE

MATERIAL

Placa reticular

Fuente de voltaje continua

Un multímetro (Con sus cables detectores de

Voltajes).

4 Resistencias (1KΩ, 5.6KΩ, 10KΩ, 100KΩ)

Enchufes en puente

Cables de Experimentación

PROCEDIMIENTO

1. Con la placa reticular, los enchufes en puente y las 4 resistencias formar un circuito en

serie, como el de la siguiente figura

2. Conectar el circuito a la fuente de voltaje

3. Suministrar distintos voltajes y medir el voltaje, corriente parcial en cada resistencia.

También se mide la resistencia total y la corriente total del sistema.



RESULTADOS DE CIRCUITOS EN SERIE

Los resultados presentados a continuación son de un circuito conformado por 3

resistencias en serie de 10, 5.6,1 kilohm.

1. La siguiente tabla muestra los resultados de la intensidad y voltaje parcial que pasaban enla resistencia de 10 Kohms(10,000 ohms). En la tercera columna se calcula la resistencia

por medio de la formula de la ley de ohm.

2. La siguiente tabla muestra los resultados de la intensidad y voltaje parcial que pasaban en

la resistencia de 5.6 Kohms (5600 ohms).

intensidad

parcial

(amperes)

voltaje

parcial

Resistencia

R=V/I

0.000064 0.641 10015.625

0.000121 1.2 9917.35537

0.000181 1.8 9944.75138

0.00024 2.41 10041.6667

0.000302 3.01 9966.88742

0.000362 3.61 9972.37569

0.000423 4.22 9976.35934

0.000483 4.82 9979.29607

0.000544 5.42 9963.23529

0.000604 6.02 9966.88742

intensidad parcial

(amperes)

voltaje parcial Resistencia

R=V/I

0.000063 0.358 5682.53968

0.000121 0.67 5537.19008

0.000181 1.01 5580.1105

0.000242 1.34 5537.19008

0.000302 1.68 5562.91391

0.000362 2.02 5580.1105

0.000423 2.36 5579.19622

0.000483 2.69 5569.35818

0.000544 3.03 5569.85294

0.000604 3.37 5579.4702



3. La siguiente tabla muestra los resultados de la intensidad y voltaje parcial que pasaban en

la resistencia de 1 Kohm (1000 ohms).

En la siguiente tabla se muestra el voltaje suministrado que aparecía en la fuente de voltaje y en

la segunda columna el voltaje obtenido al sumar todos los voltajes parciales que pasaban en cada

resistencia.

Voltaje de fuente Voltaje total

1.063 1.062

2 1.99

3 2.99

4 3.99

5 4.99

6 5.98

7 7

8 7.99

9 8.99

10 9.99

intensidad parcial(amperes) voltaje parcial ResistenciaR=V/I

0.000065 0.063 969.230769

0.000121 0.12 991.735537

0.000181 0.18 994.475138

0.000242 0.24 991.735537

0.000302 0.3 993.377483

0.000362 0.35 966.850829

0.000423 0.42 992.907801

0.000483 0.48 993.78882

0.000544 0.54 992.647059

0.000604 0.6 993.377483



Por último en la siguiente tabla se muestra la Resistencia total obtenida en la realización del

experimento (suma de resistencias obtenidas por medio de la ley de ohm con los datos de voltaje

e intensidad parcial aplicados al circuito con 10 distintos voltajes) y en la segunda columna el

valor teórico que esta debería de tener, es decir la suma de todas las resistencias ya que es uncircuito en serie.

Al observar las tablas podemos ver que la intensidad parcial es la misma en todas las resistencias

(varia por un decimal), esto sucede porque es un circuito en serie y la intensidad es la misma en

todos los puntos. La siguiente tabla muestra la intensidad total obtenida por medio de I=Vtotal/Rtotal

*el voltaje y Resistencia total usados en la formula son los obtenidos previamente en

experimentación y que se encuentran en las tablas anteriores

intensidad total0.000063

0.000121

0.000181

0.000240

0.000302

0.000362

0.000423

0.000483

0.000544

0.000604

Resistencia total

(experimentación)

Resistencia total

R1+R2+R3 Ω

(16.6 Kohms)

16667.3955 16600

16446.281 16600

16519.337 16600

16570.5923 16600

16523.1788 16600

16519.337 16600

16548.4634 16600

16542.4431 16600

16525.7353 16600

16539.7351 16600

http://es.wikipedia.org/wiki/Omega





La siguiente grafica intensidad vs voltaje muestra la relación existente entre la intensidad total y

voltaje total suministrados al circuito en serie con resistencias de 10, 5.6,1 kilohm.

CONCLUSIONES

Tras analizar los datos del experimento uno concluimos, como era esperable, que la intensidad en

cada tramo del sistema es constante, esto está respaldado por la Ley de nodos pues al ser u

circuito en serie cada nodo contiene solamente una entrada y una salida, así la intensidad que

entra al primer nodo es la misma que la que sale del mismo y atraviesa la primera resistencia,

después llega al segundo nodo y solamente hay una salida y así sucesivamente.

Asimismo la suma de todos los voltajes medidos a lo largo de la malla, en cada resistencia,

sumaban el voltaje total suministrado por nuestra fuente de poder.

De hecho podemos llegar incluso a la siguiente relación:

I=I1=I2=I3=I4=… y V=V1+V2+V3+…

Luego V/I =V1/I+V2/I+V3/I…

Sustituyendo I en cada término...

R=R1+R2+R3+…

Además de que al graficar intensidad vs voltaje otra vez pudimos ver la estrecha relación que estospresentan, es decir que son directamente proporcionales, si el voltaje aumenta la intensidad

también, si el voltaje disminuye la intensidad también. Al sacar la pendiente de la grafica

obtenemos que esta corresponde a la resistencia total del sistema

Tomando 2 puntos de la grafica tenemos que

0

2

4

6

8

10

12

0 .

0 6 3

0 .

1 2 1

0 .

1 8 1

0 .

2 4 0

0 .

3 0 2

0 .

3 6 2

0 .

4 2 3

0 .

4 8 3

0 .

5 4 4

0 .

6 0 4

voltaje…

intensidad

total

(mA)

Voltaje

total

(V)0.063 1.062

0 .121 1.99

0. 181 2.99

0. 240 3.99

0. 302 4.99

0. 362 5.98

0. 423 7

0. 483 7.99

0. 544 8.99

0. 604 9.99Intensidad mA



m= 16.5 Kohms.



EXPERIMENTO 2 CIRCUITOS EN PARALELO

MATERIALES

*Placa reticular

*Fuente de voltaje continua

*Un multímetro (Con sus cables detectores de Voltajes).

*4 Resistencias (1KΩ, 5.6KΩ, 10KΩ, 100KΩ)

*Enchufes en puente

*Cables de Experimentación

PROCEDIMIENTO. PARTE 2. “CIRCUITO EN PARALELO”.

Utilizando la placa reticular y de las resistencias de 10KΩ, 100KΩ; conectamos un circuito en

paralelo. Así como se muestra en el diagrama. Las resistencias son R1 y R2 con los valores

mencionados respectivamente. Se conectó la fuente de voltaje (apagada) con ayuda de los cables

de experimentación. Suministramos 8 Volts y medimos la corriente en cada resistencia así como la

corriente total en el circuito.



MEDICIONES Y CALCULOS. PARTE 2. “CIRCUITO EN PARALELO”.

Registrando los siguientes datos mostrados en las tablas:

Circuito con: Voltaje Parcial (V) Corriente parcial

(µA)

Resistencias (KΩ)

8 0.805 10

8 0.080 100

Medición de la corriente y el voltaje parcial cada una de las resistencias del circuitos en Paralelo.

Calculando la intensidad total y la resistencia equivalente nos arroja los siguientes valores:

Calculando los errores en la medición de la corriente:

Resistencia kΩ Corriente medida

experimentalmente

(µA)

Corriente calculada

teóricamente (V=RI)

(µA)

Error

Absoluto

(µA)

Error

Relativo

10 0.805 0.8 ±0.005 0.62%

100 0.080 0.08 ±0.005 6.25%

Cálculo de errores absoluto y relativo en la medición de la corriente experimentalmente y en el

cálculo teórico.

Para entender bien a que nos referimos con error absoluto y error negativo definiremos cada uno

de ellos:

*Error absoluto. Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto. Puede

ser positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o inferior (la resta sale positiva

o negativa). Tiene unidades, las mismas que las de la medida.

*Error relativo. Es el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor exacto (en nuestro caso

tomamos como exacto el valor del cálculo teórico). Si se multiplica por 100 se obtiene el tanto por

ciento (%) de error. Al igual que el error absoluto puede ser positivo o negativo (según lo sea el

error absoluto) porque puede ser por exceso o por defecto. No tiene unidades.



Conclusiones

Como era de esperarse la intensidad medida antes de la bifurcación del circuito fue igual a la suma

de las intensidades de salidas del mismo, de la misma forma la intensidad parcial al entrar a cada

resistencia era igual que al salir de las mismas y la intensidad tras la bifurcación de salida es igual a

la de entrada pues es la suma de todas las que entran a ella. Asimismo los voltajes parciales son dehecho iguales al voltaje total suministrado por el generador, esto porque cada resistencia formaba

de hecho una malla independiente.

Un resultado corolario de esto es la relación de la resistencia total y parciales del circuito:

De I=I1+I2+I3+… y V=V1=V2=V3=...

Tenemos que I/V=R-1=(I1+I2+I3…)/V

R-1

=I1/V1+I2/V2+I3/V3...

R-1

=R1-1

+R2-1

+R3-1

En conclusión las leyes de Kirchhoff explican de manera de hecho exacta el comportamiento de a

corriente y voltaje de un circuito eléctrico.



PREGUNTAS

1. ¿Qué nos dice “La Primera Ley de Kirchhoff?

La suma de las corrientes que entran, en un nudo o punto de unión de un circuito es igual a la

suma de las corrientes que salen de ese nudo. Si asignamos el signo más (+) a las corrientes que

entran en la unión, y el signo menos (-) a las que salen de ella, entonces la ley establece que la

suma algebraica de las corrientes en un punto de unión es cero.

2. ¿Cómo es la Intensidad de corriente, el Voltaje y la Resistencia parcial en cada elemento del

circuito?

Circuito en serie

La intensidad es constante en todas las resistencias y el circuito

El voltaje se divide en cada resistencia, como consecuencia la suma de todos los voltajes

en cada resistencia es igual al voltaje total aplicado

Las resistencias se suman de manera normal

RT= R1 + R2 + R3 ... .

Circuitos en paralelo

El voltaje es el mismo en todas las resitencias

la corriente total del circuito es la suma de la corriente que atraviesa cada carga

Para calcular la resistencia total un circuito paralelo, la formula que utilizaremos es la

que sigue:

3. ¿Qué nos dice “La Segunda Ley de Kirchhoff”?

Para todo conjunto de conductores que forman un circuito cerrado, se verifica que la

suma de las caídas de tensión en las resistencias que constituyen la malla, es igual a la

suma de las f.e.ms. intercaladas. Considerando un aumento de potencial como positivo

(+) y una caída de potencial como negativo (-), la suma algebraica de las diferencias de

potenciales (tensiones, voltajes) en una malla cerrada es cero

4. ¿Qué ocurre con un circuito con mas de una malla distintas en que cada una esta

conectada en serie o paralelo?Para resolver sistemas de este tipo se considera cada malla por separado y se resuelven

individualmente, reduciendo la complejidad del circuito por pasos.

5. ¿Es posible sustituir el valor de una serie de resistencias por una resistencia equivalente?

si, hecho demostrado líneas antes, relacionando los resultados de I y V a lo largo del circuito o la

malla.



REFERENCIAS

www.mitecnologico.com/.../DefinicionDe ErrorErrorAbsolutoYRelativo

http://fiuady-lab2.blogspot.com

Www.iesbajoaragon.com/~tecnologia/.../Cir_elec.htm .

http://www.mitecnologico.com/.../DefinicionDeErrorErrorAbsolutoYRelativo



http://fiuady-lab2.blogspot.com/

http://fiuady-lab2.blogspot.com/


Documents

Experimento 1 Circuitos en Serie