CEAB

Carrera evaluada y acreditada por:

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COSTA RICA

ESCUELA DE INGENIERIA ELECTROMECÁNICA

Carrera: Ingeniería en Mantenimiento Industrial

Laboratorio de Electricidad I

Laboratorio Nº3. Circuitos en serie y en paralelo

Profesor: Ing. Lisandro Araya

Estudiantes:

JEAN CARLO ARRIETA ARROYO 201013080

MARCIA SOLÍS BLANDÓN 201031421

ALLAN ARAYA MORERA 201039283

GERALDO ARTAVIA 201042484

Grupo: 01

Martes 15 de marzo del 2010

Canadian Engineering Accreditation Board Bureau canadien d’accréditation des programmes

d’ingénierie

Índice General

I. Objetivos...................................................................................................1

II. Materiales y equipo..................................................................................1

III. Procedimiento...........................................................................................2

IV. Resultados................................................................................................3

V. Análisis o Discusión..................................................................................7

VI. Conclusiones..........................................................................................10

VII. Apéndice.................................................................................................11

Índice de tabla.

Tabla 1.Valor de las resistencias en el circuito de la figura 1.......................3

Tabla 2.Corriente en circuito de figura 1......................................................3

Tabla 3.Voltajes en resistencias de circuito de figura1................................4

Tabla 4.Valor de las resistencias en el circuito de la figura 2.......................4

Tabla 5.Corriente en circuito de figura 2......................................................4

Tabla 6.Voltajes en resistencias de circuito de figura 2...............................5

Tabla 7.Medición de voltajes de las fuentes de los circuitos en serie y en

paralelo........................................................................................................5

Índice de figuras

Figura 1.Circuito en serie...........................................................................12

Figura 2. Circuito en paralelo.....................................................................12

1. Objetivos

Verificar las características eléctricas de los circuitos en serie y en

paralelo.

Realizar conexiones eléctricas de circuitos con configuraciones en serie

y paralelo.

Calibrar una resistencia variable de acuerdo al valor requerido.

2. Materiales y equipo

1 VOM

2 potenciómetros

3 amperímetros

Cables conectores pequeños.

1

3. Procedimiento

Circuito en serie.

Armar el circuito de la figura 1; variar las resistencias variables hasta que

el valor medio de las mismas sea lo más cercano al indicado en la figura,

anotar en la tabla 1 los valores obtenidos.

Aumentar la tensión en la fuente hasta que el voltímetro indique 20 v.

Realizar previamente los cálculos para verificar los valores de corriente

en el circuito y para obtener la tensión a través de las resistencias.

Tomar la lectura de los amperímetros y anotar los resultados en la tabla

2. Medir la tensión a través de cada resistencia y anote los resultados en

la tabla 3. Calcular los porcentajes de error para cada una de las

mediciones.

Circuito en paralelo

Conectar el circuito mostrado en la figura 2.

Variar las resistencias variables hasta que el valor medido de las

mismas sea lo más cercano al indicado en la figura 2, anotar en la tabla

4 los valores obtenidos.

Calcular los valores teóricos de la corriente total y la corriente que pasa

por cada una de las dos resistencias.

Aumentar la tensión en la fuente hasta que el voltímetro indique 20 v.

Tomar la lectura de los tres amperímetros y anote los resultados en la

tabla 5. Medir la tensión a través de cada resistencia y anote los

resultados en la tabla 6. Calcular los porcentajes de error para cada una

de las mediciones.

2

4. Resultados

Tabla 1.Valor de las resistencias en el circuito de la figura 1

Tabla 2.Corriente en circuito de figura 1

3

Resistencia (Ω) Medición (±1) Ω Error Propagado

(%)

400 397 0.25

600 596 0.17

Amperímetro Corriente

teórica (A)

Corriente

Experimental

(±0.001) (A)

% Error Error

propagado

(%)

A1 0.02 0.02 0 5

A2 0.02 0.02 0 5

Tabla 3.Voltajes en resistencias de circuito de figura1.

Resistencia

(Ω)

Voltaje

Teórico

(V)

Voltaje

Experimental

(V)

% Error Error

propagado

(%)

400 8 8.10 1.25 0.12

600 12 12.12 0.83 0.08

Tabla 4.Valor de las resistencias en el circuito de la figura 2.

Resistencia (Ω) Medición (Ω)

400 397

600 596

Tabla 5.Corriente en circuito de figura 2.

Amperímetro Teórica (A) Experimental

(A)

% de

Error

Error

propagado

(%)

A Total 0.083 0.082 1.20 1.22

A1 0.048 0.049 2.08 2.04

A2 0.032 0.032 0 3.12

4

Tabla 6.Voltajes en resistencias de circuito de figura 2.

Resistencia Voltaje

Teórico

(V)

Voltaje

Experimental

(±0.01)

% de

Error

Error

propagado

(%)

400 20 19.20 4 0.05

600 20 19.20 4 0.05

Tabla 7.Medición de voltajes de las fuentes de los circuitos en serie y en

paralelo.

Tipo de

circuito

Voltaje

Experimental

(±0.01) V

Voltaje

Teórico

(V)

% de Error Error

propagado

Serie 20.20 20 0.5 0.05

Paralelo 19.20 20 4 0.05

De cada tabla, se obtuvo el % de Error a partir de los datos teóricos y

experimentales de la siguiente manera:

% Error= DatoTeó rico−Dato Experimental

DatoTe ó ricox100

5

Mientras que el error propagado en cada una de las tablas, se obtuvo con la

siguiente fórmula:

% Error Propagado=Incertidumbre de los datos

Cada Datox100

6

5. Análisis o Discusión.

Se tiene en la tabla Nº 1 y en la Nº 4, las resistencias teóricas de 400 Ω y 600

Ω solicitadas para el experimento. Posteriormente ya medidas las resistencias,

se obtuvo un valor experimental aproximado de 397 Ω y 595 Ω

respectivamente. Asimismo se obtiene un porcentaje de error propagado para

cada una de las mediciones que se encuentra en esa tabla; esto debido a que

los valores medidos no fueron exactos a los solicitados, además de la

incertidumbre del instrumento de medición que de igual manera genera

incertidumbre en las mediciones.

En la tabla N 2, se tienen los valores experimentales en la medición de la

corriente en el circuito en serie. Según la teoría de análisis de circuitos, para

cada elemento, la corriente que circula por las resistencias es la misma que la

corriente total.

Ahora en la tabla N 3 se muestran los valores teóricos y experimentales de los

voltajes para cada resistencia (400 Ω y 600 Ω). Basándose en la información

teórica se muestra que, para cada resistencia el voltaje es distinto, y la suma

de estos debe dar el voltaje brindado por la fuente. Esto se comprueba en los

datos de la tabla N 7 la cual contiene el voltaje brindado por la fuente en el

circuito en serie.

En la tabla 5 se muestra las corrientes teóricas y las experimentales obtenidas

en cada resistencia. Se puede verificar que la corriente que circula por cada

una de las ramas del circuito son distintas, y la suma de ambas dan la totalidad

de corriente del circuito, empero hay un porcentaje de error. Esto ocasionado,

entre otras cosas, por la incertidumbre del amperímetro que ya se mencionó

anteriormente. El cual, durante la medición en el laboratorio provocó que en

los datos se conociera hasta el 0.001 amperio, tomando en cuenta que la

fuente que suministraba la corriente se calentaba y ocasiona cierta

diversificación en el amperímetro.

7

De la misma manera, en la tabla 6 se tiene el voltaje teórico y experimental

para cada resistencia. Al tomar la medida del voltaje en la fuente, no se logró

tener los 20 V requeridos en este experimento, esto (al igual que en casos ya

explicados en este informe), lo que generó un porcentaje de error. Sí se

comprueba que cada uno de los dos potenciómetros cuenta con la misma

tensión que brinda la fuente. A pesar de que si se compara con el voltaje

teórico se presenta una diferencia representada en el porcentaje de error.

Factor importante en los resultados de estos datos fue la incertidumbre que se

observó en el voltímetro, ya que no había total seguridad de los decimales sino

hasta el 0.01 V.

Como dato final, en la tabla adicional Nº 7, se observa de una manera más

clara, los voltajes que se solicitaban para este experimento, tanto en el circuito

en serie como en paralelo. Estas mediciones presentan un porcentaje de error

debido a la dificultad que resulta poder calibrar la fuente de voltaje con la

medida exacta que se pide en el procedimiento, es por esta razón que se

realiza una aproximación al voltaje requerido.

En todas las anteriores tablas se encuentra una casilla correspondiente a los

porcentajes de error propagado de cada medición de acuerdo a la

incertidumbre de los distintos artefactos de medición y la magnitud de cada

medición como lo dicta la fórmula anteriormente mencionada:

% Error Propagado=Incertidumbre de los datos

Cada Datox100

Mediante este error propagado se justifica porqué las múltiples mediciones que

sumadas conforman otra medición total no concuerdan, por ejemplo, la suma

de las corrientes medidas en cada una de las resistencias del circuito en

paralelo que se muestran en la tabla No.5 suman un total de 0,081 y la

medición realizada de la corriente total fue de 0,082 esto debido al error

propagado.

Para probar que la suma de varias mediciones que conforman una magnitud

total aunque no sea exacta pero muy cercana esta dentro de un rango

aceptable, se suma el error de cada una de las mediciones (todas las

8

mediciones: resistencia, voltaje, corriente) y se compara con el porcentaje al

que equivalga la diferencia de la suma de varias mediciones con la medición de

una magnitud total. Por ejemplo esa diferencia de 0,001A es equivalente a un

1,22% de la magnitud total (0,082A) y el error propagado total de las

mediciones de corriente es de 6,435% se puede observar que la diferencia de

la suma de las mediciones con la medición de la magnitud total es un

porcentaje comprendido dentro del porcentaje de error propagado total por lo

tanto puede decirse que dichas mediciones son significativas y confiables

además se prueba la teoría de división de corriente en circuitos en paralelo en

el caso del voltaje de un circuito en paralelo, como antes se mencionó en el

análisis de tablas, la medición en cada uno de los potenciómetros fue la misma

de 19,20 V que es la misma en la fuente el porcentaje de error propagado en la

medición del voltaje total en paralelo es de 0,47% sin embargo la diferencia de

las mediciones de cada resistor y la medición total es cero es decir un 0% del

valor teórico que obviamente esta dentro de ese 0,47% de error propagado por

lo que se comprueba la teoría de igualdad de voltaje en un circuito paralelo.

En el caso de la medición de corrientes del circuito en serie el error propagado

total fue de 5,47% sin embargo la medición de corriente total arrojo un

resultado de 0,02 y en cada potenciómetro se registro la misma magnitud, es

decir, ocurrió lo mismo que en el voltaje en paralelo y de igual forma se puede

confiar en las mediciones de estas dos corrientes evidenciando la validez de la

igualdad de corriente teórica en todos los componentes de un circuito serie.

En cuanto al voltaje del mismo circuito de tipo serie se tiene un error propago

de 0,67%, el voltaje medido total medido fue de 20,20V, en el caso de cada

resistor fue de 8,10V y 12,12V que sumados dan un total de 20,22V

observándose una diferencia de 0,02V en función del voltaje total, estos 0,02V

significan un 0,09% del voltaje total y está comprendido en el porcentaje de

error propagado total dándole así validez a las mediciones, así que una vez

más se prueba la teoría en este caso es que la suma de los voltajes de un

circuito serie es igual al voltaje de la fuente.

9

10

6. Conclusiones

11

7. Apéndice

12

Anexos

Figura 1.Circuito en serie

Figura 2. Circuito en paralelo.