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CIRCUITOS EN SERIE Y PARALELO
P.L, MONTILVA REINA1 , M.V, ROJAS PAEZ J.D2, SEMPRÚN RICO3, A.E, SALAMANCA VILORIA4, V.M, TOVAR LEAL5.
Laboratorio de Física II. Facultad de Ingeniería. Universidad Rafael Urdaneta.Maracaibo, Venezuela
Extracto
“El informe se basa en la experimentación en diferentes tipos de circuitos, fijando en cada uno de estos un voltaje para realizar la medición del valor de varias resistencias junto con el voltaje e intensidad presente tanto en cada resistencia, como en el circuito completo. Se comparan los valores reales obtenidos mediante el amperímetro con los que serán calculados mediante las ecuaciones previamente conocidas en cada tipo de circuito, y en el caso del circuito serie-paralelo, dichas ecuaciones serán deducidas.”
1. INTRODUCCIÓN
Un circuito puede definirse como una red eléctrica que contiene al menos una trayectoria
cerrada. Estos pueden dividirse tomando en cuenta el tipo de configuración que se esté usando, ya
sea en serie, paralelo, o en serie-paralelo (también conocido como mixto). El presente informe se
realizará haciendo armando los circuitos antes mencionados, colocando en ellos las resistencias de la
forma que el tipo de configuración lo requiera.
Un circuito en paralelo es aquel donde los puertos de entrada de todos los dispositivos
conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida. Al presentarse este tipo de
circuito, nos encontraremos con las ecuaciones que nos permitirán calcular el valor tanto del voltaje
total y la resistencia equivalente, como el valor de la intensidad presente en todo el circuito. Para el
voltaje total en dicho circuito se dice que cada resistencia tendrá siempre la misma cantidad de
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voltaje que las otras, y dicho voltaje será igual al voltaje total; en el caso de la resistencia
equivalente, podremos calcular su inversa sumando el inverso del valor de cada una de las
resistencias entre sí. Esta presente también el circuito en serie, el cual es una configuración de
conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos se conectan secuencialmente. Al igual
que el circuito en paralelo, este cuenda con sus respectivas ecuaciones para calcular su voltaje total y
su resistencia equivalente. Para el voltaje total tenemos que será igual a la suma del voltaje presente
en cada una de las resistencias; y en cuanto a la resistencia equivalente, será la suma del valor de
cada resistencia que forma parte del circuito.
Con lo anterior, en caso de que se tenga presente un circuito en serie-paralelo, se deducirán y
combinarán las ecuaciones de cada tipo de configuración para así hacernos con las ecuaciones que
satisfagan este tipo de configuración. Se puede decir entonces, que dicha investigación tiene como
finalidad la comparación de los valores reales con los valores calculados de las diferentes variables
eléctricas, presentes en los diferentes tipos de configuración de circuito, y realizar el análisis de cada
uno de estos valores.
2. OBJETIVOS
2.1. Estudiar el comportamiento de I y V en un circuito en Serie.
2.2. Estudiar el comportamiento de I y V en un circuito en Paralelo.
2.3. Estudiar el comportamiento de I y V en un circuito en Serie-Paralelo.
3. MATERIALES
3.1. Un tablero.
3.2. 1 Fuente de poder de c.c.
3.3. 1 Multí[email protected] CI: 25830002; [email protected] CI: 20942972; [email protected] CI: 25345660; [email protected] CI: 25906491;
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3.4. Conductores (cables).
4. PROCEDIMIENTOS
Una vez preparados los equipos necesarios haga lo siguiente:
4.1. Circuito con elementos en serie:
4.1.1. Seleccionar 2 resistores de valores de resistencia diferente.
4.1.2. A cada resistor, determine su valor nominal y mida su resistencia con ayuda del
óhmetro. Complete la Tabla 1.
4.1.3. Monte un circuito como el presentado en la Figura 1.
4.1.4. Establecer un VT en la fuente y medir los valores de V1 y V2 en las resistencias.
4.1.5. Medir con un amperímetro la corriente IT en el circuito.
4.1.6. Utilizar esta información para llenar la Tabla 1.
4.1.7. Los valores de la tabla 1 se calculan a través de las ecuaciones:
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Voltímetro
Voltímetro
Amperímetro
+ V1 -V2
+
-
R1
R2
ITVT
Figura 1: Circuito Serie
VT = V1 + V2 + V3 + ….. + Vn
IT = I1 = I2 = I3 = ….. = In
Req = R1 + R2 + R3 = ….. + Rn
4.2. Circuito con elementos en paralelo:
4.2.1. Cambiar el circuito por un circuito del tipo representado en la Figura 2.
4.2.2. Mantener las resistencias del experimento anterior.
4.2.3. Establecer un VT en la fuente.
4.2.4. Medir con ayuda del amperímetro las corrientes I2 e I3; la suma de éstos, sebe
ser igual a IT.
4.2.5. Medir los valores de V1 y V2; éstos deben ser iguales a VT.
4.2.6. Utilizar esta información para llenar la Tabla 2.
4.2.7. Los valores de la Tabla 2 se calculan a partir de las ecuaciones:
4.3. Circuito con elementos en serie-paralelo:
4.3.1. Cambiar el circuito por un circuito del tipo representado en la Figura 3.
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Voltímetro
R1 R2VT
Figura 2: Circuito Paralelo
VT = V1 = V2 = V3 = ….. = Vn
IT = I1 + I2 + I3 + ….. + In
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = ….. + 1/Rn
4.3.2. Manteniendo las resistencias del experimento anterior, agregar una tercera;
realice el procedimiento de determinación de valor nominal y valor medido de la resistencia nueva.
Complete la Tabla 3.
4.3.3. Establecer un VT en la fuente.
4.3.4. Medir con un amperímetro la corriente IT en el circuito.
4.3.5. Medir las corrientes I2 e I3.
4.3.6. Medir los valores de V1 y V2.
4.3.7. Utilizar esta información para rellenar la Tabla 3.
4.3.8. Determinar que ecuaciones servirán para hallar los valores calculados de la
Tabla 3.
5. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
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R1
R2VT
Figura 3: Circuito Serie-Paralelo
R3V2
V1
Tabla Resistencias
Resistencia Colores Resistencia Valor nominal Valor real
R1Naranja, Blanco,
Naranja,Sin Color.
39x103±20% 42.7x103
R2
Verde, Azul, Naranja,
Plata.56x103±10% 64.2x103
R3
Marrón, Gris, Verde,
Plata.18x102±10% 21 x102
Tabla 1
Magnitudes medidasVT
EstablecidoR1
NominalR2
Nominal R1 Medida R2 Medida V1 Medida V2 Medida IT
Medida Req Medida Req Calculada
30V39x103±20% 56x103±10% 42.7x103 64.2x103 12V 18V 2.80x10-4 106.7x103 106.9x103
Luego de haber establecido un voltaje en el circuito, y de haber hallado el valor nominal de
cada una de las resistencias, se pasa a medir el valor real de las resistencias a través del óhmetro.
Luego, se mide el voltaje que hay presente en cada resistencia; también se mide la intensidad total
presente en el circuito a través del amperímetro; y luego se mide la resistencia equivalente en todo el
circuito.
Si se desea calcular el voltaje total presente en el circuito, al tratarse de un circuito en serie,
se debe sumar el voltaje presente en cada una de las resistencias:
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Al sumar el voltaje presente en cada resistencia, debe dar como resultado el voltaje total o el voltaje
establecido al momento de armar el circuito, el cual había sido de 30V y es igual al voltaje total
calculado.
Para el caso de que se desee calcular la intensidad total presente en el circuito en serie,
tenemos que la intensidad será igual en cada una de las resistencias, por lo tanto la intensidad en R1
será igual a la intensidad en R2, y también será igual a la intensidad total.
La resistencia equivalente en un circuito en serie viene dada por la suma de cada una de sus
resistencias, por lo tanto esta sería calculada de la siguiente manera:
Tabla 2
Magnitudes medidasVT
EstablecidoR1
NominalR2
Nominal R1 Medida R2 Medida VT Medida I1 Medida I2 Medida Req Medida Req Calculada
30V39x103±20% 56x103±10% 42.7x103 64.2x103 30.2 7.1x10-4 4.7x10-4 25.6x103 25.6x103
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VT = V1 + V2
VT = 12V + 18V
VT = 30V
Req = R1 + R2
Req = 42.7x103 + 64.2x103
Req = 106.9x103
El voltaje establecido y las resistencias siguen siendo las mismas usadas en el circuito
anterior. Debe realizarse la medida del voltaje en cada resistencia, la intensidad total, y la resistencia
equivalente.
Para calcular el voltaje total en un circuito en paralelo, se dice que el voltaje es igual en cada
una de las resistencias, y este será igual al voltaje total:
En cuanto a la intensidad total, en un circuito en paralelo, se podrá calcular sumando la
intensidad presente en cada resistencia.
La resistencia equivalente, para calcularla en este caso, se debe sumar los inversos de cada
una de las resistencias lo cual dará como resultado el inverso de la resistencia equivalente:
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VT = V1 = V2
30.2V = V1 = V2
VT = 30.2V = 30.2V
1/Req = 1/R1 + 1/R2
1/Req = 1/(42.7x103)+ 1/(64.2x103)
1/Req = 0.03890 x103
Req = 25.6x103
Tabla 3
Magnitudes medidas
VT Establecido R1
NominalR2
NominalR3
Nominal Req Medida Req Calculada
30V
39x103±20% 56x103±10% 18x102±10% 43.9x103 44.7x103
V1
MedidaV2
MedidaV3
MedidaVT
MedidaVT
Calculada
29.2 1.4 1.4 30.4 30.6
I1
MedidaI2
MedidaI3
MedidaIT
MedidaIT
Calculada
6.88x10-4 2.12x10-5 6.67x10-4 1.26x10-3 1.38x10-3
Al igual que en los circuitos anteriores se mantiene el voltaje y las resistencias, con
diferencia que para este circuito se agregará otra resistencia, denominada R3. Se debe medir el
voltaje total, la resistencia equivalente, la intensidad en cada resistencia y la intensidad total.
En este caso se está tratando un circuito en serie-paralelo, por lo tanto para calcular su
intensidad total, voltaje total o resistencia equivalente se deben combinar las conocidas ecuaciones
de circuitos en serie y circuitos en paralelo.
En el caso del voltaje total, ya que se tiene presente 3 resistencias en un circuito en serie y
paralelo se debe analizar cuales se encuentran en serie, y cuales en serie con respecto a otra
resistencia. Dada la Figura 3 se puede notar que R2 y R3 se encuentra en paralelo, por lo tanto el
voltaje en R2 será igual al voltaje en R3; se toman ambas resistencias como una sola y se pasa a
llamarla R4 y el voltaje en dicha resistencia pasa a llamarse V4:
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Al realizar dicho procedimiento, se puede decir que R1 y R4 están en serie, por lo que el
voltaje total entre ambas resistencias será la suma del voltaje en cada una de ellas:
Para calcular la intensidad total se toma en cuenta los mismo criterios que se tomados para
calcular el voltaje total. Se calcula la intensidad en las resistencias que están en paralelo, la cual será
la suma de ambas y que pasara a llamarse I4, y la resistencia, al igual que en el caso anterior, será
llamada R4:
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V4 = V2 = V3
V4 = 1.4V = 1.4V
V4 = 1.4V
VT = V4 + V1
VT = 1.4V + 29.2V
VT = 30.6V
I4 = I2 + I3
I4 = 2.12x10-5 + 6.67x10-4
I4 = 6.888x10-4
Ahora, se dice que R1 y R4 están en serie, con lo que podemos decir que la intensidad total es
igual a la intensidad en R1 y es igual a la intensidad en R4:
En el caso de la resistencia equivalente seguimos tomando los mismos criterios. Al estar R2 y
R3 en paralelo calculamos la suma de sus inversos para así obtener el inverso de su resistencia
equivalente que será llamada R4:
Y ahora que R1 y R4 están en serie, sumamos las resistencias entre sí para así obtener la
resistencia equivalente en el circuito en serie-paralelo:
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IT = I1 = I4
IT = I1 = 6.888x10-4
I1 = 6.888x10-4
IT = 6.888x10-4
1/R4 = 1/R2 + 1/R3
1/ R4 = 1/(64.2x103)+ 1/(2.1 x103)
1/ R4 = 0.49177 x103
R4 = 2.03x103
Req = R1 + R4
Req = 42.7x103 + 2.03 x103
Req = 44.7x103
6. CONCLUSIONES
6.1. P.L, MONTILVA REINA:
6.2. M.V, ROJAS PAEZ:
6.3. J.D, SEMPRÚN RICO:
En los circuitos en serie el voltaje se divide para cada una de las cargas mientras que la
corriente en todas las cargas es la misma, por esta razón en este circuito se aprecia una carga a
continuación de otra, mientras que los circuitos en paralelo el voltaje es el mismo en todas las cargas
del circuito mientras que lo que se divide es la corriente, por esta razón se puede ver una carga al
lado de la otra. Luego de haber realizado el experimento llegue a la conclusión de que en un circuito
en serie se utiliza la mitad del cableado pero si alguna de las cargas esta desconectada o dañada el
circuito deja de funcionar por completo, por otro lado en el circuito en paralelo la corriente tiene dos
caminos y si una resistencia falla las demás no se ven afectadas, siendo esta la razón para que en la
industria esta sea la forma que más se usa. Por ejemplo, en una casa lo mejor sería un circuito en
paralelo, ya que este va a conservar el voltaje y los aparatos domésticos están diseñados para
trabajar con un voltaje en específico, si se conecta en serie el voltaje se reduce.
En cuanto al circuito Serie-Paralelo no es más que la combinación de los circuitos en serie y
en paralelo y que la forma de resolverlos es ir convirtiendo el circuito en uno en serie, así solo se
tenga que sumar y se pueda aplicar la ley del ohm (ya que para aplicarla hay que reducir el circuito a
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una sola resistencia). La experiencia de esta práctica me llena de conocimiento que poder utilizar
posteriormente para complementar mis estudios en otras materias como circuito eléctricos y
electrónicos que es de gran importancia para la carrera que estoy estudiando (Ingeniería en
Computación).
6.4. A.E, SALAMANCA VILORIA:
Al haber realizado esta práctica, obtuve conocimientos sobre la configuración de un circuito
en serie, en paralelo y en serie-paralelo. Aprendí como realizar correctamente las conexiones para
permitir que cada circuito de manera correcta y a cómo medir las variables eléctricas que están
presentes dentro de un circuito.
Luego de haber realizado estas conexiones y obtenido los resultados presentes en el informe
puedo concluir que al trabajar con un circuito en serie siempre se cumplirá el voltaje total será igual
al voltaje presente en cada resistencia, mientras que en paralelo será la suma del voltaje en cada una
de ellas. En cuanto a la resistencia equivalente para el circuito en serie será calculada sumando el
valor de cada resistencia, y para el circuito en serie se sumará el inverso de cada una de estas para
así hallar el inverso de la resistencia equivalente. Y para la intensidad total, tenemos que en paralelo
se sumará la intensidad en cada resistencia y en serie cada resistencia tendrá la misma intensidad y
esta será igual a la intensidad total.
Para culminar, en cuanto al circuito en serie-paralelo se debe tomar en cuenta lo conocido los
tipos de circuitos que forman este y juntar sus ecuaciones para hallar las variables eléctricas que se
nos presentan en este tipo de circuito.
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6.5. V.M, TOVAR LEAL:
En esta práctica tuve la oportunidad de poner a prueba mis conocimientos y habilidades para
poder hace un circuito eléctrico resistivo en serie y paralelo. Al hacer esto me fije como se hacen
todos los cálculos de un circuito, lo cual me ayudara en un futuro a hacerlo en mi trabajo o hasta en
mi casa lo que es mejor hacer de la manera correcta.
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