RESISTENCIAS EN SERIE

OBJETIVOS

Determinar experimentalmente el comportamiento de la intensidad en circuitos en serie.

TEORIA RELACIONADA

LEYES DE LOS CIRCUITOS EN SERIE:

Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma corriente. El esquema de conexión de resistencias en serie se muestra así:

Resistencias conectadas en serie

El circuito serie es una configuración de conexión 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 eléctrica se conecta al terminal negativo de la pila siguiente, con lo cual entre los terminales extremos de la asociación se tiene una diferencia de potencial igual a la suma de la de ambas pilas. Esta conexión de pilas eléctricas en serie da lugar a la formación de una batería eléctrica.

Cabe anotar que la corriente que circula en un circuito serie es la misma en todos los puntos del circuito.

A modo de ejemplo, en la siguiente figura se muestran varios condensadores en serie y el valor del condensador equivalente:

3. MATERIALES

Placa reticularInterruptorResistencia 100ΩResistencia 470ΩBombillas Cables rojo, azul, negro, etc.MultímetrosFuente de alimentaciónREF

13001.0013017.0113020.2313020.23

07311.01

07028.00 11721.93

CANT

111126

21

Parte 1.

1. montamos el circuito tal como se muestra en la figura; utilizando inicialmente una bombilla.

2. encendemos la fuente de alimentación y aplique una tensión directa de 4V. anote la luminosidad de la lámpara.

3. sin apagar la fuente (no mover la tensión) colocamos una segunda bombilla en serie con la primera, en el punto marcado con 1 en la grafica. Observe la luminosidad de las dos lámparas y compárela con la luminosidad previa de una lámpara y anote lo observado.

4. apagamos la fuente de alimentación.

Parte 21. montamos el circuito tal como se muestra en la Fig. 2 utilizando

inicialmente una bombilla de 100Ω

2. encendemos la fuente de alimentación y fije la tensión directa a 9V. mida la intensidad y apúntela en la tabla 1.

3. reemplazamos la resistencia de 100Ω con la resistencia de 470Ω. Mida la intensidad y apúntela en la tabla 1.

4. en la posición 1 de la grafica 2 colocamos la resistencia de 100Ωajuste la tensión a 9V. mida la tensión e intensidad y anote.

5. apagamos la fuente de alimentación.

Parte 31. montamos el circuito tal como se muestra en la Fig. 3 utilizando las

resistencias de 100Ω y de 470Ω.2. encendemos la fuente de alimentación y fije la tensión directa a 10V.3. hicimos sucesivas mediciones de la intensidad antes de R1, entre R1 y

R2 y después de R2. y anote. Hacer esto después de tomar la primera medida., conectar el amperímetro al circuito donde están marcados los números 1 y 3 de la figura 3.

4. notamos las medidas en la tabla 2 y apague la fuente de alimentación.

Evaluación

1. explique las observaciones que hizo en la parte 1.

Respuesta/ Al montar el circuito en serie con una sola bombilla observamos que su luminosidad era normal e ideal para los voltios que tenia la bombilla, luego al montar la segunda bombilla en serie obtuvimos que la que la corriente disminuyo; es más con certeza observamos y aproximadamente podemos decir que la intensidad de luminosidad se redujo a la mitad con dos bombillas en el circuito.

2. calcule los valores para las resistencias R1 Y R2, tanto como para la

resistencia (RT), para la conexión en serie de los componentes y registre los valores en la última columna de la tabla 1.

Respuesta/ Para calcular los valores de resistencia utilizamos la formula de ley de ohm.R=U/IPara identificar el valor de R1, es decir una resistencia de fabricación de 100 Ω seria:R1= 9v / 0.093A= 96.77 Ω

Para identificar el valor de R2, es decir una resistencia de fabricación de 220 Ω seria: R2= 9v / 0.0421A= 213.77 Ω

Para identificar el valor de RT, podríamos considerar dos maneras las cuales serian: RT= 9v / 0.029A= 310.5 ΩO también podría ser;RT= 96.77 Ω + 213.77 Ω= 310.54 Ω

R(Ω) U(V) I(A) U/I(Ω)

R1=100Ω 9 0.0930 96.77

R2=220Ω 9 0.0421 213.7

R1+R2 9 0.0290 310.5

3. compare estos valores con los valores nominales impresos por el fabricante.

Respuesta/ Los valores nominales que nos dio el fabricante fue el de unas resistencias de R1= 100(Ω), R2= 220(Ω) y por deducción una RT= R1 + R2= 320(Ω).

En cambio los valores de resistencia hallados por nosotros fueron aproximadamente:R1= 96.77 ΩR2= 213.7 Ω RT= 310.5 Ω

Calculando aproximadamente la medida de error de cada resistencia seria:Margen de error= resistencia fabricante menos resistencia halladaMargen de error en R1=100 Ω - 96.77= 3.23 ΩMargen de error en R2=220 Ω - 213.7= 6.23 ΩMargen de error en RT=320 Ω - 310.5= 9.46 Ω

Por tanto comparando los valores hallados por nosotros y los del fabricante observaríamos que no son tan diferentes; es decir que son muy aproximados y que el margen de error que hay es relativamente pequeño debido a que las resistencias por estar hechas de metales al mezclarse con el oxigeno que hay presente en el aire, tienden a oxidarse.

96.77 Ω ≈ 100 Ω213.7 Ω ≈ 220 Ω310.5 Ω ≈ 320 Ω

4. con los posibles errores de medición en mente, ¿Qué relación general puede usted ver entre la resistencia total RT y los valores de las resistencias parciales?

Respuesta/ pues después de obtener el aproximado margen de error, la resistencia RT y los valores de resistencias parciales, tomamos como conclusión que en un circuito en serie la resistencia total es igual a la suma de todas las resistencia e igualmente el margen de error total es igual a la suma de todos los errores de cada resistencia en el circuito.

5. explique esta relación y escriba una ecuación para expresarla.

Respuesta/ la explicación que hay es que la resistencias en un circuito en serie son iguales; por tanto para poder hallarla en todo el circuito hay que sumar cada resistencia y así hallar una resistencia total.

Una ecuación lógica que manifieste este acontecimiento puede ser:

RT= ∑RT= R1 + R2…+ Rn

6. anote, con sus propia palabras, los resultados encontrados en la parte 3 y escriba una ecuación que exprese estos resultados.

Respuesta/ Lo que observamos en la parte 3 del laboratorio, fue que la intensidad de corriente en un circuito en serie, es igual en cualquier punto del circuito; es decir es igual antes de R1, entre R1 y R2, y después de R2.Una ecuación que nos exprese este resultado podría ser:

I= U / RT; siendo la intensidad constante en todos los puntos del circuito7. explique con sus propias palabras lo que cree que sucede a nivel

microscópico dentro del material.

Respuesta/ Lo que sucede a nivel microscópico es que la resistencia disminuye el flujo de los electrones atreves de los conductores, esto se observo cuando colocamos la primera resistencia y medimos la intensidad (parte 2), después de colocar la segunda resistencia, hubo más oposición al paso de electrones; es decir el flujo de los electrones se hizo menor.

RESULTADOS

Parte2

R(Ω) U(V) I(mA) U/I(Ω)

R1=100Ω 9 93 0.009

R2=220Ω 9 42.1 0.213

R1+R2 9 29.0 0.310

Tabla1

Parte 3

I(mA)

Antes de R1 31.9

Antes de R2 31.9

Después de R2 31.9

Tabla 2

Observaciones:

Al realizar el laboratorio nos observamos que:

las resistencia en un circuito en serie se suman para hallar la resistencia total

la intensidad de corriente es constante en todos los puntos del circuito en serie

el voltaje es constante al menos que se agregue otra diferencia de potencial

CONCLUSIONES

En este informe pudimos demostrar prácticamente las características de un circuito en serie en el laboratorio, constatando que la corriente es constante en todo su recorrido, que la diferencia de potencial aplicada es constante en todo el circuito excepto que se le añadiese otra y que las resistencias puestas a lo largo del recorrido solo se transforman en una sola, comprobando así que se cumple con todo lo teóricamente esperado.

También hemos concluido que es de gran importancia saber cuánta corriente se puede aplicar al circuito teóricamente mediante la ley de Ohm (no es directamente la ley de ohm), ya que así no se quemarán las resistencias por exceso de amperaje.

La resistencia en un circuito en serie se suman en su total para obtener la resistencia que se manifiesta en el circuito

El circuito es en serie cuando tiene uno o más elemento de manera lineal; es decir un guiado por la línea del otro.

BIBLIOGRAFIA

Libros:

Halliday, D. Resnick, R. Krane, K. Física Tomo 2. Editorial CECSA

Serway, R. Física Volumen 2. Editorial McGraw Hill.

Tipler, P. Fisica Volumen 2.Editorial Reverté

Johnson, David, "Análisis básico de circuitos eléctricos", Hall cop.1996

Salcedo Carretero, José María, "Análisis de circuitos eléctricos lineales: Addison-Wesley Iberoamericana 1995

Antonio Gómez Espósito; José L. Martínez Ramos; José A. Rosendo Maciás; Esther Romero Ramos; Jesús M. Riquelme Santos, "Fundamentos de Teoría de Circuitos".

Páginas web:

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_serie

http://html.rincondelvago.com/circuito-en-serie.html

RESISTENCIAS EN SERIE

LABORATORIO DE FISICA

FISICA II

PROGRAMA INGENIERIA AGRONOMICA

UNIVERSIDAD DE CORDOBAMONTERIA

2010