GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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SOLUCIÓN

Circuito serie RC más circuito paralelo RC

 

Introducción

 

En este experimento se monta un circuito con dos resistencias iguales y dos condensadores iguales, formando un circuito serie y uno paralelo, tal como indica el esquema de la figura 1 y. las fotografías 1 y 2. Se miden las diferencias de potencial a la salida del transformador y en los extremos del circuito serie y paralelo. Se  realizan los cálculos teóricos sobre esas diferencias de potencial  las cuales  se miden empleando multímetros baratos

 

Finalidad del experimento

 

a) Determinar teóricamente la relación entre las diferencias de potencial entre las dos asociaciones de impedancias, una en serie y otra en paralelo, designadas como Us y Up  respectivamente.

b) Posteriormente se comparar los  valores calculados teóricamente con los experimentales.

 

Material

 

Un juego de resistencias   entre   500 W y 10000 W.

Dos   condensadores   no   electrolíticos de capacidad   nominal 1 mF

Dos multímetros

Un transformador reductor de 220 V a 13 V o similar.

Cables de conexión

 

El esquema del montaje es el de la figura 1. .

 

 

  Fig.1

 

 

T representa el transformador reductor. C los dos condensadores   de   1 mF que se mantienen fijos durante el experimento.  R son dos resistencias iguales (o muy parecidas), las cuales se cambian a lo largo del experimento. Se   mide la diferencia de potencias Us en el circuito serie y en el circuito paralelo Up y además   la caída de tensión U a la salida del transformador.

 

 

Fotografía1. T es el transformador reductor.  Entre sus extremos de salida (AB) está dispuesto un multímetro como voltímetro (color negro) para medir la diferencia de potencial U del transformador. El otro multímetro mide la diferencia de potencial Up entre los extremos del circuito paralelo.

 

 

Fotografía 2.-El voltímetro de color negro está midiendo lo mismo que en la fotografía 1. El otro voltímetro esta midiendo la diferencia de potencial entre los extremos del circuito serie US

 

Fundamento teórico

 

La impedancia del circuito serie de la figura 1 es:

 

 

La impedancia del circuito paralelo   debe   escribirse en forma compleja para asociarlas y hallar la impedancia equivalente.

 

 

 

 

La   intensidad  I   del circuito

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Procedimiento      

 

a) Prepare un juego de resistencias a partir de unos 500 W hasta unos 10000 W.. Mida las resistencias con el multímetro y anote sus valores en la tabla I. Cada   vez   que   haga una medida ha de colocar dos resistencias iguales o al menos que difieran muy poco entre sí.

 

b) Monte el circuito de la figura 1 y coloque las dos R más pequeñas. El voltímetro situado   a la salida del transformador permanece en ese lugar durante todo el experimento. El otro voltímetro lo coloca entre los extremos del circuito serie y medirá el valor   de   Us. A   continuación lo cambia para medir la diferencia de potencial entre los extremos del circuito en paralelo Up.

Cambie el par de resistencias por las siguientes en valor y opere de la misma forma que lo ha hecho en el apartado anterior. Siguiendo el procedimiento se obtendrá una tabla de valores de R , U , Us y UP.

 

Tabla I

                       

 

R1/W

 

 

 

 

 

 

 

R2/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U /V

 

 

 

 

 

 

 

US /V

 

 

 

 

 

 

 

UP/V

 

 

 

 

 

 

 

U/UP

 

 

 

 

 

 

 

Us/UP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c) Calcule con la ecuación (2) los valores teóricos de , para ello   considere el valor de la capacidad de los condensadores sus valores nominales, esto es, C= 1 mF y .  En nuestro solucionario   f = 50 Hz.

 

d) Represente en una misma gráfica los valores teóricos de  frente a R y los experimentales de la tabla I   frente   a  Rm.

 

e) Calcule con la ecuación (3) los valores teóricos de ,  para  ello   considere el valor de la capacidad de los condensadores sus valores nominales, esto es, C= 1 mF y .  En nuestro solucionario    f = 50 Hz.

 

f) Represente en una misma gráfica los valores teóricos de  frente a R y los experimentales de la tabla I   frente    a Rm.