PRACTICA

Laboratorio de Electricidad
PRACTICA - 4
PROPIEDADES DE LOS CIRCUITOS SERIE-PARALELO
LEYES DE KIRCHHOFF (PARA UN GENERADOR)
I - Finalidades
1.- Comprobar experimentalmente que la resistencia total RT de una combinación de resistencias
en conexión serie-paralelo es RT = R1 + RP + R3 + ...; donde RP es la resistencia total de una
red en paralelo conectada en serie con R1 y R3.
2.- Comprobar que la tensión entre los extremos de cada rama de un circuito paralelo, es la misma
que la tensión existente entre los extremos de todo el circuito en paralelo.
3.- Comprobar experimentalmente que la suma de las caídas de tensión (c.d.t.) en las resistencias
de un circuito cerrado es igual a la tensión aplicada al mismo (1ª ley).
4.- Comprobar experimentalmente que las corrientes (o corriente) que llegan a cualquier punto de
unión de un circuito eléctrico, es igual a las corrientes que salen de él (2ª ley).
II - Material necesario
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
18
1
1
Panel universal de conexión P-110
Fuente de alimentación: Tensión continua variable de 0 a 20 V.
Multímetro electrónico digital
Multímetro electrónico analógico
Resistencia carbón
330 ? , 1/2 W
Resistencia carbón
470 ? , 1/2 W
Resistencia carbón
1'2 K? , 1/2 W
Resistencia carbón
2'2 K? , 1/2 W
Resistencia carbón
3'3 K? , 1/2 W
Resistencia carbón
10 K? , 1/2 W
Interruptor de bola
Puentes P-442
Cable, 600 mm, color rojo
Cable, 600 mm, color negro
Nº ________
Nº ________
Nº ________
III - Generalidades
En la figura se representa una disposición de resistencias conectadas en serie-paralelo. En este
circuito R1 y R3 están en serie con el circuito paralelo comprendido entre los puntos B y C.
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R2
R1
A
R3
C
B
R4
E
D
R5
S
En la práctica anterior se han estudiado distintos procedimientos para determinar la resistencia total
equivalente de un circuito derivación. Para hallar la resistencia total de un circuito serie-paralelo, se
sustituye el circuito paralelo por su resistencia equivalente RP y se procede como si la red resultante
fuese un circuito serie. Entonces, en el circuito de la figura la resistencia total entre los puntos A y D
será:
RT ? R1 ? R P ? R3
en donde RP es el valor de la resistencia equivalente existente entre B y C.
Por el simple procedimiento de medición vamos a comprobar una propiedad expresada ya
anteriormente. Para determinar la tensión en bornes de R2, aplicamos los terminales del voltímetro
entre los puntos B y C. Para medir la tensión entre los extremos de la combinación en serie de R4 y
R5 aplicamos también el voltímetro entre los puntos B y C. Finalmente la tensión entre los extremos
B y C del circuito paralelo se mide de igual forma. Puesto que la medición de la tensión en los
extremos de todas las ramas de un circuito derivación se efectúa en los mismos puntos, es lógico
que ésta sea la misma.
Leyes de Kirchhoff
En circuitos más complejos en los que intervienen varias fuentes de tensión y resistencias
dispuestas en distintas combinaciones, es preciso utilizar las conocidas leyes de Kirchhoff. Estas
leyes pueden enunciarse:
1ª Ley de Kirchhoff
La suma de las tensiones existentes en un circuito cerrado, es igual a la suma de las c.d.t.
producidas en las resistencias del mismo.
2ª Ley de Kirchhoff
Las corrientes (o corriente) que llegan a cualquier punto de unión (nudo) de un circuito eléctrico, es
igual a las corrientes que salen de él.
La primera ley es también conocida por ley de las mallas y la segunda por ley de los nudos. Para
simplificar la explicación de la 1ª ley nos valdremos de un circuito con una sola fuente de tensión E.
Práctica nº 4
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En este caso, tendremos que la suma de las c.d.t. en las resistencias de un circuito cerrado, es
igual a la tensión aplicada E.
R1
R2
R3
R4
S
E
En la figura se representa el esquema del circuito que utilizaremos. Por tratarse de un circuito serie,
circula una corriente única que viene dada por la ley de Ohm:
I?
E
R1 ? R 2 ? R 3 ? R 4
De donde despejando E, tendremos:
E ? R 1?I ? R 2 ?I ? R 3 ?I ? R 4 ?I
Estos productos R por I son las distintas c.d.t. que se producen en las resistencias del circuito.
Siendo:
E 1 ? R 1 ?I
E 2 ? R 2 ?I
E 3 ? R 3 ?I
E 4 ? R 4 ?I
la ecuación anterior se convierte en:
E ? E1? E2 ? E3 ? E4
expresión de la 1ª ley de Kirchhoff.
Para facilitar la explicación de la 2ª ley de Kirchhoff, utilizaremos el siguiente circuito. En él existen
dos puntos de unión o nodos: A y B.
R1
I1
R5
IT
I2-3
R2
R3
A
IT
R6
B
R4
I4
E
La corriente total IT generada por la fuente E, se divide en tres corrientes en el punto A, de donde
tenemos:
I T ? I 1 ? I 2? 3 ? I 4
Estas tres corrientes se vuelven a combinar en el punto B y se tiene:
I 1 ? I 2? 3 ? I 4 ? I T
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Con ello queda expresada la 2ª ley de Kirchhoff.
IV - Procedimiento
1.- Conectar el circuito de la figura (lámina 4.1). Ajustar la tensión a 10 V. Abrir el interruptor.
R2
2'2K ?
R1
A
R3
C
B
330 ?
3'3K ?
1'2K ?
R4
R5
E
D
470 ?
S
2.- Calcular, medir y anotar el valor de la resistencia RP de la combinación en paralelo entre los
puntos B y C.
3.- Calcular, medir y anotar la resistencia total RT del circuito comprendido entre los puntos A y D.
4.- Cerrar el interruptor S. Medir y anotar la tensión total y la existente en bornes de cada una de
las resistencias del circuito.
5.- Medir y anotar la corriente total T
I , la corriente 2
I y la corriente 4-5
I
de las dos ramas en
paralelo. ¿Qué relación existe entre la corriente total del circuito (IT) y las corrientes I2 e I4-5 de
la asociación en paralelo?
6.- Calcular utilizando la ley de Ohm, la corriente y tensión para cada una de las resistencias,
sabiendo el valor óhmico de cada una de ellas y la tensión E aplicada al circuito. Comparar en
una tabla los valores calculados con los obtenidos en los instrumentos de medida.
7.- Conectar el circuito de la figura (lámina 4.2). Ajustar la tensión E a 20 V. Anotar este valor en
una tabla construida al efecto. Mantener esta tensión constante durante toda la práctica.
R1
R2
R3
R4
330 ?
470?
1'2K ?
2'2K ?
20 V
E
S
8.- Medir y anotar en la tabla los valores de la corriente y las tensiones existentes en los extremos
de las resistencias del circuito. Calcular la suma de E1, E2 E3 y E4 que acaban de medirse y
compararlo con la tensión E aplicada al circuito.
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9.- Desconectar el circuito y conectar el siguiente circuito (lámina 4.3). Ajustar la tensión E a 20 V.
R1
I1
10K ?
R5
330 ?
IT
I2-3
A
R2
R3
1'2K ?
2'2K ?
IT
B
R6
470 ?
R4
I4
3'3K ?
20 V
E
10.- Medir y anotar en una tabla las tensiones E1, E2, E3, E4, E5 y E6 existentes en bornes de R1,
R2, R3, R4, R5 y R6.
11.- Medir y anotar en la tabla el valor de las corrientes IT, I1, I2-3 e I4, en A y después en B.
12.- Calcular utilizando la ley de Ohm, la corriente y tensión para cada una de las resistencias,
sabiendo el valor óhmico de cada una de ellas y la tensión E aplicada al circuito. Comparar en
una tabla los valores calculados con los obtenidos en los instrumentos de medida.
13.- Efectuar la suma de I1, I2-3 e I4 y comprobar si es igual a IT (en A y en B).
14.- Desconectar el circuito.
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