Este documento describe un experimento sobre circuitos eléctricos en serie. El objetivo es probar que la resistencia total es igual a la suma de las resistencias parciales, que la intensidad de corriente es la misma en todo el circuito, y que la tensión aplicada es igual a la suma de las tensiones parciales. El procedimiento incluye medir resistencias individuales y totales, intensidades de corriente en diferentes puntos, y voltajes parciales y total. Los resultados confirman que la resistencia total, la intensidad de corriente y el voltaje total

1. FISICA EXPERIMENTAL I
III
CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
I. OBJETIVOS
S
Probar que la resistencia en un circuito en serie es igual a la suma de las
resistencias parciales.
Demostrar que la intensidad de corriente es la misma es todo el circuito.
Demostrar que en un circuito en serie, la tensión aplicada, es igual a la suma
de las tensiones parciales.
II. MARCO TEORICO
En todo circuito pueden existir una o más resistencias conectadas en serie, en
paralelo, en serie- paralelo o combinaciones más complicadas.
En un circuito en serie se cumple que:
Rt= R1+ R2+ R3+…….. Rn
Rt= Resistencia equivalente.
Vt= V1+ V2+ V3+…….. Vn
Ri= Resistencia parcial
It = I1+ I2+ I3+…….. In
Vt= Potencial equivalente.
Vi = Potencial parcial.
It= Intensidad equivalente.
Ii= Intensidad parcial.
Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino
1

2. CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
FISICA EXPERIMENTAL III
APLICACIÓN DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO
ELÉCTRICO
Es tan común la aplicación del circuito eléctrico en nuestros días que tal vez no le
damos la importancia que tiene. El automóvil, la televisión, la radio, el teléfono, la
aspiradora, las computadoras y videocaseteras, entre mucho s y otros son aparatos
que requieren para su funcionamiento, de circuitos eléctricos simples, combinados
y complejos. Pero ¿qué es un circuito eléctrico? Se denomina así el camino que
recorre una corriente eléctrica. Este recorrido se inicia en una de las terminales de
una pila, pasa a través de un conducto eléctrico (cable de cobre), llega a una
resistencia (foco), que consume parte de la energía eléctrica; continúa después
por el conducto, llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila.Los
elementos básicos de un circuito eléctrico son: Un generador de corriente eléctrica,
en este caso una pila; los conductores (cables o alambre), que llevan a corriente a
una resistencia foco y posteriormente al interruptor, que es un dispositivo de
control.Todo circuito eléctrico requiere, para su funcionamiento, de una fuente de
energía, en este caso, de una corriente eléctrica.
¿Qué es la corriente eléctrica?
Recibe este nombre el movimiento de cargas eléctricas (electrones) a través de un
conducto; es decir, que la corriente eléctrica es un flujo de electrones.
¿Qué es un interruptor o apagador?
No es más que un dispositivo de control, que permite o impide el paso de la
corriente eléctrica a través de un circuito, si éste está cerrado y que, cuando no lo
hace, está abierto.
Sabemos que la energía eléctrica se puede transformar en energía calorífica.
Hagamos una analogía, cuando hace ejercicio, tu cuerpo está en movimiento y
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3. FISICA EXPERIMENTAL I
III
CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
empiezas a sudar, como consecuencia de que está sobrecalentado. Algo similar
sobrecalentado.
sucede con los conductores cuando circula por ellos una corriente eléctrica y el
circuito se sobrecalienta. Esto puede
ser producto de un corto circuito,
que es registrado por el fusible y
ocasiona que se queme o funda el
listón
que
abriendo
está
tá
el
dentro
circuito,
de
es
él,
decir
impidiendo el paso de corriente para
protegerte a ti y a la instalación. Los circuitos eléctricos pueden estar conectados
en serie, en paralelo y de manera mixta, que es una combinación de estos dos
últimos. Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes
o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores,
interruptores, entre otros) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de
un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente. Una
ta
batería eléctrica suele estar formada por varias pilas eléctricas conectadas en serie,
para alcanzar así el voltaje que se precise.
III. MATERIALES
Fuente de C.C.
0 – 12v
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FISICA EXPERIMENTAL I
III
1 multímetro
4 Resistencias de:
0.5KΩ, 1 KΩ, 1.5 KΩ, 2KΩ de
Ω,
0.5KΩ
Cables de
conexiones
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III
CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
Interruptor
IV. PROCEDIMIENTO
1. MEDICIONES DE RESISTENCIAS:
1.1. Anote en la tabla I el valor de las resistencias de acuerdo al código de
colores, así como la tolerancia.
1.2. Mida el valor de cada resistencia con el óhmetro y anote en la tabla I.
Tabla I
RESISTENCIA
Valor indicado
Tolerancia
Valor medido
R1
27
±1.35
28
R2
6800
±34
6500
R3
2200
±110
2150
R4
750
±37.5
750
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III
CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
1.3 Halle la suma de los valores de las resistencias de acuerdo a lo indicado
en los códigos de colores.
RT = 9777
1.4 Sume las resistencias halladas con el óhmetro.
RT = 9428
1.5
Conocer las resistencias R1, R2, R3, R4 , en serie, como en la fig. 1
Fig. 1
1.6
Con el óhmetro mida la resistencia total RT del circuito.
RT = 9850
1.7
¿Concuerda el valor anteriormente calculado con los resultados de los
procedimientos 1.3 y 1.4? Explique su respuesta.
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7. FISICA EXPERIMENTAL I
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CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
Estos valores son aproximados pues en 1.3 RT= 9777
, RT= 9428
en 1.4 y
en 1.6 RT = 9850. Se observa que la resistencia va disminuyendo, esto se
debe a que los cables del sistema de resistencias están oxidados y no
permiten circular la energía eléctrica suficiente. Pero en teoría deben ser
igual a los valores del ítem 1.3. 1.4 y 1.6.
lores
2
MEDICIONES DE INTENSIDADES
2.1
Conecte el circuito de la fig. 2
Fig. 2
2.2 Cierre el interruptor, y lea el mA.
I= 0,85mA.
2.3 Halle usted con la ley de Ohm la resistencia total.
RT = 10588,24
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8. FISICA EXPERIMENTAL I
III
CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
2.4 Concuerda el valor anterior con el 1.6 ¿Por qué?
En el ítem 1.6 RT = 9850
y en el ítem 2.3 RT = 10588,24 . Son valores
aproximados pues en el ítem 2.3 se ha calculado matemáticamente el valor de
la intensidad, la cual es I = 0,85mA. La cual se ha aproximado a centésimas, en
el multímetro y ello influye para que la resistencia sea mayor. En conclusión
metro
tratándose de valores altos y considerando la tolerancia de RT en el ítem 1.6
quedaría: RT = 9850 + 531,5 ohmios que son equivalentes a 10558,24 ohm.
2.5 Conecte el mA entre R1 y R2 como en la fig. 3.
Fig. 3
2.6 Mida y anote el valor de la corriente que fluye entre R1y R2
I1,2 = 0,85 mA
2.7 Repita el procedimiento anterior, con el miliamperímetro conectado,
sucesivamente, en las posiciones del circuito que se indican a
continuación:
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9. FISICA EXPERIMENTAL III
CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
I2,3 = 0,85 mA I3,4 = 0,85 mA
I4,V = 0,85 mA
2.8 Compare los valores de la corriente en las diferentes posiciones del
circuito. ¿Son iguales?
Estos valores son equivalentes pues:
I2,3 = 0,85 mA, I3,4 = 0,85 mA, I4,V = 0,85 mA.
2.9 ¿Qué importante regla del circuito se ha probado?
Se ha probado que en un sistema de circuitos de c.c. en serie la intensidad de
corriente eléctrica es igual para cualquier resistencia, es decir la intensidad fluye
con el mismo amperaje en todo el sistema c.c. en serie.
3. MEDICIONES DE POTENCIAL ELÉCTRICO (VOLTAJES)
3.1 En el circuito de la fig. 2 (sin el mA), conectar el voltímetro en paralelo en
cada resistencia y mida su valor.
V1 =…0.69v…… V2 =…0.37v…… V3 =…0.26v…… V4 =…0.18v……
3.2
Con el voltímetro mida la tensión de la fuente de C.C.
V=…1.5v……
3.3
¿Qué relación guardan los valores de 3.1 y 3.2?
En la experiencia realizada llegamos a la conclusión de que la suma de los
valores obtenidos al conectar el voltímetro en paralelo a cada resistencia, nos
da como resultado el valor de la tensión de la fuente de C.C.
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10. CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
3.4
FISICA EXPERIMENTAL III
¿Qué importante regla del circuito se ha probado?
Se ha probado la regla que en todo circuito en serie la suma de los voltajes
parciales nos da como resultado el valor de la tensión de la fuente.
V. CUESTIONARIO
1.
Explique dos métodos para determinar, por medición, la RT de las
resistencias conectadas en serie.
1er Método: aplicando la ley de Ohm al sistema analizado y conociendo el
valor de la fuente y la corriente que está circulando en el sistema.
2do Método: conociendo cada uno de los valores de las resistencias y
sumando dichas resistencias (Propiedad de resistencias en serie).
2.
¿Por qué ha sido necesario medir individualmente las resistencias
utilizadas en el experimento?
Para poder determinar si se cumple o no, la propiedad de circuitos en serie. A
demás sabemos que en toda medición se encuentran pequeños márgenes de
error en los valores encontrados; y por lo tanto verificar la aproximación del
valor que deseamos encontrar.
3.
Demuestre, con los resultados de sus mediciones consignadas en la
tabla 1, que es posible escribir una fórmula general en función de R1,
R2, R3,…..etc. para la resistencia total en circuito en serie. Explique
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11. FISICA EXPERIMENTAL III
CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
Sabemos que en todo circuito se cumple la Ley de Ohm, es por tal motivo que
aplicaremos la definición en un circuito en serie:
En general:
VTOTAL = V1+V2+V3+……+ Vn
ITOTAL = I1=I2=I3=……. =In……………(α)
ࢂ
Por La Ley de Ohm:
௏಺
ࡵ
ூ಺
ࡾ = → ்ܴ =
=
௏భ
ூభ
+
௏మ
ூమ
+
௏య
ூయ
+ ⋯ +
௏೙
ூ೙
∴ ்ܴ = R1+R2+R3+……+ Rn
4.
¿Cuál es la exactitud del voltímetro y del óhmetro?
Por los cálculos realizados en la presente práctica de laboratorio, no se puede
determinar con exactitud valores exactos, ya que intervienen diversos factores
(material mal utilizado, multímetro no calibrado, error humano, etc.)
5.
¿Cuál sería el efecto, si lo hubiera, sobre la resistencia total si se
intercambian las posiciones deR1, R2, R3, R4 en el circuito de la fig. 3?
El efecto sería que el voltímetro marcaría un valor que no es exacto; es decir
que no se está cumpliendo las propiedades de conexión en serie. También
podría ocurrir que al momento de la nueva conexión existieran
algunas
fallas de conexión.
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12. FISICA EXPERIMENTAL I
III
CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
COMPLEMENTO AL TEMA:
RECEPTORES EN SERIE
Decimos que varios elementos de un
circuito
cuando
van
van
conectados
en
colocados
SERIE
uno
a
continuación del otro (la salida del
primero va conectada a la entrada del
segundo, la salida del segundo a la
entrada del tercero y así sucesivamente),
de manera que por todos ellos circula la
misma
intensidad
de
corriente.
La
tensión entre la entrada del primero y la
salida del último es igual a la suma de las
tensiones en cada uno de los elementos.
Por ejemplo, en el circuito de la figura, la pila de petaca da una tensión de 4,5 V;
figura,
si todas las lamparitas son iguales, en cada una habrá una tensión de 1,5 V.
La resistencia del conjunto de receptores conectados en serie es igual a la suma de
las resistencias individuales de cada uno de ellos. Por eso, en el circuito de la
figura, al tener más resistencia las tres lámparas que una sola, oponen más
que
dificultad al paso de los electrones y por eso las lámparas lucen menos. Mientras
más lámparas coloquemos en serie menos lucirán
lucirán.
PILAS EN SERIE
Deben conectarse siempre el negativo de una con el positivo de la siguiente y así
sucesivamente. La tensión que proporciona el conjunto es igual a la suma de las
tensiones de cada una de las pilas.
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13. CIRCUITOS DE C.C. EN SERIE
FISICA EXPERIMENTAL I
III
Por ejemplo, en el circuito de la figura, cada pila de petaca da una tensión de 4,5
V; con las dos en serie se estará aplicando a la lámpara una tensión de 9 V.
CORTOCIRCUITO
Si se produjera un cortocircuito entre los bornes del generador, al ser la resistencia
del cortocircuito pequeñísima, toda la corriente se iría por él y no circularía
ninguna corriente por los receptores en paralelo con el corto circuito. En el
ejemplo de la figura, al haber un cortocircuito entre los bornes de la pila, por la
lámpara no circula ninguna corriente, toda circula por el cortocircuito. Además,
esta corriente es muy elevada, por lo que la pila se consume rápidamente (Si
notamos que una pila está caliente, es que hay un cortocircuito entre sus bornes).
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