Laboratorio n° 04

LEY DE KIRCHHOFF

OBJETIVOS:

1.1 comprobar las leyes de kirfchhoff en forma cuantitativa mediante aplicaciones directas .

1.2 medir intensidades y tensiones de corriente continua .

INTRODUCCION:

Las Leyes de Kirchhoff de voltaje y corriente son dos métodos muy utilizados en el análisis de circuitos eléctricos. Al aplicar estos métodos podemos determinar valores desconocidos de corriente, voltaje y resistencia en circuitos resistivos.

La Primera Ley de Kirchhoff o Ley de Kirchhoff de Corrientes establece lo siguiente:

La suma algebraica de las corrientes en cualquier nodo en un circuito es cero. Las corrientes que entran al nodo se toman con un mismo signo y las que salen con el signo contrario.

La Segunda Ley de Kirchhoff o Ley de Kirchhoff de voltajes se aplica a las trayectorias cerradas y establece lo siguiente:

En una malla, la suma algebraica de las diferencias de potencial en cada elemento de ésta es cero. Las caídas de voltaje se consideran con un mismo signo, mientras que las subidas de voltaje se consideran con el signo contrario.

MARCO TEORICO :

2.1.KIRCHHOFF,GUSTAV ROBERT ( 1824-1887).

Físico alemán, nació en Königsberg (actualmente Kaliningrado, Rusia) y estudió en la universidad de esa ciudad. Fue profesor de física en las universidades de Breslau, Heidelberg y Berlín. Con el químico alemán Robert Wilhelm Bunsen, desarrolló el espectroscopio moderno para el análisis químico. En 1860 los dos científicos descubrieron el cesio y el rubidio mediante la espectroscopia. Kirchhoff dirigió importantes investigaciones sobre la transferencia de calor y también expuso dos reglas, actualmente conocidas como leyes de Kirchhoff, con respecto a la distribución de corriente en circuitos eléctricos.

Sabemos que en la ley de ohm tenemos la siguiente ecuación:

V = RI

De acuerdo a esto ya podemos tener una idea de cómo saber que es una resistencia en serie y una resistencia en paralelo. Para que así se estudie las leyes de kirchhoff.

2.2 RESISTENCIA EN SERIE

Esto significa que la corriente fluye en ellas una después de la otra

Definiciones:

Nodo: Punto de un circuito en el que se unen tres o más conductores.

Rama: Parte del circuito unida por dos nodos.

Malla: Recorrido cerrado dentro de un circuito.

Ley de nodos:

La suma algebraica de las corrientes en un nodo es igual a cero. I1-I2-I3

Método de las mallas:

Mediante el método de las mallas es posible resolver circuitos con varias mallas y fuentes. Consiste en plantear las corrientes de cada malla como su intensidad por su resistencia y sumar o restar las intensidades por las resistencias relacionadas con mallas adyacentes.

1) Se asigna un sentido arbitrario de circulación de corriente a cada malla (las que se quieren calcular). El sentido no tiene porqué ser el real (de hecho antes de calcularlo no se lo conoce). Si se obtiene como resultado alguna corriente negativa, el sentido real de la misma es al revés del utilizado para esa malla.

2) Se plantea a la suma de las fuentes de cada malla como I por R de la malla y se le restan las ramas comunes con otras mallas. El signo que se les pone a las fuentes depende del sentido de circulación elegido para la corriente. Si se pasa a través de la fuente de negativo a positivo con el sentido elegido, se utiliza (+), de lo contrario (-)

MATERIALES Y EQUIPO:

. Multímetro análogo y/o Digital (puntas de prueba).

1).Una (01) Fuente de Poder regulable de 0 a 16 V

2).Dos (02) Multimetros Digitales

3). Un (01) Tablero de conexiones.

Procedimiento y resultados:

Como puede verse en la imagen, el dispositivo consta de una fuente variable, tres Amperímetros, dos resistencias y dos voltímetros, como ya lo hemos mencionado. Luego del armado, se procede a la toma de datos de la siguiente manera: dejando constante el voltaje de la fuente variable (en 3V); se anotan los valores marcados por los amperímetros y voltímetros para ese voltaje en una tabla en Excel. Con los valores anteriormente registrados, se procede al cálculo correspondiente que compruebe la ley de las mallas de Kirchhoff. Después de la realización del práctico, se calcula el índice de error en los mismos.

TABLA N°3:

V(V) 0.2 0.5 1 1.4 1.6 1.9 2.1 2.3 2.7I-1(A) 0.44 0.71 1.75 2.40 2.72 3.27 3.56 3.41 4.40I-2(A) 0.43 0.78 1.89 2.33 2.65 3.18 3.46 3.56 4.56I-3(A) 0.41 0.02 0.07 0.07 0.07 0.08 0.09 0.10 0.12

TABLA N°4:

V(V) 0.2 0.5 0.9 1.1 1.4 1.9 2.3 2.5 3.00I-1(A) 0.37 1.11 1.95 2.24 2.46 2.69 4.17 5.67 6.12I-2(A) 0.17 0.52 0.92 1.10 1.43 1.87 2.23 2.72 2.43I-3(A) 0.19 0.57 1.02 1.20 1.56 2.62 2.43 2.95 3.18

CUESTIONARIO: