Práctica circuitos serie paralelo

Vista previa del material en texto

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
DIQI
LABORATORIO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESIQIE
DIQI
PRACTICAS DEL LABORATORIO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA.
PRACTICA N° 4 
CIRCUITO SERIE, PARALELO Y SERIE-PARALELO
PRÁCTICA 4
CIRCUITO SERIE, PARALELO Y SERIE-PARALELO
OBJETIVO:
El alumno comprobará el funcionamiento de resistencias variables en aplicaciones de control de voltaje y corriente; inferirá las características de un circuito a partir de las mediciones de corriente y voltaje y la aplicación de la Ley de Ohm; y por último analizará un Circuito Serie - Paralelo aplicando sus conocimientos prácticos y teóricos sobre estos circuitos.
MATERIAL Y EQUIPO:
Resistencias:
2 de 1 k ohm ½ w
1 de 4.7 k ohms ½ w
1 de 2.2 k ohms ½ w
1 de1.5 k ohms a ½ w
	3 de 100 ohms, ½ w
	2 de 220 ohms, ½ w
	1 de 330 ohms, ½ w
1 Multímetro digital
1 fuente de energía de C.D. variable
1 tablero para armado del circuito ( El protoboard)
Conectores necesarios (caimanes y caimán-banana)
INTRODUCCIÓN:
En un circuito eléctrico se puede encontrar a los elementos de la carga conectados en serie o paralelo, o la combinación de ambos.
Es importante conocer las características de corriente y voltaje que tienen estos circuitos ya que este comportamiento se puede reflejar a circuitos con transistores, con circuitos integrados, etc.
Un circuito en serie es aquél cuyos elementos están conectados siguiendo sólo una trayectoria que va de la terminal positiva de la fuente a la terminal negativa.
El circuito paralelo es otra forma de conectar a los elementos de la carga. Las características de corriente y voltaje de este tipo de circuitos difieren de las características de los circuitos tipo serie.
Sin embargo, tanto los circuitos serie y paralelo se encuentran en una infinidad de aplicaciones, y junto con su combinación (serie - paralelo), forman una totalidad de las posibilidades de conectar a los dispositivos en un circuito.
En un circuito paralelo los elementos se conectan directamente en las terminales de la fuente de tal forma que se tendrán varias trayectorias que van de la terminal positiva a la negativa.
Un circuito Serie-Paralelo, como su nombre lo indica, es la combinación de ambos circuitos; por lo tanto, las características de cada uno de ellos se cumplirán en las partes correspondientes.
No existe una metodología específica para resolver este tipo de circuitos se procede simplemente a hacer un análisis del circuito para reacomodarlo en una forma en que se puedan distinguir con claridad las partes del circuito que están en paralelo y las que están en serie; se procede a aplicar la Ley de Ohm y las propiedades de cada circuito para encontrar las diferentes variables.
DESARROLLO:
LEA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Y RECONOZCA EL MATERIAL QUE VA A UTILIZAR LUEGO REALICE CADA UNO DE LOS PUNTOS Y CONTESTE. EN CASO DE DUDA CONSULTE A SU PROFESOR.
I. CIRCUITOS SERIE
1. Del circuito de la Figura 1 :
a) Calcule la resistencia total : RT = __________________ Kohms
b) Calcule la corriente total: IT = ___________________ mA.
1. Construya el circuito. Ajuste la fuente hasta obtener una lectura de 15 v en el voltímetro, colocado éste entre los puntos AF.
2. Mida el voltaje en cada resistencia:
a) VR1 = _______________V
b) VR2 = _______________V
c) VR3 = _______________V
d) VR4 = _______________V
4. Mida la corriente de los puntos A, B, C, D y E, indicados en el circuito. (No olvide que para medir corriente debe intercalar el Amperímetro al circuito. Observe la polaridad correcta.)
a) IA = ________________ mA
b) IB = ________________ mA
c) IC = ________________ mA
d) ID = ________________ mA
e) IE = ________________ mA
Regrese su fuente de Energía a 0 Volts
Figura 1
f) ¿Cómo es la corriente para cualquier punto del circuito con respecto a la corriente total? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________
g) ¿Cómo es el voltaje en cada una de las resistencias con respecto al voltaje total? ____________________________________________________________________________________________________________________________________
h) Sume el voltaje en cada una de las resistencias y compárelo con el voltaje total medido en el punto 2. ¿Son iguales? Si ______ No______ Explique: __________________________________________________________________ __________________________________________________________________
5. Agregue una resistencia (R5) de 1 K ohm al circuito, como se muestra en la Figura 2; realice los siguientes cálculos:
a) La resistencia total del circuito RT = _____________k ohms
b) La corriente total del circuito: IT = _______________ mA
Figura 2
6. Ajuste la fuente de energía nuevamente a 15 volts; mida el voltaje en cada resistencia como lo hizo en el punto 3.
7. Mida la corriente en los puntos A, B, C, D, E y F del circuito como lo hizo en el punto 4.
a) IA = __________________ mA
b) IB = __________________ mA
c) IC = __________________ mA
d) ID = __________________ mA
e) IE = __________________ mA
f) IF = __________________ mA
Regrese su fuente de energía a 0 volts. Desarme el circuito.
8. Responda las siguientes preguntas:
a) ¿Cómo es la corriente para cualquier punto del circuito con respecto a la corriente total? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________
b) ¿Cómo es el voltaje en cada una de las resistencias con respecto al voltaje total? ____________________________________________________________________________________________________________________________________
c) Sume el voltaje en cada una de las resistencias, y compárelo con el voltaje total medido en el punto 6. ¿Son iguales? Si ________ No __________ Explique _________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________
d) El comportamiento de la corriente y el voltaje para ambos circuitos ¿fue el mismo? Escriba la regla general de estos comportamientos: - Para la Corriente : _________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________ - Para el Voltaje : __________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________
e) Exprese estas características en forma matemática: - Para la Corriente : ________ __________________________________________________________________ - Para Voltaje _______________________________________________________
f) Comparando los resultados de ambos circuitos enuncie qué ocurrió con : - La Resistencia Total : ___________________________________________________ - La Corriente Total Medida: ___________________________________________ - El Voltaje en cada Resistencia : _______________________________________
Efectivamente, al aumentar la resistencia total del circuito la corriente disminuyo ya que el voltaje de alimentación se mantuvo constante; lo que implica que para circuitos en serie también se cumple la Ley de Ohm
g) ¿Qué ocurre en el circuito serie cuando una de las resistencias se cortocircuita? ____________________________________________________________________________________________________________________________________
h) ¿Qué ocurre en el circuito serie cuando una de las resistencias se abre? ________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________
i) Enumere 3 aplicaciones de circuitos serie y justifique su uso. _________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________j) ¿Qué es polaridad? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________
k) ¿Para qué sirve conocer la polaridad de una resistencia? __________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________
l) ¿Qué es la tierra? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________
m) Dibuje el circuito de la Figura 1 con indicaciones de tierra.
II. CIRCUITO PARALELO
1. Del circuito de la Figura 1: 
a) Calcule la resistencia total : RT = ____________________kohms
b) Calcule la corriente total : IT = _____________________mA
2. Construya el circuito. Ajuste la fuente hasta obtener una lectura de 15 V en el voltmetro, entre el punto A y F.
Figura 1
 (
-
) (
+
) (
I
T
)
3. Mida el voltaje en cada resistencia:
a) VR1 = ______________ V.
b) VR2 = ______________ V.
c) VR3 = ______________ V.
d) VR4 = ______________ V.
4. Mida la corriente en los puntos B, C, D y E indicados en el circuito. Observe que el punto A es diferente del punto B. La Figura 2ª muestra la forma de conectar el amperímetro.
Figura 2
 (
A
) (
B
) (
-
) (
+
) (
 I
B
 
) (
 I
B
 
) (
R
1
 = 1K
) (
R
1
 = 1K
)
 (
Regrese su fuente de energía a 0V
)
a) IA = ______________ mA.
b) IB = ______________ mA.
c) IC = ______________ mA.
d) ID = ______________ mA.
e) IE = ______________ mA.
f) ¿Cómo es el voltaje en cada una de las resistencias con respecto al voltaje total, medido éste entre las puntos A y F? ________________________________________________________________ __________________________________________________________________
g) ¿Cómo es la corriente para cualquier trayectoria del circuito con respecto a la corriente total medida (IA)? ____________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________
h) Sume la corriente en cada una de las trayectorias (resistencias) del circuito y compárelas con la corriente total en el punto A. ¿Son iguales? Si: ______No _____ ¿Por qué? ____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Con el amperímetro en el punto A y el voltímetro entre A y F ajuste la fuente de energía a 15V.
6. Agregue la resistencia de l K ohm en paralelo al circuito.
a) ¿Qué ocurre con la corriente? __________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________
b) ¿Qué ocurre con el voltaje? ___________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Desconecte del circuito, una a una, la resistencia del K ohm que conectó en el punto anterior, R4, R3 y R2.
a) En esta ocasión, ¿qué ocurrió con la corriente? ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________
b) ¿Qué ocurrió con el voltaje? ___________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________
Regrese la fuente de energía a 0 volts. Desarme el circuito.
8. Responda las siguientes preguntas:
a) En un circuito paralelo en general, ¿cómo es la corriente? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________
b) Y, ¿cómo es el voltaje? _____________________________________________ __________________________________________________________________
c) Exprese estas características en forma matemática: Para la corriente: __________ __________________________________________________________________ Para el voltaje: ______________________________________________________
d) Conforme se quitaban resistencias, en el punto 7 resultaba: - La resistencia total: __________________________________________________________________ - La corriente total medida: ____________________________________________ - El voltaje en cada resistencia: _________________________________________ 
Efectivamente, al quitar una a una las resistencias, la resistencia total va en aumento, la corriente disminuye, el voltaje de alimentación y las caídas del voltaje se mantienen constantes; lo que implica que para los circuitos en paralelo también se cumple la Ley de Ohm.
e) ¿Qué ocurre al circuito cuando una de las resistencias se cortocircuita? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
f) ¿Qué ocurre con el circuito cuando la resistencia se abre?._______________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________
g) Enumere 3 aplicaciones de circuitos en paralelo, y justifique su uso. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
III. CIRCUITO SERIE - PARALELO
1. Vuelva a dibujar el circuito de la Figura 1, de tal forma que se localicen fácilmente las resistencias que estén conectadas en paralelo.
Figura 1
 (
R
3
=330
) (
R
4
=220
) (
R
5
=100
) (
R
1
=100
) (
R
2
=220
) (
E = 20 V
) (
R
6
=100
)
2. Calcule las resistencias en paralelo y anote sus resultados: RT1 = ___________ ohms RT2 = _______________ ohms.
3. Calcule la resistencia total y la corriente total del circuito para una fuente de energía de 20 V. Anote sus resultados. RT = _______________ ohms, IT = ___________mA.
4. Construya el circuito y compruebe que los cálculos realizados en los puntos 2 y 3 son correctos. RT1 = _______________ ohms.		RT2 = ______________ ohms RT = _______________ohms		IT = __________________mA.
5. Calcule el voltaje en cada resistencia. Considere a las resistencias en paralelo como su equivalente (RT1 y RT2) y compruebe sus cálculos realizando las mediciones convenientes.
Valores calculados:					Valores medidos:
VRT1 = _________________V			VRT1 = ____________________V
VRT2 = _________________V			VRT2 = ____________________V
VR6 = _________________V			VR6 = ____________________V
6. Calcule la corriente que circula a través de cada una de las resistencias del circuito:
I1 = ____________________ mA		I4 = ____________________ mA
I2 = ____________________ mA		I5 = ____________________ mA
I3 = ____________________ mA		I6 = ____________________ mA
7. Compruebe los cálculos de corriente midiéndolos en el circuito.
I1 = ____________________ mA		I4 = ____________________ mA
I2 = ____________________ mA		I5 = ____________________ mA
I3 = ____________________ mA		I6 = ____________________ mA
8. Escriba la ecuación de la corriente total en relación a las 6 corrientes medidas y compruebe que sus mediciones son correctas: _______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Escriba la ecuación del voltaje totalen relación a los 6 voltajes y compruebe que sus valores medidos son correctos: _______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Proponga una metodología para la resolución de problemas con circuitos Serie- Paralelo. _____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
10. ¿Qué consideraciones de potencia deben hacerse en un circuito Serie-Paralelo? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
CONCLUSIONES: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
BIBLIOGRAFIA
· CHESTER L. DAWES
Tratado de Electricidad
Tomo I y II