:: OBJETIVOS [3.1] :: PREINFORME [3.2]

Transcripción

1 :: OBJETIVOS [3.] Verificar que la resistecia equivalete a ua asociació de resistecias e serie se obtiee sumado aritméticamete las resistecias coectadas Verificar que la resistecia equivalete a ua asociació de resistecias e paralelo se obtiee tomado el iverso de la suma de los iversos de las resistecias coectadas. Comprobar que la suma de las caídas de tesió e cada ua de las resistecias de u circuito serie es igual al asceso de tesió e la fuete. :: PREINFORME [3.] Dé el sigificado de la Ley de Ohm e térmios de la desidad de corriete y el campo eléctrico. Explique el cocepto de diferecia de potecial e los termiales de ua resistecia. Realice el aálisis dimesioal de las ecuacioes 3.6 y 3.7. Estudie y discuta el comportamieto de las corrietes eléctricas que fluye desde y hacia u odo e u circuito eléctrico. :: EQUIPOS Y MATERIALES [3.3] Reóstatos Phywe, valores omiales de 00Ω, 330Ω, 3 300Ω ó 0 000Ω. Multímetro Digital Fluke o Hi-Tech. Amperímetros aálogos Pasco o Phywe. Fuete de alimetació V DC. 0 Coductores :: MARCO TEÓRICO [3.4] Asociació de resistecias e serie[3.4.] :. U cojuto de resistecias coectadas ua a cotiuació de la otra de tal maera que la corriete circule por todas ellas a través de u úico camio, forma ua asociació de resistecias e serie, tal como lo idica la figura 3.. Se ota que V o- = V o- + V V -, (3.)

2 3 De acuerdo co la ley de Ohm, los térmios del lado derecho de la aterior ecuació tiee la siguiete equivalecia: Figura 3. V o- = I R + I R I R (3.) V o- = I (R + R R ) (3.3) V0 I i i= = R (3.4) Dode I es la corriete úica que circula por la asociació de resistecias e serie y R, R... R so las resistecias coectadas e serie. Dado que V o- + V -o = V o-o = V o - V o = 0 Vol t y V o- = V, etoces El térmio V I R = i i= (3.5) Ri Tiee dimesioes de resistecia y es coveiete llamarlo i= resistecia equivalete serie R eq, por lo tato V = I R eq, que atediedo a la ley de Ohm puede ser iterpretado a través de la figura 3.. Figura 3.

3 4 La aterior figura se iterpreta como la red equivalete co la asociació de resistecias de la figura 3.. Asociació de resistecias e paralelo [3.4.] :. U cojuto de resistecias está coectadas e paralelo cuado sus respectivos termiales está coectados a putos comues, tal como se idica e la figura 3.3. Figura 3.3 La tesió etre los termiales de cada ua de las resistecias del circuito e paralelo es la misma para cada ua de ellas. Aplicado la ley de Ohm a cada ua de las resistecias del circuito paralelo, se tiee: V = I R = I R =... = I R (3.6) Porque e los cables que coecta los odos o se registra caída de tesió. De igual maera I = I + I I Ya que los cables que coecta los odos o so fuetes i sumideros de cargas eléctricas, es decir, allí o se crea i se destruye carga eléctrica, y por lo tato la rata de cambio de la carga co el tiempo (la corriete) o cambia. Atediedo a los resultados ateriores y al hecho de que e ua proporció, la suma de los atecedetes es a la suma de los cosecuetes como cualquier atecedete es a su respectivo cosecuete, se cocluye que

4 5 I i I I I I = = = = = = R R R R R i= V... El térmio i = R i= i i= i i Tiee dimesioes de iverso de resistecia y es coveiete llamarlo R eq etoces: i= I R i = I = V R eq (3.7) De uevo, de acuerdo co ley de Ohm se llega a la siguiete cofiguració 3.4 que es equivalete a la de la figura 3.3. Figura 3.4 Si e la coexió serie de resistecias se coecta ua resistecia adicioal, la resistecia equivalete aumeta y la corriete dismiuye; además si se preseta ua falla e la cotiuidad de cualquiera de los elemetos coectados, el flujo de corriete se iterrumpe e el circuito. E la coexió paralelo de resistecias podemos apreciar que la resistecia equivalete es meor que la meor de las resistecias coectadas y la falla de uo de los elemetos coectados o afecta la operació del resto del circuito.

5 6 :: PROCEDIMIENTO [3.5] Asociació de resistecias e serie[3.5.] :. a. Istale el circuito de la figura 3.5, previamete co el óhmetro profesioal mida cada resistecia y aótela e la tabla 3.. b. Cierre el iterruptor S y aote la lectura del amperímetro A. Además mida las caídas de tesió e cada resistecia y cosige la iformació e la tabla 3.. Figura 3.5 Valor Nomial Medido co el óhmetro R (Ω) 330 R (Ω) 70 Lectura Amperímetro I = A Caídas de tesió V (V) V (V) V (V) Tabla 3. c. Reemplace la combiació serie de resistecias, por u reóstato de valor omial R= Ω, de acuerdo co la figura 3.6 y empezado co el valor máximo de resistecia, varíe el reóstato e setido decreciete hasta obteer e el amperímetro la lectura registrada e la istrucció 3.5.b y escríbala e la tabla 3..

6 7 Figura 3.6 Lectura del Amperímetro (A) R eq serie equivalete medida co el óhmetro (Ω) Asceso de tesió e la fuete V = V Tabla 3. d. Ua vez realizado lo idicado e el paso aterior y si mover el cursor del reóstato, mida su resistecia co u óhmetro profesioal. Este valor correspode a la resistecia equivalete de la coexió serie. Lleve este valor a la tabla 3.. e. Icidetalmete verifique que la suma de las caídas de tesió medidas e la resistecias de 330 Ω y 70 Ω es igual al asceso de tesió e la fuete, como quedo registrado e la tabla 3. (columa derecha). Asociació de resistecias e paralelo [3.5.] :. a. Istale el circuito de la figura 3.7. Mida la resistecia de cada reóstato co el óhmetro profesioal, so los datos experimetales que será aotados e la tabla 3.3. Nota: Por limitacioes de equipo para el desarrollo de esta práctica, cada puesto de trabajo solo dispoe de u istrumeto para medir itesidad de corriete, por lo tato se debe iterrumpir solo la rama elegida e la cual se isertará el amperímetro para medir las itesidades respectivas I, I e I

7 8 Itesidad de corriete e cada rama Valor Nomial Medido co el óhmetro R (Ω) 00 R (Ω) 330 Voltaje de la fuete V = V Tabla 3.3 I (A) I (A) I (A) b. Cierre el iterruptor, y aote cada lectura de los amperímetros e la tabla 3.3. Figura 3.7 c. Reemplace la combiació paralelo de resistecias por u reóstato R = 00 Ω de valor omial, segú se idica e la figura 3.8. Figura 3.8 Tome el reóstato desde su máximo valor y varíe e setido decreciete, hasta obteer la mayor de las lecturas registrada e el umeral [3.5.] literal b. y llee la tabla 3.4. d. Ua vez realizado lo idicado e la istrucció aterior y si mover el cursor del reóstato, mida su resistecia co u óhmetro profesioal y cosige este dato e la tabla 3.4, compare éste valor co la resistecia equivalete a la asociació paralelo de resistecias.

8 9 Lectura del Amperímetro (A) Req equivalete paralelo medida co el óhmetro (Ω) :: PREGUNTAS [3.6] Asceso de tesió e la fuete Tabla 3.4 V= V a. Demuestre que la R eq e la asociació serie de resistecia es mayor que cualquiera de las resistecias compoetes R i y explique este resultado comparativamete co los datos experimetales. b. Demuestre que la R eq e la asociació paralelo de resistecias es meor que cualquiera de las resistecias compoetes R i. y aalice las diferecias co los valores experimetales. c. Discuta y explique lo que sucede e u circuito serie si falla u elemeto de la red. d. Explique lo que pasa e u circuito paralelo si se iterrumpe la corriete a través de uo de sus elemetos. e. Aalice para el circuito de la figura 3.5 los voltajes V V medidos co el voltímetro y compárelos co los valores V = RI y V = R I calculados co los valores experimetales de R, R e I. f. Aalice para el circu ito d e la figura 3.7 los valores de las itesidades de corrietes medidas I, I e I e las ramas respectivas del circuito y compárelos co las catidades V V calculadas I = e I = coformes a las medidas de V, R y R respectivas. R R g. Discutir las diferecias básicas que existe etre circuitos que asocia resistecias e serie co asociacioes de resistecias e paralelo. h. Idetifique como so los circuitos domiciliarios. i. Diseña y resuelva aalítica y uméricamete u circuito mixto secillo, (o emplee más de 5 resistecias).