La Intensidad En Un Circuito De Resistencias En Serie Y Paralelo.docx

Dpto. de Ingeniería Industrial

La Intensidad en un Circuito de Resistencias en Serie y Paralelo Rodolfo Díaz Moreno, Heber Hernández Jiménez, Liana Petro Salgado y Juan Velásquez Hoyos, RESUMEN Se busca estudiar la influencia de las resistencias ya sea en serie o en paralelo, sobre la intensidad en un circuito, donde esta resistencia está definida como la oposición al flujo de carga eléctrica; veremos los efectos de la resistencia debido a su posición en el circuito eléctrico. La unidad de medida de resistencia es el ohm y su símbolo es la letra griega omega (Ω). PALABRAS CLAVE Circuito en serie, resistencias en serie y paralelo, resistencia equivalente.

Un circuito en serie es aquél 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. En este caso las resistencias en serie significan que está alambradas una después de la otra y que se aplica una diferencia de potencia en los extremos de la serie.

ABSTRACT The aim is to study the influence of the resistances and the sea in series or in parallel, on the intensity in a circuit, where this resistance is dGefined as the opposition to the flow of electric charge; we will see the effects of the resistance to its position in the electric circuit. The unit of resistance measurement is the ohm and its symbol is the Greek letter omega (Ω).

En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las resistencias, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la resistencia.

INTRODUCCIÓN Con la desarrollo práctico de este laboratorio se pudo realizar observaciones de medidas de intensidad, teniendo en cuenta el uso de lámparas y resistencias, todo esto con respecto a la tensión de funcionamiento utilizando un sistema eléctrico elemental compuesto por generadores, conductores, donde se tuvo en cuenta el voltaje teórico y el práctico.

MARCO TEÓRICO

CIRCUITOS EN SERIE En un circuito en serie, los receptores están instalados uno a continuación de otro en la línea eléctrica, de tal forma que la corriente que atraviesa el primero de ellos será la misma que la que atraviesa el último. Para instalar un nuevo elemento en serie en un circuito tendremos que cortar el cable y cada uno de los terminales generados conectarlos al receptor.

La resistencia en un circuito eléctrico, establece la intensidad del circuito, dado que es la propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso de una corriente eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina —según la llamada ley de Ohm— cuánta corriente fluye en el circuito cuando se le aplica un voltaje determinado. La unidad de resistencia es el ohmio, que es la resistencia de un conductor si es recorrido por una corriente de un amperio cuando se le aplica una tensión de 1 voltio.

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RESISTENCIAS (O RESISTORES) EN SERIE Las resistencias en serie son aquellas conectadas una después de la otra.

que

están

El valor de la resistencia equivalente a las resistencias conectadas en serie es igual a la suma de los valores de cada una de ellas. Características:  En serie se conectan los receptores (lámparas, motores, timbres, etc.), uno a continuación de otro.  Se reparten el voltaje de la pila entre ellos.  Por ejemplo, si conectamos tres bombillas en serie a una pila de 4,5 voltios, a cada una le corresponden solo 1,5 voltios, por lo que lucen muy poco.  Si se funde una bombilla, o la desconectamos, las demás dejan de lucir.  Esto es lógico, ya que el circuito se interrumpe y no pasa la corriente.

CIRCUITO EN PARALELO En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito.

RESISTENCIAS (RESISTORES) EN PARALELO Veíamos que en el circuito de resistencias en serie la corriente (Intensidad, en Amperios) circula sólo por un camino. En el circuito de resistencias en paralelo la corriente (Intensidad, en Amperios) se divide y circula por varios caminos. La resistencia total equivalente de un circuito de resistencias en paralelo (Rtp) es igual al recíproco de la suma de los inversos de las resistencias individuales. Si tenemos un circuito con solo dos resistencias en paralelo, la fórmula sería:

LA CORRIENTE EN LOS CIRCUITOS SERIE Y PARALELO

A su vez, el recíproco (o inverso multiplicativo) de esta fórmula será:

Una manera muy rápida de distinguir un circuito en seria de otro en paralelo consiste en imaginar la circulación de los electrones a través de uno de los receptores: si para regresen a la pila atravesando el receptor, los electrones tienen que atravesar otro receptor, el circuito está en serie; si los electrones llegan atravesando sólo el receptor seleccionado, el circuito está en paralelo.

Al resolver (el m.c.m. es R1 • R2), queda:

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Para resistencias en serie: Pasando a través de resistencias en serie los voltios se reparten entre ellas (la tensión o voltaje). Y de nuevo recíprocamente:

Por todas las resistencias pasa la misma Intensidad de corriente (los amperios son los mismos en todas ellas; o sea, toda la corriente pasa por cada una de ellas). Para resistencias en paralelo:

Características:  Están conectadas a la misma diferencia de potencial mencionada.  Origina una misma demanda de corriente eléctrica.  La corriente se repartirá por cada una de sus resistencias.

Pasando a través de las resistencias en paralelo los voltios son los mismos ya que sus extremos están en el mismo punto eléctrico (la tensión es la misma). Pasando por las resistencias en paralelo los amperios se reparten entre ellas (sólo una parte del total de la intensidad de corriente pasa por cada una). Definimos una vez más la ley de Ohm. Según la ley de Ohm, cuando por una resistencia eléctrica "R", circula una corriente "I", se produce en ella una caída de tensión "V" entre los extremos de la resistencia cuyo valor viene dado por:

RESISTENCIAS EQUIVALENTES Cuando en un circuito hay varias resistencias conectadas, resulta útil para calcular las corrientes que pasan por el circuito y las caídas de tensión que se producen, encontrar una resistencia que pueda sustituir a otras, de forma que el comportamiento del resto del circuito sea el mismo; o sea, debemos encontrar o calcular la Resistencia equivalente.

V=I*R I = V/R R = V/I En el Sistema Internacional I (intensidad o corriente) viene dada en Amperios, V (voltaje o tensión) en Voltios y R (resistencia) en Ohmios.

MATERIALES. Placa Reticular Interruptor Portalámparas Lámparas 12 V/ 0,25A Resistencias 100 Ώ Resistencias 1 k Ώ Cables de conexión Fuente de alimentación Multímetro

Las reglas para encontrar resistencias equivalentes a otras, ya sea en paralelo o en serie, se pueden aplicar de forma reiterada. Por ejemplo, si la resistencia equivalente a dos resistencias conectadas en serie (en el diagrama 82 ohm y 68 ohm) se encuentra en paralelo con otras, nada impide encontrar una resistencia equivalente a las dos en serie y después repetir el proceso con las que se encuentran en paralelo. En general, para poder resolver este tipo de problemas se deben conocer las leyes básicas que cumplen la Intensidad (en amperios) y el voltaje (en voltios) cuando circulan a través de resistencias conectadas en serie o en paralelo, y la ley de Ohm:

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CANT. 1 1 2 2 1 1 10 1

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MONTAJE Y PROCEDIMIENTO El experimento consiste en organizar un circuito eléctrico: formado por una placa reticular, en donde se fija el circuito; compuesto por: portalámparas, bombilla (12V/0.5A), cables de conexión, resistencias (100 Ω, 1K Ω) multímetro y una fuente de poder.

Esquema 2

Se procedió a calibrar la fuente de poder con el multímetro a 12V para que coincidiera con el valor nominal de la bombilla. 1. Se procedió a montar el circuito con la bombilla, Observando el brillo de la lámpara, también se comprobó el valor nominal de cada resistencia con su valor real, luego se tomaron cada una de las resistencia (primero una y luego las dos) formando el circuito midiendo la intensidad de cada una y el brillo de la lámpara (Ver Fig. 1).

Fig 2. Montaje de un circuito eléctrico en paralelo.

RESULTADOS Y ANALISIS

Esquema 1

TABLA 1 Resistencia (R) Primera Lámpara Dos Lámparas Primera resistencia (100 Ώ) Dos resistencias (100 Ώ) Primera resistencia (1kΏ)

Fig 1. Montaje de un circuito eléctrico sencillo. 2. El procedimiento dos consiste en montar el esquema en paralelo midiendo la intensidad en los diferentes puntos señalados, y el brillo de la lámpara variando las resistencias (Ver Fig. 2). 4

Brillo de la lámpara Luminosidad Buena Luminosidad Baja No hay lámpara

Intensidad (I) mA 199

No hay lámpara

59

No hay lámpara

12

139 116

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Dos resistencias (1k Ώ) Dos resistencias (100 Ώ/ 1k Ώ)

No hay lámpara

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No hay lámpara

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INTERROGANTES Primera Parte 1. ¿Que supone el hecho de que dos lámparas conectadas en serie se enciendan débilmente?

Para el esquema 1.

Entre mayor sea la oposición al flujo de carga (resistencia) menor será la intensidad.

Como las dos lámparas conectadas en serie, presentan mayor oposición al flujo de carga, por ende disminuye la intensidad, al disminuir la intensidad; y la resistencia que opone cada lámpara permanece constante implica que la diferencia de potencial disminuye, y como el brillo de las lámparas dependen de este, disminuye.

TABLA 2

.

La intensidad en un circuito con resistencias en serie, la intensidad es inversamente proporcional a la resistencia.

Resistencia (R) Primera Lámpara Segunda Lámpara Dos Lámparas Primera resistencia (100 Ώ) Segunda resistencia (100 Ώ) Dos resistencias (100 Ώ) Primera resistencia (1k Ώ) Segunda resistencia (1k Ώ) Dos resistencias (1k Ώ) Dos resistencias (100 Ώ/1k Ώ)

2. La resistencia de las lámparas tiene una gran tolerancia. Por esta razón este tema se estudia con mayor precisión utilizando dos resistencias. Compara la intensidad de una resistencia con dos resistencias.

Brillo de la lámpara Luminosidad Buena Luminosidad Buena Luminosidad Excelente No hay lámpara

Intensidad (I) mA 200

No hay lámpara

113

La medida de intensidad de una resistencia en un circuito es un poco más alta que cuando se ponen dos resistencias, tomamos el ejemplo de las medidas que se obtuvieron en el desarrollo del laboratorio:  La medida de la intensidad con una resistencia es de 116 mA.  La medida de la intensidad con dos resistencias es de 59 mA.

No hay lámpara

217

3. ¿Qué se puede concluir sobre la resistencia total en una conexión en serie?

No hay lámpara

12

No hay lámpara

12

203 370 113

La resistencia total es la suma de las resistencias individuales, en cuanto mayor sea la resistencia, menor será la intensidad. 4. ¿En qué punto de un circuito en serie, de lámparas se puede medir la intensidad total?

No hay lámpara

24

No hay lámpara

127

La intensidad es la misma en todo receptores es igual a la general en el circuito. Es decir, se puede medir en cualquier punto del circuito. Cuanto más receptores, menor será la corriente que circule.

Para el esquema 2.

Segunda Parte

La intensidad en un circuito con resistencia en paralelo, presenta menos oposición al flujo de carga, que si estuviera en serie, por lo que la intensidad aumenta.

5. ¿Qué puedes concluir del hecho de que las dos lámparas se enciendan completamente? Se puede decir que por el circuito se origina una misma demanda de corriente, así las dos lámparas se encienden completamente.

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6. ¿Cómo varia la intensidad total si a una resistencia se le añade otra de igual valor, conectada en paralelo?

CONCLUSIONES En la realización de este laboratorio se pudo comprobar y analizar cada una de las diferencias que existen entre resistencia e Intensidad de los circuitos paralelos y en serie, teniendo en cuenta los receptores que cada uno de ellos puede contener.

Cada receptor es atravesado por una corriente independiente, al añadirle una resistencia de igual valor. La intensidad total es la suma de las intensidades individuales. Será, pues, mayor cuanto más receptores tengamos en el circuito. 7. ¿Cómo varia en este caso la resistencia total?

REFERENCIAS

En una conexión en paralelo se puede decir que la resistencia total disminuye al incorporar más receptores.

[1] Francisco Lopez – Resistencias, Circuito paralelo http://fresno.pntic.mec.es/~fagl0000/circuito_paralelo.ht m

8. ¿Cómo varia la resistencia total, cuando a una resistencia se le conecta en paralelo otra de distinto valor?

[2] Serway, R Física, Volumen 2 Ed. McGraw Hill

La resistencia total disminuye al incorporarle otra resistencia de diferente valor al circuito en paralelo.

[3] Richard J. Fowler - Reverte, 1992 - 378 páginas

9. Calcula, según la ley de Ohm, la intensidad total cuando se conectan en paralelo dos resistencias de 100 Ώ y de 470k Ώ a una tensión de 12 V

[5] Tipler, P. Física Volumen 2. Ed Reverté

[4] Gilberto Enríquez Harper, Editorial Limusa, 1994

[6] Luis Gil Guijarro, Circuito En Serie Y Paralelo página Web Personal http://luis.tarifasoft.com/2_eso/electricidad2ESO/circuit os_serie_y_paralelo.html

APÉNDICE --------------------------------------------------------Intensidad 1 V 12 V I1 = = = 0.12 m(A) R1

100 Ώ

Intensidad 2 V 12 V I2 = = = 0.025 m(A) R2

470 Ώ

Intensidad Total IT = I1 + I2 = 0.12 m(A) + 0.025 m (A) = 0.145 m (A) Según la ley de Ohm  Resistencia R=

V I

=



12 V 0.145 m(A)

= 82.75

Voltaje

V= I * R = 0.145 m (A) x 82.759  Intensidad V

12 V

R

82.759 Ώ

I= =

12 V

= 0.145 m (A)

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