Física C O

Física II Laboratorio
CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
OBJETIVO
Verificar experimentalmente las expresiones de resistencia equivalente
para conexiones serie y paralelo de resistencias.
Verificar experimentalmente el rango de validez de la ley de Ohm para
diferentes elementos.
Verificar experimentalmente las leyes de Kirchhoff, en circuitos de
corriente continua.
INTRODUCCIÓN
A
l transcurrir los años los físicos han ido desarrollando modelos
matemáticos que dan cuenta del comportamiento natural de diversas
variables que gobiernan la naturaleza. Algunas de éstas expresiones las
consideramos principios fundamentales de la naturaleza, otras son leyes que
deben ser demostradas para verificar su rango de validez, por ello, algunas
tienen validez restringida y otras son de validez universal.
LEY DE OHM
Esta ley indica, si un conductor se conecta a una diferencia de potencial, en
él se generará una corriente eléctrica. Así al verificar su validez bajo ciertas
condiciones experimentales, se observa que un conductor puede seguir un
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comportamiento lineal entre la diferencia de potencial y la corriente eléctrica
que en él se establece. Sin embargo, bajo otras condiciones experimentales
la relación entre ambas variables deja de ser lineal.
La magnitud de la corriente eléctrica que en el conductor se genera, depende
de las propiedades de éste, es decir, el tipo de material, sus características
geométricas, la temperatura a la que se encuentra, entre otras. Es así, como
se especifica una magnitud física que encierra estas variables llamada
Resistencia eléctrica del conductor (R), y se mide en Ohms ().
Por tal razón se definen los conductores óhmicos, como aquellos que bajo
tales condiciones cumplen la relación lineal. Llegándose a establecer que la
constante de proporcionalidad entre ambas variables es la Resistencia del
conductor, es decir:
V  RI
CONEXIÓN DE RESISTENCIAS
En diferentes aplicaciones los conductores se suelen conectar unos a otros
para formar circuitos, es así como las formas más simples de conectar las
resistencias son en serie y paralelo.
Se dice que dos resistencias forman una conexión en serie cuando una es
conectada a continuación de la otra (figura 1).
figura 1
Se puede demostrar teórica y experimentalmente que existe una resistencia
equivalente Re, que conectada entre los extremos a y b se comporta como la
serie de la figura 1, es decir:
R e  R1  R 2  R3
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Se dice que dos resistencias forman una conexión en paralelo cuando las
dos están unidas por ambos extremos a la vez (figura 2).
figura 2
Se puede demostrar teórica y experimentalmente que existe una resistencia
equivalente Re, que conectada entre los extremos a y b se comporta como el
paralelo de la figura 2, es decir:
1
1
1
1




R e R1 R 2 R 3
Cualquier otra conexión será la combinación de series y paralelos, por ello se
les denominan conexiones mixtas (figura 3).
figura 3
LEYES DE KIRCHHOFF
Las leyes de kirchhoff no son leyes naturales, son una expresión eléctrica de
los principios de conservación de la carga y la energía, por lo cual, son
aplicables a todo tipo de circuito eléctrico. En ellas se estable que:
Ley de nodos. La suma de las corrientes que ingresan a un nodo
(bifurcación) es igual a la suma de las corrientes que de
él salen, es decir:
I  I
e
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s
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Ley de las mallas. Al recorrer una malla desde un punto inicial y retornando a
él, la suma de las alzas de potencial es igual a la suma de las caídas de
potencial, es decir:
    IR
Es conveniente al momento de aplicar la ley de conservación de la energía,
respetar las siguientes reglas:

Si se recorre una resistencia en la dirección de la corriente, la diferencia
de potencial, es negativo.

Si se recorre una resistencia en dirección opuesta a la corriente, la
diferencia de potencial, es positiva.

Si una fem se atraviesa en la dirección de aumento de potencial, la fem
es positiva.

Si una fem se atraviesa en dirección opuesta al aumento de potencial la
fem es negativa.
MATERIALES
Voltímetro
Amperímetro
Tester
Fuente de poder
Resistencias
Cables de conexión
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MONTAJE
Medida de la resistencia a través del
código de colores
figura 4
http://samengstrom.com/nxl/3660/4_band_resistor_color_code_page.en.html
Resistencias en serie
Resistencias en paralelo
figura 5
figura 6
Ley de Ohm
figura 7
Leyes de Kirchhoff
figura 8
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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Siguiendo las indicaciones del profesor, seleccione la escala apropiada para
medir con el tester, la resistencia que se le indique.

Registre su valor

Indique la sensibilidad del tester en tal situación.

Indique el error instrumental.

Indique el valor de la resistencia, con su error.

Indique el valor de la resistencia, utilizando el código de colores

Repita el procedimiento para las tres resistencias.
Conexión de resistencias en serie. Arme el circuito de la figura 5

Con el tester, mida la resistencia equivalente del circuito serie.

Calcule el valor de la resistencia equivalente con la expresión
matemática y compárelo con el valor experimental

Discuta con sus compañeros las diferencias de valor encontrados en
el punto anterior.
Conexión de resistencias en paralelo. Arme el circuito de la figura 6

Con el tester, mida la resistencia equivalente del circuito paralelo.

Calcule el valor de la resistencia equivalente con la expresión
matemática y compárelo con el valor experimental

Discuta con sus compañeros las diferencias de valor encontrados en
el punto anterior.
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Ley de Ohm. Siguiendo las indicaciones del profesor, seleccione la escala
apropiada para medir la corriente del circuito con el amperímetro y la
diferencia de potencial en la resistencia.

Arme el circuito de la figura 7, utilizando una resistencia conocida.

Aumente la diferencia de potencial en intervalos de 0.5 [V]. Registre
los valores de potencial y corriente del circuito.

Complete la siguiente tabla de valores
V(V)
I(A)

Arme el circuito de la figura 7, utilizando un bombillo.

Aumente la diferencia de potencial en intervalos de 0.5 [V]. Registre
los valores de potencial y corriente del circuito.

Complete la siguiente tabla de valores
V(V)
I(A)

Con ayuda de Excel realice el gráfico V en función I, para ambos
casos.

Discuta
con
sus
compañeros
la
tendencia
de
los
puntos
experimentales.

Si es una relación lineal, obtenga el modelo matemático e interprete
los valores constantes obtenidos.

Si la tendencia No es lineal, discuta con sus compañeros el
comportamiento del elemento resistivo.
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Leyes de Kirchhoff. Siguiendo las indicaciones del profesor, identifique los
nodos del circuito y las corrientes de cada rama del circuito.

Arme el circuito de la figura 8.

Mida y anote, la corriente de cada rama

Mida y anote, las diferencias de potencial en cada fem.

Mida y anote, las diferencias de potencial en cada resistencia

Compruebe la validez de la ley de nodos.

Compruebe la validez de la ley de mallas.

Discuta con sus compañeros la validez universal de ambas leyes.
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