CEFIRE DE ELD ÁRE DE TECNOLOGÍ Prácticas de circuitos serie y paralelo con Cocodrile utores: Fernández González, Jorge Toledo Jiménez, Beatriz
Índice 1. Introducción... 3 2. Estructura de las prácticas... 3 3. Práctica 1: Circuito en serie I... 5 4. Práctica 2: Circuito en serie II... 7 5. Práctica 3: Circuito en paralelo I... 8 6. Práctica 4: Circuito en paralelo II... 10 2
1. Introducción. El presente manual se ha realizado con el propósito principal de servir al docente del área de Tecnología, aunque puede ser empleado en otras disciplinas, como herramienta de apoyo para la comprensión de los conceptos más importantes relacionados con los circuitos eléctricos. Para ello, el manual se estructura alrededor de cuatro prácticas, diseñadas para su realización en cuatro sesiones de cincuenta minutos cada una de ellas. Las prácticas utilizan como herramienta el software Cocodrile Clips, el cual es probablemente uno de los mejores programas de simulación de circuitos para el ámbito docente. Este software permite la simulación de todo tipo de circuitos eléctricos y electrónicos, tanto analógicos como digitales, así como la simulación de componentes mecánicos. Sus principales características son su sencillez de uso y su carácter gráfico e intuitivo, aspectos fundamentales para la docencia. Las cuatro prácticas desarrolladas proporcionan un material que permite abordar la comprensión de los diferentes tipos de interconexión de dispositivos en un circuito eléctrico, así como el balance de potencias. demás, este material permite integrar dentro del área de Tecnología las TIC como recurso didáctico. 2. Estructura de las prácticas. El proyecto contiene cuatro prácticas en las cuales se tratan los conceptos y magnitudes básicos que intervienen en un circuito eléctrico en serie y en paralelo. Cada práctica está diseñada para ser realizada en sesiones de cincuenta minutos. La primera práctica está enfocada al desarrollo del concepto de circuito en serie. Con este fin, se propone el montaje de un circuito en serie de corriente continua en el que se realizan una serie de medidas de las magnitudes eléctricas, utilizando los aparatos de medida empleados en los circuitos eléctricos, esto es, el voltímetro y el amperímetro, de manera que el alumno/a llega a sus propias conclusiones. La segunda práctica refuerza las conclusiones obtenidas en la práctica anterior, además de añadir el concepto de balance de potencias. Para ello, se simula el comportamiento de un circuito en serie, y se realiza el balance de potencias utilizando las medidas realizadas al circuito. La siguiente práctica está orientada al desarrollo del concepto de circuito en paralelo. Sobre un circuito en paralelo se realizan diferentes medidas de las magnitudes eléctricas, haciendo especial hincapié en la forma de conexión de cada uno de los aparatos de medida, para que el alumno/a realice un razonamiento lógico de los resultados obtenidos. 3
Para finalizar, la cuarta práctica trata de afianzar los conceptos desarrollados en la práctica anterior, con especial interés en que el alumno/a compare los resultados de un circuito en serie y un circuito en paralelo. 4
PRCTIC 1: CIRCUITO EN SERIE I Fecha: lumno: Curso: Monta el siguiente circuito de dos bombillas conectadas en serie: a) Coloca los aparatos adecuados para poder comprobar la intensidad total que circula por el circuito, la intensidad y la caída de tensión que tiene lugar en cada uno de los elementos: I Total I Bombilla 1 I Bombilla 2 Bombilla 1 Bombilla 2 b) Compara la intensidad que circula por cada uno de los elementos con la intensidad total del circuito y escribe la conclusión que saques de ello: EN UN CIRCUITO EN SERIE, L INTENSIDD QUE CIRCUL POR CD ELEMENTO ES. c) Compara la tensión que circula por cada bombilla con la suministrada por la pila y escribe la conclusión que saques de ello: EN UN CIRCUITO EN SERIE, L TENSIÓN TOTL SUMINISTRD POR L PIL ES LS TENSIONES INDIIDULES DE CD ELEMENTO. d) Monta el circuito con una sola bombilla y observa en qué circuito lucen más las bombillas. Por qué ocurre esto?: CUNTS MÁS BOMBILLS CONECTEMOS EN SERIE ÉSTS LUCIRÁN. 5
e) Monta el mismo circuito pero con tres bombillas conectadas en serie y realiza las mismas medidas: I Total I Bombilla 1 I Bombilla 2 I Bombilla 3 Pila Bombilla 1 Bombilla 2 Bombilla 3 f) Compara las medidas de los tres circuitos y el brillo de las bombillas: L INTENSIDD QUE CIRCUL POR EL CIRCUITO L COLOCR MÁS BOMBILLS EN SERIE ES. L CÍD DE TENSIÓN QUE TIENE LUGR EN CD BOMBILL L COLOCR MÁS BOMBILLS EN SERIE ES. g) Imaginemos que se funde una bombilla en este último circuito (circuito con tres bombillas). Puedes simularlo eliminando una de ellas. Qué ocurre con el resto de las bombillas?. Por qué ocurre esto?:. 6
PRCTIC 2: CIRCUITO EN SERIE II Fecha: lumno: Curso: a) Monta el circuito de la figura: b) Coloca los aparatos de medida adecuados para comprobar las distintas tensiones e intensidades correspondientes a cada lámpara. nota las medidas en la tabla. c) Calcula las resistencias de cada una de las lámparas. d) Realiza un balance de potencias. CIRCUITO EN SERIE Pila L1 L2 L3 I R L1 R L2 R L3 P L1 P L2 P L3 P T CÁLCULOS: Ley de Ohm: = I R Potencia: P = I Tensión (, voltios) I Intensidad (, amperios) R Resistencia (Ω, ohmios) P Potencia (W, vatios) 7
PRCTIC 3: CIRCUITO EN PRLELO I Fecha: lumno: Curso: Monta el siguiente circuito de dos bombillas conectadas en paralelo: a) Coloca los aparatos adecuados para poder comprobar la intensidad total que circula por el circuito, la intensidad por cada rama del paralelo y la caída de tensión que tiene lugar en cada uno de los elementos: I Total I Bombilla 1 I Bombilla 2 Bombilla 1 Bombilla 2 b) Compara la intensidad que circula por cada uno de los elementos con la intensidad del circuito y escribe la conclusión que saques de ello: EN UN CIRCUITO EN PRLELO, L INTENSIDD TOTL QUE CIRCUL POR EL CIRCUITO ES LS INTENSIDDES EN CD RM DEL PRLELO. c) Compara la tensión que circula por cada bombilla con la suministrada por la pila y escribe la conclusión que saques de ello: EN UN CIRCUITO EN PRLELO, L TENSIÓN TOTL SUMINISTRD POR L PIL ES. d) Existe alguna diferencia en el brillo de las bombillas conectadas en paralelo?. Por qué ocurre esto?: CUNTS MÁS BOMBILLS CONECTEMOS EN PRLELO, ÉSTS LUCIRÁN. 8
e) Monta el mismo circuito pero con tres bombillas conectadas en paralelo y realiza las mismas medidas: I Total I Bombilla 1 I Bombilla 2 I Bombilla 3 Pila Bombilla 1 Bombilla 2 Bombilla 3 f) Compara las medidas de los tres circuitos y el brillo de las bombillas: L INTENSIDD QUE CIRCUL POR EL CIRCUITO L COLOCR MÁS BOMBILLS EN PRLELO ES. L CÍD DE TENSIÓN QUE TIENE LUGR EN CD BOMBILL L COLOCR MÁS BOMBILLS EN PRLELO ES. g) Imaginemos que se funde una bombilla en este último circuito (circuito con tres bombillas). Puedes simularlo eliminando una de ellas. Qué ocurre con el resto de las bombillas?. Por qué ocurre esto?:. 9
PRCTIC 4: CIRCUITO EN PRLELO II Fecha: lumno: Curso: a) Monta el circuito de la figura: b) Coloca los aparatos de medida adecuados para comprobar las distintas tensiones e intensidades correspondientes al circuito y a cada lámpara. nota las medidas en la tabla. c) Calcula las resistencias de cada una de las lámparas. d) Realiza un balance de potencias. CIRCUITO EN PRLELO Pila L1 L2 L3 I R L1 R L2 R L3 P L1 P L2 P L3 P T CÁLCULOS: Ley de Ohm: = I R Potencia: P = I Tensión (, voltios) I Intensidad (, amperios) R Resistencia (Ω, ohmios) P Potencia (W, vatios) 10