Hacer predicciones sobre las propiedades de una resistencia: laboratorio de física

Introducción: Resistencias

Las resistencias son elementos simples hechos de materiales que dificultan el paso de una corriente eléctrica a través de ellos. Las resistencias se fabrican en una variedad de valores de resistencia. Cuanto mayor sea el valor de resistencia, más difícil será que pase una corriente eléctrica.

Una resistencia

Verá que la mayoría de los productos eléctricos tienen resistencias en su interior. Abre tu computadora y encontrarás pequeñas resistencias en tu placa base. Abra su televisor y encontrará resistencias en la placa de circuito que ejecuta su televisor.

Curiosamente, dependiendo de cómo configure su circuito, sus resistencias se comportarán de manera diferente. En este laboratorio de física, construirá dos circuitos diferentes y probará la resistencia total de cada circuito para ver cómo se compara con las propiedades de sus resistencias. Su resultado medido debe ser el mismo que su resultado calculado.

Materiales

Para realizar este laboratorio de física, necesitará los siguientes materiales:

• Una fuente de poder
• 3 resistencias de 100 ohmios
• 1 resistencia de 250 ohmios
• 4 cables de conexión
• 8 conectores de cable
• Un multímetro digital (DMM)
• Papel y lapiz

Pasos

¡Consejo de Seguridad! Asegúrese de que su fuente de alimentación esté desconectada y apagada antes de usarla para construir su circuito.

1. Construye este circuito:

Este tipo de configuración de resistencia se denomina configuración en serie en la que las resistencias están conectadas entre sí. Como puede ver, la corriente eléctrica debe fluir a través de cada resistencia para regresar a la fuente de energía.

2. Calcule la resistencia total usando esta fórmula para resistencias en serie:

• R total = R 1 + 2 +… + n

Escriba su cálculo en su cuaderno. Esto es lo que espera que sea su valor medido.

¡Consejo de Seguridad! Antes de encender la fuente de alimentación, asegúrese de no tocar ninguno de los cables de su circuito y asegúrese de que ninguna de sus herramientas esté tocando el circuito tampoco.

3. Encienda su fuente de energía. Tome su DMM y mida desde la parte superior de la primera resistencia R1 hasta la parte inferior de la segunda resistencia R2. Registre esta medida en su cuaderno. Esta es la resistencia total de su circuito.

4. Calcule la resistencia total usando esta fórmula para resistencias en serie.

• R total = R 1 + 2 +… + n

Escriba su cálculo en su cuaderno.

5. Reorganice sus resistencias para hacer este circuito:

Las resistencias en este circuito están en una configuración en paralelo . En este tipo de configuración, su corriente puede fluir a través de la primera o la segunda resistencia.

6. Calcule la resistencia total usando esta fórmula para calcular la resistencia total de resistencias en paralelo:

Registre sus cálculos en su cuaderno. Este es su valor esperado.

7. Encienda su fuente de energía. Use su DMM y mida la resistencia total desde un lado común de todas las resistencias hasta el otro lado común de todas las resistencias. Entonces, para un grupo de resistencias en paralelo, simplemente elija una resistencia y mida la resistencia total a través de esta resistencia. Registre esta medida en su cuaderno.

Solución de problemas

Debido a que está trabajando con un circuito vivo con electricidad fluyendo a través de él, tenga mucho cuidado de no tocarlo durante el experimento. Cuando use su multímetro digital para medir, tenga mucho cuidado de no dejar que las sondas toquen su circuito donde no necesita medir. Puede crear un corto, una chispa o incluso una explosión.

Cuando calcule la resistencia total para las resistencias en paralelo usando la fórmula, asegúrese de tomar la inversa después de sumar sus fracciones.

Preguntas de discusión

1. ¿Qué observó sobre la resistencia total en la configuración en serie?

2. ¿Qué observó acerca de la resistencia total en la configuración en paralelo?

3. ¿Su resistencia total medida se aproxima a la resistencia total calculada?

Cómo funciona

En teoría, su resistencia total medida debería coincidir con su resistencia total calculada. Sin embargo, es posible que vea una diferencia. Esa diferencia proviene de la resistencia inherente en sus cables de conexión. Normalmente, esta diferencia es insignificante o muy pequeña. Pero si los cables de conexión no son muy buenos para conducir electricidad, es posible que observe una diferencia mayor. Puede probar este laboratorio con diferentes materiales para sus cables de conexión para ver cuánto impacto puede darle.

La razón por la que las resistencias en serie se suman es porque su corriente tiene que pasar por todas sus resistencias, por lo que la resistencia total que tiene que pasar se suma. Los resistores en paralelo no se suman porque su corriente eléctrica no tiene que pasar por todos ellos. De hecho, su corriente puede dividirse y atravesar parcialmente cada resistencia. Es por eso que la resistencia total suele ser menor que las propias resistencias.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador