Caractersticas de Corriente-Voltaje de Elementos Resistivos S. Saavedra, S. Snchez, j. Kupitraff

Departamento de Biologa

Facultad de Ciencias Naturales y Exactas

Universidad del Valle.

Corriente, voltaje, resistencia, circuito serie, circuito paralelo.

0. Resumen

La practica consisti en medir la corriente y el voltaje de unas resistencias

conectadas en serie de 220 y otras en paralelo de , utilizando una

resistencia variable de y una fuente de voltaje a 10V, comprobando que

dichos circuitos siguen la ley de ohm , por lo tanto son hmicos, y

tambin se comprob que la suma de resistencias en serie de una resistencia

equivalente grande, mientras que la suma de resistencias en paralelo da una

resistencia equivalente pequea..

1. Introduccin

La ley de Ohm es la ley bsica para el flujo de la corriente. La corriente fluye por un circuito elctrico siguiendo varias leyes definidas. George Simon Ohm (1787-1854), fue el creador de esta ley. Ohm fue un fsico alemn conocido por sus investigaciones de las corrientes elctricas. Su formulacin de la relacin entre intensidad de corriente, diferencia de potencial y resistencia contribuye a la Ley de Ohm. La unidad de resistencia elctrica se denomin ohmio en su honor y fue definida en 1893 como la resistencia estndar de una columna de mercurio. Una corriente elctrica es el paso de electrones a travs de un material conductor, la corriente elctrica se puede producir por la accin de un campo elctrico dentro del conductor. El campo elctrico puede existir dentro del conductor debido a que las

cargas elctricas estn en movimiento. La resistencia de un alambre o de otro objeto es la medida de la diferencia de potencial que debe aplicarse a travs del objeto para lograr que se establezca a travs de el una unidad de corriente; las resistencias se pueden clasificar en: resistencias en serie y resistencias en paralelo. Resistencia en serie: cuando al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma corriente. Resistencia en paralelo: cuando tienen dos terminales comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, UAB, todas las resistencias tienen la misma cada de tensin, UAB.

2. Marco terico.

Ley de ohm

Donde V es el voltaje, I es la

corriente elctrica, R la

resistencia.

Ecuacin de una lnea recta

Donde b la pendiente de la recta y

a es el intercepto.

Frmulas de mnimos cuadrados.

Intercepto de la grfica vs

Pendiente de la grfica,

numricamente igual ha R.

Desviacin en el eje y

Desviacin en la intercepcin

Desviacin de la pendiente o el

valor de

Coeficiente de correlacin lineal.

( )( )

Caracteriza el grado dependencia

de la variable y con respecto a la

variable. Si significa que la

correlacin entre e es perfecta

al contrario, si , entre x e y no

hay correlacin. Una correlacin

imperfecta significa que

[1]

Porcentaje de error

Donde es el valor terico de

la resistencia y es valor

obtenido experimentalmente.

Coeficiente de correlacin lineal

( )( )

Donde n es el numero de veces

que se tomo una medida,

es el producto de dos variables

e .

Suma de resistencias en serie

Suma de resistencias en

paralelo

3. Mtodo Experimental

El experimento se llevo acabo

utilizando dos instrumentos de

medida como un voltmetro de

incertidumbre y un

ampermetro de incertidumbre

, los cuales se usaron

para medir el voltaje y la

corriente que circulaban por

unos circuitos resistivos

configurados en serie y paralelo

A) circuitos configurados en

serie.

El primer montaje consisti en

colocar un restato o resistencia

variable en serie con una

resistencia de 220 y medir la

corriente y el voltaje en dicha

resistencia, variando el valor del

restato.

Fig 1. Circuito serie con una sola

resistencia.

El segundo montaje consisti en

agregar otra resistencia de

220 en serie con la primera y

tomar varios valores de corriente

y voltaje para la resistencia

equivalente, variando el valor del

restato.

Fig 2. Circuito serie con 2

resistencias

Para la tercera prueba se agrego

otra resistencia de 220 en serie

con R1 Y R2 y se vario el valor

del restato, y se tomaron varias

medidas.

Fig 3. Circuito con 3 resistencias

en serie.

B) Circuitos en paralelo

Para el primer circuito paralelo

se utilizaron los mismos

instrumentos de medida que en

el apartado anterior, y se dejo el

mismo restato de , pero se

remplazaron la resistencias de

220 por resistencias de 520 ,

debido a que dos resistencias

tenan sus patitas en mal estado

y ello no nos permita seguir

realizando la practica, estas

resistencias se configuraron en

paralelo y se midi el voltaje y la

corriente del circuito.

Fig 4. Circuito paralelo con dos

resistencias de igual ohmiaje

Para el segundo montaje se

adiciono otra resistencia de igual

valor y se vario el restato, y los

y se anotaron los valores de

corriente y voltaje obtenidos.

.Fig 5. Circuito paralelo de tres

resistencias configuradas en

paralelo.

4. Resultados Experimentales

A) Resistencias en serie

Los resultados obtenidos en la

practica de laboratorio para

resistencias en serie fueron

registrados en la tabla 1

(anexo1), las graficas de cada

suma de resistencias se registro

en el anexo 2.

Para determinar

experimentalmente el valores de

la resistencia se utilizo el mtodo

de mnimos cuadrados y dando

para la primera resistencia en

serie

Intercepto:

Pendiente o valor de la

resistencia:

Incertidumbre en y:

Desviacin del intercepto:

(Ec 6)

Desviacin de la pendiente:

Coeficiente de correlacin lineal:

( ) ( )

(

Ecuacin lnea recta:

Porcentaje de error:

Resistencia terica 220

El mismo procedimiento se realizo para

el montaje con mas resistencias en

serie los datos fueron registrados en la

tabla 3(anexo1).

B) Resistencias en paralelo

Los valores obtenidos con las

resistencias en paralelo fueron

registrados en la tabla 2 (anexo

1). Las graficas de cada suma

de resistencias se encuentran en

el anexo (2).

Para determinar

experimentalmente el valores de la

resistencia se utilizo el mtodo de

mnimos cuadrados dando para las

primeras dos resistencias en

paralelo

Intercepto:

Pendiente:

Incertidumbre en y:

Desviacin del intercepto:

(Ec 6)

Desviacin de la pendiente:

Coeficiente de correlacin lineal:

(

Ecuacin lnea recta:

Resistencia equivalente:

Porcentaje de error:

El mismo procedimiento se realizo para

el montaje con mas resistencias en

paralelo los datos fueron registrados en

la tabla 4 (anexo1).

5. Anlisis de resultados

Son los valores obtenidos en la

practica se puede confirmar que

estos circuitos se comportar como

circuitos hmicos debido a que

cumplen la ley de ohm , se

puede observa en el caso de las

resistencias conectadas en serie

que a medida que la corriente

aumenta, el voltaje se incrementa R

veces el valor de la corriente siendo

R el valor de la resistencia, de igual

manera si se realiza el mismo

anlisis para los circuitos en

paralelo se puede inferir que el

mismo resultado. Se puede

observar que la resistencia

equivalente para ambos circuitos es

distinta, mientras que en serie, la

resistencia equivalente se suman

normalmente las resistencias,

dando como resultado una

resistencia equivalente mucho mas

grande que cualquiera de las que

haba anteriormente en el circuito,

en los circuitos conectados en

paralelo, la resistencia equivalente

es mucho menor que cualquiera de

las resistencias de las cuales se

deriva.

Se pudo observar que en los

circuitos conectados en serie la

corriente que circula por todas las

resistencias es la misma debido a

que la corriente solo tiene un

camino por el cual circular.

El pequeo margen de error de la

practica para ambos circuitos nos

permite decir que la practica se

realizo correctamente.

6. Conclusiones

En un circuito serie el voltaje

de cada resistencia es

distinto, a menos que las

resistencias sean del mismo

valor, la suma de los voltajes

de cada resistencia es igual

al voltaje de la fuente de

alimentacin.

En un circuito paralelo la

corriente que circula por cada

resistencia es distinta a

menos que las resistencias

conectadas en paralelo sean

iguales, la corriente total del

circuito es igual a la suma de

las corrientes de cada

resistencia conectada en

paralelo.

El voltaje en resistencias

conectadas en paralelo es el

mismo.

En un circuito serie la

resistencia equivalente es

mucho mas grande que la

cualquiera de las resistencias

de las cuales se deriva, y en

un circuito paralelo la

resistencia equivalente es

menor que cualquiera de las

resistencias de las cuales se

deriva.

7. Bibliografas.

[1] Gua de experimentacin en

fsica para ciencias de la

salud/universidad del valle.

ANEXO1

TABLA 1. Resultados obtenidos en la practica con las resistencias en paralelo

R1 R1 Y R2 R1, R2 Y R3

I(A)

V(V)

V (mV)

I(A)

V(V)

V (mV)

I(A)

V(v)

V (mV)

0,045 9,95 2000 0,0227 9,93 2000 0,0151 9,91 2000

0,032 8,87 2000 0,0182 8,15 2000 0,0132 8,7 2000

0,024 5,24 2000 0,0158 6,87 2000 0,0116 7,68 2000

0,016 3,55 2000 0,0135 5,7 2000 0,0104 6,87 2000

0,014 3,1 2000 0,0118 5,24 2000 0,0094 6,23 2000

0,012 2,68 2000 0,0106 4,67 2000 0,0086 5,69 2000

0,01 2,15 2000 0,0096 4,18 2000 0,0079 5,24 2000

0,009 1,98 2000 0,0088 3,86 2000 0,0074 4,85 2000

0,008 1,8 2000 0,0066 3,07 2000 0,006 3,98 2000

TABLA 2. Resultados obtenidos en la practica con resistencias en paralelo

R1 Y R2 R1,R2 Y R3

I (AMP) I(mA) V(VOL) V(mV) I (AMP) I(mA) V(VOL) V(mV)

0,0383 20 9,98 2000 0,0574 20 9,9 2000

0,0278 20 7,22 2000 0,0366 20 6,34 2000

0,0217 20 5,65 2000 0,0268 20 4,64 2000

0,0179 20 4,64 2000 0,0211 20 3,56 2000

0,0132 20 3,42 2000 0,0174 20 3,02 2000

0,0104 20 2,71 2000 0,0129 20 2,24 2000

0,00794 20 2,07 2000 0,00853 20 1,48 2000

TABLA 3. Valores de mediante mnimos cuadrados circuitos serie

a b sy Sa sb r

R1 -0.157 239,64 0,62 0,3905 17,54 0,981

R1 y R2 0,058 438,05 0,138 0,1335 9,6 0,9985

R!, R2 y R3 -0,019 658,74 0,0395 0,0494 4,784 1

TABLA 4. Valores de mediante mnimos cuadrados circuitos paralelo

a b sy Sa sb r

R1 y R2 -0,00871 260,499 0,013 0,01087 0,495 0,999

R1, R2 y R3 -0,00153 172,581 0,040 0,02938 0,976 0,999

ANEXO 2

GRAFICAS PARA CIRCUITOS EN SERIE

GRAFICA 1. Circuito con una resistencia en serie.

y = 239.52x - 0.1506 R = 0.9639

0

2

4

6

8

10

12

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

VO

LTA

JE

CORRIENTE

VOLTAJE VS CORRIENTE, CTO SERIE R1

GRAFICA 2. Circuito serie con dos resistencias de 220

GRAFICA 3. Circuito serie con 3 resistencias de 220 configuradas en serie

GRAFICAS PARA CIRCUITOS EN PARALELO

y = 435.17x + 0.0578 R = 0.997

0

2

4

6

8

10

12

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025

VO

LTA

JE

CORRIENTE

VOLTAJE VS CORRIENTE, CTO SERIE R1 Y R2

y = 656.17x - 0.0188 R = 0.9979

0

2

4

6

8

10

12

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016

VO

LTA

JE

CORRIENTE

VOLTAJE VS CORRIENTE, CTO SERIE R1,R2 Y R3

GRAFICA 4. Dos resistencias de 520 conectadas en paralelo

GRAFICA 5. Resistencias de 520 en paralelo

y = 260.5x - 0.0087 R = 1

0

5

10

15

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045

VO

LTA

JE

CORRIENTE

VOLTAJE VS CORRIENTE, R1 Y R2

y = 172.58x - 0.0015 R = 0.9998

0

2

4

6

8

10

12

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07

VO

LTA

JE

CORRIENTE

VOLTAJE VS CORRIENTE, R1,R2 Y R3