Informe Circuitos En Serie Y Paralelo

CIRCUITO DE RESITENCIA EN SERIE Y PARALELO

Noretsy Peña, Snaider Valdez, Diana Escobar, Leonardo Cervantes Barros1

1Ingeniería Ambiental

Laboratorio de Física De Campos Grupo:___

ESTRUCTURA MARC. TEO. CÁLCULOS ANÁLISIS CONCLUSIÓN DEF

Resumen

En el presente trabajo se midieron las resistencias, intensidad y voltaje de los circuitos en serie y paralelo; para así analizar el comportamiento de cada uno de ellos en los diferentes circuitos; y saber si es válida la teoría de los circuitos en serie y paralelo. Al realizar la experiencia se realizó el montaje de los circuitos en serie y paralelo, medimos el voltaje, la resistencia e intensidad en cada uno con la ayuda del (voltímetro, amperímetro. Ohmímetro); luego calcular los valores teóricos de los cuales nos conducen a que se cumple la teoría de los circuitos en serie y paralelo debido a que nos arrojó errores porcentuales bajos

Palabras claves

Circuitos en serie, circuitos en paralelo, amperímetro, intensidad de corriente, resistencia, voltaje, voltímetro.

Abstract

In this paper the resistors, current and voltage circuits in series and parallel are measured; order to analyze the behavior of each of them in different circuits; is valid and whether the theory of series and parallel circuits. When experience assembling series circuits and parallel was made, we measure voltage, resistance and current in each with the help of (voltmeter, ammeter ohmmeter.); then calculate the theoretical values of which lead us to the theory of series circuits and parallel is true because we threw low percentage errors

Keywords

Series circuits, parallel circuits, ammeter, current, resistance, voltage, voltmeter.

Introducción

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. El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida. Mediante estos conceptos y los valores teóricos de las resistencias voltajes e intensidad eléctricos de los circuitos vamos a realizar un análisis de la experiencia para validar que se cumpla la teoría de los circuitos , en serie y paralelo.

2. Fundamentos Teóricos

2.1. Circuito

Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.

2.2. Partes de un circuito

Componente: Un dispositivo con dos o más terminales en el que puede fluir interiormente una carga. En la figura 1 se ven 9 componentes entre resistores y fuentes.

Nodo: Punto de un circuito donde concurren más de dos conductores. A, C, B, D, E son nodos. Nótese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensión 0 (VA - VC = 0).

Rama: Conjunto de todas las ramas comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.

Malla: Cualquier camino cerrado en un circuito eléctrico.

Fuente: Componente que se encarga de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.

Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito.

2.3. Circuito en paralelo

El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.

También Para Resistencias:

R_Eq=(R_1×R_2)/(R_1+R_2 )

Figura 1. Circuitos en paralelo.

2.4. 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.

Figura 2. Circuito en serie.

LEYES KIRCHHOFF.

Las leyes de Kirchhoff establecen un postulado de mucha importancia para el estudio de la física eléctrica o por consiguiente para el estudio de circuitos, donde se afirma que la suma de las corrientes que entran en un nodo es igual a las que salen, a partir de la teoría de la conservación de la energía analizaran algunos aspectos como la relación de las corrientes en distintos puntos del sistema.

La primera ley de Kirchhoff es un enunciado de la conservación de la º carga eléctrica.

Todas las cargas que entran en un punto dado en un circuito deben abandonarlo porque la carga no puede acumularse en un punto. Las corrientes dirigidas hacia el centro de la unión participan en la ley de la unión como + , mientras que las corrientes que salen de una unión están participando con –I.

LEY DE NODOS O LEY DE CORRIENTES DE KIRCHHOFF

En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en el tiempo, la suma de la corriente entrante es igual a la suma de la corriente saliente.

Donde Ie es la corriente entrante e Is la corriente saliente.

De igual forma, La suma algebraica de todas las corrientes que pasan por el nodo (entrante y saliente) es igual a 0 (cero).

.

En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión.

Donde, V+ son las subidas de tensión y V- son las caídas de tensión.

La segunda ley de Kirchhoff es una consecuencia de la ley de la conservación de energía. Imagine que mueve una carga alrededor de una espira de circuito cerrado. Cuando la carga regresa al punto de partida, el sistema carga-circuito debe tener la misma energía total que la que tenía antes de mover la carga. La suma de los incrementos de energía conforme la carga pasa a través de los elementos de algún circuito debe ser igual a la suma de las disminuciones de la energía conforme pasa a través de otros elementos. La energía potencial se reduce cada vez que la carga se mueve durante una caída de potencial – en un resistor o cada vez que se mueve en dirección contraria a causa de una fuente negativa a la positiva en una batería.

De forma equivalente, En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0 (cero).

Puede utilizar la ley de la unión con tanta frecuencia como lo requiera, siempre y cuando escriba una ecuación incluya en ella una corriente general, el número de veces que pude utilizar la ley de la unión es una menos que el número de puntos de unión del circuito. Puede aplicar la ley de la espira las veces que lo necesite, siempre que aparezca en cada nueva ecuación un nuevo elemento del circuito (un resistor o una batería) o una nueva corriente. En general, para resolver un problema de circuito en particular, el número de ecuaciones independientes que se necesitan para obtener las dos leyes es igual al número de corrientes desconocidas.

3. Desarrollo experimental

Figura 3. Montaje Experimental.

Se realizó el montaje experimental del equipo para medir el voltaje, la intensidad y la resistencia en un circuito en serie trabajando con voltajes de 220 v, 500 v; resistencias de 220Ω y 500Ω; intensidad de la corriente de 220 A, 500 A como valores teóricos, luego de obtener los datos experimentales; realizamos el montaje de un circuito en paralelo y procedimos a realizar las mismas mediciones pero para esta se trabajó con valores teóricos de 220 v, 510 v; 220Ω y 510Ω; 220 A, 510 A y luego medimos los valores experimentales usando el ohmímetro, amperímetro y voltímetro.

3.1. Datos obtenidos del laboratorio.

Tabla 1. Datos experimentales y cálculos obtenidos de un circuito en serie.

Tabla 2. Datos experimentales y cálculos obtenidos de un circuito en paralelo.

4. Cálculos y análisis de resultados

Circuito en serie:

Calculo para la resistencia total.

R1 + R2 = RT

220 + 500 = 700

Calculo para el voltaje.

V1 + V2 = VT

3.66 + 8.42 = 12.08

Calculo para la corriente.

I1 = I2 = I3

0.016 = 0.016 = 0.016

I=V/R

Analizamos que se cumple que la intensidad es la misma la cual obtenemos con la ecuación anterior.

Circuito en paralelo.

Calculo para la resistencia total.

R_Eq=(R_1×R_2)/(R_1+R_2 )

R_Eq=(220×510)/(220+510)=153.6

Calculo para el voltaje.

V1 = V2 = V3

102.18 = 12.18 = 12.18

Calculo para la corriente.

I3 + I2 = I1

0.013 + 0.052 = 0.065

Analizamos que en el circuito en paralelo el voltaje es constante, es decir que se cumple la teoría de los circuitos en paralelo.

CALCULO DE ERROR PORCENTUAL.

δ % = RTEO – REXP *100 / RETO

CIRCUITO EN SERIE.

Error porcentual para la resistencia.

δR1=(220-217)/220×100=1,3%

δR2=(500-498)/500×100=0,4%

δR3=(720-716)/720×100=0,55%

Error porcentual para el voltaje.

δV=(12.08-12.08)/12.08×100=0%

Error porcentual para la corriente.

δI1=(0.0166-0.0159)/0.0166×100=4.2%

δI2=(0.0168-0.0159)/0.0168×100=5.3%

δI3=(0.0168-0.0159)/0.0168×100=5.3%

CIRCUITO EN PARALELO.

Error porcentual para la resistencia.

δR1=(220-217)/220×100=1,3%

δR2=(510-513.8)/510×100=0.7%

δR3=(153.6-152.56)/153.6×100=0.6%

Error porcentual para el voltaje.

δV=(12.18-12.18)/12.18×100=0%

Error porcentual para la corriente.

δR1=(0.065-0.062)/0.065×100=4.6%

δR2=(0.052-0.051)/0.052×100=1.9%

δR3=(0.013-0.011)/0.013×100=15.3%

Obtuvimos errores porcentuales bajos los cual nos permite decir que se cumplieron las teorías para circuitos en paralelo y en serie al realizar las mediciones y cálculos de los voltajes, intensidad y corriente eléctrica de dichos circuitos.

5. Conclusiones

Al realizar esta experiencia pudimos concluir que el comportamiento de los circuitos en serie y en paralelo es diferente debido a que en el circuito en serie la intensidad es la misma , y el voltaje diferente; mientras que en el circuito en paralelo el voltaje es el mismo y la intensidad varia además y su conexión también es diferente a la hora de hacer el montaje experimental más sin embargo es importante recalcar que se cumplió el objetivo de esta práctica ya que se validó que la teoría de los circuitos se cumplió al realizar la mediciones de la intensidad, voltaje, y resistencia ,ya que obtuvimos errores porcentuales bajos.

6. Bibliografía

SEARS, Francis; ZEMANSKY, Mark. Física Universitaria. Volumen. 9° edición Ed. Pearson Educación. México. 2000.

BENSON, Harris. Física universitaria. Volumen. Primera edición. Ed. Cecsia.

Richard J. Fowler, Reverte (1992), Electricidad: principios y aplicaciones

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