INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

.

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS

EXTRACTIVAS.

LABORATORIO DE INGENIERÍA ELECTRICA Y ELECTRÓNICA.

PRÁCTICA # 4 “CIRCUITO SERIE, PARALELO Y SERIE-PARALELO”.

INTEGRANTES:

EQUIPO # 3

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PROFESOR: __________________________________________

GRUPO: 2IV31

FECHA DE ENTREGA: MARTES 13 DE OCTUBRE DE 2015.

OBJETIVO:

El alumno comprobará el funcionamiento de resistencias variables en aplicaciones de control de voltaje y corriente; inferirá las características de un circuito a partir de las mediciones de corriente y voltaje y la aplicación de la Ley de Ohm; y por último analizará un circuito en Serie – Paralelo aplicando sus conocimientos práctico y teóricos sobre circuitos serie y paralelo.

INTRODUCCIÓN

En un circuito eléctrico se puede encontrar a los elementos de la carga conectados en serie o paralelo, o la combinación de ambos.

Es importante conocer las características de corriente y voltaje que tienen estos circuitos ya que este comportamiento se puede reflejar a circuitos con transistores, con circuitos integrados, etc.

Un circuito en serie es aquel cuyos elementos están conectados siguiendo sólo una trayectoria que va de la terminal positiva de la fuente a la terminal negativa.

El circuito paralelo es otra forma de conectar los elementos de la carga. Las características de la corriente y voltaje de este tipo de circuitos difieren de las características de los circuitos en serie.

En un circuito paralelo los elementos se conectan directamente en las terminales e la fuente de tal forma que se tendrán varias trayectorias que van de la terminal positiva a la negativa.

Un circuito serie- paralelo, es la combinación de ambos circuitos, por lo tanto, las características de cada uno de ellos se cumplirán en las partes correspondientes.

Las resistencias se pueden conectar entre si de manera que el valor de estas en conjunto, sea diferente al de las resistencias asociadas, a esto se le conoce como; resistencia equivalente a otra resistencia única, que equivale a las asociadas y puede, por lo tanto, sustituirlas sin que por ello se produzca ninguna modificación en el circuito.

MATERIAL Y EQUIPO:

Dos resistencias de 1kohm de 2w (NO DE CARBON)

Dos resistencias de 4.7kohm de 2w (NO DE CARBON)

Dos resistencias de 2.2 kohm de 2w (NO DE CARBON)

Dos resistencias de 1.5 kohm de 2w (NO DE CARBON)

Tres resistencias de 100 kohm de 2w (NO DE CARBON)

Dos resistencias de 220 kohm de 2w (NO DE CARBON)

Dos resistencias de 330 kohm de 2w (NO DE CARBON)

1 voltímetro

1amperímetro

1 óhmetro

1 fuente de energía de C.D. variable

1 tablero para armado del circuito

Conectores necesarios

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Circuitos Serie

A partir del circuito de la figura 1 calcular la Resistencia Total (RT) y la Corriente

Total (IT):

RT=8.5 KΩ

IT = 1.76 mA

Construya el circuito anterior y realice las siguientes mediciones:

El voltaje en cada resistencia:

VR1 = 0.17V

VR2 = 8.34V

VR3 = 3.87V

VR4 = 2.59V

La corriente en los puntos A, B, C, D y E, indicados en el circuito. Recordar que

para tal efecto se debe intercalar el Amperímetro en serie, respetando la

polaridad

IA= 1.76 mA

IB = 1.76 mA

IC = 1.76 mA

ID= 1.76 mA

IE = 1.76 mA

a) ¿Cómo es la corriente para cualquier punto del circuito con respecto a la

corriente total?

R.- La misma

b) ¿Cómo es el voltaje en cada una de las resistencias con respecto al voltaje total?

R.- el voltaje se divide con respecto al total en cada una de las corrientes.

c) Sume el voltaje en cada una de las resistencias y compararlo con el voltaje total

medido. ¿Son iguales?

R.- Son iguales, dado que en un circuito en serie, la suma de los voltajes en cada una de las resistencias es igual al voltaje total.

Agregue una resistencia (R5) de 1 KΩ al circuito, como se muestra en la Figura

2 y calcular lo siguiente:

a) La resistencia total del circuito RT = 9.5KΩ

b) La corriente total del circuito: IT = 1.13 mA

Armar el circuito de la figura 2 y realizar las siguientes mediciones de las

corrientes en los puntos A, B, C, D, E, y F

IA = 1.13mA

IB = 1.13mA

IC = 1.13mA

ID = 1.13mA

IE = 1.13mA

IF = 1.13mA

3.1.5 Responder a las siguientes preguntas:

a) ¿Cómo es la corriente para cualquier punto del circuito con respecto a la

corriente total?

R.- El mismo, puesto que sigue siendo un sircuito en serie

b) ¿Cómo es el voltaje en cada una de las resistencias con respecto al voltaje

total?

R. la sumatoria del voltaje en cada una de las resistencias es el voltaje total.

c) Sume el voltaje en cada una de las resistencias, y compárelo con el voltaje total.

R.- Son iguales dado que sigue siendo un circuito en serie.

d) El comportamiento de la corriente y el voltaje para ambos circuitos ¿fue el

mismo?. Escriba la regla general de estos comportamientos:

Si, mas no fue la misma medición, dado que la intensidad siempre es la misma en cualquier resistencia y cualquiera de estas es igual a la intensidad total

El voltaje total siempre es la suma de los voltajes en cada resistencia que compone el circuito

e) Exprese estas características en forma matemática:

Para la Corriente: IT=I1=I2….=In

Para el Voltaje: VT=V1+V2….+Vn

f) Comparando los resultados de ambos circuitos enuncie qué ocurrió con:

La Resistencia Total: Como se agrego otra resistencia aumento.

La Corriente Total Medida: Disminuyo dado que ahora tiene mas resistencias.

El Voltaje en cada Resistencia: Disminuyo dado que la suma de estos es el voltaje total

Efectivamente, al aumentar la resistencia total del circuito la corriente disminuyo ya que el voltaje de alimentación se mantuvo constante; lo que implica que para circuitos en serie también se cumple la Ley de Ohm

g) ¿Qué ocurre en el circuito serie cuando una de las resistencias se

cortocircuita?

R.- no pasa corriente ni voltaje por el circuito.

h) ¿Qué ocurre en el circuito serie cuando una de las resistencias se abre?

R.- deja de fluir corriente y voltaje.

i) Enumere 3 aplicaciones y justifique su uso.

Circuito paralelo, son los circuitos que preparan los electricistas para llevar la corriente elèctrica a nuestras casas. Si tuviéramos circuitos en serie dentro de nuestra casa y agregáramos más elementos de consumidores de energía, veríamos que los focos bajarían su intensidad luminosa al disminuir el potencial que reciben cada elemento en la serie.- En el caso de las luces de Navidad, forzosamente se trata de un circuito en paralelo para mantener la calidad de iluminación de las luces, que por cierto son muchas y debe tener cada foco la misma diferencia de potencial, para mantener la misma luminosidad.- Esto solo se consigue con un circuito en paralelo. Si estuviera en serie la conexión de los focos, bajaría la luminosidad de cada uno de ellos. Y si se quemara uno de ellos se apagarían todos los focos, al cortarse la serie. Esto no sucederá nunca en los circuitos en paralelo en el cual cada consumidor de energía eléctrica tiene el mismo voltaje y si se quema un foco solo queda sin luz la rama a la que el mismo pertenece, dentro del circuito paralelo.

j) ¿Qué es polaridad?

La polaridad eléctrica es la propiedad de los terminales (polos) de una batería o de una pila, que pueden ser positivos o negativos. La corriente eléctrica circula desde el cátodo (polo negativo) hacia el ánodo (polo positivo), generando un flujo que permite el funcionamiento de diversos dispositivos a través de la energía eléctrica.

k) ¿Qué es la tierra?

Es una cuestión de seguridad ya q por medio de un electrodo conectado a tierra se drenan las corrientes de falla, ya sean corrientes atmosfericas o corrientes de sobretensiones, estáticas y corrientes de cortocircuito. Esto es en caso de corriente alterna también se usa como referencia para medir tensiones de fase a tierra.

Circuito Paralelo

Sea el circuito mostrado a continuación

A partir de este circuito calcular:

a) La resistencia total : RT = 0.5 KΩ

b) La corriente total : IT = 30.5 mA

Armar el circuito de la figura 3 y llevar a cabo las mediciones que se indican a

continuación, recordando que para medir la intensidad de corriente, el

Amperímetro se debe conectar (intercalar) en serie:

Tensiones:

VR1 = 15V.

VR2 = 15V.

VR3 = 15V.

VR4 = 15V.

Corrientes:

IA = 30.5mA.

IB = 10.2 mA.

IC =3.1 mA.

ID = 10.3mA.

IE = 6.8mA.

IF = 30.5mA.

3.2.4 A partir de las mediciones realizadas en el inciso anterior contestar las

siguientes preguntas:

a) ¿Cómo es el voltaje en cada una de las resistencias con respecto al voltaje

que alimenta al circuito?

R.- El mismo.

b) ¿Cómo es la corriente para cualquier trayectoria del circuito con respecto a

la corriente total medida en el punto A (IA)?

R.- la sumatoria de el resto de las corrientes es la misma que en A.

c) Sumar las corrientes de cada una de las trayectorias (resistencias) del circuito

y compárelas con la corriente total (IT). ¿Son iguales?

R.- Si, dado que en un circuito en paralelo la intensidad total es la misma que la suma de las intensidades.

A partir del circuito de la figura 3 armado, desconecte la resistencia R1=1KΩ y

realizar las siguientes mediciones.

Tensiones:

VR2 = 15 V

VR3 = 15 V

VR4 = 15 V

Corrientes:

IA = 20.3 mA.

IC = 3.1 mA.

ID = 6.9 mA.

IE = 10.3 mA.

a) ¿Qué ocurre con la corriente?

R.- La corriente en A es la misma que la sumatoria en el resto de las corrientes.

b) ¿Qué ocurre con el voltaje?

R.- Es el mismo en cada una de las resistencias.

c) ¿Qué pasa si se siguen desconectando paulatinamente las demás resistencias en paralelo?

R.- Disminuira la corriente.

A partir de los resultados obtenidos contestar lo siguiente:

a) En un circuito paralelo en general, ¿cómo es la corriente?

R.-diferentes, sin embargo la sumatoria de estas es igual a la total.

b) Y, ¿cómo es el voltaje?

R.- El mismo en cualquier punto.

c) Exprese estas características en forma matemática para la corriente y para el

voltaje:

Para la Corriente: IT=I1+I2….+In

Para el Voltaje: VT=V1=V2….=Vn

a) Conforme se iban quitando resistencias, ¿qué pasaba con?:

Al quitar una a una las resistencias, la resistencia total va en aumento, la corriente disminuye, el voltaje de alimentación y las caídas del voltaje se mantienen constantes; lo que implica que para los circuitos en paralelo también se cumple la Ley de Ohm.

Circuito Serie-Paralelo

3.3.1 Vuelva a dibujar el circuito mostrado en la Figura 4, de tal forma que se

localicen fácilmente las resistencias que estén conectadas en paralelo.

Clcular la resistencia equivalente para los dos arreglos en paralelo y anotar los

resultados:

RT1 = 56.89Ω ; RT2 = 68.75Ω

Calcular la resistencia total y la corriente total del circuito para una fuente de

energía de 20 V. Anotar los resultados.

RT = 225.64Ω ; IT = 88.63mA.

Construya el circuito y comprobar experimentalmente si los valores calculados

en los incisos anteriores son correctos.

RT1 =56.7 Ω ; RT2 = 68.6Ω

RT = 226Ω ; IT = 89.6 mA.

Calcular el voltaje en cada resistencia. Considerando a las resistencias en

paralelo como su equivalente (RT1 y RT2) y comprobando los cálculos realizando

las mediciones convenientes.

Valores calculados: Valores medidos:

VRT1 = 5.9 V VRT1 = 5.08V

VRT2 = 6.11 V VRT2 = 6.12V

VR6 = 8.8 V VR6 = 8.8 V

Calcular la corriente que circula a través de cada una de las resistencias del

circuito:

I1 = 51.3mA I4 = 62.1mA

I2 = 23.1mA I5 = 27.7mA

I3 = 15.2mA I6 = 89.6mA

3.3.7 Comprobar los cálculos de corriente midiéndolos en el circuito.

I1 = 51.3mA I4 = 62.1mA

I2 = 23.1mA I5 = 27.7mA

I3 = 15.2mA I6 = 89.6mA

CONCLUSIONES

Calzadilla Monroy Grecia

En un circuito eléctrico se puede encontrar a los elementos de la carga conectados en serie o paralelo, o a la combinación de ambos. Conocimos la importancia de identificar las características de corriente y voltaje, ya que es un comportamiento distinto.

Se observó que en un circuito eléctrico puede estar montado de diferentes formas: en serie, paralelo o mixto. La corriente y caída de potencial varían a través de los puntos del sistema que se monta, según indicando la Ley e Ohm y de esta manera se pueden obtener los datos requeridos.

Se aprendió y analizó el diferente comportamiento de cada circuito armado, y se comprobó de manera experimental el valor de cada una de las intensidades y resistencias totales.

MAYA BRECEDA MELANI VALERIA

Conclusión:

Por medio de la practica comprobamos el funcionamiento de resistencias variables en aplicaciones de control de voltaje y corriente, asi como de la aplicación de la Ley de Ohm; y por otro lado analizamos un circuito en Serie – Paralelo aplicando nuestros conocimientos prácticos y teóricos sobre circuitos serie y paralelo.

Observaciones:

CIRCUITOS EN SERIE

Los circuitos en serie son aquellos que disponen de dos o más operadores conectados uno a continuación del otro, es decir, en el mismo cable o conductor. En los circuitos conectados en serie podemos observar que a medida que el número de operadores receptores que conectamos aumenta , observaremos como baja su intensidad luminosa.

Cuando por cualquier causa uno de ellos deja de funcionar (por avería, desconexión, etc), los elementos restantes también dejarán de funcionar, es decir, cada uno de ellos se comporta como si fuera un interruptor.

En los circuitos en serie se cumple que la intensidad que circula por el circuito es siempre la misma, la resistencia total del circuito es la suma de las resistencias de los receptores y el voltaje total del circuito es la suma de los voltajes de cada receptor.

CIRCUITOS EN PARALELO

Un circuito en paralelo es aquel que dispone de dos o más operadores conectados en distintos cables.

En los circuitos conectados en paralelo podemos observar que los operadores funcionan con la misma intensidad, la desconexión o avería de un operador no influye en el funcionamiento del resto.

En los circuitos en paralelo se cumple que la intensidad que circula por el circuito no es la misma, ya que atraviesa caminos distintos, el voltaje es el mismo en todo el circuito, la inversa de la resistencia total del circuito es igual a la suma de las inversas de las resistencias de cada operador.

CIRCUITOS MIXTOS

Los circuitos mixtos son aquellos que disponen de tres o más operadores eléctricos y en cuya asociación concurren a la vez los dos sistemas anteriores, en serie y en paralelo. En este tipo de circuitos se combinan a la vez los efectos de los circuitos en serie y en paralelo, por lo que en cada caso habrá que interpretar su funcionamiento.

BIBLIOGRAFÍA:

• http://www.cienciamisticas.com.ar/electronica/montajes/fuente• CHESTER L. DAWES. Tratado de electricidad. Tomo I y II.• http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_ley_ohm/

ke_ley_ohm_1.htm