laboratorio 2 de fisica ii

7/17/2019 Laboratorio 2 de Fisica II

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UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA

FACULTAD DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS

PRÁCTICA DE LABORATORIO

Informe de la Segunda Práctica de Laboratorio

Circuitos de resistencia en serie y en paralelo

Elaborado por:

Alemán López Steven Alexander

Aragón Casaya Silvio Antonio

Corriols Álvaro

Espinoza Belén Isayana

Lara Hernández Mónica Fabiola

Docente: Ing. Oscar Urbina

Carrera: Ingeniería Industrial

Grupo: 0400

Managua 25 de junio, 2015

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I. Resumen

Durante la segunda practica de laboratorio, se buscaba aplicar los conceptos de

conexiones paralelas y en serie para comprobar la ley de Ohm. Esto fue posible a

través de la construcción de un circuito, tal y como se planteaba en cada

esquema.

Para llevar a cabo esta práctica, fue necesario utilizar instrumentos como: tablero

de conexión, multímetro, diferentes tipos de resistencias, una fuente de

alimentación y cables de conexión.

Posterior a la construcción del circuito, se suministró corriente a través de la fuente

de alimentación y al comprobar que esta se encontraba estabilizada, con ayuda

del multímetro se realizaban las correspondientes mediciones de voltaje.

Gracias a estos experimentos se demostró que, al conectar las resistencias en

serie o en paralelo, el valor de la corriente que pasa por cada una de ellas,

depende de la forma en la que estas se encuentren distribuidas.

A partir de los resultados obtenidos se puede afirmar que, la intensidad de

corriente eléctrica aplicada en un circuito de resistencia en serie será la misma

para cada una de las resistencias que se encuentren en dicho circuito, sin

embargo para las conexiones en paralelo la intensidad de corriente no será la

misma en cada una de las resistencias, sino que está será diferente para cada una

de ellas en dependencia de su valor.



II. Introducción

En el presente trabajo se encuentran los principales fundamentos teóricos que

respaldan los resultados obtenidos en los experimentos del laboratorio. Dicha

práctica, básicamente consistió en demostrar experimentalmente las ecuaciones

de resistencia, tanto cuando se conectan en serie como en paralelo. Por otro lado,

se buscaba comprobar la ley de Ohm.

Se considera que esta práctica es importante, pues ayuda a consolidar los

conocimientos adquiridos previamente en las clases teóricas de física y denota las

diferencias entre la teoría y la práctica.

A largo plazo, lo aprendido en esta práctica, podrá ser aplicado posteriormente en

la vida profesional, pues como ingenieros/as industriales, seremos los principales

responsables del correcto funcionamiento de la industria, incluyendo las

conexiones eléctricas, es aquí donde se aplica la ley de Ohm, pues gracias a ella

se puede equilibrar la energía eléctrica y de esta manera se podría lograr un buen

funcionamiento en los circuitos eléctricos, lo cual, además de garantizar un

eficiente uso de energía, se evitaría poner en riesgo la vida de todos los

trabajadores en la industria.



III. Objetivos

Objetivo General

Demostrar a través de la Ley de Ohm cómo se comporta la intensidad y

voltaje de corriente eléctrica en los circuitos eléctricos de resistencia tanto

en serie como en paralelo.

Objetivos Específicos

Construir un circuito eléctrico simple donde se mida la intensidad eléctrica

cuando se tenga una resistencia o tensión constante y alguna de las dos se

está incrementando.

Armar un circuito de resistencia en serie simple con tres resistencias de

distintos valores y aplicar una tensión constante para medir voltaje e

intensidad en cada una de ellas.

Elaborar un circuito de resistencia en paralelo simple que tenga tres

diferentes resistencias para medir voltaje e intensidad de corriente en cada

resistencia.



IV. Marco Teórico

Angulo, U. (1994) define resistencia de un cuerpo como la oposición que éste

representa al movimiento de electrones a su través, es decir, a la corriente

eléctrica. Un conductor eléctrico presentará menos resistencia al paso de la

corriente si es grueso que si es delgado, si es corto que si es largo. El tipo de

material de que está constituido tendrá influencia sobre la resistencia. Estoanterior se expresa mediante la siguiente fórmula:

=

Donde L es la longitud del cuerpo conductor, S la superficie que presenta al paso

de la corriente y un número que depende del tipo del material de que se trate y

se llama resistividad. Se puede notar, entonces que, cuanto mayor sea L, mayor

será R, a mayor longitud, mayor resistencia. De igual manera, cuando mayor sea

S, menor es R, es decir, a mayor superficie de paso de corriente, menor

resistencia. El valor que se obtiene aplicando la fórmula viene expresado enohmios, unidad fundamental de la resistencia y se representa por la letra griega Ω.

Según Enriquez, G. 2007 explica que siempre que las partes o componentes de

un circuito estén conectadas, de manera que se constituya una trayectoria única

para el paso de la corriente, se dice que están “conectadas en serie”

Las reglas básicas que rigen a los circuitos en serie son las siguientes:

1. La corriente es la misma en cualquier parte del circuito.

2. La resistencia total del circuito es igual a la suma de las resistencias

individuales en cada parte del circuito.

3. La suma de las caídas de voltaje a través de las resistencias o elementos

individuales, es igual al voltaje total aplicado.

La resistencia total de un circuito es:

= + + + .. +

Cuando circula una corriente I a través de una resistencia, se sabe, por la ley de

Ohm, que el voltaje a través de la resistencia es igual a RxI. Este voltaje a través

de cada resistencia, se conoce como “caídas de voltaje” , debido a que reduce la

diferencia de potencial disponible para las resistencias restantes en el circuito en

serie.

El voltaje total se debe cumplir, de acuerdo a la fórmula:

= + + + . . + Cuando un circuito tiene más de una trayectoria de corriente, se le denomina

“circuito en paralelo”.

Existen tres reglas básicas para los circuitos en paralelo:



1. El voltaje en cada rama es el mismo. Dado que las ramas están conectadas

todas a la misma fuente de voltaje. No es posible para la rama tener un

voltaje diferente.

2. La corriente total que demanda en un circuito paralelo es la suma de las

corrientes en cada rama. Cada rama demanda una corriente de carga

separada de la fuente, de manera que la corriente total de cargaproporcionada o suministrada por la fuente debe ser igual a la suma de las

corrientes que demandan las ramas.

= + + + . . +

3. La resistencia total de un circuito en paralelo es menor que la resiste de

cualquiera de las ramas.

Para obtener la resistencia equivalente para un circuito en paralelo, se aplica la ley

de Ohm a cada una de las ramas con resistencias y se obtiene:

1 =

2 =

3 =

De tal manera que la corriente total es: = 1 + 2 + 3

Se puede escribir como: =

+

+

= = 1

+ 1

+ 1

La ecuación anterior se puede escribir como: =

= ( 1

)

Donde, Req = Resistencia equivalente del circuito.

=

+

+

La ecuación anterior también se puede escribir como:

=

+

+

Otras ecuaciones para calcular la resistencia equivalente:

Básicamente existen otras dos formas útiles para calcular la resistencia

equivalente en redes con resistencias en paralelo.

1. Para el caso especial de tener únicamente dos resistencias en paralelo:

= +

2. Cuando se tienen N resistencias del mismo valor R en paralelo:

=

Donde, R= Resistencia de un resistor y N= Número de resistores.



V. Metodología

Materiales y Equipos:

Tablero de Conexión

Multímetro para V/A

Resistencia de 33,2 Ω

Resistencia de 99,3 Ω

Resistencia de 120,2

Resistencia Variable (reóstato)

Fuente de Alimentación

Cables de Conexión

La práctica de laboratorio No.2 se tituló “Circuitos de Resistencia en Serie y enParalelo”, comprendió tres etapas: la comprobación de la ley de Ohm, la

resistencia en serie y la resistencia en paralelo.

A. Comprobación de la ley de Ohm

Se construyó un

circuito siguiendo el

esquema indicado,

tomando en

consideración una

resistencia de 100

ohm (Ver Imagen

1). A continuación,

se usó una fuente

de alimentación de

0 a 10 v.

Posteriormente se aseguró de que el circuito estuviera armado de forma correcta y

se tomó la precaución con el potenciómetro ya que este debía estar en cero

voltajes y por consiguiente se encendió la fuente de alimentación. Luego, se varió

el voltaje de la fuente de 0 a 10 v, se procedió a anotar los valores observados.

Imagen 1. Circuito para comprobar ley de Ohm



Más adelante se redujo a cero voltajes y se desconectó de la fuente el cable

positivo. A continuación se definió un voltaje de 8 v, en la fuente, posterior a eso,

se apagó y se conectó a este el cable positivo. Se tomaron las precauciones

debidas al variar las resistencias. Luego se redujo a cero y se apagó la fuente.

B. Resistencia en serie.

Se construyó el circuito que se requería para este inciso. Se verificó que el circuito

estuviese conectado de forma correcta y se procedió a encender la fuente de

alimentación, sin olvidar que debía estar ajustada a 14v.

Se midió cada una de las corrientes que pasaron por el circuito y se anotó los

valores observados. A continuación, se midió todo los voltajes del circuito.

Seguidamente, se apagó la fuente de tensión y se procedió a desconectar elcable positivo.

Por otro lado se sustituyó las 3 resistencias por su equivalente. Se inició a armar

otro circuito previamente establecido en la guía (Ver Imagen 2) Se utilizó el

reóstato con una de

las resistencias.

Nuevamente se

procedió a medir elvoltaje y la intensidad

tola del circuito. Por

último se anotó todos

los valores

observados de esta

experimentación.

C. Resistencias en paralelo.

Se armó el circuito de 3 resistencias en paralelo, previamente indicado de la guía.

(Ver imagen 3) Se tomó precauciones con las conexiones y se encendió la fuente

de alimentación, el cual debía estar previamente ajustada a 14 v.

A continuación, se midió cada una de las corrientes que pasaban por las

resistencias. Luego se desconectó el amperímetro, una vez que la fuente de

Imagen 2. Conexión en serie de Resistencias



alimentación estuviera apagada. Se midió cada uno de los voltajes del circuito

tomando en cuenta la fuente y las resistencias.

Posteriormente se apagó la fuente de tensión y se desconectó el cable positivo del

circuito. Se procedió a

armar otro circuito pero con

una sola resistencia. Se

midió nuevamente el voltaje

y el circuito total.

Todos los datos

observados en las 3

resistencias y en una sola

resistencias se anotaron en

una tabla.

Imagen 3. Conexión en Paralelo de Resistencias



VI. Resultados y Discusión

Tabla 1. Intensidad de la corriente con voltaje variable.

Resistencia constante de 100 Ω Voltaje (V) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Intensidad

calculada

(mA)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Intensidad

medida

(mA)

0 11 22 31 42 51 62 72 82 92 103

ErrorRelativo

(%)

0 10 10 3,3 5 2 3,3 4,3 2,5 2,2 3

A través de esta tabla, podemos constatar que la intensidad calculada es igual a la

intensidad medida con el multímetro, además esta nos muestra el error relativo

asociado a cada una de nuestras mediciones, la gráfica a continuación muestra

como aumenta la intensidad de corriente al aumentar el voltaje en el sistema, todo

esto realizado con una resistencia constante de 100 Ω.

Fig.1. Grafica de V en función de i. Se observa una relación lineal.

Como la gráfica es lineal podemos decir que el conductor que utilizamos obedece

a la ley de Ohm, y encontramos el valor de su resistencia eléctrica, es decir la

1 2

34

56

78

910

y = x

R² = 1

02

4

6

8

10

12

11 22 31 42 51 62 72 82 92 103

Voltaje vs Intensidad

Voltaje

Lineal (Voltaje)



pendiente del gráfico V vs I. donde Pendiente es igual a X=Y (Resistencia=

Voltaje).

Tabla 2. Intensidad de la corriente con voltaje constante.

Voltaje constante de 8 V

Voltaje

(V)

100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

Intensidad

calculada

(mA)

80 72,7 66,6 61,5 57,14 53,3 50 47,05 44,4 42,1 40

Intensidad

medida

(mA)

82 74 67 62 58 54 51 48 45 43 40

Error

Relativo

(%)

2,5 1,8 0,5 0,8 1,5 1,25 2 2,02 1,35 2,13 0

Esta tabla muestra el comportamiento de la intensidad, además presenta el error

relativo asociado a cada una de nuestras mediciones, dicha intensidades

corresponden a valores de resistencias que van desde 100 Ω aumentando un

intervalo de 10 Ω hasta llegar a los 200 Ω. Cabe mencionar, que los valores de las

resistencias no eran exactos, es decir, se aproximaban a los rangos que

aumentaban de diez en diez.

Fig.2. Grafica de R en función de I. Se observa disminución de Intensidad

y = -0.3955x + 116.05

R² = 0.9588

0

10

20

3040

50

60

70

80

90

0 50 100 150 200 250

Resistensia vs Intensidad

Intensidad

Lineal (Intensidad)

Lineal (Intensidad)



Con esta grafica se puede observar, como disminuye la intensidad de la corriente

al aumentar el valor de la resistencia, con un voltaje constante. Además

encontramos el valor de la resistencia eléctrica que es de (0.9588).

Tabla 3. Medidas de tensión y corriente en un circuito en serie.

Valores TeóricosResultado

Experimental

ComponenteCorriente

(mA)

Voltaje

(V)

Corriente

(mA)

Voltaje

(V)

Circuito en serie (V e I Total)

R1=33,2Ω 1,85

R2=99,3 Ω 5,59

R3=120,2 Ω 6,78

Requivalente=252,7 Ω 55,5 14 56 14,22

La tabla 3 presenta los datos directos de las medidas realizadas en el laboratorio,

para las mediciones de tensión y corriente en el circuito montado (En serie), donde

las resistencias establecidas fueron aproximadas a las ideales que eran de 47,

100 y 470 ohmios. Siendo 33,2; 99,3 y 120,2. Donde la Resistencia equivalente esla suma de las tres resistencias experimentales es decir 252,7 ohmios.

Al realizar las mediciones se notó que la corriente expresada en miliamperios era

la misma en todo el circuito, variando el voltaje para cada una de las resistencias.

Tabla 4. Medidas de tensión y corriente en un circuito en paralelo.

Valores TeóricosResultado

Experimental

ComponenteCorriente

(mA)

Voltaje

(V)

Corriente

(mA)

Voltaje

(V)

Circuito en serie (V e I

Total)

R1=33,2 Ω 421,60 14 433 14.2

R2=99,3Ω 140,99 14 144 14.2



R3=120,2 Ω 116,47 14 118 14.2

Requivalente=252,7 Ω 679,2 14 689 14.2

En la tabla 4 observamos que las tres primeras columnas corresponden a los

datos obtenidos de una manera directa, en cambio las otras dos columnas

corresponden a los datos experimentales, es decir, aquellos datos que se

obtuvieron mediante la manipulación de nuestro sistema (circuito conectado en

paralelo). Además comprobamos que el voltaje total es el mismo presentado en

todas nuestras resistencias. El valor del voltaje de dicha tensión, como valor

teórico fue (14) y como valor experimental es de (14,2).



VII. Conclusiones

Al finalizar el trabajo se concluye que:

Se comprobó experimentalmente que para la Ley de Ohm en un circuito eléctrico

la intensidad de corriente eléctrica es directamente proporcional al voltaje que se

esté aplicando; y a la misma vez es inversamente proporcional a la resistencia de

la carga eléctrica.

Se verificó que la intensidad de corriente eléctrica aplicada en un circuito de

resistencia en serie será la misma para cada una de las resistencias que se

encuentren en dicho circuito, sin embargo el voltaje para cada una de las

resistencias variara en dependencia de la misma.

A diferencia de un circuito de resistencia en serie, la intensidad de corriente no

será la misma en cada una de las resistencias, sino que está será diferente para

cada una de ellas en dependencia de su valor. No obstante, el voltaje de la

corriente eléctrica se mantiene constante en cada una de las resistencias que el

circuito posea.

Se confirma que la Ley de la conservación de la energía se cumple en ambos

circuitos de resistencias, obteniendo un voltaje resultante igual o cercano al voltaje

de la fuente eléctrica aplicado inicialmente para cada circuito.



Lista de referencias.

Angulo, J. (1994) Electrónica fundamental 1: teoría y práctica. desde la válvula

hasta el circuito integrado. (14ta ed.) España: Paraninfo

Enríquez, G. (2007) Manual de electricidad industrial II: reparación de motores

eléctricos. México: Limusa

Bibliografía

Ponce, M. (2012). Manual de prácticas de laboratorio: electricidad, magnetismo &

óptica. Managua, Nicaragua: UCA.



Anexos

Evaluación

1. ¿Cuáles son las tres formas en que puede escribirse la ley de ohm?

a) =

b) =

c) =

2. ¿Qué sucede con la corriente que pasa por una resistencia si:

a) se duplica la tensión?

R/ La corriente será 2 veces mayor.

b) se reduce la resistencia a la mitad?

R/ La corriente será, igualmente, 2 veces mayor.

3. Realice su respectivo análisis y discusión para cada tabla de valores.

Compare el error entre el valor teórico o calculado y los datos

experimentales obtenidos durante la práctica de laboratorio. ¿Son

aceptables los errores? ¿Por qué?

a) Tabla 1: Se pudo ver que la intensidad de corriente aumento proporcional

mente a medida que el voltaje aumentaba.

b) Tabla 2: Se pudo ver que la intensidad de corriente disminuyo a medida que la

resistencia iba aumentando.

c) Tabla 3: Se pudo ver que en el circuito en serie, la intensidad de corriente que

pasa por las resistencias es constante, y que el voltaje marcado por cada una, es

el que varía; y se demostró que la suma de todos los voltajes marcados por las

resistencias, es igual al voltaje total insertado en el circuito.

d) Tabla 4: Se pudo ver que en el circuito en paralelo, la intensidad de corriente,

es diferente en cada resistor y que el voltaje marcado por cada uno es constante.

Además se demostró que la suma de las intensidades marcadas es igual a la

intensidad total en el circuito.

En general, los errores son bastante pequeños y por lo tanto son aceptables. Es

necesario destacar que tanto las resistencias como los aparatos, ya tenían

bastante tiempo en funcionamiento y por lo tanto de deterioro; además que las

resistencias tienden a cambiar respecto a las temperaturas, el voltaje introducido

en los circuitos no era exacto.

4. ¿Cuál es la particularidad de las resistencias que se conectan en serie

o en paralelo?



a) Para las resistencias en serie, la resistencia equivalente (Re) es igual a la suma

de todas las resistencias conectadas.

b) Para las resistencias en paralelo; el inverso de la resistencia equivalente (1/Re)

es igual a la suma de los inversos de cada una de las resistencias conectadas.

5. ¿Por qué cree que es importante tener asociaciones en serie o en

paralelo de componentes resistivos?

Principalmente porque estas asociaciones permiten controlar la intensidad de

corriente que circule en los circuitos para así mantener medidas de seguridad y

evitar cualquier accidente que ponga en riesgo la salud de los presentes.

Ejercicios anexos:

1. La tensión aplicada a una resistencia de 10Ω es de 50V. ¿Cuál es la

corriente?

Si = entonces es de 5 A.

2. Una corriente de 10A pasa por una resistencia de 22Ω. ¿Cuál es la

tensión aplicada a la resistencia?

Si = entonces es de 220V.

3. Una resistencia desconocida está conectada a una fuente de 42V. La

corriente medida es de 7A. ¿Cuál es el valor de la resistencia en

cuestión?

Si

=

entonces es de 6Ω.

4. En un circuito se necesita una resistencia de 100Ω. Se dispone de

valores de 10, 20, 30, 40, 50, 60 y 70 ohmios. ¿Cuáles son las posibles

combinaciones en serie de estas resistencias con las que podemos

obtener 100 ohmios?

a) 10, 20, 30 y 40.

b) 20, 30 y 50.

c) 10, 30 y 60.

d) 40 y 60.

e) 10, 20 y 70.

f) 30 y 70.

g) 10, 40 y 50.

5. Calcule la resistencia equivalente de los circuitos en paralelo

siguientes:

a) 60 y 40 ohmios.



b) 300, 200 y 50 ohmios.

c) 7 resistencias de 56 ohmios.

Soluciones:

Nota: (1/Re) = (1/r1) + (1/r2) +….+ (1/rn)….

a) 23.99 ohmios

b) 35.29 ohmios.

c) 8 ohmios.

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