Informe taller de circuitos serie paralelo y mixto Loren Daniela Vergel & Dylan Rivera & Fairy Rodriguez Junio 2022. Pablo Emilio Camacho Perea. Zarzal Valle. Tecnología Resumen En el siguiente informe de laboratorio tiene como finalidad, comprobar, y analizar las leyes que rigen los circuitos: en serie, paralelo y mixto mediante el simulador, teniendo en cuanta la ley de ohm, y los métodos para resolver los circuitos en sus diferentes configuraciones, se pretende comparar el cálculo teórico y el cálculo practico. En la simulación se utiliza un multímetro y un amperímetro para determinar el valor de la corriente y el voltaje donde, el voltímetro debe colocarse en paralelo y el amperímetro se debe colocar en serie. Para resolver los circuitos se cambiaron los valores de las resistencias basándose en los últimos dígitos del documento de identidad de los integrantes. Tabla de Contenidos Capítulo 1 Introducción 1 Capítulo 2 Marco teorico2 ¿Qué es la resistencia eléctrica?2 Ley de ohm.2 Potencia eléctrica.Ошибка! Закладка не определена. Resistencias en serie .Ошибка! Закладка не определена. Resistencias en paralelo2 Resistencia en serie y paralelo .7 Capítulo 4 Procedimiento .7 Resultados .7 Conclusiones .7 BibliografiaОшибка! Закладка не определена. Lista de tablas Tabla 1. Comparativa datos teóricos y simulación..9 Tabla 2. Comparativa datos teóricos y simulación. Элементы оглавления не найдены. Capítulo 1 Introducción En la práctica a realizada se experimentó con ciertas resistencias conectadas en circuitos en serie y en paralelo; a los cuales se le ha suministrado un determinado voltaje, con esto se obtuvo un voltaje experimental o medido, también se obtuvo la intensidad de manera experimental, con dichos valores se procedió a calcular los valores equivalentes para cada caso, tanto de la resistencia como del voltaje y la intensidad. Capítulo 2 Marco teórico Las resistencias en serie y paralelo sirven tanto para resolver circuitos eléctricos de forma sencilla, como para diseñar circuitos que necesitan resistencias de valores inexistentes en el mercado. Figura 1. Circuito en serie y paralelo. ¿Qué es la resistencia eléctrica? Siendo precisos, la resistencia eléctrica es la oposición que ofrece un conductor al paso de la corriente eléctrica. Fue descubierta y estudiada por Georg Simon Ohm, en consecuencia, su unidad de medida son los Ohmios (Ω). También podemos definir la resistencia como la dificultad que encuentran los electrones para atravesar un conductor. Ley de ohm En un conductor; para mantener su corriente intensa es necesario suministrar más energía y por lo tanto más diferencia de potencial que la necesitada por el mismo conductor para mantener el paso de una corriente débil (Brophy, 1979). La constante de proporcionalidad entre la intensidad de corriente y la diferencia de potencial es justamente la resistencia que tenga el conductor y que representa su oposición al paso de corriente. Por tanto, témenos: V=IR A esta ecuación se le conoce como ley de Ohm, según ésta, para que en un conductor de resistencia R fluya una intensidad de corriente l, debe haber entre los extremos del conductor; una diferencia de potencial (V). Ohm descubrió que cuando la resistencia se mantiene constante y al variar los voltajes en sus extremos, se obtiene una corriente y al dividir el voltaje por este valor, se obtiene la resistencia. (Flower, 1994). Por lo que enunció lo siguiente: "la corriente es directamente proporcional al voltaje, e inversamente proporcional a la resistencia". (Flower, 1994). En algunos materiales la relación entre la intensidad de corriente y el voltaje no corresponde a una constante, sino que dependen de la cantidad de corriente suministrada, a estos materiales se les conoce como no óhmicos. Potencia eléctrica La potencia eléctrica asociada con un circuito eléctrico ya sea completo o incompleto, representa la medida necesaria para que la energía pase de ser energía cinética (movimiento de cargas) a otra forma de energía como por ejemplo calórica, magnética o almacenada en campos. Por lo que se dice que la potencia es la velocidad a la cual se consume la energía. Su fórmula es: P=V*I Su unidad de medida es el Watt, el cual es igual a 1J/s por lo que cuando se consume 1J de potencia durante un segundo, se gasta Watt de energía eléctrica. Resistencias en Serie Dos o más resistencias se dice que están en serie, cuando cada una de ellas se sitúa a continuación de la anterior a lo largo del hilo conductor. Figura 2. Circuito en serie. La ecuación queda así, si tenemos en cuenta que: R=R1+R2+R3 Una asociación en serie de n resistencias R1, R2, ..., RN es equivalente a poner una única resistencia cuyo valor R es igual a la suma del valor de las n resistencias. Figura 3. Resistencia equivalente en serie. Resistencias en Paralelo Cuando dos o más resistencias se encuentran en paralelo, comparten sus extremos tal y como se muestra en la siguiente figura: Figura 4. Resistencia en paralelo. Si disponemos de n resistencias en paralelo, todas las resistencias poseen la misma diferencia de potencial en sus extremos y la intensidad de entrada I se divide entre cada una de las ramas de tal forma que: I= I1+ I2+ I3….+In Una asociación de resistencias en paralelo es equivalente a una única resistencia R, en la que se cumple que: Figura 5. Resistencia en paralelo equivalente. Para dos resistencias en paralelo se procede a utilizar la formula del producto sobre la suma mostrada a continuación: Resistencias en serie y paralelo Generalmente, en los circuitos eléctricos no sólo parecen resistencias en serie o paralelo, si no una combinación de ambas. Para analizarlas, es común calcular la resistencia equivalente calcular la resistencia equivalente de cada asociación en serie y/o paralelo sucesivamente hasta que quede una única resistencia. Capítulo 4 Procedimiento. En este taller Laboratorio Remoto se utilizó la simulación Kit deconstrucción de circuitos de PhetSimulaciones Interactivas en la Universidad de ColoradoBoulder, bajo la licencia CC-BY 4.0. para tomar los datos se usó el montaje como el que aparece en la figura 6. El montaje consta básicamente un menú flotante que se encuentra ubicado a la izquierda, y en cuyo menú se puede utilizar un cable, baterías las que se deseen elegir, una bombilla, resistencias, interruptores, si se da clic en una flecha que apunta hacia abajo hay más instrumento común fuse, etc. Figura 6. Montaje experimental de los circuitos. Además, cuenta con un voltímetro que se produjo para medir la diferencia de potencial eléctrico, también conocido como voltaje, entre dos puntos en una corriente eléctrica, y con dos clases diferentes de un amperímetro que se produjo para medir la intensidad de las corrientes eléctricas. Así mismo, se podía activar o desactivar unas funciones de la simulación como mostrar la corriente, elegir entre mostrarlos electrones, o de forma convencional, mostrar el nombre de los objetos. Aumentar o disminuir la resistencia del cable de la batería. Resultados. Primero se construyó un circuito como el de la figura 7, se utilizó la simulación del Kit de construcción de circuitos. Se hizo que las resistencias tuvieran un valor diferente y se halló el valor de la resistencia desconocida y se compararon los datos obtenidos. Para realizar estos ejercicios se cambiaron los valores de las resistencias con los últimos dígitos de los documentos de identidad de cada integrante. 1116435374, 1116434582, 1086046740 Ejercicio 1 circuito en serie: hallar el valor de R2 Figura 7. Circuito en serie planteado Solución: RT = R1+R2+R3 482Ω = 174Ω+R2+240Ω 482Ω = R2 + 414Ω R2= 482Ω – 414Ω R2= 68Ω I = 60/482 = 0,12A VR1 = 0,12A*174Ω = 21,7V, VR2 = 0,12A*68Ω = 8,46 V, VR3 = 0,12*174Ω = 29,9V Tabla 1. Comparativa datos teóricos y simulación. Figura 8. Circuito en serie simulación Ejercicio 2 circuito en paralelo: hallar el valor de R2 Primero se construyó un circuito como el de la figura 9, se utilizó la simulación del Kit de construcción de circuitos. Se hizo que las resistencias tuvieran un valor diferente y se halló el valor de la resistencia desconocida y se compararon los datos obtenidos. Figura 9. Circuito en paralelo planteado Para tres o mas resistencias se utiliza la siguiente formula para hallar la resistencia equivalente del circuito 𝑅𝑡 = 1 1 1 1 𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 + 𝑅𝑐 Reemplazando tenemos que: 62𝛺 = 1 1 1 1 274𝛺 + 𝑅𝑏 + 140𝛺 Despejamos Rb y reordenamos la ecuación: 𝑅𝑏 = 1 = 187,38𝛺 1 1 1 − − 60𝛺 274𝛺 140𝛺 El voltaje es el mismo y la corriente se divide por lo tanto para realizar la simulación se dio el valor de la fuente arbitrariamente: VF = 5V It = 5𝑉 62𝛺 IRa = IRb = IRc = = 0,08A 5𝑉 274𝛺 = 0,018A 5𝑉 187,38𝛺 5𝑉 140𝛺 = 0,026A = 0,035A Tabla 2. Comparativa datos teóricos y simulación. Figura 10. Circuito en paralelo simulación Ejercicio 3: Determinar resistencia equivalente las tensiones e intensidades de cada elemento del circuito mostrado. Figura 11. Circuito planteado Req= RX+R1+R2+RY+RZ Req=14+22+40+94+62 Req= 232Ω I= 33𝑉 232𝛺 = 0,14A V=IR VRX= 1,99V, VR1= 3,13V, VR2= 5,69V, VRY= 13,37V, VRZ= 8,81V Tabla 3. Comparativa datos teóricos y simulación. Valores de resisitencia voltaje Vf=33V Rx=14Ω R1=22Ω R2=40Ω Ry=94Ω Rz=62Ω Requi=232Ω voltaje teorico vf=33v VRx= 1.99V VR1= 3.13V VR2= 5.69V VRy= 13,37V VRz= 8.81V Voltaje en simulacion Corriente(A) teoria Corriente(A) Simulacion 0,142241379 0,14 VRx= 1.99V VR1= 3.13V VR2= 5.69V VRy= 13.37V VRz= 8.82V Figura 12. Circuito en la simulación. Ejercicio 4: Determinar resistencia equivalente del circuito mostrado, determine la potencia que entrega la fuente. Figura 13. Circuito mixto propuesto. Solución: Se reduce el circuito hasta encontrar la resistencia equivalente It= 𝑣𝑓 𝑅𝑒𝑞 150𝑉 = 584,8𝛺 = 0,25𝐴 P = Vf *It = 150v*0,25A P= 37,5 W Figura 14. Circuito mixto simulación. Conclusiones El circuito eléctrico en serie se denota por mantener su intensidad de corriente constante, también por su variación de voltaje y finalmente las resistencias totales siempre serán las mismas que las resistencias que compone el circuito. El circuito eléctrico en paralelo se denota por mantener el voltaje constante, también por la variación de su intensidad de corriente y finalmente porque sus resistencias totales siempre san hacer menor que las resistencias que componen el circuito. En un circuito eléctrico mixto (combinación de ambos circuitos) se conoce por las variaciones de tanto su intensidad de corriente como su respectivo voltaje, presentando las características de cada uno de sus componentes ya sea en paralelo o en serie. El circuito que mayor presenta resistencia al paso de la corriente es el circuito en serie, los tres circuitos se caracterizan porque no importa qué clase de circuito ya que siempre el voltaje que entra es el que circula por todo el circuito al igual que la corriente. Bibliografia https://www.fisicalab.com/apartado/asociacion-de-resistencias https://es.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysistopic/ee-resistor-circuits/a/ee-parallel-resistors https://www.ensayostube.com/ingenieria/electronica/Circuitos-en-serie-yparalelo63.php https://es.scribd.com/document/465142219/circuito-enerie-y-en-paralelo
