Pontificia Universidad Católica Madre y MaestraFacultad de Ciencias de la Ingeniería

Departamento de Ingeniería Electrónica y Electromecánica

Asignatura : Laboratorio de Ingeniería Eléctrica

Clave : ST-IEM-315-P-074

Práctica No. : 3

Título : Exploración de Circuitos en Serie y Paralelo Usando Bombillos

Presentado Por : Lucas B. Gómez Luciano [2006-0778]

Mesa No. : 1

Co-Participantes : Pilar Terrero [2005-0541]Vianna Núñez [2005-0556]Lenin Ferreira [2006-0856]

Profesor : Ing. Pedro T. Montán V.

Fecha Realización : Septiembre 22, 2010

Fecha Entrega : Septiembre 29, 2010

Santiago, República Dominicana

Índice

• Objetivos --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3• Materiales y Equipos Utilizados ----------------------------------------------------------------------------------- 3• Teoría Relacionada ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 4• Procedimiento y Desarrollo ------------------------------------------------------------------------------------------ 6• Análisis de Resultados ----------------------------------------------------------------------------------------------- 9

Objetivos:

(a) Explorar lo que pasa con los parámetros del circuito (corriente, voltaje y resistencia) cuando las cargas son conectadas de diferentes formas.

Materiales Utilizados:

Equipo Modelo Número de Inventario

Fuente de Voltaje LabVolt 374X No lo Tiene

Bombillos 100Watts / 120VAC No lo Tiene

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Teoría Relacionada:Hasta la práctica pasada hemos visto varias herramientas para el estudio de circuitos eléctricos como son: la Ley de Ohms y las Leyes de Kirchoff, ahora bien, ¿se aplican estas dos leyes de manera constante sin importar las condiciones en las que se encuentre el circuito a estudiar?

La respuesta a esa pregunta es si y no al mismo tiempo, ¿por qué? Sencillo: las leyes siempre se utilizan de la misma forma – precisamente por eso se llaman leyes – pero al mismo tiempo no porque las condiciones del circuito hacen que los valores de voltaje y corriente varíen. Las dos distintas versiones de configuración son circuitos en serie y circuitos en paralelo. Veamos esto en detalle:

Circuitos en Serie: Un circuito esta conectado en serie cuando a través de todos sus elementos circula la misma corriente eléctrica.

−VV R1V R2=0

V=V R1V R2

V=I T∗R1I T∗R2

V=I T [R1R2]

I T=V

R1R2

Como veíamos en la teoría de la práctica pasada, si decidimos resumir esas resistencias en una sola lo haríamos de esta manera:

−V=V EQ=0

V=V REQ

V=I T∗REQ

I T=VREQ

Uniendo las dos ecuaciones y resumiendo tenemos esto:

VR1R2

=VREQ

REQ=R1R2

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Circuitos en Paralelo: es aquel en el que todos los elementos de circuitos tienen el mismo voltaje.

V=V R1=V R2

−I TI 1I 2=0

I T=I 1 I 2

I T=VR1

VR2

I T=V R1V R2

R1R2

I T=V R1R2

R1R2

De la misma manera, si decidimos resumir esas resistencias en una sola lo haríamos de esta manera:

−V=V EQ=0

V=V REQ

V=I T∗REQ

I T=VREQ

Nueva vez, reunimos las dos ecuaciones y el resultado es:

VREQ

=V R1R2

R1∗R2

REQ=R1∗R2R1R2

1REQ

=1R1

=1R2

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Procedimiento:

(a) Componentes en Serie: Arme el circuito de la figura.

Circuito 1

(1) Compare las luminosidades de los bombillos, Son iguales.

(2) ¿Que sucede si se floja una de los bombillos? Se apagan los dos.

(3) A partir de las observaciones anteriores, ¿puede concluir que los bombillos están conectados en serie? ¿Por qué? Si, por que por ambos circula la misma corriente, al desconectar uno de los dos estamos abriendo el circuito.

(4) Dibuja un circuito con tres bombillos en serie. Arme el circuito y repita las observaciones 2 y 3.

Circuito 2

(2a) – Son iguales pero la luminosidad es más baja.(3a) – Se apagan los tres.

(5) ¿En cuál de los dos circuitos (con 2 o con 3 bombillos) es mayor la luminosidad de los bombillos? En el circuito con dos bombillos.

(6) ¿Puede explicar la diferencia? Como el circuito está en serie el voltaje se divide entre la cantidad de elementos que hay en él, así que mientras más carga hay, menos voltaje le toca a cada elemento de circuito.

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(b) Componentes en Paralelo

(1) Arme el circuito de la figura.

Circuito 3

(2) Compare la luminosidad de los dos bombillos. Es igual, muy intensa.

(3) ¿Qué diferencia existe entre esta conexión y la conexión en serie de dos bombillos?Todos los bombillos tienen el mismo voltaje, por lo tanto la luminosidad es mayor.

(4) La corriente que circula con los dos bombillos en paralelo, ¿es mayor o menor que la corriente por los dos bombillos en serie? Es mayor.

(5) Dibuje un circuito con tres bombillos en paralelo. Arme el circuito y repita el punto 2.

Circuito 4(2a) – Son iguales

(6) Basado en las observaciones realizadas, ¿Cómo estarán los bombillos de su casa conectados? ¿Cómo los bombillos de un árbol de Navidad? Los bombillos de nuestras casas están conectados en paralelo, de no ser así la casa se “apagaría” al quemarse un bombillo, mientras que los bombillos del árbol de Navidad están en serie, ya que si quitamos uno generalmente se apaga un bloque.

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(c) Componentes en Serie y Paralelo:

(1) Arme el circuito de la figura.

Circuito 5

(2) Observe la luminosidad relativa de los bombillos en el circuito. ¿Cuál ilumina más? ¿Qué puede deducir de esto? B1 ilumina más, porque la I que pasa por ése bombillo es Is mientras que esa Is se divide a la hora de llegar a B2 y B3.

(3) Afloje el bombillo B1, ¿Que pasa? ¿Está el bombillo B1 en serie con el bombillo B2 y/o con el bombillo B3? Justifique su respuesta. Todos los bombillos se apagan. Podría decirse que el bombillo B1 está en serie con el conjunto de bombillos que forman B2 y B3, no está en serie sólo con uno de ellos ya que no cumple con la definición de que pasa por ellos la misma corriente.

(4) Afloje el bombillo B2, (antes apriete el bombillo B1) ¿Qué pasa? Está B1 en serie con B3? Si, ya que abrimos el circuito y es como si quitáramos el bombillo del circuito así que nos quedan dos bombillos en serie.

(5) Afloje los bombillos B2 y B3 simultáneamente, ¿Qué sucede? Todos se apagan, porque al quitar B2 y B3 estamos eliminando el camino de retorno de la corriente, en otras palabras, estamos abriendo el circuito y por consiguiente se apaga todo el circuito.

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Análisis de Resultados:En esta práctica analizamos los efectos de conectar cargas tanto en serie como en paralelo, y como se comportan al combinar estas dos configuraciones de circuito.

Pudimos observar como se cumple la teoría al ver como en el circuito conectado en serie la iluminación de los bombillos era tenue y era igual mostrando como el voltaje se divide para la cantidad de elementos de circuitos que estén conectados en esa red – al conectar el tercer bombillo fue confirmado ya que bajó la intensidad aun más –.

También fue confirmada la teoría en cuanto a los circuitos en paralelo, ¿en qué sentido? En que el voltaje es el mismo en sus extremos, razón por la cual ambos bombillos – y luego los otros tres – iluminaban bastante y en la misma intensidad todos, también vimos que el circuito en paralelo consume más corriente que un circuito en serie por lo que consume más potencia también.

Algo nuevo fue la combinación de configuraciones de circuito como lo hicimos en la última parte de la práctica. Un circuito donde no había ni serie ni paralelo según las definiciones, y de nuevo se comprobó que la corriente se divide para las configuraciones en paralelo (vimos eso cuando el B 1

iluminaba más que el resto ya que el voltaje para ambos era menor al de la fuente), por eso mismo, no se podría estudiar matemáticamente como paralelo o como serie y aquí es que entran las reducciones que veíamos en la teoría.

En fin, cumplimos con los objetivos de esta práctica y ahora poseemos más conocimiento para aprovechar el uso de las herramientas de análisis de circuito correctamente.

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