Circuitos

Objetivos:

• Evaluar experimentalmente las reglas de Kirchhoff.

• Formular el algoritmo mediante el cual se obtiene la resistencia equivalente de dos o más resistores en serie y paralelo.

Introducción:

Un circuito eléctrico está compuesto normalmente por un dos tipos de elementos los cuales se clasifican en activos que generan energía eléctrica (por ejemplo baterías) yde elementos pasivos que consumen dicha energía (por ejemplo resistencias) conectados entre sí.

Las magnitudes que se utilizan para describir el comportamiento de un circuito son la Intensidad de la Corriente Eléctrica y el Voltaje o caída de potencial. Estás magnitudes suele representarse, respectivamente, por I y V y se miden en Amperios (A) y Voltios (V) en el Sistema Internacional deUnidades respectivamente.

Los Amperímetros (aparatos para medir la intensidad de corriente) se intercalan en SERIE con los elementos incluidos en la rama donde se quiere medir que corriente pasa.

Los Voltímetros (aparatos para medir la diferencia de potencial) se conectan en PARALELO entre los puntos donde quiere medirse el voltaje.

En ocasiones, cuando se dispone sólo deVoltímetros como aparato de medida, para medir corrientes puede intercalarse una pequeña resistencia (r) en la rama correspondiente y medir el voltaje (v) que cae en ella, la corriente resultante se calcula por medio de la ley de Ohm:

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Leyes de Kirchhoff para el análisis de circuitos:

La ley de nodos proviene de la conservación de la carga ydice, esencialmente, que la suma de las corrientes que llegan a un nodo es cero; es decir que el toral de corriente que entra, es igual al total de corriente que sale del nodo.

La ley de mallas establece que la suma de las diferencias de potencial a lo largo de una malla (trayectoria cerrada) debe ser igual a cero.

Asociación de elementos en serio y en paralelo:

Se dice quevarios elementos están en SERIE (ver figura 1) cuando están todos en la misma rama y, por tanto, atravesados por la misma corriente. Si los elementos en serie son resistencias, ya se ha visto que pueden sustituirse, independientemente de su ubicación y número, por una sola resistencia equivalente a la suma de todas ellas. En esencia lo que está diciendo es que la dificultad total al paso de lacorriente es la suma de las dificultades que individualmente presentan los elementos componentes.

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Por otra parte, se dice que varios elementos están es PARALELO cuando la caída de potencial entre todos ellos es la misma. En este caso la diferencia de potencial entre cualquiera de las resistencias es V, lo cual significa que alhaber tres caminos alternativos para el paso de corriente, la facilidad de paso (conductancia) ha aumentado: la facilidad total es la suma de las facilidades.

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Figura 1: circuito en serie y en paralelo.

Equipo y materiales:

• 2 sensores de Voltaje Ci 6503

• Tablero de pruebas (protoboard)

•Resistencias (6 con valor entre 10 kΩ y 30 kΩ, tres tipos diferentes)

• Cables de conexión (15 puentes, 4 banana-banana, 4 banana-lagarto)

• Fuente de corriente directa (que suministre entre 0V y 10V)

• Multímetro (que permita medir voltaje, resistencia y corriente)

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Figura 2: sensores de voltaje, protoboard, multímetro y resistencias.Procedimiento:

1. En el tablero de conexiones, cree un circuito en serie con dos resistencias (recuerde que la tercera banda debe ser igual para las dos resistencias).

2. Conecte la fuente de poder al tablero.

3. Encienda la fuente y haga variar el voltaje de 1 en 1 hasta llegar a los 10 voltios, en cada caso mida la corriente en R1 y R2, para ello conecte entre los extremos de cada...