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Laboratorio de resistencias...

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Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia Formato guía para entrega de informes de laboratorio de física I Profesor: Físico J. Alejandro García Ospina

RESISTENCIAS EN SERIE, PARALELO Y MIXTO

Diego Alexander Larrota Correales201911639, Edgar Arvey Lizarazo Pacheco201910134 1

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ingeniería , escuela de metalurgia RESUMEN

En el siguiente informe de laboratorio se estudiará el análisis de resistencias en serie, paralelo y mixto sobre una protoboard. Se buscó medir el voltaje que podían disipar dichas resistencias a lo largo de un circuito eléctrico y para el estudio de esto se analizó cada una de las resistencias para así poder hallar su comportamiento e interacción con el circuito. Se logró hallar la medida experimental y teórica dándonos como resultado una variación ligera de menos del 1% de error en cada uno de los circuitos. Esta medición está en concordancia con lo esperado para cada uno de los siguientes circuitos dándonos una medición óhmica acertada con lo teórico. Palabras clave: circuito, resistencia, voltaje, paralelo, mixto MONTAJE EXPERIMENTAL

poder calcular su error porcentual para tabular los datos obtenidos. Luego se procede a determinar las resistencias equivalentes en serie y en paralelo, tanto teóricamente como experimentalmente.

parte 1 la primera parte de este laboratorio, corresponde a calcular Mediante el uso de 3 resistores entre 20 y 1000 Ω, se calculó las normas de seguridad apropiadas para la corriente y voltaje y se tabularon los valores obtenidos. Luego se halló Re teóricamente para serie y para paralelo. Luego se procede a determinar las resistencias equivalentes en serie y en paralelo, tanto teóricamente como experimentalmente.

RESULTADOS partiendo de los siguientes datos iniciales Se eligieron 3 resistencias, R1 de 33Ω con 0.25 W de potencia, R2 de 180Ω con 1 W de potencia y R3 de 100 Ω con 0.5 W de potencia, todas con tolerancia del 5%, para las cuales se obtuvieron unas normas de seguridad que se tabularon en la tabla (1) usando las siguientes ecuaciones:

parte 2 Mediante el uso del simulador de circuitos ofrecido por PhET, se realizó la construcción de 2 circuitos diferentes (serie, paralelo y mixto), y se midió con el Ohmímetro del simulador el valor de cada resistencia, para comparar su valor con el código de colores y

para la interpretación y obtención de resultados debemos calcular primero las normas de segurida las normas de seguridad fueron:

1

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calcular la corriente máxima con la siguiente ecuación 𝑃 =𝑇

2

𝑀𝑎𝑥

180

0.07

13.41

1000

0.02

22.36

(1)

𝑥𝑅𝑒

donde: Tabla 1. Normas de seguridad.

𝑃 : potencia 𝑇

𝑚𝑎𝑥

Si usamos los 3 resistores anteriores en un circuito en serie tendremos que:

: corriente máxima

Para los resistores colocados en serie, se tiene que:

𝑅𝑒 : Resistencia

ahora despejamos 𝐼

𝑚𝑎𝑥

para cada R de la

siguiente manera de la siguiente manera: 𝐼𝑚𝑎𝑥 =

𝑃 𝑅𝑒

Resist or

(2)

Potenc ia

Valor teóric o (Ω)

Valor experime ntal (Ω)

(W) 𝐼𝑚𝑎𝑥 = 𝐼

𝑚𝑎𝑥

0,25 33,1

= 0, 086

seguimos este proceso hasta obtener resistencia corriente máxima y voltaje máximo

R1

0.25

33

33.1

0.3

R2

1

180

180.1

0.4

R3

0.5

1000

984

1.6

Tabla 2. Datos para un circuito en serie. Para la resistencia equivalente del circuito en serie, se obtuvo lo tabulado en la tabla 3:

Resistenci a (Ω)

Corriente máxima Imax (A)

Voltaje Máximo Vmax (V)

33

0.09

2.88

2

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Resistenc ia

Re teóric a

Re Experiment al (Ω)

Error porcentu al

20

0,12

30

0,18

40

0,24

50

0,3

60

0,36

70

0,41

80

0,47

90

0,53

100

0,59

(Ω)

Req

1213

1196

1.4

Tabla 3. Re para un circuito en serie.

parte 2 Para la segunda parte experimental se realizó el siguiente montaje de circuito en serie por medio del simulador propuesto, del cual se extrajo los datos de la tabla 6, dejando constantes las resistencias 1(47Ω), resistencia 2(28Ω) y resistencia 3(94Ω), obteniendo una Re teórica de 169Ω.

Tabla 6. V y I de un circuito en serie. A continuación, se muestra la gráfica de la anterior tabla de datos mostrando un comportamiento lineal.

Imagen1. Simulación de circuito en serie

VOLTAJE(v)

CORRIENTE(A)

10

0,06

Grafica 1. Datos de voltaje en función de la corriente para un circuito en serie.

3

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A partir de la expresión 0,0059=1/Re, podemos obtener la resistencia equivalente experimental para el circuito.

35

1,29

Re=1/0,0059 = 169,49Ω aproximadamente.

40

1,47

45

1,66

50

1,84

55

2,03

60

2,21

Para la segunda parte experimental se realizó el siguiente montaje de circuito en paralelo del simulador propuesto del cual se extrajo los datos de la tabla 7, dejando constantes las resistencias 1(62Ω), resistencia 2(88Ω) y resistencia 3(107Ω), obteniendo una Re teórica de 27,03Ω.

Tabla 7. V y I para un circuito en paralelo. A continuación, se muestra la gráfica de la anterior tabla de datos mostrando un comportamiento lineal. Imagen 2. paralelo.

Simulación

de

circuito

en

VOLTAJE(v)

CORRIENTE(A)

15

0,55

Gráfica 2. Datos de voltaje en función de la corriente para un circuito en paralelo.

20

0,74

25

0,92

A partir de la expresión 0,0368=1/Re, podemos obtener la resistencia equivalente experimental para el circuito. Re=1/0,0368 = 27,17Ω aproximadamente.

30

1,11

ANÁLISIS

4

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Al utilizar el simulador podemos observar que el porcentaje de error tanto para el circuito en serie como paralelo no supera el 1%.

La resistencia equivalente en un circuito en serie es mayor a cualquier resistencia del circuito individualmente, y en un circuito en paralelo ocurre lo opuesto, la resistencia equivalente es menor a cualquiera de la resistencia del circuito por individual.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Libros: Ej. SEARS-ZEMANSKY. Física universitaria. Vol. 1. Undécima edición. Pearson Educación.2004.

DISCUSIÓN CONTRASTE( Teoría – experimentales)

[1] Blogger S. 2020-03. Tutoriales de electrónica básica. Blogger. Disponible en: http://tutorialesdeelectronicabasica.blogspot.co m/2020/03/introduccion-las-conexiones-en-seri e-en.html

los valores experimentales tomados en la parte 1 concuerdan a la perfección con un muy bajo error porcentual a lo esperado en la teoría

Al utilizar el simulador podemos observar que el porcentaje de error tanto para el circuito en serie como paralelo no supera el 1%

[2] Raffino M.E. 2020-07. Circuito en Serie. Argentina. Concepto.de. Recuperado de https://concepto.de/circuito-en-serie/.

CONCLUSIONES

[3] Raffino M.E. 2020-07. Circuito en Paralelo. Argentina. Concepto.de. Recuperado de https://concepto.de/circuito-en-paralelo/

En base a los datos de la tabla 2, se concluye que el error porcentual en una medición experimental de un resistor, va aumentando cuanto mayor valor tiene la resistencia. La resistencia equivalente en un circuito en serie es mayor a cualquier resistencia del circuito individualmente, y en un circuito en paralelo ocurre lo opuesto, la resistencia equivalente es menor a cualquiera de la resistencia del circuito por individual. La resistencia equivalente en un circuito eléctrico mixto, tomando en cuenta el valor de la resistencia teórica es aproximadamente el mismo valor de la resistencia que nos dio como resultado en nuestro circuito. Esto se puede ver en el error porcentual del circuito.

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