Laboratorio Fisica . Aplicar ley de Ohm a los circuitos en serie-paralelo

Objetivos

• Aplicar ley de Ohm a los circuitos en serie-paralelo.
• Verificar experimentalmente el comportamiento de la corriente y el voltaje en un circuito en serie-paralelo.

Descripción Experimetal

Todos los circuitos eléctricos puramente resistivos ser pueden reducir, en teoría, a un circuito más básico compuesto por una fuente de voltaje y resistencia equivalente. Para la resolución de los circuitos y reducción al circuito equivalente descrito anteriormente, utilizaremos la ley de Ohm, que establece:

[pic 1]

En la práctica, encontraremos que las resistencias no siempre se conectaran en serie o en paralelo únicamente, también se conectaran en una combinación de estos, o sea, serie-paralelo.

Un circuito en serie y paralelo es aquel que está conformado por elementos en serie como en paralelo, donde podemos reducirlos a uno equivalente utilizando la ley de Ohm. Recordando que para un circuito en serie es aquel en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación.

Cuando en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias. Para un grupo de n resistencias en serie, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la fórmula:

[pic 2]

Y para dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, V, todas las resistencias tienen la misma caída de tensión. Debemos recordar que para encontrar la resistencia equivalente de un conjunto n resistencia en paralelo, se utiliza la siguiente fórmula:

[pic 3]

Para el caso cuando se tienen dos resistencias iguales en paralelo, la resistencia total es igual a la mitad del valor de cualquiera de ellas.

Exploración

1. Para mantener un registro ordenado de los datos, mida con el multímetro digital las resistencias y luego el valor de las tensiones de las baterías E1 y E1. Anote en la tabla #1.
2. Conecte el circuito #1. Complete el cuadro de la tabla #2. Para ello utilice las ecuaciones para resistencias conectadas en serie y paralelo, calcule la resistencia total del circuito.
3. Con la corriente total calculada en el paso anterior, utilice la ley de Ohm y calcule la tensión sobre la resistencia conectada en serie. Utilice el valor del voltaje sobre las resistencias conectadas en paralelo y calcule las corrientes que fluyen por cada resistencia, anote en la tabla #2.
4. Para reafirmar sus conocimientos, conecte el circuito #2 y repita el procedimiento anterior. Anote en la tabla #3.
5. Con los juegos de pila, conecte el circuito #3. No deje las pilas conectadas mucho tiempo. Teniendo en cuenta la polaridad, use el multímetro digital como voltímetro para medir el voltaje de cada resistencia. Anote en la tabla #4.

Gráficas e Ilustraciones

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Cálculos y Resultados

Tabla 1

R1: rojo, morado, rojo, dorado.

R2: marrón, verde, naranja, dorado.

R3: marrón, negro, amarillo, dorado.

R4: marrón, negro, naranja, dorado.

R5: naranja, azul, naranja, rojo, sin color.

Tabla 2

Mediante la ley de Kirchhoff se puede determinar que:

En el Nodo A

I1 - I2 – I3 = 0

Malla 1 (Por ley de Ohm sabemos que V= IR)

V1 + V2 = E1

2.69I1 + 15.27I2 = 6.12

Malla 2

V2 – V3 = 0

15.27I2 – 99.20I3= 0

Por sistema de ecuaciones tenemos que:

I1= IT = 380 mA  (La corriente total será igual a la corriente 1, ya que I1= I2 + I3 )

I2= 334 mA

I3= 51 mA

Por Ley de Ohm determinamos el Voltaje:

V1= (2.69Ω)(0.38A) = 1.02 V

V2= (15.27Ω)(0.334 A) = 5.10 V        

V3= (99.20Ω)(0.051A) = 5.10 V

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