EVAL.P3

Cálculos de resistencia, corriente y voltaje en circuitos serie, paralelo y serie paralelo

INTRODUCCION:
Los circuitos eléctricos son utilizados en cada uno de los aparatos eléctricos que se utilizan diariamente por todas las personas. Muchos de estos circuitos son muy complejos y disponen de una gran variedad de elementos que en conjunto, hacen funcionar equipos tales como electrodomésticos u otros aparatos.
Antes de trabajar proyectos de circuitos complejos, debe comenzarse por el fundamento, que es comprender los conceptos básicos de voltaje, corriente eléctrica, resistencia eléctrica, etc. Es elemental poder diferenciar entre las conexiones en serie, paralelo y serie paralelo.
Esta práctica sirve para comprobar los conocimientos teóricos estudiados en clase sobre la Ley de Ohm, los diferentes tipos de conexiones, etc. En cada proceso realizado se podrá observar la comparación entre los datos teóricos que surgen de los cálculos hechos en papel, y los datos experimentales, que fueron los que se obtuvieron en la práctica de laboratorio.
Los procesos son explicados paso a paso, contestando las preguntas de la guía de trabajo, de manera que se ha analizado cada cosa que se ha hecho en la práctica, y se presenta un fundamento teórico y el análisis matemático de cada cálculo. Se podrá observar que los datos teóricos y experimentales están estrechamente relacionados y que tanto la teoría como la práctica son de gran importancia en el estudio de esta materia.

OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
"Aprender de forma teórica y experimental a determinar valores de resistencia, voltaje y corriente eléctrica en elementos que se encuentren conectados en serie, paralelo y serie paralelo."
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Practicar el uso del multímetro.
Practicar el uso de la breadboard.
Aplicar la Ley de Ohm y divisor de voltaje para obtener valores de voltaje, resistencia y corriente.
Aprender a medir voltajes, valores de resistencias y corrientes eléctricas de manera experimental.
Ser capaces de armar circuitos en serie, paralelo y serie paralelo, identificando propiedades de corriente y voltaje que se dan en cada tipo de conexión.

MARCO TEÓRICO
CONCEPTOS FUNDAMENTALES
VOLTAJE
La diferencia de potencial entre dos puntos (1 y 2) de un campo eléctrico es igual al trabajo que realiza dicha unidad de carga positiva para transportarla desde el punto 1 al punto 2.
Es independiente del camino recorrido por la carga (campo conservativo) y depende exclusivamente del potencial de los puntos 1 y 2 en el campo; se expresa por la fórmula:
V1 – V2  =E * r
donde V1 - V2 es la diferencia de potencial, E es la Intensidad de campo en newton/culombio, r es la distancia en metros entre los puntos 1 y 2, Igual que el potencial, en el Sistema Internacional de Unidades la diferencia de potencial se mide en voltios. Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen mediante un conductor, se producirá un flujo de corriente eléctrica. Parte de la carga que crea el punto de mayor potencial se trasladará a través del conductor al punto de menor potencial y, en ausencia de una fuente externa (generador), esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico (Ley de Henry). Este traslado de cargas es lo que se conoce como corriente eléctrica.
La diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito, se le suele denominar también como caída de tensión. Cuando por dichos puntos puede circular una corriente eléctrica, la polaridad de la caída de tensión viene determinada por la dirección convencional de la misma, esto es, del punto de mayor potencial al de menor. Por lo tanto, si por la resistencia R de la figura 1 circula una corriente de intensidad I, desde el punto A hacia el B, se producirá una caída de tensión en la misma con la polaridad indicada y se dice que el punto A es más positivo que el B.
Que dos puntos tengan igual potencial eléctrico no significa que tengan igual carga.



CORRIENTE ELÉCTRICA
Es la carga eléctrica que pasa a través de una sección o conductor en la unidad de tiempo. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en culombios por segundo, unidad que se denomina amperio.
Si la intensidad es constante en el tiempo se dice que la corriente es continua; en caso contrario, se llama variable. Si no se produce almacenamiento ni distribución de carga en ningún punto del conductor, la corriente es estacionaria. Según la Ley de Ohm, la intensidad de la corriente es igual al voltaje dividido por la resistencia que oponen los cuerpos:

                                                                    I =V/R

RESISTENCIA ELÉCTRICA
Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para recorrerla. Su valor se mide en ohmios y se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω). La materia presenta 4 estados en relación al flujo de electrones. Éstos son Conductores, Semi-conductores, Resistores y Dielectricos. Todos ellos se definen por le grado de oposición a la corriente electrica (Flujo de Electrones).
Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.
Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nula.
La resistencia electrica se mide con el Ohmímetro es un aparato diseñado para medir la resistencia eléctrica en ohmios. Debido a que la resistencia es la diferencia de potencial que existe en un conductor dividida por la intensidad de la corriente que pasa por el mismo, un ohmímetro tiene que medir dos parámetros, y para ello debe tener su propio generador para producir la corriente eléctrica.
                                                                    
LA LEY DE OHM
Como la resistencia eléctrica en un circuito es muy importante para determinar la intensidad del flujo de electrones, es claro que también es muy importante para los aspectos cuantitativos de la electricidad. Se había descubierto hace tiempo que, a igualdad de otras circunstancias, un incremento en la resistencia de un circuito se acompaña por una disminución de la corriente. Un enunciado preciso de esta relación tuvo que aguardar a que se desarrollaran instrumentos de medida razonablemente seguros. En 1820, Georg Simon Ohm, un maestro de escuela alemán, encontró que la corriente en un circuito era directamente proporcional a la diferencia de potencial que produce la corriente, e inversamente proporcional a la resistencia que limita la corriente. Expresado matemáticamente:
Esta relación básica lleva el nombre del físico que más intervino en su formulación: se llama Ley de Ohm.
Si se reemplaza el signo de proporcionalidad de la Ley de ohm por un signo de igual, se tiene:

I = V/R 
Ley de Ohm para determinar corriente eléctrica (Amperios)
Despejando le ecuación anterior, se encuentran dos ecuaciones más:

R = V/I 
Ley de Ohm para determinar valores de resistencias (Ohmios)

V = I * R

Ley de Ohm para determinar voltaje (Voltios)
De esta forma, la Ley de Ohm define la unidad de resistencia eléctrica así como también el voltaje y la corriente, haciendo sencillos despejes de las ecuaciones presentadas, siempre y cuando se tengan dos valores conocidos y una sóla incógnita.
TIPOS DE CONEXIÓN
CONEXIÓN SERIE
Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma corriente. El esquema de conexión de resistencias en serie se muestra así:



Resistencias conectadas en serie

R = R1 + R2 + R3+....+Rn  
CONEXIÓN PARALELO
Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, UAB, todas la resistencias tienen la misma caída de tensión, UAB. Una conexión en paralelo se muestra de la siguiente manera:

1/REQ =1/R1 + 1/R2 + 1/R3

RESISTENCIAS EN SERIE Y DIVISOR DE VOLTAJE
El divisor de voltaje es una herramienta fundamental utilizada cuando se desean conocer voltajes de resistencias específicas, cuando se conoce el voltaje total que hay en dos resistencias. Es necesario considerar que el divisor de voltaje funciona para analizar dos resistencias, y que si se quieren determinar voltajes de más de dos resistencias utilizando el divisor de voltaje, deberá hacerse sumando resistencias aplicando paso a paso el divisor de voltaje de dos en dos, hasta llegar al número total de resistencias. Esto es muy útil porque en muchas ocasiones no es posible aplicar la Ley de Ohm debido a que sólo se tiene el valor de las resistencias, pero no se conoce el voltaje. Es entonces que se aplica el divisor de voltaje, con las siguientes fórmulas y de acuerdo al esquema mostrado a continuación:




Otra herramienta importante es el divisor de corriente, que funciona para resistencias en paralelo. Sin embargo no fue necesario utilizarla en esta práctica, pues fue en las conexiones en paralelo ya se tenían los voltajes (que eran el mismo de la fuente por tratarse de conexión en paralelo) y los valores de las resistencias, por lo que las corrientes se encontraron fácilmente a través de la Ley de Ohm


PROGRAMACION EN DEV C++

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;

int main()
{
    int opcion;
    cout<<"********** MENU PRINCIPAL ********** \n\n";
    cout<<"1)RESISTENCIA \n";
    cout<<"2)RESISTENCIA EN SERIE\n";
    cout<<"3)INTENCIDAD DE CORRIENTE \n";
    cout<<"4)VOLTAJE \n";
    cout<<"5)VOLTAJEEN SERIE \n\n";
    cout<<"**************************************\n\n";
    cout<<"          INGRESE UNA OPCION: "; cin>>opcion;
    
    switch (opcion)
    {
       case 1 :
       {
       cout<<"******* RESISTENCIA **********\n\n";
       int R, V ,i;
       cout<<"INGRESE EL VOLTAJE: "; cin>>V;
       cout<<"INGRESE LA CORRIENTE: "; cin>>i;
       R = V/i;
       cout<<"LA RESISTENCIA ES :"<<R<<endl;
       cout<<"**************************************\n\n";
       }
       break;
      
       case 2 :
          {
       cout<<"******* RECISTENCIA EN SERIE **********\n\n";  
       int Req, R1, R2, R3;  
       cout<<"INGRESE LA R1: "; cin>>R1;
       cout<<"INGRESE LA R2: "; cin>>R2;
       cout<<"INGRESE LA R3: "; cin>>R3; 
       Req = (1/R1)+ (1/R2)+ (1/R3);
       cout<<"LA RECISTENCIA EN SERIE ES :" <<Req<<endl;
       cout<<"**************************************\n\n";
       }
       break;
      
       case 3 :
         {
       cout<<"******* INTENCIDAD DE CORRIENTE **********\n\n";
       int I, v, r ;
       cout<<"INGRESE VOLTAJE: "; cin>>v;
       cout<<"INGRESE RESISTENCIA: "; cin>>r;
       I=v/r
       cout<<"LA CARGA ELECTRICA ES :" <<I<<endl;
       cout<<"**************************************\n\n";
       } 
       break;
      
       case 4 :
            {
       cout<<"******* VOLTAJE **********\n\n";  
       int VOL, RES,IC;   
       cout<<"INGRESE LA RESISTENCIA: "; cin>>RES;
       cout<<"INGRESE LA CORRIENTE: "; cin>>IC; 
       VOL=RES*veloc*IC ;
       cout<<"EL VOLTAJE ES :" <<VOL<<endl;
       cout<<"**************************************\n\n";
       }
       break;
      
       case 5 :
            {
       cout<<"******* VOLTAJE EN SERIE **********\n\n";  
       int vo ,v1, v2 , r1 , r2;
       cout<<"INGRESE LA VOLTAJE: "; cin>>vo;   
       cout<<"INGRESE LA VOLTAJE1: "; cin>>v2;
       cout<<"INGRESE LA VOLTAJE2: "; cin>>v1;
       cout<<"INGRESE LA R1: "; cin>>r1;
       cout<<"INGRESE LA R2: "; cin>>r2;
       v1 = (r1/r1 + r2)*vo ;
       v2 = (r2/r1 + r2)*vo
       cout<<"EL VOLTAJE1 EN SERIE ES :" <<v1<<endl;
       cout<<"EL VOLTAJE2 EN SERIE ES :" <<v2<<endl;
       cout<<"**************************************\n\n";
       }
       break;
       }
    cout<<endl; cout<<"\n";
    system("PAUSE");
    return 0;

}

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