Resistencias en serie y en paralelo

...

Específicos

- Poner en práctica la expresión matemática para calcular las resistencias en paralelo y en serie por medio de una fórmula establecida por medio de ley de ohm.

- Comprender la relación corriente, voltaje y resistencia por medio de la ley de ohm comprobada en circuitos con resistencias en serie y paralelo.

- Sección experimental

Teniendo en cuenta el código de colores de las resistencias se pudo determinar el valor de cada una de las resistencias, posteriormente se midió el valor de cada una de las resistencias con el multímetro y se registraron los datos en la tabla 1, teniendo en cuenta su respectiva incertidumbre.

*100% (3)[pic 12]

[pic 13]

Luego de obtener todos los datos de la tabla 1 se observó una relación entre los valores calculados y los valores medidos de una resistencia, teniendo en cuenta que las resistencias tienen una cuarta línea de color que representa la tolerancia de esta resistencia lo cual indica el rango en el que pueda estar, este puede ser menor o mayor dependiendo del color de esa cuarta línea de la resistencia, generalmente este línea es de color dorado y tiene una tolerancia del 5% es decir:

Figura 1. Valor de resistencia-código de colores.

[pic 14]

[pic 15]

Entonces el rango de la resistencia estaría entre:

[pic 16]

Luego se realizó el montaje propuesto de resistencias en serie y resistencias en paralelo.

[pic 17]

Figura 2. Circuito de combinación de resistencias en serie.

Ya hecho esto se conectó la fuente de voltaje a 9v y se midió con el multímetro conectado en paralelo a la resistencia el valor del diferencial de potencial que cae entre las terminales de cada una de las resistencias y conectado en serie se midió la intensidad de corriente, a partir de esto se pudo obtener la relación entre el voltaje de salida de la fuente y la caída de voltaje en cada una de las resistencias, registrando estos datos en la tabla 2 y repitiendo este proceso 10 veces más.

[pic 18][pic 19]

Figura 3. Medición de caída de potencial de resistencias en serie.

Después con el multímetro se midió la resistencia equivalente en todo el circuito, teniendo en cuenta que el circuito esta en serie (valor medido ver en anexo).

[pic 20]

Figura 4. Medición resistencia equivalente en el circuito de resistencias en serie.

Luego se procedió a montar el circuito de resistencias en paralelo.

[pic 21]

Figura 5. Combinación de resistencias en paralelo.

Después con el multímetro se midió el voltaje en cada una de las resistencias obteniendo que el voltaje en cada uno de las resistencias sea el mismo voltaje que es suministrado por la fuente ya que la condición de este circuito es que todas las resistencias están en paralelo.

Partiendo de que un circuito de resistencias en paralelo el diferencial de potencial es el mismo para cada de las resistencias pero la corriente no es la misma que suministra la fuente que para cada una de las resistencias como en un circuito en serie ya que la carga si tiene otro camino que puede recorrer y esta corriente va gran parte por donde hay menor resistencia y cada vez la corriente se va dividiendo en la resistencia anterior a esto se le denomina divisor de corriente en un circuito de resistencias en paralelo.

[pic 22]

Figura 6. Medición de caída de potencial de resistencias en paralelo.

Luego se midió la resistencia equivalente entre los puntos a y b del circuito de resistencias en paralelo (valor medido ver en anexo).

[pic 23]

Figura 7. Medición de resistencia equivalente en un circuito de resistencias en paralelo.

- Resultados y análisis

Tabla 1. Datos de los valores de las resistencias etiquetados vs medidos con su respectiva incertidumbre.

[pic 24]

Los datos de la tabla se obtuvieron de forma directa por medio de medición y observación excepto la columna 4 que se sacó a partir de la ecuación 3.

A partir de los datos de resistencia medida y aplicando la ecuación (1) se obtuvo que la resistencia equivalente del circuito de resistencias en serie, es de:

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

Como se puede observar se obtuvo que:

Reqv medido = 1270Ω

Reqv calculado = 1270Ω

Son valores muy aproximados, solo que se tiene que considerar que estos son afectados por la precisión de los instrumentos, el estado de los materiales entre otros factores de incertidumbre, pero en este caso ambos valores (medido y calculado) están bastante cerca.

Ahora aplicando la ecuación (2) se obtuvo que la resistencia equivalente del circuito de resistencias en paralelo, es de:

[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

Tenemos que el Reqv medido fue 38,3Ω y el calculado 37,92Ω son valores aproximados ya que se tiene que tener en cuenta la precisión de los instrumentos y sus rangos de error.

Tabla 2. Datos de los valores medidos de voltaje y corriente en cada resistencia, en el circuito de resistencias en serie.

[pic 31]

Los datos de esta tabla se obtuvieron de forma directa por medio de medición con el multímetro tomando en cuenta su respectiva incertidumbre con respecto a la precisión de los instrumentos.