Universidad Catlica Andrs BelloLaboratorio de Circuitos IProf. Jos A. Roldan Ortega

Resistencia

Integrantes:Nathalie Mayoral EbranIntroduccin

Un circuito elctrico permite conectar diferentes elementos de consumo elctrico posibilitando el funcionamiento de los mismos. Son importantes ya que permiten transportar, generar y utilizar la corriente elctrica. Los circuitos estn compuestos por resistencias, conductores, inductores, fuentes, interruptores y semiconductores. En la siguiente prctica se observaran dos tipos de circuitos, aquellos que estn conectados en serie que disponen de dos o ms operadores conectados uno a continuacin del otro y los circuitos en paralelo en los cuales cada receptor conectado a la fuente de alimentacin lo est de forma independiente al resto. Antes de llevar a cabo la actividad para resolver circuitos es importante conocer los conceptos bsicos de cada uno de los componentes que lo conforman, el principal elemento a utilizar es la resistencia elctrica la cual se define como toda oposicin que encuentra la corriente a su paso por un circuito elctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulacin de las cargas elctricas o electrones, para hallar la resistencia equivalente es fundamental obtener los datos de cada resistencia,por esto se determina el valor de cada una mediante una tabla conocida como cdigo de colores, en la cual tambin se puede precisar el valor de la tolerancia que es el campo comprendido entre el valor mximo y el mnimo de su valor indicado por el fabricante. Sin embargo en funcin del valor de esta propiedad, los materiales se clasifican enconductores que presentan una oposicin muy pequea al paso de los electrones a travs de ellos,semiconductoresque tienen la particularidad de que bajo ciertas condiciones se comportan como conductores y cuando estas condiciones no se dan, se comportan como aislantes estos ltimos tienen la caracterstica de que no permiten el paso de los electrones a travs de ellos. En este mismo orden de ideas para cada experimento se utilizaran una serie de instrumentos como Protoboards, fuentes de poder, multmetros y resistencias con el fin de poder resolver circuitos complejos mediante las leyes bsicas que cumplen la Intensidad y el voltaje cuando circulan a travs de resistencias conectadas en serie o en paralelo mediante la ley de Ohm la cual dice que "la intensidad de la corriente elctrica que circula por un conductor elctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo" viene dada por la ecuacin V = I * R. En cada proceso se podr observar la comparacin entre los datos tericos y los valores calculados a travs de la parte experimental, comprendiendo de este modo la estrecha relacin de la teora y la prctica.

Parte Experimental

1) Materiales utilizados:

MaterialDefinicinCantidad

ProtoboardEs un tablero con orificios conectados elctricamente entre s, habitualmente siguiendo patrones de lneas, en el cual se pueden insertarcomponentes electrnicosy cables para el armado y prototipado de circuitos electrnicos.1

Fuente de poderEs un circuito elctrico que convierte la electricidad de un voltaje de corriente alterna a un voltaje de corriente directa.1

MultmetroEs un instrumento electrnico de medicin que generalmente calcula voltaje, resistencia y corriente, aunque dependiendo del modelo demultmetropuede medir otras magnitudes como capacitancia y temperatura.1

ResistenciaEs la propiedad que tienen los cuerpos de oponerse en cierto grado al paso de la corriente elctrica. En funcin del valor de esta propiedad, los materiales se clasifican enconductores,semiconductoresoaislantes.12

2) Procedimiento:

a) Se verifica el buen funcionamiento de los instrumentos a utilizar, principalmente el multmetro.b) Se toma cada resistencia y se calcula a travs de la tabla de colores su respectivo valor adems de su tolerancia, se registra cada color en el cuadro y los datos especficos.

c) A partir de la tolerancia calculada se halla la resistencia mnima restndole dicho porcentaje multiplicado por la resistencia y la resistencia mxima del mismo modo mediante el producto del porcentaje especfico por la resistencia hallada pero en este caso restndole al valor original de la resistencia.

d) Luego con cada resistencia se halla la potencia que disipa el elemento teniendo en cuenta que cuando el dispositivo es unaresistenciade valorRo se puede calcular laresistencia equivalentedel dispositivo se puede utilizar la ecuacin: P=I2*R.

e) Se calcula la mxima corriente a partir de la mxima potencia mediante el uso de la siguiente ecuacin: Imax= (P/R).

f) Se prueba cada resistencia con el multmetro, para esto se conecta las sondas en las tomas de pruebas correctas en este caso se gira la ruleta en ohmnios, se enciende, se selecciona el mejor rango de pruebas, se toca las sondas del multmetro con el elemento que deseas mediren este caso las puntas del cable rojo y negro se colocan en cada terminal de la resistencia, se registra el valor y se apaga el multmetro.

g) Se determina la incertidumbre de los valores de resistencia obtenidos. Se registran los resultados.

h) En la parte experimental N3 de las conexiones se construirn circuitos para determinar una serie de resistencias equivalentes, se llevar a cabo de la siguiente forma:

Pasos para hallar la resistencia equivalente del circuito:

1) Se procede a construir el circuito mostrado en el dibujo determinado, colocando las resistencias de acuerdo al grfico.2) Se mide la resistencia equivalente AB CD de acuerdo al circuito, se identifica este valor como la resistencia equivalente medida, se calcula la resistencia terica a travs de la ecuacin de la ley de Ohm V=I*R y se calcula el error porcentual mediante la frmula (VTerico- VExperimental)*100. Se comparan y se analizan los resultados.i) En la parte experimental 4 Medicin de resistencia utilizando el mtodo volt-amperimtrico se procede a calcular la tensin y la corriente de cada circuito mostrado en las figuras de la siguiente manera:Pasos para medir la tensin: Se colocan las bornas en las clavijas y se colocan ambas puntas entre los puntos de la lectura que queramos medir. Si lo que se quiere medir es voltaje absoluto se coloca la borna negra en el cable negro y la otra borna en el punto a medir. Pasos para medir intensidades: Lo que hay que tener en cuenta en esta actividad es que no se puede medir la corriente en paralelo, se mide en serie con el circuito en cuestin. Por consiguiente para medir se procede a abrir el circuito, es decir, desconectar algn cable para intercalar el multmetro en medio, con el objetivo de que la intensidad circule por dentro del multmetro. Una vez se tenga el circuito abierto y el multmetro configurado se procede a cerrar el circuito usando el multmetro, es decir se colocar cada borna en cada uno de los extremos del circuito abierto, con ello se cerrar el circuito y la corriente circular por el interior del multmetro para luego ser leda. j) Luego de registrar cada dato de la corriente y la tensin en la parte de valores medidos, se procede a calcular la corriente y la tensin a partir de la ley de Ohm V=I*R.

Resultados y AnlisisDescripcin de cada parte de la prctica:Actividad 1

Valor Nominal( )Valor Medido( )ER%( )Valor Nominal()Valor Medido()ER%( )

R16800068900R7 12000 12060

R2 1800 1753R8 2200 2170

R3 560 559R9 15000 14940

R4 2700 2653R10 10000 9780

R5 150 148.7R11 1000 1004

R6 1000 1002R12 3300 3312

De acuerdo a los valores de la potencia se lleg al resultado de que a mayor corriente menor voltaje existe esto es de acuerdo a la frmula P=I2*R=V2/R. Mientras mayor sea la longitud mayor resistencia, si el rea es mayor menos resistencia.Por otro lado se lleg a la conclusin de que es importante conocer la potencia mxima que va a disipar para escoger un elemento que sea capaz de disipar por lo menos dicha potencia, ya que en caso contrario la temperatura del elemento se elevar considerablemente, lo cual puede producir un cambio drstico de las caractersticas del componente e incluso su destruccin.

Actividad 2Se pudo verificar que los valores obtenidos al medir la resistencia no sobrepasaron los rangos de las tolerancias calculadas con la tabla de colores:Valor Nominal( )Valor Medido( )ER%( )Valor Nominal()Valor Medido()ER%( )

R16800068900R7 12000 12060

R2 1800 1753R8 2200 2170

R3 560 559R9 15000 14940

R4 2700 2653R10 10000 9780

R5 150 148.7R11 1000 1004

R6 1000 1002R12 3300 3312

Actividad 3ResistenciaEquivalente terica AB()Resistenciaequivalente medida AB( )Er%( )Resistenciaequivalente terica AB( )Resistenciaequivalente medida AB( )Er%( )

70263.803 711006278.52

6380

Resistenciaequivalente terica CD( )Resistenciaequivalente medida CD( )Er%( )

872.36

904

En esta prctica se verific que el error porcentual fue muy mnimo con respecto a las medidas realizadas.

Actividad 4Valor NominalValores TericosValores MedidosValores Calculados

Resistencia Rx( )Corriente( )Tensin( )Corriente( )Tensin( )Resistencia= V/I( )Potencia= V.I( )ER%CorrienteER%Tensin

R1 21615,04

R233915.06

R35.31

R48.04

Si nos damos cuenta en el grfico, tenemos que la corriente es proporcional al voltaje lo cual indica que si se aumenta el ingreso de potencial al sistema el voltaje va aumentar igual que la corriente.

Conclusiones y Recomendaciones

En la primera parte de la prctica hecha en clase se pudo observar de acuerdo a los resultados de las resistencias tericas y experimentales que fueron diferenciadas por un mnimo de error los cuales se encuentran dentro de los rangos de tolerancia, por lo cual se puede concluir que los valores hallados a travs de la tabla de colores fueron los correctos.

Se pudo verificar que mientras sea mayor la longitud existe mayor resistencia y si el ara es mayor es decir, si el elemento es ms grueso hay menor resistencia.

Mientras ms delgado sea el cable su nmero de identificacin aumentar.

Se comprendi que para que pase corriente en un circuito debe existir un cable.

Teniendo en cuenta los resultados del experimento 1 se observ y se verific que los resultados de la potencia estn relacionados con el hecho de que a mayor corriente menor voltaje, a partir de la ecuacin utilizada P=I2*R.

Los circuitos elctricos poseen la capacidad de transportar y generar energa elctrica por medio de materiales que permitan la fluidez de la energa, tales como los conductores y para que no haya escape y sobrecarga de energa se presentan las resistencias.

Se pudo observar en el circuito 2 de la parte 4 que resolviendo el circuito que contiene su fuente de poder y sus resistencias en paralelo y en serie que las corrientes que pasan por las resistencias son las esperadas en la comparacin.

Un circuito elctrico para que funcione est conformado por una o ms resistencias, una fuente de energa y un conductor.

Un circuito elctrico puede presentar varias resistencias qu pueden ser un paralelo o continuas que al sumarse como resultante del total de todas las resistencias utilizadas segn la ley de Ohm.

Marco TericoPlanteamiento del problema:Un circuito elctrico se dice que esta compuesto por resistores conectados en serie cuando al ser alimentado por una fuente de energa existe un nico camino de conduccin de corriente a travs de los resistores que lo conforman. En este caso se dice que la resistencia equivalente del circuito es la suma de las resistencias, tal como se muestra en la ecuacin 1.Re=1nRiEn el caso que el circuito est compuesto por resistores conectados en paralelo, se habla de un circuito donde al ser alimentado por una fuente de energa existen varios caminos por donde puede circular la corriente elctrica. En este caso la resistencia equivalente es dada por la ecuacin Re=1n1RiEl problema radica en identificar cuando los resistores estn conectados en serie o en paralelo para as simplificar el clculo de los parmetros caractersticos de un circuito elctrico tales como la cada de voltaje y la corriente elctrica en cada uno de los resistores que conforman dicho circuito.Sin embargo para poder resolver circuitos complejos y lograr comprenderlos completamente se deben conocer sus componentes:1) Resistencia elctricaEs la propiedad que tienen los cuerpos de oponerse en cierto grado al paso de la corriente elctrica. En funcin del valor de esta propiedad, los materiales se clasifican enconductores,semiconductoresoaislantes: Conductores:Son los elementos que presentan una oposicin muy pequea al paso de los electrones a travs de ellos; es decir, presentan una resistencia elctrica muy baja. Semiconductores:Son un grupo de elementos, o compuestos, que tienen la particularidad de que bajo ciertas condiciones, se comportan como conductores. Cuando estas condiciones no se dan, se comportan como aislantes. Aislantes:Son los materiales o elementos que no permiten el paso de los electrones a travs de ellos. 2) ResistividadLa constante de proporcionalidadrse denomina resistividad, que depende del material con que est fabricado el conductor y de la temperatura. A la inversa de la resistividad se le denomina conductividads.CODIGO DE COLORES:El cdigo de colores es usado para determinar fsicamente el valor OHMICO de una resistencia a travs de las bandas de colores, a esto debemos asociar la tolerancia cuyo valor es porcentual, el cual determina el rango del valor hmico de la resistencia. Este rango vara entre un valor mnimo y un valor mximo.Las resistencias tienen cuatro bandas de color que sirven para marcar su valor hmico. El sistema identificativo es el siguiente:1 Banda2 Banda3 Banda4 Banda

1 Cifra2 CifraMultiplicadorTolerancia

Objetivos Encontrar y medir el valor de cada resistencia mediante el multmetro y a travs de la tabla de colores, para luego analizar los resultados. Determinar el porcentaje de error que se relaciona con el valor de la tolerancia antes calculado. Hallar la potencia mx y a partir de ella calcular la Imx y la Vmx. Construir y conectar un circuito en serie y en paralelo. Hallar y calcular la resistencia equivalente en cada circuito.

AnexosEjemplos de circuitos en la vida cotidiana:1)

Circuito en serieUn ejemplo de un circuito en serie son las antiguas luces navideas. Por cada bombilla fluye la misma corriente y si se abre en algn punto el circuito, todo el circuito queda abierto. Es esa la gran desventaja de los circuitos en serie, si una bobilla se funde, el circuito entero deja de funcionar. 2)

En el grfico vemos dos bombillas de 60 W estn conectadas en paralelo con la fuente de tensin alterna de 120 V.En este caso a diferencia de los elementos conectados en serie en este circuito si se conectan ms elementos en paralelo, estos seguirn recibiendo la misma tensin, pero obligaran a la fuente a generar ms corriente. Esta es la gran ventaja si se funde o se retira una bombilla el circuito seguir operando para el funcionamiento de los dems elementos.Circuitos 1 y 2 de la parte 3 de la prctica:

Bibliografa1. Stollberg, R.; Hill, F.F. (1969).FSICA. Fundamentos y Fronteras.Mxico, D.F.: Publicaciones Cultural, S.A., primeraedicin.2. Wikipedia.Intensidad de corriente elctrica. Extrado el 10 de octubre, 2014. http://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctrica3. Wikipedia.Resistencia elctrica.Extrado el 11 de Octubre 2014. http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica4. CienciasMsticas.Leyes de Ohm, Kirchoff, Thevenin y Norton.Extrado el 2 de noviembre, 2014. http://www.cienciasmisticas.com.ar/electronica/teoria/equivalentes/index.php