Universidad Nacional “Pedro

Ruiz Gallo”Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

CONEXIÓN SERIE –PARALELO

Laboratorio Nº 04

Asignatura : Laboratorio De Circuitos Eléctricos I

Docente : Lic. Gutiérrez Atoche Egberto S.

Alumno : Rubio Benavides Gleyser

Código : 120546 - A

.

Lambayeque 06 Agosto 2014

CONEXIÓN SERIE-PARALELO

I. OBJETIVO:

Determinar las características de los elementos cuando los elementos están

conectados en serie o en paralelo.

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 1

II. FUNDAMENTO TEORICO:

CIRCUITO EN SERIE.

En un circuito en serie la corriente es la misma en cualquier elemento del mismo.

Consideremos el siguiente circuito.

v1

v2

v3

+V R2

R3

R1

La caída de tensión en cada resistor se puede calcular por la ley de ohm tal como

sigue.

V1 =IR1 V2 =IR2 V3 =IR3

La suma de las 3 caídas de tensión debe ser igual a la tensión aplicada E.E =V1 +V2+ V3

Si sustituimos las ecuaciones anteriores.

IRequi.= IR1 +IR2+ IR3 IRequi.=I (R1+ IR2+ IR3) Requi.= R1+ R2+ R3

v2

+V

R2

En general para N resistores en serie, la resistencia total RT será.

RT = R1+ R2 + R3+…+RN.

CIRCUITO EN PARALELO. En un circuito en paralelo la tensión es común. Consideremos el circuito.

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v2E R3R1+

R2

Como la tensión es la misma entre los extremos de cada resistor; las corrientes de las ramas son las son:

I1= E/R1; I2= E/R2; I3= E/R3.

La corriente (IT) que provee las baterías es igual a la suma de las corrientes de las tres ramas y se expresa por.

IT = I1+ I2+ I3.

Sustituyendo las ecuaciones anteriores.

ESTRUCTURAS DE CIRCUITOS

Los elementos de circuito se pueden conectar de diferentes formas, hay dos

formas de conexión que son las más usadas y básicas en el análisis de circuitos.

CIRCUITO EN SERIE

Dos elementos o circuitos están conectados en serie cuando son los dos únicos

elementos que están conectados a un nodo. Como consecuencia de la ley de

Corrientes de Kirchhoff las corrientes en dos o más elementos en serie son iguales:

IA = IB

El circuito A está en serie con el circuito B.

Es de tener en cuenta un caso como el siguiente:

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El elemento A no está en serie con B (A y B no

son los únicos dos elementos en el nodo), ni en

serie con C (A y C no son los únicos dos

elementos en el nodo), pero A está en serie con

el circuito formado por B y C, la corriente IA es

entonces igual a la corriente total IX en el circuito

de B y C.

CIRCUITO EN PARALELO

Dos elementos o circuitos están conectados en paralelo cuando los terminales de

ambos elementos están conectados a dos nodos comunes. Como consecuencia de

la ley de Voltajes de Kirchhoff los voltajes en dos o más elementos en paralelo son

iguales:

VA = VB

El circuito A está en paralelo con el circuito B.

Es de tener en cuenta un caso como el siguiente:

El elemento A no está en paralelo con B (el

nodo inferior de A no es el nodo inferior de B), ni

en paralelo con C (el nodo superior de A no es

el nodo superior de B), pero A está en paralelo

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 4

con el circuito formado por B y C, el voltaje VA es entonces igual al voltaje total VX

en el circuito de B y C.

LIGHT EMITTER DIODE. (Diodo emisor de Luz)

Si alguna vez ha visto, unas pequeñas luces de diferentes colores que se

encienden y apagan, en algún circuito electrónico, sin lugar a dudas ha visto el

diodo LED en funcionamiento.

El LED es un tipo especial de diodo, que trabaja como un diodo común, pero

que al ser atravesado por la corriente eléctrica emite luz.

Existen diodos LED de varios colores y estos dependen del material con el cual

fueron construidos. Hay de color rojo, verde, amarillo, ámbar, infrarrojo.

Debe de escogerse bien la corriente que atraviesa el LED para obtener una buena

intensidad luminosa. El LED tiene un voltaje de operación que va de 1.5 V a 2.2

voltios. Aproximadamente y la gama de corrientes que debe circular por el de 10

mA a 20 mA en los diodos de color rojo y de entre 20 mA Y 40 mA para los otros

LEDS.

Los LEDS tienen enormes ventajas sobre las lámparas indicadoras comunes, como

son su bajo consumo de energía, su mantenimiento casi nulo y con una vida

aproximada de 100,000 horas. Se presenta el símbolo que lo representa.

Aplicaciones tiene el diodo LED

Se utiliza ampliamente en aplicaciones visuales, como indicadoras de cierta

situación específica de funcionamiento. Ejemplos:

Se utilizan para desplegar contadores

Para indicar la polaridad de una fuente de alimentación de corriente

directa.

Como sistema de señalización.

Como el sintonizador de un aparato de radio.

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 5

Una disposición de siete LED en forma de ocho puede utilizarse para

presentar cualquier número del O al 9. Esta disposición suele

emplearse en calculadoras y relojes digitales.

Sus desventajas son que su potencia de iluminación es tan baja, que su luz

es invisible bajo una fuente de luz brillante y que su ángulo de visibilidad está entre

los 30° y 60°. Este último problema se corrige con cubiertas difusores de luz

Diodo LED

Led 3mm Led 5 mmLed 10

mm

Led

bicolor y

tricolor

5mm

Led 2x5

rectangular

Led 5x5

cuadrado

Led

"piraña"

ENCAPSULADO DE LOS LEDS

Existen numerosos encapsulados disponibles para los leds y su cantidad se

incrementa de año en año a medida que las aplicaciones de los leds se hacen mas

específicas.

Por ahora nos detendremos a estudiar las partes constitutivas de un led a través de

la figura la cual representa tal vez el encapsulado más popular de los leds que es el

T1 ¾ de 5mm. De diámetro.

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FUNCIONAMIENTO FÍSICO DE UN LED.

Al polarizar directamente un diodo LED (fig.09 y 10) conseguimos que por la unión

PN sean inyectados huecos en el material tipo N y electrones en el material tipo P;

produciéndose, por consiguiente una inyección de portadores minoritarios.

Diodo emisor de luz con la unión polarizada en sentido directo

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 7

Diodo emisor de luz con la unión polarizada en sentido directo.

Cuando estos portadores se recombinan, se produce la liberación de una cantidad

de energía proporcional al salto de banda de energía del material semiconductor.

Una parte de esta energía se libera en forma de luz, mientras que la parte restante

lo hace en forma de calor, estando determinadas las proporciones por la mezcla de

los procesos de recombinación que se producen.

La energía contenida en un fotón de luz es proporcional a su frecuencia, es decir,

su color. Cuanto mayor sea el salto de banda de energía del material

semiconductor que forma el LED, más elevada será la frecuencia de la luz emitida.

En la figura se indica el uso del LED:

a) Circuito básico b) circuito práctico.

III. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES:

UNA FUENTE DE PODER.

Unidad que suministra potencia eléctrica

a otro, generalmente, circuito que acepta

corriente alterna y lo convierte en corriente

directa que se regula con precisión suficiente

para impulsar circuitos electrónicos y mantiene

una salida de voltaje constante dentro de

ciertos límites. Para la mayor parte de la electrónica, la fuente de alimentación es

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 8

el voltaje de línea (117V a 220V, 60Hz) casi todos los circuitos electrónicos

actuales requieren bajo voltaje de Corriente directa, comunes de 28V o menos.

Actualmente, hay tres planteamientos de diseño diferentes para proporcionar

esta corriente directa regulada:

La fuente regulada en serie o lineal la fuente ferroresonante y la fuente

conmutada. Fuente de energía que proporciona potencia para la operación de

aparatos eléctricos.

UN PROTOBOARD.

El protoboard está dividido en dos

áreas principales que son los buses

y las pistas.

Los buses tienen conexión y por

ende conducen a todo lo largo

(aunque algunos fabricantes dividen

ese largo en dos partes).

Las líneas rojas y azules te indican

como conducen los buses. No existe

conexión física entre ellos es decir,

no hay conducción entre las líneas

rojas y azules.

En los buses se acostumbra a conectar la fuente de poder que usan los circuitos

o las señales que quieres inyectarles a ellos desde un equipo externo.

Por su parte, las pistas (en morado) te proveen puntos de contacto para los pines

o terminales de los componentes que colocas en el protoboard siguiendo el

esquemático de tu circuito, y conducen como están dibujadas. Son iguales en

todo el protoboard. Las líneas moradas no tienen conexión física entre ellas.

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 9

SEIS DIODOS LED DE COLOR ROJO, VERDE Y AZUL

TRES RESISTORES DE CARBÓN 330 ΩX 1/2 W.

Los resistores son los componentes que más se encuentra en los aparatos

electrónicos como los radios, televisores, amplificadores y son los más bajo de

costo.

Su función básicamente, los resistores se utilizan para limitar o controlar la

corriente en los circuitos. Los resistores vienen en muchos tamaños y formas y se

dividen en dos tipos principales: resistencias fijas y resistencias variables.

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 10

UN MULTITESTER DIGITAL: YU FUN - 3503

El multitester digital es un instrumento portátil que se utiliza como:

Ohmímetro voltímetro de C.D. y C.A., amperímetro de C.A/C.D.(uA y mA) y

también mide diodos semiconductores.

CINCO RESISTORES DE CERAMICA

PANEL DE PRUBA

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 11

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Medir con el ohmímetro los valores de los resistores que vas a utilizar.

2. Conectar los tres diodos en serie además en serie un resistor de carbón

de… Ω para evitar que los diodos se quemen.

3. Regular la fuente E a una tensión de… V (Valor opcional), mide la corriente

en el circuito, y el valor de la tensión en cada diodo y anótelos en la tabla #

01. Verificar, si se cumple la respectiva suma de tenciones en el circuito en

serie.

V 1=V R+V D1+V D 2+V D3

V1 = 1V

V2 = 2 V

V3 = 3V

E = V1 + V2 + V3 = 5 V

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica

+ V15V

D1Rojo

D2Azul

D3verdeR1

0.23k

12

I(mA) V

R1: Rojo 10.48 1

R2: Azul 10.48 2

R3: Verde 10.48 3

TABLA N 01

4. coloque los LED en paralelo (asegúrese que cada diodo tenga, si es posible,

un resistor de disipación de corriente)

5. Mida los valores de la corriente en cada diodo, y anote en la tabla 02.

D I(ma) V

D1: Azul 1.02 4.1

D2: Verde 0.09 4.1

D3: Azul 1.08 4.1

I T=I 1+ I 2+ I 3

I T=1.02+0.09+1.08

I T=2.19

6. Saque del ckto un LED que sucede con el resto del ckto, ¿cuál es el

valor de la corriente?

Se sabe que cuando se saca un diodo del circuito, este queda abierto, por lo tanto

por dicho circuito la corriente es cero.

I = 0

7. armar el circuito mixto en el panel de prueba.

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R10.23k

D1azul

D2Verde

D3Azul

+ V14.1V

13

R5100k

R4150k

R3100k

R1220k

R20.1k

+ V110V

8. Hallar el valor de cada resistencia

R1: 5W 220ΩK

R2: 5W 100Ω

R3:10W 100RK

R4:10W150ΩK

R5:10W100RK

9. Medir voltaje y corriente encada resistencia.

R V I(mA)

R1 3.3 3.18

R2 1.5 3.18

R3 0.5 3.56

R4 0.5 3.56

R5 0.5 5.33

V. CUESTIONARIO:

1. ¿Cuál es la máxima Corriente que pueden soportar los diodos LED?

Es la intensidad de corriente máxima que puede conducir el diodo sin fundirse por

el efecto Joule. Dado que es función de la cantidad de calor que puede disipar el

diodo, depende sobre todo del diseño del mismo.

La gama de corrientes que debe circular por el LED va de 10 mA a 20 mA

en los diodos de color rojo y de entre 20 mA Y 40 mA para los otros LEDs.

Color Caída de tensión Intensidad máxima Intensidad media

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 14

( VLED ) V ( ILED ) mA ( ILED )mA

Rojo 1.6 20 5 – 10

Verde 2.4 20 5 – 10

Amarillo 2.4 20 5 – 10

Naranja 1.7 20 5 – 10

2. ¿Cómo evitas que el Diodo LED no soporte más de la corriente

permitida?

Para evitar que un diodo LED no soporte más de la corriente permitida se le

anteponga una resistencia cuyo valor óptimo oscila entre 330Ω y 1000Ω

3. ¿Se puede hablar de intensidad de corriente sin que exista voltaje?

No se puede hablar de intensidad de corriente sin que exista voltaje, ya que

para que exista un flujo de electrones (intensidad de corriente) debe

necesariamente haber una diferencia de potencial.

4. ¿Se puede hablar de voltaje sin que exista intensidad de corriente?

Si se puede hablar de voltaje sin que exista corriente puesto que si no

tenemos carga o no circulara corriente eléctrica, pero sin embargo puede estar

presente un voltaje.

La tensión siempre está presente, que vendría a ser la tensión de línea (220V),

pero no existe corriente a menos que no se conecte una carga.

5. ¿Qué pasa si se conecta un instrumento de medida con la polaridad

invertida? Analice los dos casos (instrumentos analógicos e

instrumentos digitales).

Para el caso de un instrumento analógico si se conecta los terminales en

polaridad invertida la aguja de dicho instrumento marcaría para el lado negativo de

la pantalla, o sea para lado de los valores negativos.

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 15

Para el caso de los instrumentos digitales sucede lo siguiente: La pantalla

indica la polaridad de la medida, el signo menos (-) delante del valor medido indica

que la polaridad está invertida.

6. ¿Qué es un Cortocircuito? Haga un esquema del mismo. He ilustre con

ejemplos reales de dicha situación.

Un corto circuito es cuando la corriente tiende al infinito cuando la

resistencia es demasiado pequeña. Un cortocircuito se produce cuando la

resistencia de un circuito eléctrico es muy pequeña, provocando que el valor de la

corriente que circula sea excesivamente grande, debido a esto se puede llegar a

producir la rotura de la fuente o la destrucción de los cables.

Corto circuito es sinónimo de que no circula corriente

Contacto de la fase y neutro en una instalación domiciliaria se debe cuando los conductores se encuentran desnudos o se recalientan por sobrecarga en el circuito.

7. ¿Qué es un Circuito Abierto? Haga un dibujo donde se ilustre dicha

situación.

Un circuito abierto es un circuito en el cual no circula la corriente eléctrica

por estar éste interrumpido o no comunicado por medio de un conductor eléctrico.

El circuito al no estar cerrado no puede tener un flujo de energía que permita a una

carga o receptor de energía aprovechar el paso de la corriente eléctrica y poder

Ingeniería Mecánica Y Eléctrica 16

cumplir un determinado trabajo. El circuito abierto puede ser representado por una

resistencia o impedancia infinitamente grande.

Ejemplos de esta situación es un interruptor en la posición de off, un

tomacorriente. Dos sin conexión a mas elementos.

VI. CONCLUSIONES:

Al finalizar la cuarta

práctica llegamos a las

siguientes conclusiones:

Una conexión (serie-paralelo) de resistencias y diodos no cumplen

Con las leyes de Kirchhoff para los diodos porque no se obtienen los voltajes y

corrientes como nos anuncia dichas leyes mientras para las resistencias si

Cuando al variar la conexión delta a estrella se obtienen diferentes valores

de corriente y voltaje, debido a que invertimos los valores de las resistencias.

Llegamos también a una conclusión muy importante, cuando conectamos en

serie una resistencia con tres diodos en paralelo, si la resistencia tiene un alto

valor óhmico al hacer pasar corriente de la fuente al circuito, los diodos tienden a

disminuir su poder de iluminación; y si conectamos una resistencia de muy bajo

valor óhmico quemara a los diodos.

Al colocar diodos LED en reemplazo de resistencia, al medir la corriente en

cada diodo la sumatoria de las corrientes con la total no se cumple.

Es importante utilizar instrumentos eléctricos para la medición, pero siempre

teniendo en cuenta sus respectivas polaridades.

Es importante regular con la mayor exactitud posible el valor que

necesitamos de la fuente de alimentación, para así no tener mucho error de

medición.

Asegurarse siempre que los terminales del instrumento digital estén bien

ubicados, el terminal negro debe ir el lado común y el terminal rojo se ubicará en el

lado donde está el símbolo del parámetro que deseamos medir.

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VII. RECOMENDACIONES:

1.-Por lo general no usar valores de resistencias que varíen mucho en su valor,

Para la práctica fue conveniente utilizar valores de resistores no muy diferentes.

2.- Tener siempre en cuenta la polaridad de los diodos LED ya que de ella

dependerá la emisión de luz.

VIII. BIBLIOGRAFÍA

Guía de Práctica de Laboratorio de Circuitos. Lic. Serafín Gutiérrez Atoche

Circuitos Eléctricos – Joseph A. Edminister

Circuitos Eléctricos I – Ing. Morales G.

Análisis de Circuitos Eléctricos – Benjamín Zeines.

Análisis de Circuitos Eléctricos – DORF

ANALISIS DE CIRCUITOS DE INGENIERIAW. H. Hayt, Jr. Y L.E. Kemmerly

5° Edition. Ed. Mc. Graw Hill, 1995.CIRCUITOS ELECTRICOSJ. W. Nilsson.

Ed. Addison Wesley Iberoamericana

Guía de práctica SERAFIN GUTIERREZ ATOCHE

Guía para Mediciones Electrónicas – Y prácticas de Laboratorio STANLEY

WOLF RICHARD FM SMITH

ANALISIS BASICO DE CIRCUITOS ELECTRICOS D.E. Jonson, J.L. Hilburn

y J.R. Johnson. Ed. Prentice Hall.

Análisis de Circuitos Eléctricos.- Benjamín Zeines.

http://www.cienciasmisticas.com.ar/electronica/rlc/resistores/index.php

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