Práctica 5. Teoría elemental de circuitos: comprobación de la ley de Ohm y de las leyes de Kircchoff
- 1 | Introducción y fundamento teórico
- 2 | Materiales y realización (1)
- 3 | Realización (2) y cuestiones
5.1 Fundamento e introducción
5.1.1 Ley de Ohm
La relación entre la tensión, voltaje o diferencia de potencial $(V)$ aplicada a un conductor y la intensidad $(I)$ que circula por él, viene dada por:
donde R es la resistencia del conductor, V se expresa en voltios
(V), R en ohmios (
) e
I en amperios (A).
5.1.2 Conexión de resistencias en serie
Un extremo de una de las resistencias se conecta a uno de la siguiente, el extremo libre de esta segunda se conecta a la tercera, y así sucesivamente, quedando libres un extremo de la primera y otro de la última, que serán los puntos de conexión a la fuente.
Ejemplo de montaje
La intensidad que pasa por el conjunto de resistencias es la misma que la que circula por cada una de las resistencias, ya que es el único camino por el que pueden circular los electrones. La diferencia de potencial entre los extremos de cada resistencia dependerá de su valor, según la ley de Ohm. La suma de las diferencias de potencial es igual a la diferencia de potencial aplicada al circuito (ver figura 6.1.2).
La resistencia equivalente resulta ser la suma de las resistencias utilizadas.
Figura 6.1. - Montaje de resistencias en serie
Su valor será siempre mayor que el de cualquiera de las resistencias individuales,
5.1.3 Conexión de resistencias en paralelo
Uno de los extremos de cada una de las resistencias se conecta en un mismo punto, los extremos sobrantes se conectan en otro. Ambos puntos serán los que se conecten a la fuente.
La diferencia de potencial que se aplica al circuito es la misma que se aplica a cada una de las resistencias. La intensidad que circula por cada resistencia dependerá de su valor según la ley de Ohm. La suma de las intensidades individuales es igual a la intensidad que circula por el circuito, ya que los electrones que alcancen el conjunto circularán por una u otra resistencia repartiéndose por los diferentes caminos, reuniéndose después,
La inversa de la resistencia equivalente resulta ser la suma de las inversas de las resistencias utilizadas.
Figura 6.2. - Montaje de resistencias en paralelo.
El valor de la resistencia equivalente será siempre menor que el de cualquiera de las resistencias individuales.
5.1.4 Leyes de Kirchhoff
Siendo un NUDO el punto de unión de más de dos conductores, una RAMA el conductor entre dos nudos, y una MALLA un conjunto de ramas que formen un circuito cerrado. En un circuito formado por resistencias y generadores de corriente continua se tiene que:
- 1ª Ley: La suma de las caídas de potencial en una malla es cero. Ejemplo: (Conexión en Serie) V1+V2+V3-V = 0.
- 2ª Ley: La suma algebraica de las intensidades en un nudo es cero. Ejemplo: (Conexión en paralelo nudo A) I-I1-I2-I3=0; considerando positiva la intensidad que entra.
5.2 Objetivos
- Comprobar experimentalmente la ley de Ohm.
- Verificar experimentalmente las leyes de Kirchhoff mediante asociaciones de resistencias.
- Familiarizarse con el uso de una fuente de tensión, y con el manejo de un polímetro utilizado como voltímetro, amperímetro y ohmímetro.
- Medir resistencias experimentalmente a través de un ohmímetro y de la ley de Ohm, y teóricamente empleando el código de colores utilizado para indicar su valor.
