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A continuación debíamos conectar cuatro resistencias de 330Ω, 1KΩ, 1.5KΩ y 2.2KΩ y usar el multimetro para obtener la resistencia total y comprobar que la suma de todas fuera esta.

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MATERIA: Fundamentos de electricidad y electrónica 

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MATERIA: Fundamentos de electricidad y electrónica 

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POR: Ana María Aguilar y Luis Medina Padilla

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POR: Ana María Aguilar y Luis Medina Padilla

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El principal objetivo de este laboratorio aplicar los conocimientos de corriente, resistencias, voltaje y ley de Kirchhoff en circuitos en serie y paralelos

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En este laboratorio mediante los ejercicios, analizaremos las diferencias de los circuitos en serie y paralelo.
Aplicaremos la ley de Kirchhoff y evaluaremos el voltaje, la resistencia y la corriente.

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• Fuente de voltaje regulada
• Pila de 9 voltios
• 2 Multímetros Digitales
• ProtoBoard
• 4 Diodos Led
• Resistencias (330Ω, 1KΩ, 1.5 KΩ, 2.2 KΩ, 3.3KΩ, 4.7KΩ, 6.8KΩ y 10KΩ)
• Fotoresistencia

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En este punto conectamos dos circuitos, uno con una resistencia de 1kΩ y otro con una de 3,3kΩ a dos multimetros y una fuente de poder empezando con 0V aumentando el voltaje de dos en dos hasta 10V mientas anotamos el incremente de voltaje y la corriente. A continuación las presentes tablas ilustrara los resultados:

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Valor Nominal: 330Ω
Valor Medido: 0.327kΩ

# data[].attributes.body
Valor Nominal: 1kΩ
Valor Medido: 0.973kΩ

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En este punto, haremos una serie de pruebas para conocer y analizar los datos que se pueden obtener al realizar un circuito en serie con diversos componentes. Este es el circuito base:

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Empezando con el circuito base, vamos agregando un led formando una serie, y midiendo cada uno de los componentes.

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Al agregar un solo led al circuito obtenemos que:
Voltaje Led = 1.94V.
Voltaje Resistencia (330Ω) = 7.04V.
Corriente del circuito = 21.7mA

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Voltaje Led 1 = 1.92V.
Voltaje Led 2 = 1.93V.
Voltaje Resistencia(330Ω) = 5.12V.
Corriente del Circuito = 15.7mA.

# data[].attributes.body
Voltaje Led 1 = 1.90V.
Voltaje Led 2 = 1.90V.
Voltaje Led 3 = 1.89V.
Voltaje Resistencia(330Ω) = 3.31V.
Corriente del Circuito = 10.2mA.

# data[].attributes.body
Voltaje Led 1 = 1.85V.
Voltaje Led 2 = 1.85V.
Voltaje Led 3 = 1.84V.
Voltaje Led 4 = 1.86V.
Voltaje Resistencia(330Ω) = 1.60V.
Corriente del Circuito = 4.9mA.

# data[].attributes.body
Como podemos notar, las variantes que más se alteran al agregar un led son el voltaje de la resistencia y la corriente, el voltaje de lo led's parece resistirse en su consumo de voltaje a medida que se agregan más, es decir, desde el primer led que consumía 1.95V hasta el cuarto led que consumía 1.86V, variando solo 0,10V; A diferencia de la resistencia que paso de estar de 7.04V a 1.60V.
Por ultimo, la corriente tenia una decaída exponencial de 21.7mA a 4.9mA, esto puede darse por la ley de ohm, al agregar más led's se agrega en cierto punto más resistencia lo cual reduce la corriente.

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Modificamos el circuito de tal manera que las conexiones de lo diodos led's quedaran en paralelo, de esta forma medir la corriente de cada uno de los led's.

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Para empezar observamos que la corriente total de todo el circuito es de 21.8mA

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Corriente del primer led es igual a 5.0mA

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Corriente del segundo led es igual a 4.8mA

# data[].attributes.body
Corriente del tercer led es igual a 4.2mA

# data[].attributes.body
Corriente del cuarto led es igual a 5.8mA

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Como podemos ver la corriente que varia entre los led's puede ser un poco estable, a diferencia del ultimo y el tercero que se haya un cambio significativo de un poco más de 1mA, lo que hace que pueda variar bastante la corriente.

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La foto resistencia es un pequeño componente que hace parte del circuito que tiene una característica propiedad, puede variar sus valores, de voltaje y resistencia, dependiendo de con cuanta luz se le sea expuesto. A continuación mostramos los dato obtenidos para llegar a una observación.

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Para obtener este resultado expusimos la foto resistencia a una linterna de manera directa.
V = 0.57V.
R = 0.42kΩ.

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Estos son los resultados que se obtienen al estar en una habitación de ambiente normal.
V = 1.37V.
R = 1.09kΩ.

# data[].attributes.body
Estos son los resultados a estar en una habitación oscura o con la luz apagada.
V = 6.58V.
R = 18.71KΩ.

# data[].attributes.body
La primera observación es que a más luz menos resistencia, es decir, cuando esta oscuro ofrece altos valores de resistencia, pero cuanto esta en luz, mucho menos; Luego el consumo de voltaje es lo contrario, a más luz menos voltaje y en lugares oscuros más voltaje de consumo.
Esto se puede notar con un diodo led, sí agregamos un led al circuito podremos notar que a menos luz, el diodo pierde intensidad, pues la la fotoresistencia opone más resistencia, en cambio, sí agregamos la linterna, el diodo brilla con mucha más intensidad, pues menos resistencia se le opone.

# data[].attributes.body
Valor Nominal: 1.5kΩ
Valor Medido: 1.48kΩ

# data[].attributes.body
Valor Nominal: 2.2kΩ
Valor Medido:  2.15kΩ

# data[].attributes.body
Resultado suma: 4.93KΩ

# data[].attributes.body
La obtuvimos a través del multimetro.
Resistencia total: 4.96kΩ
4.96kΩ ≈  4.93kΩ

# data[].attributes.body
Ahora se nos pide conectar una fuente de voltaje de
corriente directa de 15 voltios al circuito y un amperímetro para que de esta manera midamos la corriente en el circuito en serie y usar el voltímetro para medir la caída del voltaje en cada resistencia.

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La corriente en el circuito es 3mA

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Después de medir el voltaje en cada resistencia obtuvimos los siguientes resultados:
·Voltaje resistencia 330Ω: 0.995V

·Voltaje resistencia 1kΩ: 2.96V

·Voltaje resistencia 1.5kΩ: 4.51V

·Voltaje resistencia 2.2kΩ: 6.55V

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Luego procedemos a aplicar la ley de Kirchhoff y estos fueron los resultados:

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15.015V ≈ 15V

# data[].attributes.body
En este punto procedimos a conectar un circuito en paralelo usando las mismas resistencias del punto anterior (330Ω, 1KΩ, 1.5KΩ y 2.2KΩ).

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Después pasamos a medir la resistencia total con ayuda del multimetro para luego comprobar que es igual a la suma de los inversos de cada valor de
resistencia. La resistencia total según el multimetro es de 0.192kΩ  y la de la suma es de 0.191kΩ. Por lo tanto:
0.192kΩ ≈ 0.191kΩ
NOTA: los valores que usamos en la suma los obtuvimos en el punto anterior, donde se pueden apreciar en este informe.

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Luego conectamos este circuito a una fuente de poder de 12V y a un multimetro para obtener la corriente total del circuito.
La corriente total del circuito según el multimetro es: 63.9mA.

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Luego medimos la corriente a través de cada resistencia y estos son los resultados:
·Corriente resistencia 330Ω: 37.2mA

·Corriente resistencia 1kΩ: 12.3mA

·Corriente resistencia 1.5kΩ: 8.1mA

·Corriente resistencia 2.2kΩ: 5.5mA

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Luego procedemos a aplicar la ley de Kirchhoff y estos fueron los resultados:

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63.1mA ≈ 63.9mA

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Podemos observar que al haber una mayor resistencia (3,3kΩ) el incremento de la corriente es mucho menor a que cuando usamos una resistencia menor (1kΩ). Cuando la resistencia es de 1kΩ el aumento del voltaje y de la corriente fue mucho mas similar mientras que cuando usamos la de 3,3kΩ presento mucha mas diferencia en el crecimiento de la corriente y el voltaje.

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Valor Nominal: 3.3kΩ
Valor Medido: 3.27kΩ

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Valor Nominal: 1kΩ
Valor Medido: 0.97kΩ

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Los datos están bien, pero la gráfica no está bien hecha. La gráfica debe ser (I vs V) eso significa que sale una sola curva. En el eje x, los valores de V y en el eje y, los valores de I.
Solo así, se puede calcular la pendiente de la curva para compararlo con el valor de R.

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Muy bien el procedimiento, los resultados y la comprobación de la ley de KirchHoff

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Muy buena conclusión!!

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Les faltó, un dato importante. Tiene que reportarse la corriente total en cada etapa, al ir sumando una rama en paralelo. Para terminar de concluir del experimento!!