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LABORATORIO 8 DE RESISTENCIA UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER ELECTROMAGNETICA SAN DE 25 ABRIL 2019 En un circuito es frecuente encontrarnos con de una resistencia y en estos casos, a fin de proceder al estudio de dicho circuito, es conveniente poder simplificarlo, procediendo a asociar esta...

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LABORATORIO N° 8 ASOCIACIÓN DE RESISTENCIA

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FÍSICA ELECTROMAGNETICA SAN JOSÉ DE CÚCUTA 25 ABRIL 2019

INTRODUCCIÓN

En un circuito eléctrico, es frecuente encontrarnos con más de una resistencia y en estos casos, a fin de proceder al estudio de dicho circuito, es conveniente poder simplificarlo, procediendo a asociar estas resistencias. Para ello se sustituyen dos o más resistencias por una única llamada resistencia equivalente, que consume la misma energía que el conjunto de las sustituidas. Esta asociación puede ser: asociación en serie, asociación en paralelo, entre otras. El presente trabajo muestra un análisis de asociación de resistencias en serie y en paralelo.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL  Analizar las características de los circuitos serie y paralelo de resistencias.

OBJETIVOS ESPECIFICOS  Determinar la resistencia equivalente de una combinación de resistencias en serie y paralelo.  Analizar cualitativamente las características de los circuitos serie y paralelo.

MARCO TEÓRICO ASOCIACIÓN EN SERIE: Se conecta una resistencia a continuación de otra. La intensidad de corriente que circula por ellas es la misma. La diferencia de potencial a la que está sometida cada una depende del valor óhmico de la resistencia. La suma de las diferencias de potencial de cada resistencia, será igual a la diferencia de potencial a la que se encuentre sometida la resistencia equivalente.

Teniendo en cuenta la Ley de Ohm:

Dividiendo por I, obtenemos:

Luego podemos decir que la resistencia equivalente de una asociación de dos o más resistencia en serie tiene un valor óhmico igual al resultado de sumar el valor de las resistencias que queremos asociar.

ASOCIACIÓN EN PARALELO: Se conectan las resistencias, de tal forma que tengan sus extremos conectados a puntos comunes. La intensidad de corriente que circula por la resistencia equivalente es igual a la suma de las intensidades que circulan por cada una de las resistencias que estamos asociando. La diferencia de potencial a la que están sometida cada resistencia es la misma que la existente en sus extremos común.

Como podemos observar:

Teniendo en cuenta la Ley de Ohm:

De donde fácilmente se puede deducir que:

Así, podemos decir que la inversa de la resistencia equivalente a una asociación en paralelo de dos o más resistencias, es igual a la suma de las inversas de las resistencias que estando en paralelo queremos asociar a fin de calcular su resistencia equivalente.

ANÁLISIS

A. Circuito serie

Tabla 1. Circuito Serie VAB= 11.93

Valor (K) Voltaje (V) Corriente (mA)

Req serie (medido) = 730

R1

R2

R3

Req

169 2.35 15.8

269 -4.30 15.8

330 5.32 15.8

747 11.65 15.8

1. ¿Qué relación hay entre la diferencia de potencial medida entre los puntos A y B con la diferencia de potencial medida a través de cada resistencia? La suma de las diferencias de potencial de cada resistencia, es igual a la diferencia de potencial a la que se encuentre sometida la resistencia equivalente.

2. ¿La corriente que circula en la resistencia equivalente es igual a la que circula por cada una de las resistencias del circuito serie? ¿Por qué? Sí, porque por todas las resistencias pasa la misma Intensidad de corriente (los amperios son los mismos en todas ellas; o sea, toda la corriente pasa por cada una de ellas).

3. ¿Con la corriente del circuito y la diferencia de potencial total medida es posible encontrar la resistencia equivalente? ¿Cómo? R=

V I

R Eq=

R Eq=R1 + R2 + R3

V 1 +V 2 +V 3 I

B. Circuito paralelo

¿

R Eq=

V1 V 2 V 3 + + I 1 I2 I3

diferencia de potencialtotal corriente delcircuito

I 1 ¿ I 2 ¿ I 3 =I

R Eq=

11.65 V =0.737 K 15.8 mA

Tabla 2. Circuito Paralelo VAB= 11.87

Valor (K) Voltaje (V) Corriente (mA)

Req serie (medido) = 74.4

R1

R2

R3

Req

169 11.79 80.3

269 11.85 44.4

330 11.90 36.5

747 11.86 157.3

1. Compare la corriente total medida en el circuito en paralelo, con las corrientes en cada una de las resistencias. ¿Qué relación obtiene? Al comparar las intensidades se obtiene que la suma de la intensidad de corriente en cada resistor es igual a la intensidad de corriente total medida, demostrando así la ley de nodos de Kirchoff. I =I 1 + I 2

2. ¿La corriente total medida en el circuito en paralelo es igual a la medida a través de la resistencia equivalente? ¿Por qué? Si, cuando se mide la intensidad de corriente de la resistencia equivalente es igual a la intensidad de corriente total porque la corriente solo se divide en ramas o caminos y al sumarlas su resultado es igual a la intensidad de corriente que entro.

3. ¿La resistencia equivalente medida es igual a la calculada teóricamente? Explique. No, se tendrá algunas variaciones en sus resultados porque la resistencia equivalente calculada es igual a la suma de las inversas de la resistencia.

C. Bombillos en Serie y Paralelo

Tabla 3. Circuito Bombillos

Valor (K)

R1

R2

R3

Req (Serie)

Req (Paralelo)

13.4

4.4

8.8

26.6

0.14

1. ¿La luminosidad en los bombillos, es la misma en cada uno de ellos, cuando se instalan en serie? ¿Cuándo se instalan en paralelo? Explique No, cuando están en serie, la luminosidad es suave, porque al estar conectados en serie, comparten el voltaje. Pero cuando se instalan en paralelo la luminosidad es mucho mayor, debido a que cada bombillo tendrá su propio voltaje.

2. ¿Qué sucede cuando se retira un bombillo en un circuito serie? ¿En circuito paralelo? Explique Cuando se retira un bombillo en un circuito serie, los otros se apagan, porque para que todos reciban voltaje, la conexión debe estar completa, al retirar uno, se pierde el puente entre ellos. Mientras que en un circuito en paralelo, al retirar un bombillo, los otros siguen encendidos, dado que cada uno recibe su propio voltaje.

3. ¿La luminosidad en cada bombillo es mayor cuando se conecta el sistema en serie o en paralelo? ¿Por qué? La luminosidad en cada bombillo es mayor cuando se conecta en paralelo, porque cada bombillo tendrá su propio voltaje, el mismo que es otorgado por la fuente. Mientras que al estar en serie, este voltaje se reparte, lo que disminuye la luminosidad de los bombillos.

4. ¿En una casa de habitación los bombillos están conectados en serie o en paralelo? ¿Por qué? En una casa de habitación los bombillos están conectados en paralelo, porque así cada uno recibe su voltaje y no depende de otro bombillo para encender.

CONCLUSIONES

 En una asociación de resistencias en serie, la resistencia equivalente es igual a la suma de todas las resistencias. La corriente en cada resistencia y en la resistencia equivalente es igual; y la diferencia de potencial de cada resistencia es diferente, además la diferencia de potencial de la resistencia equivalente está dada por la suma de todas las diferencias de potencial de cada una de las resistencias.  En una asociación de resistencias en paralelo, la intensidad de corriente que se mide en la resistencia equivalente es igual a la sumatoria de las intensidades de las resistencias del circuito, el potencial eléctrico en cada resistencia y el potencial en la resistencia equivalente es igual y la inversa de la resistencia equivalente es igual a la suma de las inversas de las resistencias del circuito.  En las casas, las conexiones eléctricas de los bombillos suelen estar en paralelo, de tal modo que cada bombillo reciba su propio potencial, y no depende de otros para encender. Mientras que en las oficinas o salones de clase, se usan circuitos en serie, para que todos los bombillos interconectados se enciendan y se apaguen al mismo tiempo.

BIBLIOGRAFÍA

 SEARS, ZEMANSKY. Física universitaria con física moderna. Volumen 2. Decimosegunda edición...