Objetivos Aplicar la ley de Ohm a los circuitos en serie. Verificar experimentalmente el comportamiento de la corriente en un circuito en serie.Materiales sugeridos Resistencias (6) de valores mayor que 1.0k Multmetro Digital (2) Fuente de alimentacin Tablero de conexiones Cables.Descripcin terica

En los circuitos elctricos puede haber una o ms resistencias conectadas en serie, paralelo, en serie-paralelo o en otras combinaciones ms complicadas, por lo que es importante conocer las leyes que rigen para estos circuitos y es lo que se tratara de investigar experimentalmente.Las mediciones han demostrado que la corriente en un circuito disminuye cuando se aumenta el nmero de resistencias conectadas en serie, si la tensin aplicada se mantiene constante.Resulta pues que el efecto de aadir resistencias en serie es aumentar la oposicin a la corriente en el circuito. Conociendo el voltaje aplicado E en un circuito y midiendo la corriente total IT se puede determinar la resistencia total RT mediante la Ley de Ohm. De esta manera:RT = E/IT

La ecuacin sugiere un procedimiento experimental para determinar una expresin mediante la cual se pueda determinar RT.En algunos circuitos elctricos con ciertos grados de complicacin se aplican las Leyes de Kirchhoff para resolverlas. Estas constituyen la base del anlisis moderno de redes y se utiliza para circuitos con una o ms fuentes de tensin.

Ley de la tensinEn un circuito en serie con n resistencias, estas se pueden reemplazar por una resistencia total o equivalente RT.Una de las propiedades caractersticas de un circuito en serie es que la corriente es la misma en cualquier punto del circuito.De esto se deduce que ET= RTI, y que: RT=Ri, de la ley de Ohm se obtiene que ET= EiLo cual establece que la suma total de las tensiones en cada resistor conectado en serie ser igual a la tensin suministrada por la fuente. Esta es la Ley de las tensiones de Kirchhoff para un circuito cerrado con resistencias conectadas en serie. Siendo las corrientes iguales en cada resistencia tenemos: El=IRlSiendo la corriente I la misma para cada resistencia como la que suministra la fuente se tiene Rl=Ri. Podemos concluir que en un circuito con resistencias en serie se cumplen las siguientes caractersticas:RT = RjI = I1 = I2 =InET = Ej

Anlisis indagatorio

1. Qu aplicacin se le puede dar a un circuito en serie?En la prctica los circuitos serie se usan por ejemplo para regular la intensidad de una lmpara, o el sonido de un altavoz, intercalando una resistencia variable llamada restato o potencimetro, antes del receptor.

2. Qu relacin existe entre el voltaje de la fuente y el voltaje sobre cada uno de los resistores en serie?La relacin que hay entre el voltaje de la fuente y el voltaje en cada uno de los resistores del circuito es:Vf = VR1+ VR2 + VR3++ VRnEn otras palabras el voltaje total de la fuente es igual a la suma de los voltajes medidos en cada una de las resistencias del circuito.

3. Cmo sera la variacin de las corrientes si aumentamos el nmero de resistores manteniendo el voltaje constante?Si R aumenta y V es constante, I disminuye. Lo que indica que si tenemos un circuito con voltaje constante y aumentamos la resistencia su corriente disminuir.

4. Cmo sera la variacin de la corriente si desconectamos uno de los resistores del circuito?Si se desconectan uno de los resistores del circuito la corriente aumentara ya que al desconectar un resistor la resistencia del circuito disminuir.

ExploracinCaractersticas del circuito con resistencias en serie1. Encienda su multmetro digital y hgalo funcionar como hmetro. Tome cada una de las resistencias y mida cuidadosamente su valor. Llene la tabla N12. Arme el circuito No1, utilizando el multmetro digital, ajuste la salida de la fuente a 10v y mantenga esta tensin para el resto de los circuitos.

3. Mida la corriente total del circuito. Anote este valor en la tabla N2.4. Utilizando los valores de tensin, corriente y resistencia medida, calcule la corriente y la resistencia del circuito por medio de la Ley de Ohm es decir:

IC = Vm/ RmRC = Vm / IDonde IC y RC son valores calculados y Vm, Rm, Im son valores medidos. Anote sus valores en la tablaN2.5. Agregue la resistencia R1 y arme el circuito N2. Nuevamente mida la resistencia total (desconectando la fuente), la corriente y el voltaje del circuito. Anote sus valores en la tabla.

6. Adicione la resistencia y arme el circuito N3. Siguiendo los pasos anteriores, anote sus resultados en la tabla N2.

7. Considerando el circuito N3, cambie las resistencias por R4, R5 y R6. Usando la tabla 3 correspondiente a la combinacin A; calcule la resistencia total mediante la suma de sus valores y anote el valor calculado. Mida la corriente y calcule su valor utilizando la Ley de Ohm.8. Repita el procedimiento anterior para formar las combinaciones B y C sugeridas.9. El circuito N4 corresponde a la combinacin C. la lectura del ampermetro en el punto X y en el punto Y.

Ley de los voltajes de kirchhoff para circuitos serie

1. Conecte el circuito No1, con el valor de R6 de la tabla No1. Mida la corriente con el multmetro digital e indique la direccin del flujo dibujando las flechas sobre el circuito. Mida la tensin sobre la resistencia. Indique la polaridad de la tensin sobre R6 (marque + y -). 2. Conecte el circuito No3 con los valores R1, R5, R6 de la tabla 1. Mida el valor de la corriente del circuito. Anote sus valores en la tabla No4. Mida el voltaje en cada resistencia. Utilice el valor medio de R1 para calcular el voltaje terico de la tensin sobre esa resistencia, utilizando la Ley de Ohm. Anote dicho valor en la taba No4. Repita este procedimiento en cada una de las resistencias utilizadas y complete el cuadro.IC = Vm/ RmVC = Rm Im

Clculos y resultados

Caractersticas del circuito con resistencias en serieTabla n1Resistencia

NominalMedida

R156k56.8k

R20.47k0.47k

R32k2.01k

R4113k113.4k

R563k63.3k

R6111k111.3k

Tabla n2Corriente (mA)Resistencia (k)

Medida (Im)Calculada (Ic)Medida (Rm)Calculada(Rc)

Circuito n10.18mA0.18mA56.8k55.6k

Circuito n20.18mA0.17mA57.27k58.82k

Circuito n30.17mA0.16mA59.28k62.5k

Tabla n3Corriente (mA)Resistencia (k)

CombinacinMedida (Im)Calculada (Ic)Medida (Rm)Calculada(Rc)

A: (R4,R5,R6)0.06mA0.035mA288k285.71k

B: (R1,R5,R3)0.09mA0.08mA122.11k125k

C: (R4,R2,R6)0.05mA0.044mA225.17k227.27k

El circuito N4 corresponde a la combinacin C. la lectura del ampermetro en el punto X es de (mA): 0.05 y en el punto Y es de (mA): 0.05

Qu diferencia efectiva hay entre los valores obtenidos de corriente para los diferentes puntos (X, Y)?Para los diferentes puntos medidos del circuito no hay ninguna diferencia, ya que la corriente es igual en cualquier punto.

Mencione tres causas de error que hacen que haya diferencia entre los valores medidos y calculados para la resistencia en un circuito en serie1. La temperatura (ambiente).2. La cantidad de decimales y errores de pulso al medir.3. La precisin de los instrumentos de medicin.

Ley de los voltajes de kirchhoff para circuitos serie1. Conecte el circuito No1, con el valor de R6 de la tabla No1. Mida la corriente con el multmetro digital e indique la direccin del flujo dibujando las flechas sobre el circuito. Mida la tensin sobre la resistencia. Indique la polaridad de la tensin sobre R6 (marque + y -).utilizando la polaridad y teniendo en cuenta la Ley de los voltajes de Kirchhoff en el circuito, Cunto vale la suma? Vf = VR6 Vf = 10V

Qu puede concluir? La corriente es la misma en cualquier punto del circuito, lo que establece que la suma total de las tensiones en cada resistor conectado en serie ser igual a la tensin suministrada por la fuente.

2. Conecte el circuito No3 con los valores R1, R5, R6 de la tabla 1. Mida el valor de la corriente del circuito. Anote sus valores en la tabla No4. Mida el voltaje en cada resistencia. Utilice el valor medio de R1 para calcular el voltaje terico de la tensin sobre esa resistencia, utilizando la Ley de Ohm. Anote dicho valor en la taba No4. Repita este procedimiento en cada una de las resistencias utilizadas y complete el cuadro.IC = Vm/ RmVC = Rm Im

Tabla N4ResistorCorriente (mA)Voltaje (v)

Medida (Im)Calculada (Ic)Medido (Vm)Calculado (Vc)

R11,53 mA1,54 mA5,1 V5,20

R51,53 mA1,53 mA3,3 V3,30

R61,53 mA1,54 mA0,92 V0,91

Vm= 9,32VC=9,40

Anlisis de resultados

1. Con respecto a la tabla N2, como son los valores de la resistencia medidas en el circuito comparados con los calculados?Los Valores difieren un tanto ya que existen muchos factores que pueden afectar dicho valor a la hora de presentar el valor numrico. Entre dichos factores se pueden encontrar las diferencias de decimales al calcular.

2. La resistencia total en el circuito N3 medida es igual a la suma de las resistencias medida en forma individual?No es igual, pero es aproximadamente igual.

3. Cul es la frmula para encontrar la resistencia en un circuito en serie? Rt=R1+R2+R3++Rn

ConclusionesAl finalizar este informe de las experiencias realizadas en el laboratorio 4, y luego de investigar un poco acerca de los circuitos en serie, logramos obtener las siguientes conclusiones las cuales dan un gran aporte a nuestra formacin acadmica: Pudimos aprender como conectar circuito en serie y medir el valor de la resistencia individualmente y en forma de conjunto, sabiendo que para medirlas tenemos que tener presente que el circuito este abierto si no el valor ser errneo y se nos dio a conocer cmo podemos armar de manera correcta el circuito para que a la hora de hacerlo funcionar para medir corriente, por ejemplo, no quemes los instrumentos de medicin. En este laboratorio tambin se da a conocer las diferente forma para calcular las resistencias totales de un circuito por medio de las formulas de la ley ohm por la cual tambin se puede calcular la corriente y el voltaje. Tambin se us la ley KIRCHHOFF para el clculo de las tenciones.

Referencias

Pginas Web consultadas: http://en.wikipedia.org/wiki/NI_Multisim http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/31/AsociacionSerieParalelo.png http://800energia.blogspot.com http://www.electricasas.com

Glosario

1. Tablero de conexiones: Tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrnicos y cables para armar circuitos2. Circuito en serie: Es una configuracin de conexin en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros.) se conectan secuencialmente. La terminal de salida del dispositivo uno se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.3. Circuito en paralelo: Es una conexin donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre s, lo mismo que sus terminales de salida.4. Corriente: es una magnitud fsica que refleja la cantidad deelectricidadque, en una unidad de tiempo, fluye por un conductor. Este flujo de cargas elctricas se mide en amperios, de acuerdo al Sistema Internacional.5. Ley de las tensiones de Kirchhoff: Son dos igualdades que se basan en la conservacin de la energa y la carga en los circuitos elctricos. 6. Polaridad: La cualidad que permite distinguir cada uno de los terminales de una pila, batera u otras mquinas elctricas de corriente continua. Cada uno de estos terminales llamados polos puede ser positivo o negativo.7. Fusible: a un dispositivo, constituido por un soporte adecuado, un filamento o lmina de un metal o aleacin de bajo punto de fusin que se intercala en un punto determinado de una instalacin elctrica para que se funda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalacin con el consiguiente riesgo de incendio o destruccin de otros elementos.8. Fuente de alimentacin: es un dispositivo que convierte la tensin alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prcticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrnico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.).9. Resistencia: Pieza electrnica que ha sido fabricada para generar una resistencia elctrica concreta entre dos puntos de un mismo circuito.10. Voltaje: cantidad de voltios que actan en un aparato o en un sistema elctrico. De esta forma, el voltaje, que tambin es conocido comotensinodiferencia de potencial, es la presin que una fuente de suministro deenerga elctricaofuerza electromotrizejerce sobre las cargas elctricas o electrones en un circuito elctrico cerrado

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