“Año del Bicentenario, de la consolidación de nuestra Independencia, y de la conmemoración

de las Heroicas Batallas de Junín y Ayacucho”

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, Decana de América)

CURSO:

Laboratorio de Física III

TEMA:

Informe de laboratorio N°5

“Campo Eléctrico”

DOCENTE:

INTEGRANTES:

Martes 12 pm - 2 pm

Lima, Perú

2024
 INTRODUCCIÓN

Un divisor de corriente es un componente de un circuito eléctrico que distribuye la corriente

proveniente de una fuente entre diferentes resistencias o impedancias conectadas en paralelo.

Este componente cumple con la ley de corriente de Kirchhoff .Por otro lado, un divisor de

voltaje o divisor de tensión es un circuito eléctrico que reparte la tensión de una fuente entre

una o más impedancias conectadas en serie. Este proceso se rige por la ley de Ohm y la

segunda ley de Kirchhoff.

El divisor de corriente y el divisor de voltaje se utilizan en una amplia variedad de

aplicaciones en circuitos electrónicos y eléctricos, incluyendo la robótica y la electrónica.

Ejemplo de esto es su uso en el control de motores para distribuir corriente de control a

diferentes componentes del sistema, como motores paso a paso, también en control de la

iluminación se utiliza para regular la corriente que fluye a través de luces LED, permitiendo

ajustar su brillo de manera eficiente.

Este informe se ha realizado con el objetivo de reconocer que la regla divisora de voltaje y la

regla divisora de corriente son fundamentales en el diseño de esquemas electrónicos. Así

como también demostrar experimentalmente las leyes de Kirchoff, que indica que la suma

algebraica de las diferencias de potencial en una malla es nula y que la suma algebraica de las

corrientes que coinciden en un nodo también es nula.

 I. OBJETIVOS

1. Reconocer la gran importancia que tiene estas dos reglas; regla divisora de voltaje y
regla divisora de corriente, al momento del diseño de esquemas electrónicos.
2. Demostrar experimentalmente que la suma algebraica de las diferencias de potencial
en una malla es nula, así como también lo es la suma algebraica de las corrientes que
coinciden en un nodo. Inferir las leyes de Kirchhoff a partir de resultados
experimentales.
3. El alumno será capaz de: Armar los circuitos eléctricos para determinar el
comportamiento de las variables eléctricas. Utilizar el multímetro para medir los
voltajes y corrientes eléctricas. Obtener el error porcentual de las variables medidas
y calculadas.
4. Comprobar el uso de esta herramienta en la práctica
5. Se busca observar
5.1. El efecto de una carga en un divisor de voltaje y corriente,
respectivamente.
5.2. El efecto de carga del voltímetro y amperímetro, respectivamente.
II. EQUIPOS Y MATERIALES

1. Caja decádica de resistencias: 3. Reóstato

4. Fuente de CC
2. Voltímetro
 5. Amperímetro cocodrilo y tipo U

6. Alambres conectores banana-

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

A. Divisor de tensión:

Un divisor de tensión es un circuito básico formado por varias resistencias en serie, y

este funciona debido a que la diferencia de potencial eléctrico en cada componente es

una parte de la tensión de la fuente que alimenta a este circuito.

La tensión que recae sobre cada resistor es proporcional al valor de la resistencia

(ohmios) de cada uno de los componentes. Por ejemplo:

Por un lado, cabe recalcar que la suma de los voltajes medidos deben ser equivalentes

al proporcionado por la fuente de tensión, también expresada de otra forma como la Ley

de los Voltajes de Kirchhoff, la cual establece que el total de la suma de los voltajes
 dentro de una malla de un circuito es igual a cero. Por otro lado, al aplicar la Ley de

Ohm en cada uno de las resistencias obtenemos una intensidad de corriente constante

siempre y cuando todos los elementos del circuito se encuentren en serie

consecutivamente.

B. Divisor de Corriente:

El principio del divisor de corriente se basa en la ley de

Kirchhoff de corrientes, que establece que la suma de

las corrientes que entran a un nodo en un circuito eléctrico es igual a la suma de las

corrientes que salen del mismo nodo.

En un circuito eléctrico con múltiples ramificaciones, la corriente se divide entre las

ramas según las resistencias presentes en cada una. Esto se conoce como el principio del

divisor de corriente.

Para entender mejor este concepto, consideremos un circuito simple con dos resistencias

en serie alimentado por una fuente de corriente continua. La corriente que fluye a través

de cada resistencia se divide de acuerdo con la relación de sus resistencias.

Matemáticamente, podemos expresar el divisor de corriente con la siguiente fórmula:

● I i: es la corriente que fluye a través de la resistencia 𝑖.

● I total: es la corriente total suministrada por la fuente.

● R j: es la resistencia de la resistencia 𝑗 en particular.

● R total: es la suma total de todas las resistencias en el circuito.

Este principio se utiliza en una variedad de aplicaciones, como el diseño de circuitos divisores

de tensión, la medición de corrientes, y el diseño de circuitos de control.

El concepto de divisor de corriente también puede aplicarse en circuitos eléctricos en los que

el campo eléctrico es una variable importante. Por ejemplo, en circuitos electrónicos que

involucran dispositivos semiconductores, como transistores, el divisor de corriente puede ser

utilizado para calcular las corrientes que fluyen a través de diferentes partes del circuito, lo

que es fundamental para comprender su funcionamiento y rendimiento.

IV. PROCEDIMIENTO Y DATOS

A. Experimento N°1

a. DIVISOR DE TENSIÓN, LIBRE DE CARGA

ESQUEMA N°1

𝑅1 = 50 𝛺 𝑅2 = 30 𝛺 𝑈 =2𝑉

𝑈 2𝑉 2𝑉
𝐻𝑎𝑙𝑙𝑒 𝐼 = 𝑅 +𝑅 = 50𝛺+30𝛺 = 80𝛺 = 25 mA
1 2

Por lo tanto, la tensión se divide en: 𝑈1 = 𝐼𝑅1 = 25 𝑚𝐴 (50𝛺) = 1.25 V

y 𝑈2 = 𝐼𝑅2 = 25 𝑚𝐴 (30𝛺) = 0.75 V

Sumando nos da: 𝑈 = 𝑈1 + 𝑈2 = 1.25𝑉 + 0.75𝑉 = 2 𝑉 (Valor teórico)

 b. DIVISOR DE TENSIÓN CON CARGA

ESQUEMA N°2

Ahora se lee directamente la diferencia de potencial a través de los resistores con

los voltímetros como se muestra en el esquema 2:

𝑈1 = 1.324 𝑉 y 𝑈1 = 0.710 𝑉

Determinamos el valor experimental: 𝑈𝐸 = 𝑈! + 𝑈2 = 2.043V (Valor

experimental)

B. Experimento N°2

c. DIVISOR DE CORRIENTE, LIBRE DE CARGA

ESQUEMA N°3

𝑈 = 2 𝑉 𝑅1 = 50 𝛺 y 𝑅2 = 30 𝛺
 Hallando teóricamente: 𝐼1 = 0.04 𝑚𝐴 y 𝐼2 = 0.0667 𝐴

Por lo tanto: 𝐼 = 𝐼1 + 𝐼2 = 0.1067 𝐴 (Valor teórico)

d. DIVISOR DE CORRIENTE CON CARGA

ESQUEMA N°4

Ahora se lee directamente la intensidad de corriente 𝐼1 y 𝐼2 , usando los

amperímetros como se indica en el esquema 4

𝐼1 = 38.5 𝑚𝐴 y 𝐼2 = 62.5 𝑚𝐴

Por lo tanto: 𝐼 = 𝐼1 + 𝐼2 = 0.101 𝐴

V. CUESTIONARIO

1. Determine el error porcentual en la práctica de divisor de tensión, ¿Los valores de

tensión hallados experimentalmente coincidieron con los valores hallados teóricamente

Si hay diferencias, explique las posibles causas y determine el error porcentual?

Determinando el error porcentual:

De U1 (50𝛺):

U1 teórico=1.25 V

U1 experimental=1.324 V
 De U2(30𝛺):

U2 teórico=0.75 V

U2 experimental=0.71 V

En este caso podemos observar que los valores experimentales difieren alrededor del

5% de los valores teóricos, lo cual hace masomenos confiable la medición. Algunas de

las posibles causas en las variaciones en la medición pueden ser:

- Error en la caja decádica de resistencias: Al medir las resistencias estas variaban

en algunas unidades de ohmios.

- Error en la fuente de voltaje: El voltaje proporcionado por la fuente no es exacto

pues este, internamente, cuenta con una resistencia en serie al circuito que creará

el efecto de carga de la fuente.

- Efecto de carga del voltímetro: Esto se debe al instrumento propio pues, la

medición será más confiable mientras la sensibilidad de este sea mayor.

Esto quiere decir que mientras se añada más Kohm/V en el voltímetro, en

paralelo a la resistencia a medir, la resistencia equivalente será

aproximadamente igual a esta resistencia. Recordemos que en paralelo por dos

resistencias caen el mismo voltaje. Entonces mientras la resistencia del

voltímetro sea mayor , mejor será la medición del voltaje.

2. Luego de los resultados hallados, explique qué es el efecto de carga y cómo puede

afectar la exactitud de las mediciones de tensión.

El efecto de carga es un error en la medición de una magnitud al utilizar instrumentos

que puedan alterar o modificar el sistema a medir.

 En el circuito medido, se utilizaron voltímetros, amperímetro y un multímetro para

realizar las mediciones, los cuales inequívocamente afectaron los valores medidos. Por

ejemplo, el valor de la resistencia interna ideal para un voltímetro es de ∞ 𝛺 , porque,

como este se conecta en paralelo al circuito, por equivalencia de resistencias en paralelo,

la resistencia del circuito no se vería afectada por la del multímetro y tendríamos un

valor ideal. Sin embargo, este no es el caso. Lo mismo sucede con un amperímetro, el

cual tiene una resistencia ideal interna de 0 𝛺.

Es por ello que los valores de tensión medidos no siempre concuerdan con los valores

ideales calculados previamente.

3. ¿Los valores de la corriente hallados experimentalmente coincidieron con valores

hallados teóricamente? Si hay diferencias, explique las posibles causas y determine su

error porcentual.

Posibles causas de la diferencia:

● Tolerancias de los componentes electrónicos, como resistores, pueden causar

variaciones en sus valores reales.

● Errores de medición pueden ocurrir debido a errores humanos o de

instrumentación durante la experimentación.

● Aproximaciones teóricas pueden hacer suposiciones simplificadas que no

reflejan completamente el comportamiento real del circuito.

4. ¿Qué consideraciones deben tomarse en cuenta para tratar de evitar el efecto de carga

en las mediciones de intensidad de corriente?

El efecto de carga, consiste en un error de medición provocado por la necesidad de

modificar un sistema con un instrumento, para poder realizar una medición en él. Por

ejemplo, cuando conectamos un voltímetro al circuito, esto equivale a introducir una

resistencia en paralelo modificando así el circuito.

Para evitar el efecto de carga en las mediciones de intensidad de corriente, es crucial

utilizar instrumentos de medición con alta impedancia de entrada, conexiones en serie

en lugar de paralelo, cables de baja resistencia, y mantener conexiones limpias y

ajustadas. Además, calibrar regularmente los instrumentos de medición es fundamental

para garantizar precisión en las mediciones.

5. Menciones 3 aplicaciones de divisor de corriente

● Control de Iluminación: En el diseño de circuitos electrónicos, los divisores de

corriente se utilizan para proporcionar diferentes niveles de corriente a diferentes

componentes del circuito, lo que es especialmente útil en sistemas de iluminación.

● Circuitos de Medición: Los divisores de corriente encuentran aplicación en circuitos

de medidores eléctricos, donde se desea enrutar una fracción de una corriente medida

a través de un dispositivo de detección sensible, permitiendo mediciones precisas sin

interrumpir el flujo de corriente principal.

● Control y Regulación de Corriente: En aplicaciones de control y regulación de

corriente, los divisores de corriente se utilizan para dirigir la corriente a través de

múltiples componentes, ajustando la intensidad de la corriente según sea necesario

6. Mencione 3 aplicaciones de divisor de voltaje

 ● Potenciómetros Ajustables: Los potenciómetros utilizan divisores de voltaje

ajustables para proporcionar una señal de salida variable, lo que es fundamental en

aplicaciones que requieren un voltaje de entrada ajustable de forma precisa.

● Sensores de Voltaje o Nivel de Señal: En sistemas de control y medición, los

divisores de voltaje se utilizan para adaptar los niveles de voltaje de las señales de

entrada a los rangos de voltaje aceptables de los dispositivos de detección o

adquisición de datos.

● Suministro de Señal a Circuitos de Bajo Consumo: En aplicaciones de bajo

consumo de energía, los divisores de voltaje se utilizan para suministrar niveles de

voltaje reducidos y seguros a circuitos de baja potencia, garantizando la operación

eficiente de los dispositivos electrónicos.

7. Resumen de “Efecto de Carga de Medidores”

El efecto de carga, es un fenómeno que describe el error en la medición de un

parámetro específico cuando un instrumento de medición modifica el sistema que está

midiendo. Este fenómeno es relevante en instrumentos de medición como

amperímetros y voltímetros, ya que al conectar estos instrumentos a un circuito,

consumen energía del mismo, lo que provoca alteraciones en las propiedades del

circuito, afectando la precisión de la medición

En el caso de un amperímetro, al conectarse en serie con el circuito para medir la

corriente, se convierte en parte del circuito y afecta la corriente que está midiendo. Por

lo tanto, el amperímetro debe tener una resistencia interna baja para minimizar este

efecto de carga y no perturbar significativamente el circuito-

Por otro lado, el voltímetro, al conectarse en paralelo para medir el voltaje, introduce

una pequeña resistencia en el circuito, lo que puede afectar el voltaje medido. Este
 efecto puede minimizarse utilizando voltímetros con una alta resistencia interna.

8. Resumen de “Divisor de Voltaje con 2 fuentes”

En el circuito presentando se quiere calcular los voltajes que pasan por las resistencias

de 4 y 2 ohmios, además el circuito cuenta con 2 fuentes de voltaje de 32 y 8 volts.

Lo primero que se debe hacer es simplificar el circuito sustituyendo las dos fuentes

por una sola, en este caso se suman debido a que se toca una terminal positiva con una

negativa entre las fuentes. Por lo que se tendría un circuito con una fuente de voltaje

de 40 volts. El circuito quedaría de la siguiente manera:

Aplicando la fórmula de divisor de voltaje:

● Para hallar el voltaje 1:

VR1: ?

R1: 4

Rt: R1+ R2 = 2 + 4 = 6

Vt: 40
 Haciendo los cálculos, se obtiene el valor del voltaje 1 = 26.66 v

● Para hallar el voltaje 2:

VR2: ?

R2: 2

Rt: R1+ R2 = 2 + 4 = 6

Vt: 40

Haciendo los cálculos, se obtiene el valor del voltaje 2 = 13.33 v

VI. CONCLUSIONES

1. Es importante considerar los efectos de carga tanto de las fuente de tensión como

de los instrumentos de medición pues estos no son ideales, esto a fin de

conseguir medidas más exactas en los circuitos, de considerar esto se puede

considerar confiable las mediciones y poder trabajar con confianza.

2. Las diferencias entre los valores teóricos y experimentales de corriente pueden

atribuirse a tolerancias de componentes y errores de medición. La consideración

de estas fuentes de error es crucial para una interpretación precisa de los

resultados experimentales en circuitos eléctricos.

3. Se logró inferir experimentalmente las leyes de kirchhoff lo cual permite

analizar circuitos eléctricos complejos al aplicar los principios de conservación

de la carga eléctrica y la energía, lo que facilita la determinación de corrientes y

tensiones en diferentes partes del circuito.

4. El principio del divisor de corriente es esencial en el diseño y análisis de

circuitos eléctricos, permitiendo calcular cómo se distribuye la corriente entre

las distintas ramas del circuito según las resistencias presentes.

 5. Los divisores de tensión son circuitos eléctricos que reducen un voltaje de

entrada a un voltaje de salida menor utilizando dos o más resistencias conectadas

en serie. Su funcionamiento se basa en la ley de Ohm y en la división de la

corriente total entre las resistencias.

VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Capítulo 17: División de Voltaje y de Corriente. (2014, agosto 21). Análisis de

Circuitos En Ingeniería. https://analisisdecircuitos1.wordpress.com/parte-1-
circuitos-resistivos-cap-11-a-20-en-construccion/capitulo-17-division-de-
voltaje-y-de-corriente/