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Medición de Resistencias en Circuitos Serie y Paralelo

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
EXTENSIÓN DE CHIRIQUÍ
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
LICENCIATURA EN ELECTRÓNICA Y SISTEMAS DE COMUNICACIÓN
TEORÍA DE CIRCUITOS II
LABORATORIO N° 2
MEDICIÓN DE VOLTAJE Y CORRIENTE EN SERIE Y EN PARALELO
AÑO: 2020
LABORATORIO N° 2
MEDICIÓN DE VOLTAJE Y CORRIENTE EN SERIE Y EN PARALELO
OBJETIVOS:
1. Aplicar la ley de ohm.
2. Calcular resistencias equivalentes en circuitos en serie y en circuitos en paralelo.
3. Realizar medidas de corriente electrica
PRE-LABORATORIO
1. ¿Qué es un circuito eléctrico?
Un circuito es una interconexión de componentes eléctricos (como baterías, resistores,
inductores, condensadores, interruptores, transistores, entre otros) que transporta corriente
eléctrica a través de por lo menos una trayectoria cerrada.
2. ¿Qué son resistores?
Se denomina resistencia o resistor al componente eléctrico diseñado para introducir una
resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico.
3. ¿Qué es un protoboard?
Una placa de pruebas o placa de inserción (en inglés protoboard o breadboard) es un tablero con
orificios que se encuentran conectados eléctricamente entre sí de manera interna, habitualmente
siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables
para el armado y prototipado de circuitos electrónicos y sistemas similares.
4. ¿Qué es un multímetro?
Un multímetro, también denominado polímetro o tester, es un instrumento portátil para medir
directamente magnitudes eléctricas activas, como corrientes y potenciales (tenciones), o pasivas,
como resistencias, capacidades y otras.
5. ¿Qué es corriente eléctrica?
La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica que recorre un material. Se debe al movimiento
(normalmente electrones) en el interior del mismo.
6. ¿Qué es voltaje?
La tensión eléctrica o diferencia de potencial (también denominada voltaje) es una magnitud
física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede
definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula
cargada para moverla entre dos posiciones determinadas.
7. ¿Qué es potencia activa?
Es la potencia capaz de transformar la energía eléctrica en trabajo. Los diferentes dispositivos
eléctricos existentes convierten la energía eléctrica en otras formas de energía tales como:
mecánica, lumínica, térmica, química, etc. Esta potencia es, por lo tanto, la realmente consumida
por los circuitos y, en consecuencia, cuando se habla de demanda eléctrica, es esta potencia la
que se utiliza para determinar dicha demanda.
8. ¿Qué es amperio (A)?
El amperio, ampere o ampére (símbolo A) es la unidad de intensidad de corriente eléctrica. Forma
parte de las unidades básicas en el sistema internacional de unidades y recibió ese nombre en
honor al matemático y físico francés André Marie Ampére (1775-1836).
9. ¿Qué es inductancia?
En electromagnetismo y electrónica, la inductancia (L), es la medida de la oposición a un cambio
de corriente de un inductor o bobina que almacena energía en presencia de un campo magnético,
y se define como la relación entre el flujo magnético y la intensidad de corriente eléctrica que
circula por la bobina y el número de vueltas del devanado.
10. ¿Qué es ohmio?
El ohmio u ohm (símbolo Ω) es la unidad derivada de resistencia eléctrica en el sistema
internacional de unidades.
11. ¿Cuál es la ley de ohm?
La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley básica
de los circuitos eléctricos. Establece que la diferencia de potencial V que aplicamos entre los
extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente que circula
por el citado conductor.
DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA PRÁCTICA
1. CIRCUITOS DE RESISTENCIAS EN SERIE
Dado el siguiente circuito realice los cálculos teóricos para encontrar:
a) La resistencia equivalente del circuito.
𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅4 + 𝑅5 + 𝑅6
𝑅𝑒𝑞 = 1 𝑘Ω + 2.2 𝑘Ω + 1 𝑘Ω + 1 𝑘Ω + 2.2 𝑘Ω + 1 𝑘Ω
𝑅𝑒𝑞 = 8.4 𝑘Ω
b) La corriente a través del circuito.
𝐼=
𝑉
12 𝑉
=
= 1.43 𝑚𝐴
𝑅𝑒𝑞
8.4 𝑥 103 Ω
c) Calcule el error absoluto.
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 𝐼𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 − 𝐼𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = (1.42 − 1.43)𝑚𝐴 = −0.01 𝑚𝐴
d) Calcule el error porcentual.
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 = |
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 = |
𝐼𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 − 𝐼𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎
| ∗ 100
𝐼𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎
1.42 − 1.43
| ∗ 100 = 0.70 %
1.43
e) La corriente que pasa por la resistencia R 2 es: 1.43 mA (valor teórico).
f) La corriente que pasa por la resistencia R 4 es: 1.43 mA (valor teórico).
g) La corriente que pasa por la resistencia R 6 es: 1.43 mA (valor teórico).
h) Completar la siguiente tabla de los valores calculados y medidos en el circuito en serie:
Punto
P1
P2
P3
I calculada (mA)
1.43
1.43
1.43
I medida (mA)
1.42
1.42
1.42
Error (mA)
-0.01
-0.01
-0.01
Simulación realizada en el programa Livewire.
% de error
0.70
0.70
0.70
2. CIRCUITOS DE RESISTENCIAS EN PARALELO
Dado el siguiente circuito realice los cálculos teóricos para encontrar:
a) La resistencia equivalente del circuito.
1
1
1
1
=
+
+
𝑅𝑒𝑞 𝑅1 𝑅2 𝑅3
1
1
1
1
=
+
+
𝑅𝑒𝑞 1 𝑘Ω 2.2 𝑘Ω 1 𝑘Ω
1
= 2.45 𝑘Ω−1
𝑅𝑒𝑞
𝑅𝑒𝑞 =
1
= 0.41 𝑘Ω
2.45 𝑘Ω−1
b) La corriente a través del circuito.
𝐼=
𝑉
12 𝑉
=
= 29.27 𝑚𝐴
𝑅𝑒𝑞
0.41 𝑥 103 Ω
c) Calcule el error absoluto de todo el circuito.
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 𝐼𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 − 𝐼𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = (29.37 − 29.27)𝑚𝐴 = 0.1 𝑚𝐴
d) Calcule el error porcentual del circuito.
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 = |
𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 = |
𝐼𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 − 𝐼𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎
| ∗ 100
𝐼𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎
29.37 − 29.27
| ∗ 100 = 0.34 %
29.27
e) Completar la siguiente tabla de los valores calculados y medidos en el circuito en paralelo:
𝐼𝑝1 =
𝐼𝑝2 =
𝐼𝑝3 =
Punto
P1
P2
P3
P4
I calculada (mA)
29.27
12.0
5.45
12.0
𝑉
12 𝑉
=
= 12.0 𝑚𝐴
𝑅1
1 𝑥 103 Ω
𝑉
12 𝑉
=
= 5.45 𝑚𝐴
𝑅2
2.2 𝑥 103 Ω
𝑉
12 𝑉
=
= 12.0 𝑚𝐴
𝑅3
1 𝑥 103 Ω
I medida (mA)
29.37
11.96
5.44
11.96
Error (mA)
0.1
- 0.04
- 0.01
- 0.04
Simulación realizada en el programa Livewire.
% de error
0.34
0.33
0.18
0.33
3. VALORES CALCULADOS DE LOS CIRCUITOS EN SERIE Y PARALELO.
Circuito
En serie
En paralelo
Resistencia
R1
R2
R3
R4
R5
R6
Req
R1
R2
R3
Req
Voltaje (V)
V = IR
(1.43 mA)(1 kΩ) = 1.43
(1.43 mA)(2.2 kΩ) = 3.15
(1.43 mA)(1 kΩ) = 1.43
(1.43 mA)(1 kΩ) = 1.43
(1.43 mA)(2.2 kΩ) = 3.15
(1.43 mA)(1 kΩ) = 1.43
12.0
12.0
12.0
12.0
12.0
Corriente (mA)
1.43
1.43
1.43
1.43
1.43
1.43
1.43
12.0
5.45
12.0
29.27
Potencia (mW)
P = VI
2.04
4.50
2.04
2.04
4.50
2.04
17.2
144.0
65.4
144.0
351.2
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Según la previa simulación y montaje de los circuitos responder las siguientes preguntas:
a) ¿Qué relación encuentra entre los valores de corriente y voltaje medidos y los valores
calculados?
Claramente, al hacer la respectiva medición se encontrará una variación lo que permite decir que,
sin importar cómo sea el proceso de medición, siempre se encontrará un porcentaje de error por
general mínima.
b) Si hay alguna diferencia ¿a qué se debe está?
En toda medición siempre va a haber una diferencia, esto se deben a los errores que no se pueden
controlar solo minimizar con los errores aleatorios.
c) ¿Qué diferencia encuentra en el comportamiento de las corrientes y voltajes entre un
circuito resistivo en serie y un circuito resistivo en paralelo?
Se observa claramente lo que se explica en la teoría que los circuitos en serie el voltaje varía entre
las resistencias y se mantiene constante la corriente, caso que no ocurre en los circuitos en serie
cuyo valor de voltaje se mantiene constante y la corriente varía en cada elemento resistivo.
5. CONCLUSION
Tanto en los circuitos en serie y en paralelo podemos aplicar claramente y ver como se cumple la
ley de ohm, las mediciones realizadas en el simulador y las calculadas coinciden en que el voltaje
es proporcional a la corriente eléctrica y el cual se le introduce el factor de proporcionalidad que
son las resistencias.
Las mediciones comparadas con los resultados calculados tienen un margen de error, estos
errores se les pueden atribuir a errores sistemáticos o errores aleatorios y se pueden minimizar
realizando buenas prácticas de lecturas y utilizando equipos precisos o de mejor calidad en la
medición.
6. REFERENCIAS

Resistores, Desconocido (2003, julio 28) [En línea]. Disponible en:
http://www.ing.unp.edu.ar/electronica/asignaturas/ee016/tutoriales/resistores/resistor
es.htm

Uso de la protoboard, Unicrom (2012)
http://www.unicrom.com/tut_protoboard.asp

Universidad Michoacana de San Nicolás De Hidalgo. (s.f). Ley de Ohm. [En línea].
Disponible en: http://dieumsnh.qfb.umich.mx/ELECTRO/ley%20de%200hm.htm

Moreno
M.
A.
(2009).
Multímetro.
[En
línea].
Disponible
en:
http://40096multimetromamoreno.blogspot.com/2009/02/tipos-de-multimetro.html

Diccionario de Electricidad, [En línea] http://www.academatica.com/introduccionacircuitos-electricos-voltaje-corriente-y-resistencia-ley-de-ohm/#ixzz3k7LEW0pR
[En
Línea].
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