Circuitos resistivos: Serie y paraleloCarolina Carrillo Rodrguez1, Cristian Pardo2, Luis Alfredo Pinto3, Rodni Reales41Ingeniera Civil, 2Ingeniera Ambiental, 3Ingenieria Industrial, 4Ingeniera de Sistemas.Laboratorio de Fsica Calor Ondas Grupo: 5

Resumen La forma para la obtencin de circuitos resistivos (serie y paralelo) es conectando una fuente DC, dos resistores y una serie de caimanes para poder conectar los aparatos, todo esto ayudndose de un multmetro, trabajando como voltmetro para el voltaje de la fuente DC y como ampermetro para la corriente elctrica.Palabras claves: Circuito serie, Circuito paralelo, voltmetro, ampermetro.AbstractThe form to obtain resistive circuits (series and parallel) is connecting a DC source, two resistors and a number of alligators to connect the devices, all this help of a multimeter, working as a voltmeter for DC voltage source and as electrical current ammeter.Keywords: UNIVERSIDAD DE LA COSTA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS REA DE LABORATORIO DE FISICA

FACULTAD DE INGENIERA

Series circuit, parallel circuit, voltmeter, ammeter.1

1. IntroduccinEl circuito serie es una configuracin de conexin en la que los bornes o terminales de los dispositivos se conectan en secuencia. El terminal de salida de un dispositivo se conecta al terminal de entrada del siguiente dispositivo, la corriente que circula en un circuito en serie es la misma en todos los puntos del circuito.El circuito paralelo es una conexin donde, los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre S, lo mismo que sus terminales de salida. Sin embargo la intensidad de corriente cambia en funcin de la resistencia.El circuito mixto o combinado, como su nombre lo indica combina el circuito en serie y el paralelo teniendo de esta forma un circuito ms complejo pero ms eficiente.Con el siguiente informe describimos la experiencia adquirida en el laboratorio, para el circuito en serie: A partir de R1, R2 y VT medidos en la experiencia. Determinaremos RT, I1, I2, V1 y V2. Para el circuito en paralelo: A partir de R1, R2 y VT medidos en la experiencia. Determinaremos RT, I1, I2, V1 y V2.

2. Fundamentos TericosSe denomina circuito elctrico a una serie de elementos o componentes elctricos o electrnicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrnicos semiconductores, conectados elctricamente entre s con el propsito de generar, transportar o modificar seales electrnicas o elctricas.Resistor: Es un componente electrnico diseado para introducir una resistencia elctrica determinada entre dos puntos de un circuito. Es un material formado por carbn y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente mxima en un resistor viene condicionada por la mxima potencia que puede disipar su cuerpo.Los resistores se utilizan en los circuitos para limitar el valor de la corriente para fijar el valor de la tensin.Resistencia equivalenteSe denomina resistencia equivalente, RAB, de una asociacin respecto de dos puntos A y B, a aquella que conectada la misma diferencia de potencial, UAB, demanda la misma intensidad, I. Esto significa que ante las mismas condiciones, la asociacin y su resistencia equivalente disipan la misma potencia.

Circuito en serie: El circuito serie es una configuracin de conexin en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptor, entre otros.) se conectan secuencialmente. El terminal de salida de un dispositivo se conecta al terminal de entrada del dispositivo siguiente, por ejemplo, el terminal positivo de una pila elctrica se conecta al terminal negativo de la pila siguiente, con lo cual entre los terminales extremos de la asociacin se tiene una diferencia de potencial igual a la suma de la de ambas pilas. Esta conexin de pilas elctricas en serie da lugar a la formacin de una batera elctrica.

Figura 1. Circuito en serieCircuito en paralelo: Es una conexin donde terminales de entrada de todos los dispositivos conectados coincidan entre s, lo mismo que sus terminales de salida.

Figura 2. Circuito en paraleloLeyes de KirchhoffLas leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845, mientras an era estudiante. Son muy utilizadas en ingeniera elctrica para obtener los valores de la corriente y el potencial en cada punto de un circuito elctrico. Surgen de la aplicacin de la ley de conservacin de la energa.Ley de corrientes de KirchhoffEsta ley tambin es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es comn que se use la sigla LCK para referirse a esta ley. La ley de corrientes de Kirchhoff nos dice que:

En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero

Ley de tensiones de KirchhoffEsta ley es llamada tambin segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff (es comn que se use la sigla LVK para referirse a esta ley).En un lazo cerrado, la suma de todas las cadas de tensin es igual a la tensin total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial elctrico en un lazo es igual a cero.

Puente de WheastoneUn puente de Wheatstone se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos estn constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia de bajas medidas.

Figura 3. Disposicin del Puente de Wheatstone.Alumbrado domstico y seguridad elctricaExisten muchos tipos de protecciones, que pueden hacer a una instalacin elctrica completamente segura ante cualquier contingencia, pero hay tres que deben usarse en todo tipo de instalacin: de alumbrado, domesticas, de fuerza, redes de distribucin, circuitos auxiliares, etc., ya sea de baja o alta tensin. Estas tres protecciones elctricas, que describiremos con detalle a continuacin son:1. Proteccin contra cortocircuitosSe denomina cortocircuito a la unin de dos conductores o partes de un circuito elctrico, con una diferencia de potencial o tensin entre s sin ninguna impedancia elctrica entre ellos.Este efecto, segn la Ley de Ohm, al ser la impedancia cero, hace que la intensidad tienda a infinito, con lo cual peligra la integridad de conductores y mquinas debido al calor generado por dicha intensidad, debido al efecto Joule. En la prctica, la intensidad producida por un cortocircuito, siempre queda amortiguada por la resistencia de los propios conductores que, aunque muy pequea, nunca es cero.I = V / Z ( si Z es cero, I = infinito)Segn los reglamentos electrotcnicos, "en el origen de todo circuito deber colocarse un dispositivo de proteccin, de acuerdo con la intensidad de cortocircuito que pueda presentarse en la instalacin". No obstante se admite una proteccin general contra cortocircuitos para varios circuitos derivados.

Los dispositivos ms empleados para la proteccin contra cortocircuitos son:Fusibles calibrados (tambin llamados cortacircuitos), oInterruptores automticos magnetotrmicos2. Proteccin contra sobrecargasEntendemos por sobrecarga al exceso de intensidad en un circuito, debido a un defecto de aislamiento o bien, a una avera o demanda excesiva de carga de la mquina conectada a un motor elctrico.Las sobrecargas deben de protegerse, ya que pueden dar lugar a la destruccin total de los aislamientos, de una red o de un motor conectado a ella. Una sobrecarga no protegida degenera siempre en un cortocircuito.Segn los reglamentos electrotcnicos "Si el conductor neutro tiene la misma seccin que las fases, la proteccin contra sobrecargas se har con un dispositivo que proteja solamente las fases, por el contrario si la seccin del conductor neutro es inferior a la de las fases, el dispositivo de proteccin habr de controlar tambin la corriente del neutro". Adems debe de colocarse una proteccin para cada circuito derivado de otro principal.Los dispositivos mas empleados para la proteccin contra sobrecargas son:Fusibles calibrados, tipo gT o gF (nunca aM)Interruptores automticos magnetotrmicos (PIA)Rels trmicosPara los circuitos domsticos, de alumbrado y para pequeos motores, se suelen emplear los dos primeros, al igual que para los cortocircuitos, siempre y cuando se utilice el tipo y la calibracin apropiada al circuito a proteger. Por el contrario para los motores trifsicos se suelen emplear los llamados rels trmicos, cuya construccin, funcionamiento y utilizacin se vern en el captulo siguiente.

3. Proteccin contra electrocucinFrente a los peligros de la corriente elctrica, la seguridad de las personas, ha de estar fundamentada en que nunca puedan estar sometidas involuntariamente a una tensin peligrosa. Por tal motivo, para la proteccin contra electrocucin deben de ponerse los medios necesarios para que esto nunca ocurra.La reglamentacin actual clasifica las protecciones contra contactos indirectos, que pueden dar lugar a electrocucin en dos clases:Clase A: Esta clase consiste en tomar medidas que eviten el riesgo en todo momento, de tocar partes en tensin, o susceptibles de estarlo, y las medidas a tomar son:Separacin de circuitosEmpleo de pequeas tensiones de seguridad (50, 24 o 15 V) Separacin entre partes con tensin y masas metlicas, por medio de aislamientos

Inaccesibilidad simultanea entre conductores y masas Recubrimiento de las masas con elementos aislantesConexiones equipotencialesClase B: Este sistema que es el mas empleado, tanto en instalaciones domsticas como industriales, consiste en la puesta a tierra de las masas, asociada a un dispositivo de corte automtico (rel o controlador de aislamiento), que desconecte la instalacin defectuosa.Por ello se emplean principalmente dos tipos de protecciones diferentes, a saber:Puesta a tierra de las masasRels de control de aislamiento, que a su vez pueden ser:Interruptores diferenciales, para redes con neutro a tierra. Rels de aislamiento, para redes con neutro aisladoA continuacin se describen las dos protecciones ms empleadas, tanto domstica como industrialmente, que son: El interruptor diferencial y la puesta a tierra de las masas, puesto que casi siempre se emplean redes de distribucin con el neutro accesible y puesto a tierra, bien sea directamente o a travs de una pequea impedancia.3. Desarrollo experimental.EN SERIE1 PASOColocar la fuente DC en 5 voltios.2 PASOTenemos de instrumentos de trabajo una baquelita que posee dos resistencias en serie se procede a medir principalmente una por una con la ayuda del ohmmetro cada resistencia, (R1, R2).3 PASOSe procede a formar el circuito en serie conectando por medio de un conector la pata de un resistor con la pata del otro resistor, y las patas restantes de los resistores conectados con un caimn llevndolos a la fuente.4 PASOCon cada punta del voltmetro llevarla a cada conector de la resistencia y medir el voltaje total.

Figura 4. Representacin de circuito en serie.EN PARALELO1 PASOColocar la fuente DC en 12 voltios.2 PASOTenemos de instrumentos de trabajo una baquelita que posee dos resistencias en paralelo se procede a medir principalmente una por una con la ayuda del ohmmetro cada resistencia, (R1, R2).3 PASOSe forma el circuito en paralelo.4 PASO Medir el voltaje total.

Figura 5. Representacin de circuito en paralelo.4. Datos obtenidos del laboratorio Falta esto!!!Tabla de datosResistencia Elctrica R (ohmios)

R Promedio (Ohmios)R Terica (Ohmios)R Experimental (Ohmios)

100.28100100.4

Tabla 1. Resistencia Elctrica

Voltaje fuente Vf (V)Voltaje en la resistencia Vr (V)Corriente I (Amperios)R (Ohmio)

21.990.02099.5

33.030.030101

44.050.04198.78

55.070.050101.4

65.950.06099.16

77.060.070100.85

88.120.080101.5

99.060.090100.66

1010.100.101100

1111.00.110100

Tabla 2. Medidas y resultados.

Figura 3. Foto en el laboratorio del momento en que se meda el voltaje en la resistencia con diferentes voltajes.1. Clculos y anlisis de los resultados

Calculamos R para cada uno de los valores:

Promedio R.

Grafica 1. I Vs V.

En la grfica 1 podemos ver que el voltaje de la resistencia Vs la corriente es prcticamente nula, que aunque aumente el voltaje en la resistencia la corriente no tendr un cambio significativo en la corriente, est siempre permanecer casi constante.

5. ConclusinCon el desarrollo de este laboratorio hemos podido entender con mayor claridad el concepto de la ley de Ohm. Concluimos con este laboratorio que resistencia siempre ser prcticamente igual a 100, podr variar disminuyndose o aumentndose pero por cambios muy pequeos a esta cifra.

BibliografaAlonso, Marcelo;J. Finn, Edward (2000).Fsica. II Campos y ondas. Mxico: Addison Wesley Longman.Sears, Francis W.;Zemansky, Mark W. (2009).FsicaII. Pearson International.http://www.profesormolina.com.ar/electromec/prot_circ_elect.htm

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