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Universidad de Costa Rica
Facultad de Ingeniería
Escuela de ingeniería eléctrica
IE-0303 Electrotecnia
Informe 1
Estudiantes:
Fernando Mora B54701
Diego Velazquez B37483
Álvaro Truque B37026
Profesor:
Osvaldo Fernandez
II ciclo, 2016
Índice
Resumen ............................................................................................................................. 2
Objetivos ............................................................................................................................... 2
Nota Teórica ........................................................................................................................... 2
Investigación sobre aplicaciones ...................................................................................... 7
Resultados .......................................................................................................................... 8
Resistencias en paralelo ................................................................................................. 8
Resistencias en serie y en serie-paralelo .................................................................... 10
La ley de ohm ................................................................................................................ 14
Solucion de un circuito parte I y II ............................................................................... 16
Potencia en circuitos de CD. Parte I y II ....................................................................... 21
Análisis de resultados ............................................................................................................ 24
Diego ............................................................................................................................... 24
-Álvaro ............................................................................................................................ 26
-Fernando....................................................................................................................... 28
Conclusiones ........................................................................................................................ 28
Diego ............................................................................................................................... 29
Álvaro .............................................................................................................................. 29
-Fernando ......................................................................................................................... 29
Bibliografía ........................................................................................................................... 30
1
Resumen
El reporte elaborado consiste de varias prácticas de laboratorio relacionadas al tema de
corriente directa. En las primeras dos prácticas “Resistencias en Paralelo” y “Resistencias en
serie y en serie-paralelo” se realizan cálculos de resistencias equivalentes en serie y en
paralelo para ser comparados con el uso del Módulo de Resistencia EMS 8311 y el
ohmímetro con la teoría. Verificando la teoría y aprendiendo el funcionamiento de los
dispositivos. En las siguientes prácticas “La Ley de Ohm”, “Solución de un circuito, Parte I” y
“Solución de un circuito, Parte II”, se comprueba la ley de Ohm y a partir de esta se
determinan las corrientes, tensiones y resistencias en distintos circuitos, para luego ser
comparado con valores prácticos obtenidos con el equipo de laboratorio. En las prácticas de
“Potencia en Circuitos de CD, Parte I y II” se calcula la potencia disipada en un circuito de CD
mediante tres métodos para calcular esta, en donde se demuestra que la potencia disipada
en una carga es igual a la proporcionada por la fuente.
Objetivos
-
Determinar la resistencia equivalente de un circuito en serie y en paralelo mediante
el uso de un ohmímetro para conocer el funcionamiento del mismo y del Módulo de
Resistencia EMS 8311.
-
Determinar, usando la Ley De Ohm en Circuitos en Serie y Paralelo, los valores de
resistencia, corriente y voltaje utilizando la fórmula de la Ley de Ohm y el equipo de
laboratorio.
-
Determinar la potencia disipada en un circuito resistivo CD por medio de 3 diferentes
métodos para probar que la potencia disipada en una carga es igual a la que
proporciona la fuente.
Nota Teórica
Resistencias
Las resistencias son elementos pasivos de los circuitos. Por elemento pasivo entiéndase los
elementos dentro de un circuito que reciben la corriente, la disipan o la almacenan. En el
2
caso de las resistencias, como su nombre lo dice , se oponen al paso de la corriente
eléctrica.
El valor de las resistencias se mide con la letra W, y se la unidad se denomina ohms (ohmios
en español). En el laboratorio de electrotecnia, las resistencias tienen valores de 300W,
600W y 1200W
A la hora de insertar las resistencias, hay dos posibles acomodos:
·
En serie: Los elementos son colocados dentro de un mismo sentido de la corriente. Es por
esto, que cuando las resistencias están conectadas en serie, la corriente que pasa por ellas
la corriente es la misma. En la figura 1 se pueden apreciar dos resistencias en serie, una de
4W y otra de 6W
Figura 1: Resistencias en serie
Una manera de determinar fácilmente si las resistencias están en serie es buscar si existe un
nodo entre ellas. Como los nodos hacen que se divida la corriente, si existe un nodo la
corriente que pase por una resistencia antes del nodo será mayor a la que pase por la
resistencia después del nodo.
3
·
En paralelo: Los elementos son colocados en paralelo, cuando no los atraviesa la misma
corriente. En un circuito en paralelo, la corriente se divide en los nodos. En estos, los
elementos comparten la misma tensión (voltaje).
En la siguiente imagen, se pueden
apreciar tres resistencias en paralelo de 30W, 20W y 10W
Figura 1: Resistencias en paralelo
Para poder detectar si dos o más resistencias (o elementos) están en paralelo, es ver los
nodos. Si dos o más elementos comparten los mismos nodos, se encuentran en paralelo. Por
ejemplo, en la figura 2 las tres resistencias comparten nodos. Es por esto que se encuentran
en paralelo.
Resistencia equivalente
A menudo, cuando se encuentran dos o más resistencias dentro de un circuito, se busca la
manera de encontrar una resistencia equivalente en valor, que simplifique el análisis del
circuito, sin variar su comportamiento.
Para poder encontrar la resistencia equivalente, es necesario determinar primero si las
resistencias están en serie, en paralelo, o una combinación de ambos. Es determinante
porque la fórmula para encontrar la equivalente cambia si son en serie o si son en paralelo.
4
Figura 3: Resistencias equivalentes en serie
Si un grupo de resistencias se encuentra en serie, para obtener la resistencia equivalente
solamente se debe sumar el valor de cada resistencia, como se puede apreciar en la figura 3.
La fórmula general es la siguiente:
Req = R1 + R2+ R3 +…+Rn
Figura 4: Resistencias equivalentes en paralelo
En el caso de cuando las resistencias están en paralelo, la fórmula es diferente. Dicho en
palabras, la resistencia equivalente es el inverso de la suma de todos los inversos de los
valores de resistencias. La fórmula general es la siguiente:
Req = ( 1/R1 + 1/R2+ 1/R3 +…+1/Rn)-1
Se puede dar el caso en el que haya una combinación en el circuito, y hayan algunas
resistencias en serie y en paralelo. Si esto ocurre, se debe ir resolviendo paso a paso el
circuito. Se van sumando las resistencias más externas, ya sea en serie o paralelo, y
comienza a trabajarse el circuito así, hasta que se llega a tener una sola resistencia
equivalente.
Ley de Ohm
Una de las leyes estudiadas en este laboratorio es la ley de Ohm. Esta ley, una de las básicas
de la física y los circuitos, establece que la diferencia de potencial aplicada en un circuito es
5
igual a la multiplicación de la intensidad de la corriente por la resistencia (ya sea una
resistencia única, o una resistencia equivalente).
V= I*R
Donde
· V= diferencia de potencial
· I= Corriente
· R= Resistencia
Esta ley, fue descubierta por el científico alemán Georg Simon Ohm. “ Ohm halló que,
cuando la resistencia se mantiene constante, la corriente en un circuito es directamente
proporcional al voltaje. Mientras mantenía la resistencia constante, Ohm varió el voltaje en
los extremos de la misma y midió la corriente que pasaba a través de ella. En cada caso, al
dividir el voltaje por la corriente, el resultado era el mismo” (1994, Fowler, Richard).
Esta ley puede utilizarse si se tiene una resistencia (ya sea única o equivalente), o si se tiene
una impedancia (Z). En ese caso solo se sustituye la R de la fórmula, por el valor de Z que se
obtuvo. Sin embargo, las impedancias no fueron evaluadas en este laboratorio.
En esta práctica, la ley de Ohm se utiliza haciendo los cálculos primero en algunos circuitos.
Posteriormente se comprueba los valores calculados haciendo una prueba experimental.
Potencia en un circuito CD
Otra de las magnitudes estudiadas en este laboratorio es la potencia eléctrica. La potencia,
es la velocidad con la que circuito efectúa el trabajo para el que fue armado. Esta magnitud,
se da en la unidad denominada Watts.
6
La potencia se calcula diferente dependiendo de si es corriente directa o corriente alterna.
En este caso, al ser corriente directa, se puede calcular con alguna de las fórmulas que se
presentan a continuación:
P= I2R = VI = V2 /R
Donde:
· P: Potencia
· I: Corriente
· R: Resistencia
· V: Voltaje
De la potencia que se le aplica a un objeto, hay una parte que se convierte en la energía que
se necesita, y otra parte que se convierte en otro tipo de energía, ya sea sonora o calórica.
Esto se puede apreciar en los objetos cuando se les aplica un voltaje y estos se calientan.
Esto se da porque no toda la potencia que se le aplica a un objeto se utiliza, hay cierto rango
que se disipa en otras formas de energía.
Investigación sobre aplicaciones
-
Circuitos en serie
Una característica de estos circuitos es que sus elementos se conectan
secuencialmente. Una aplicación de estos circuitos se puede observar en las baterías
eléctricas, ya que para alcanzar el voltaje necesario, se conectan en serie varias pilas.
- Circuitos en Paralelo
Estos circuitos se ven caracterizados por tener una entrada y una salida común. Un
ejemplo de su aplicación es en el alambrado eléctrico de las casas, ya que permite apagar y
encender un bombillo individualmente, sin encender y apagar todos los bombillos.
- Resistencias
Existen muchos tipos de resistencias y una gran cantidad de aplicaciones, entre esas
estan las Resistencias Tubulares. Estas son utilizadas en aplicaciones industriales,
comerciales y científicas ya que son muy versátiles. Un ejemplo de su utilización es la
calefacción de líquidos por inmersión directa.
7
Resultados
Resistencias en paralelo
a) primera parte
Examinación de módulo de resistencia ems 8311
seccion roja
R(de
tabla)
sección negra
sección azul
1200
600
300
1200
600
300
1200
600
300
R(medida) 1266
628
308
1260
636
307
1266
635
306
Calcular y medir resistencias de los circuitos dados
circuito 2-2
Req(calculada)
300
Req(medida
317
circuito 2-3
Req(calculada)
200
Req(medida
206
circuito 2-4
Req(calculada)
240
Req(medida
247
circuito 2-5
Req(calculada)
150
8
Req(medida
157,5
circuito 2-6
Req(calculada)
171,42
Req(medida
177,7
circuito 2-7
Req(calculada)
200
Req(medida
206,3
circuito 2-8
Req(calculada)
133.3
Req(medida
140.9
b) prueba de conocimiento
1.
¿Cuál sería la resistencia equivalente si las tres secciones del módulo de resistencia
se conectaran en paralelo?
2.
¿Es este el valor de resistencia más bajo que se puede obtener con el módulo?
● Sí, debido a que no existe otra combinación que permita obtener una resistencia
equivalente menor.
3.
Anote los cuatro valores de resistencia que se pueden obtener en cualesquiera de las
secciones (que no sean los valores indicados de 1200, 600 y 300 ohms).
9
4.
Dé una lista de por lo menos cuatro nuevos valores de resistencia que se pueden
obtener conectando dos secciones en paralelo (que no sean los siete valores que pueden
obtenerse con una sola sección).
5.
Anote por lo menos cuatro nuevos valores de resistencia que se puedan obtener
conectando las tres secciones en paralelo (que no sean los que se dieron antes con sólo
dos secciones).
6.
¿Cuál es el más alto valor de resistencia que puede ofrecer el módulo? (Sin utilizar
ninguna conexión en serie).
● El valor más alto que puede ofrecer corresponde a 3600 Ω.
Resistencias en serie y en serie-paralelo
a) Primera parte
Calcular y medir resistencias de los circuitos dados.
circuito 3-1
10
Req(calculada)
600
Req(medida)
616
% de error
2,67
circuito 3-2
Req(calculada)
900
Req(medida)
917
% de error
5,22
circuito 3-3
Req(calculada)
2100
Req(medida)
2211
% de error
5,28
circuito 3-4
Req(calculada)
200
Req(medida)
206
% de error
3
circuito 3-5
Req(calculada)
500
Req(medida)
514
% de error
2,8
circuito 3-6
11
Req(calculada)
700
Req(medida)
728
% de error
4
circuito 3-7
Req(calculada)
640
Req(medida)
671
% de error
4,8
circuito 3-8
Req(calculada)
480
Req(medida)
506
% de error
5,4
circuito 3-9
Req(calculada)
150
Req(medida)
156
% de error
4
circuito 3-10
Req(calculada)
100
Req(medida)
103,8
% de error
3,8
circuito 3-11
Req(calculada)
0
12
Req(medida)
0
% de error
0
b) Prueba de conocimiento
2. Calcule la resistencia equivalente del circuito en serie ilustrado en la Figura 3-12.
Req
4. Calcule la resistencia equivalente del circuito en paralelo ilustrado en la Figura 3-12.
Req
6. Calcule la resistencia equivalente del circuito en serie-paralelo ilustrado en la Figura 3-12.
Req
7.
¿Cuál es la resistencia más alta que se puede obtener en el Módulo de Resistencia
EMS 8311?
● La resistencia más alta que se puede obtener en el Módulo es de 3600 Ω conectando
todas las resistencias de 1200 en serie.
8.
¿Cuál es el valor de la resistencia siguiente en orden descendente?
● El valor de la resistencia siguiente en orden descendente es de 3000 Ω.
9.
Marque las conexiones que se requieren para obtener 1400, 2000 y 500 ohms.



13
La ley de ohm
a) Primera parte
● resistencia del voltimetro
R= infinito
● resistencia amperimetro 2.5
R=0,1
● resistencia de miliamperimetro 500mA
R=0,5
voltaje contra
corriente
volts E
0
20
40
60
80
100
120
amps I
0
0,06
0,14
0,20
0,28
0,34
0,41
E
20
40
60
80
100
120
E/I
333.33
285.7
300
285,7
294
292.68
Relación
E/I
● comprobacion ley de ohm(I=E/R)
Imedida = 0,3 lo que es igual a 90/300
● comprobacion E=IxR
Emedida=125 lo cual se acerca a 200 de 0,2 x 600
● comprobación sobre teoría de resistencias
Requi= E/I = 60/0,3 = 200
14
sumando las resistencias en paralelo nos da Requi= 200
Requi(medida)= 201,3
b) Prueba de conocimiento
1. Use la Ley de Ohm y complete la siguiente tabla.
NO.
E
I
R
1
6
2
3
2
125
5
25
3
4
0,5
8
4
9
3
3
5
72
6
12
6
5
10
0,5
7
12
3
4
8
12
30
0,4
9
100000
100
1000
10
120
1200
0,1
2. Un medidor de 3 A c-d tiene una resistencia de 0,1 ohm. Si accidentalmente se le
conectara a una línea de alimentación de 120V c-d, ¿cuál sería la corriente que pasaría
por el instrumento?
● La corriente sería de 1200 A. En este caso, el voltímetro se calentará y sería posible
que explote.
3. Un medidor de 3 A c-d tiene una resistencia de 0,15 ohms y porta una corriente de 2
amperes. ¿Cuál es el voltaje en sus terminales?
● El voltaje en sus terminales es de 0,3 V.
4. Un medidor de 0-150V c-d tiene una resistencia de 150000 ohms. ¿Cuál es la
corriente que pasa por el instrumento cuando se conecta a una línea de 120V c-d?
● La corriente que pasa por el instrumento es de 0,0008 A.
5. Un experimentador toca accidentalmente una línea de 240V c-d. Si la resistencia de
su piel es 10000 ohms, ¿cuál es el valor de la corriente que pasa por su cuerpo?
● El valor de la corriente es de 0,024 A. Esta es una corriente peligrosa que puede
causar la muerte por asfixia, debido a que los músculos encargados de la respiración
sufren calambres.
15
6. Una planta de electrodeposición tiene barras colectoras que portan hasta 10000
amperes a 6 volts en corriente directa. El medio circundante es muy húmedo debido a
un exceso de agua y electrolito. ¿Deben aislarse dichas barras y, de ser necesario, por
qué?
● Sí es necesario aislarlas. El agua en esas condiciones es un buen conductor de
electricidad y la magnitud de la corriente es mortal para el ser humano.
7. Se ha visto que las aves pueden pararse en cables de transmisión sin aislar y con
voltajes hasta de 2300 volts, y que aparentemente no sufren ningún daño. ¿Se debe esto
a la naturaleza extremadamente seca de sus patas?
●
No, se debe a que las aves solo tocan un cable a la vez, lo que hace que el
circuito no se cierre.
8. Un amperímetro que tiene una escala de 0,1 A c-d y una resistencia de 1 ohm, se
conecta a una fuente de 300 milivolts. ¿Qué valor indicará?
● Indicará un valor de 0,6 A.
Solucion de un circuito parte I y II
Calcular voltajes y corrientes
circuito 73
Medidos
Calculados
VI
110
120
I1
0,38
0,42
IT
0,2
0,4
circuito 74
Medidos
Calculados
V1
60
65
16
V2
65
60
I1
0,22
0,2
I2
0,1
0,1
IT
0,3
0,3
circuito 75
Medidos
Calculados
V1
120
120
V2
120
120
V3
120
120
I1
0,42
0,4
I2
0,2
0,2
I3
0,1
0,1
IT
0,7
0,7
circuito 76
Medidos
Calculados
V1
30
30
V2
60
60
IT
0,1
0,1
I1
0,1
0,1
I2
0,1
0,1
circuito 77
Medidos
Calculados
V1
40
40
V2
60
60
17
IT
0,1
0,1
I1
0,1
0,1
I2
0,1
0,1
circuito 78
Medidos
Calculados
V1
30
30
V2
60
60
V3
20
20
I1
0,1
0,1
I2
0,1
0,1
I3
0,1
0,1
IT
0,1
0,1
circuito 79
Medidos
Calculados
I1
0.130
0.133
I2
0.130
0,133
V1
40
40
VA
115
120
IT
0.130
0,133
circuito 710
Medidos
Calculados
V1
125
120
V2
125
120
18
V3
125
120
VA
125
120
I1
0,2
0,2
I3
0,1
0,1
IT
0,7
0,7
b)Prueba de conocimiento parte I
1. Si se duplica el voltaje de la fuente de alimentación del Procedimiento (3), ¿qué
efecto se produciría en los otros voltajes y en las corrientes del circuito?
● Como se explicó en la nota teórica, siempre en un circuito en el que las resistencias
estén en paralelo los voltajes serían iguales entre las resistencias y la fuente. Al duplicar
el valor de la fuente, se duplican también en las resistencias. Todas las corrientes
disminuyen.
2. Si se invierte la polaridad del voltaje aplicado en el Procedimiento (3), ¿qué sucederá
con las corrientes y los voltajes del circuito?
● El voltaje y la corriente conservan sus respectivas magnitudes. Lo único que cambia
es su dirección.
19
3. Calcule los voltajes de cada una de las resistencias de la Figura 6-10 (c).
V1= 18V; V2= 8V; V3 = 40V; V4= 18V
c)prueba de conocimiento parte II
3. ¿Se quemaría el amperímetro del circuito de la Figura 7-13 si se invirtiera su polaridad?
● No, porque invertir su polaridad simplemente cambia su medición al sentido
contrario.
4. De los dos medidores de la Figura 7-13, ¿cuál tendría más probabilidades de
quemarse si se conectara directamente a través de la fuente de energía?
● El amperímetro, debido a que excedería su capacidad con una corriente que tiende
al infinito. El voltímetro no.
5. ¿Podría medir el voltaje de una pila para lámpara de mano con un voltímetro que
tuviera una escala de 0-150V c-d?
●
Sí, pues el voltaje de las pilas va de 5 a 10 volts.
6. Indique el valor del voltaje entre las terminales A y B de los tres siguientes circuitos
de la Figura 7-14.
20
VA = -100-200= -300
VB = -150 + 20= 130V
VC = -10+5+6-4+9-3= 3V
Potencia en circuitos de CD. Parte I y II
a)Primera parte
1. Examine las resistencias
capacidad de disipar calor de menor a
mayor
300
600
1200
2. Corriente que pasa por R a 120V, R=300
Ir1= 0,4 A
3. Comprobacion de ley
P=120x0,2=24
P=0,2x0,2x300=24
P=120x120/300=24
4. Resolución circuito 9-2
21
I=0,12
Er1=25
Er2=40
Er3=50
5. Potencia disipada, 9-2
Pr1=3
Pr2=4.8
Pr3=6
PT=13.8
Ps=14.4
6. Resolución circuito 9-3
V=120
I=0,12
Pr1=2.88
Pr2=4.32
Pr3=5.76
PT=12.96
Ps=14.4
7. Resolución circuito 9-4
Pr1=27
Pr2=13,5
Pt=40,5
I=40, 5x90=0,45
b)Prueba de conocimiento parte I
22
1. Si se sabe que un watt de potencia eléctrica se convierte en 3,43 Btu de calor por
hora, calcule los Btu de calor que se desprenden de un tostador con una capacidad
nominal de 600 watts.

2058 Btu.
2. Si las dos resistencias del circuito del Procedimiento (3) tuvieran el mismo tamaño,
¿cuál estaría más caliente?
●
La de 600 ohms, ya que al ser más grande el valor de la resistencia, el valor de
la potencia es mayor.
3. Si las dos resistencias del circuito del Procedimiento (5) tuvieran el mismo tamaño,
¿cuál estaría más caliente?
● La de 600 ohms, ya que ofrece mayor resistencia con una misma corriente.
4. Las tres resistencias del circuito del Procedimiento (7) alcanzan la misma
temperatura durante la operación. ¿Cuál de ellas es la de mayor tamaño?
● La más grande es la de 200 ohms, mientras que la más pequeña es la de 600 ohms;
debido a que para alcanzar la misma temperatura, el tamaño de cada resistencia debe
variar de acuerdo a su valor en ohms.
5. Complete la siguiente tabla.
NO.
P (Watts)
E (Volts)
I (Amperes)
1
30
5
6
2
40
20
2
3
50
5
10
4
10000
100
100
3
120
1
120
120
4
60
6
360
10
5
10000
1000
10
6
50
0,5
100
7
70
140
0,5
8
72
12
6
6. Complete la siguiente tabla.
NO.
E (Volts)
I (Amperes)
P (Watts)
R (Ohms)
1
120
1
120
120
2
20
3
60
6,67
5
0,2
50
10
6
144
12
1728
12
7
50
5
250
10
8
40
8
920
5
C)Prueba de conocimientos parte II
23
El alambre redondo de cobre, de calibre 12, tiene una resistencia de 1,6 ohms por mil pies.
Calcule la potencia y el voltaje con una corriente de 10 A.
● P= 640 W. V= 32 V.
3. El devanado de campo de derivación de un motor de c-d tiene una resistencia de 240
ohms. Calcule la potencia que se pierde cuando el voltaje aplicado es 120V c-d.
● P= 60 W.
4. Un fusible de 1 ampere tiene una resistencia de 0,2 ohms. Dicho fusible se fundirá cuando
la corriente aumente. Calcule este valor de corriente.
● I= 5 A.
5. Una conexión a tierra en la base de una torre de línea de transmisión tiene una
resistencia de 2 ohms. Si un rayo de 20000 amperes cae en dicha torre, ¿cuál será la
potencia disipada en la torre y el voltaje correspondiente?
● P=
W . V= 40000 V.
6. ¿Cuánto tiempo se necesita para calentar 100 libras de agua de 70°F a 160°F utilizando
una resistencia de 12 ohms y un voltaje de 120 V?

2620 segundos
7. Un motor de c-d toma una corriente de 50A a 230V. Si se disipan 1200W en forma de
calor en dicho motor, ¿de cuánta potencia se dispone para el trabajo mecánico?
● 10300W.
Análisis de resultados
Diego
El primer laboratorio tenía como objetivo comprobar que los valores de las
resistencias presentes en el Módulo de Resistencia EMS 8311 cumplían con el valor
establecido en el tablero. Según indicado en el laboratorio, la precisión puede estar entre el
5% y 10% del error, y como no se obtuvo un porcentaje de error mayor al 10%, se considera
que los valores indicados en el Módulo son confiables, por lo que se puede continuar
realizando la práctica con la seguridad de que los resultados van a estar en un rango
aceptable. Luego se realizaron mediciones de distintas resistencias equivalentes, tanto de
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resistencias en serie como en paralelo, así como de resistencias en serie-paralelo. El mayor
porcentaje de error obtenido en la realización de esta práctica fue de 5,41%, lo que se
considera aceptable en el rango establecido en la guía de laboratorio. Esto demuestra que
las mediciones realizadas son confiables, y que utilizar el método teórico siempre es
confiable y exacto.
En la práctica sobre Ley de Ohm, se procede a medir la resistencia del voltímetro y el
amperímetro. En el caso del voltímetro se observa 0L, en el amperímetro 0,1 ohms y en el
miliamperímetro 0,5 ohms. La medición del voltimetro nos indica que esta no puede ser
medida, debido a que tiende a infinito. En el caso del amperímetro, es necesario que este
tenga una resistencia pequeña para que no afecte el valor de la corriente a medir. Al
conectar el circuito con la resistencia de 300 ohms, se procede a incrementar el valor de la
tensión, anotando el valor de la corriente para cada caso. Luego se calcula el valor de la
resistencia con los datos obtenidos. Se obtienen porcentajes de error entre 4,7% y 11,1%, la
causa de esta desviación puede ser la interacción entre el voltímetro y el amperímetro. Para
demostrar que la ley de ohm se cumple, se procede a graficar la tensión contra la corriente.
Al calcular la pendiente de la recta, se obtiene un valor aproximado de 300 ohms, por lo que
se comprueba que se cumple la Ley de Ohm. Para verificar de una forma alternativa el
cumplimiento de la Ley de Ohm, se varian las resistencias hasta obtener una corriente
aproximada de 0,3 amperes. Se debe mantener una tensión de 60 V. Al averiguar la
resistencia equivalente experimental, se obtiene un valor de 200 ohms, el mismo valor que
se obtiene de la forma teórica.
En la práctica “Solución de un circuito”, se calculan voltajes y corrientes de distintos
circuitos en serie y en paralelo. Luego se comparan estos valores con los obtenidos de forma
teórica, y se obtienen valores con % de error muy bajo, por lo que se puede evidenciar que
estos métodos teóricos son confiables y permiten realizar cálculos del posible
comportamiento de un circuito en la vida real, sin tener que armar estos circuitos.
Por último se realizó la práctica del cálculo de potencia. Se calcula la potencia
disipada en cada resistencia, así como la potencia total disipada en el circuito, en distintos
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circuitos armados tanto en seria como en paralelo. Dicha potencia se puede calcular por
medio de 3 métodos diferentes:
·
P= E x I
·
P= I2 x R
·
P= E2 / R
Al calcular las distintas potencias por medio de los 3 métodos, se obtiene el mismo valor
para los 3 métodos.
-Álvaro
Para el primer laboratorio, el que hablaba sobre las resistencias en paralelo, el objetivo era
determinar las resistencias equivalentes por medio de cálculos, y de la experimentación
utilizando el módulo de resistencia EMS=8311. Como se puede apreciar en los resultados,
los valores experimentales son muy cercanos a los valores teóricos. Esto permite comprobar
algunas cosas. Lo primero, es que haber obtenido porcentajes de error tan bajos (5,47% el
más alto), permite realmente confirmar que las resistencias equivalentes funcionan tanto
experimentalmente como matemáticamente. Lo segundo es que permite comprobar que el
equipo está en buenas condiciones, y que facilitan el entendimiento del concepto de las
resistencias equivalentes.
En el caso del laboratorio de las resistencias en serie y paralelo, los resultados obtenidos son
muy parecidos a los del lab de las resistencias en paralelo. El porcentaje de error más bajo
fue un 5,4% de error, lo que entra dentro del rango de un resultado aceptable. Esta práctica
también fue de mucho valor, pues permitió evidenciar experimentalmente como se
cumplen los métodos para obtener las resistencias equivalentes cuando se tienen circuitos
con resistencias en serie-paralelo.
Con respecto al laboratorio de la ley de Ohm, su objetivo era poder comprobar le ley de
Ohm. Para esto se hacían los cálculos usando la fórmula de la ley y su despeje, y además se
medían utilizando el equipo del laboratorio.
Observando los resultados, se puede
comprobar como la ley de Ohm evidentemente se cumple, ya que los valores que se
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calculan son muy cercanos a los valores experimentales que se obtienen en el laboratorio.
Mucho de esta precisión es gracias a que el equipo se encuentra en muy buen estado. La
importancia de esto es vital, ya que permite que el estudiante pueda observar los resultados
sin algún tipo de inconveniente derivado de que el equipo no se encuentre en las mejores
condiciones, lo que obstaculiza el proceso de aprendizaje.
Para el laboratorio de solución de un circuito, este se dividía en dos partes. La primera parte
daba varias configuraciones de circuitos. Para estos había que calcular los valores de las
corrientes y las tensiones (voltajes) que pidiera el ejercicio. La segunda parte, consistía en
de manera experimental armar los mismos circuitos, medir los valores que pedían en la
primera parte, y comparar los resultados. Como se puede apreciar en los resultados, los
valores experimentales coincidieron en su gran mayoría con los valores teóricos obtenidos
en la parte I. Solamente habían unos cuantos datos que no eran exactamente igual, sin
embargo, el porcentaje de error es realmente bajo ( no llegan al 5%).En muchas ocasiones,
los medidores (ya sean voltímetros o amperímetros) pierden un poco de precisión. Esto
pudo haber influido en ese error, además del ojo humano a la hora de leer el medidor. Sin
embargo los valores que presentaron algún tipo de error experimental, estaban dentro de
los rangos de error aceptable. Esto permite afirmar que los circuitos armados de manera
experimental estaban correctos, además de confirmar que los métodos para obtener
valores como la corriente y la tensión se cumplen de manera experimental.
Por último, se presentaron los laboratorios sobre la potencia en un circuito CD. Este
laboratorio, era muy similar al anterior. Comenzando porque también se dividía en dos
partes, una parte de cálculos teóricos, y una parte de medir experimentalmente las mismas
magnitudes para comprobar los valores. Además, se debía calcular los mismos valores
(corrientes y voltajes). Solo que para estas prácticas se les debía agregar el valor de la
potencia. Al efectuar esta práctica se pudo comprobar que los datos obtenidos de manera
experimental eran exactamente iguales, o muy cercanos a los teóricos. Esto permite afirmar
que el concepto de potencia disipada, y potencia de la fuente, son reales, y se pueden
evidenciar experimentalmente.
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-Fernando
En las primeras dos practicas del laboratorio (“Resistencias en Paralelo” y “Resistencias en
serie y en serie-paralelo”) se realizaron cálculos de resistencias equivalentes para
resistencias en serie y paralelo. Primeramente, se midieron las resistencias del Módulo de
Resistencia EMS 8311 individualmente para comprobar que los valores de esta concordaran
con los especificados. En donde estos estaban dentro del 10% de error especificados en la
práctica. Luego se calcularon resistencias equivalentes en las diferentes configuraciones, en
donde los valores prácticos no superaron más de un 6% a los teóricos, lo que se encuentra
dentro del rango de error de las resistencias. Por lo que se comprueba que la teoría
concuerda con la práctica.
En las siguientes practicas (“La Ley de Ohm”, “Solución de un circuito, Parte I” y “Solución de
un circuito, Parte II”) se empezó por medir la resistencia de los amperímetros y del
voltímetro, en donde se vio que la resistencia de los amperímetros era sumamente baja
para que la corriente fluya fácilmente a través de ella y la de los voltímetros tiende a infinito
teniendo el efecto contrario. Esto para no alterar los valores del circuito al realizar las
mediciones. Luego se procede a medir la corriente contra el voltaje con una resistencia de
300 ohm, y graficar los valores. De donde se obtiene una pendiente cercana a 300, por lo
que se comprueba la relación I=E/R. Luego se realizaron mediciones de tensión y corriente
en distintos circuitos, en donde los valores calculados fueron muy cercanos a los medidos,
comprobando así que la teoría se apega altamente a la práctica. Los bajos porcentajes de
error obtenidos se pudieron dar por incertidumbre en el equipo utilizado y los leves errores
en los valores de las resistencias.
Por ultimo en la práctica “Potencia en Circuitos de CD, Parte I y II” se realizan cálculos de
potencia disipada para diferentes circuitos, utilizando tres métodos para calcularla. En
donde los valores obtenidos por los diferentes métodos fueron los mismos o variaron por
porcentajes muy bajos a los teóricos.
Conclusiones
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Diego
- Las resistencias equivalentes calculadas por medio del ohmímetro no superaron el 6% de
porcentaje de error, por lo que se considera que el Módulo EMS 8311 es una herramienta
práctica confiable para el estudio del comportamiento de las resistencias.
- Se comprobó la Ley de ohm por medio de los cálculos teóricos y experimentales de las
resistencias, corrientes y voltajes de los circuitos estudiados.
- Se comprobó, por medio de 3 métodos, que la potencia disipada en una carga es igual a la
que proporciona la fuente.
Álvaro
- Se logró comprobar que los métodos matemáticos para calcular las
resistencias equivalentes, concuerdan con los valores que se pueden observar
experimentalmente.
- Finalmente la ley de Ohm pudo comprobarse, ya que se utilizó tanto en la
práctica de la ley de Ohm como en las prácticas de las soluciones para solución de un
circuito, y en ambos casos dio resultados precisos.
- Por último, logro comprobarse la afirmación de que la potencia disipada de
una carga es igual a la que proporciona la fuente. Esto se hizo utilizando las tres
fórmulas diferentes de la potencia, y comparando valores teóricos con
experimentales, cuyos porcentajes de error cayeron dentro de los rangos de
aceptables.
-Fernando
- Los valores calculados para las resistencias equivalentes a partir de la teoría
concuerdan con los valores medidos por el ohmímetro, comprobando el buen
funcionamiento de este.
- Se comprueba que la ley de ohm concuerda con los valores prácticos, por lo
que puede ser utilizada para realizar mediciones de resistencia, corriente y tensión.
- La potencia disipada en un circuito resistivo CD puede ser calculada por tres
métodos distintos y la potencia disipada en una carga será igual a la que proporciona
la fuente.
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Bibliografía
-
-
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http://fisica.laguia2000.com/general/circuitos-en-serie-y-en-paralelo
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Obtenido de https://dhb3yazwboecu.cloudfront.net/720/pdf/an080917_c.pdf
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Fowler, J Richard (1994) Electricidad, principios y aplicaciones. Editorial Reverte,
Barcelona
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