Circutos en serie

I.T.A. Fundamentos Físicos de la Ingeniería Práctica 19. Circuitos de corriente continua.

Práctica 19. CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA

OBJETIVOS Estudiar las asociaciones básicas de elementos resistivos en corriente continua: conexiones en serie y en paralelo. Comprobar experimentalmente las leyes de Kirchhoff. MATERIAL • • • • Fuente de alimentación (c.c.) Resistencias Polímetro Cables deconexión

FUNDAMENTO TEÓRICO Conexión de resistencias en serie.- Se dice que un conjunto de resistencias están conectadas en serie cuando presentan un trayecto único del paso de la corriente (fig. 19-1). La misma intensidad de corriente I circula a través de cada una de las resistencias conectadas en serie, pero entre los extremos de cada resistencia hay una caída de potencial diferente. Sientre los puntos a y b de la figura 19-1 se aplica una d.d.p. V, las caídas de potencial en cada resistencia son proporcionales a sus resistencias respectivas: V1 = I R1 ; V2 = I R2 ; V3 = I R3 I

Figura 19-1 Como

V ab = V 1 + V 2 + V 3

(19-1) 77

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se debe cumplir

R = R1 + R 2 + R 3

(19-2)de modo que la resistencia equivalente de varios conductores dispuestos en serie es igual a la suma de sus resistencias. Conexión de resistencias en paralelo.- Se dice que varios conductores están conectados en paralelo o derivación cuando todos I parten de un mismo punto a y terminan en un mismo punto b, como se muestra en la figura 19-2. La misma d.d.p. existe entre los extremos de cada uno delos conductores conectados en paralelo, pero cada uno estará atravesado por una corriente diferente. Si entre los puntos a y b de Figura 19-2 la figura 19-2 se aplica una d.d.p. Vab, la intensidad que circulará por cada conductor será inversamente proporcional a su resistencia respectiva.

V ab = I 1 R1 = I 2 R 2 = I 3 R 3
Como

(19-3)

I = I1+ I 2 + I 3
se debe cumplir

(19-4)

1 1 1 1= + + R R R 2 R3

(19-5)

de modo que la suma de los valores recíprocos de cada unos de los resistores conectados en paralelo es igual al valor recíproco de la resistencia equivalente de la agrupación. Conexión de resistencias en serie-paralelo.- La figura 19-3 representa una asociación serie-paralelo de resistencias. En este circuito, R1 está en serie con R2 y equivalen a una resistencia R12= R1+R2, que a su vez está en paralelo con R3, y equivale a una resistencia R12,3 tal que y esta resistencia equivalente R12,3 está en serie con la R4, de modo que la resistencia equivalente de toda la asociación es R(12,3)4 = R12,3 + R4. (19-6)

Naturalmente, las propiedades de las asociaciones en serie y en paralelo lo serán también de cada una de las "subasociaciones" de la asociaciónserie-paralelo. 78

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c Figura 19-3

Leyes de Kirchhoff.- Para averiguar como se distribuyen las corrientes en una red de conductores se recurre a las leyes de Kirchhoff. Antes de enunciarlas recordaremos lo que se entiende por nudo, rama y malla en una red. En una red, se llama nudo a todo punto dondeconvergen tres o más conductores. Constituyen una rama todos los elementos (resistencias, generadores, ...) comprendidos entre dos nudos adyacentes. Constituye una malla todo circuito (cerrado) que pueda ser recorrido volviendo al punto de partida sin pasar dos veces por un mismo elemento. Evidentemente, la intensidad de la corriente será la misma en cada uno de los elementos que integran una rama. Paralos nudos y las mallas tenemos las siguientes leyes: Primera ley de Kirchhoff (ley de los nudos).- Si consideramos positivas las intensidades de corriente que se dirigen hacia un nudo y negativas las que parten del mismo, se cumple que:

Σ I =0

(19-7)

es decir, la suma algebraica de las intensidades de las corrientes que convergen en un nudo es cero. Esta ley expresa simplemente que, en...