7.InformeLeydeKirchhoff

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

LEY DE KIRCHHOFF

Informe de laboratorio

Profesor: Edgar Rodríguez

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FÍSICA ELECTRICIDAD Y ELECTROMAGNETISMO 19 DE SEPTIEMBRE DEL 2014


OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL ● Verificar experimentalmente las leyes de Kirchhoff. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ● A partir de las leyes de Kirchhoff analizar cualquier circuito. ● Encontrar la relación existente entre las caídas de potencial que se encuentran en una malla. ● Determinar la relación que existe entre cada una de las corrientes que entran o salen de los nodos.

MARCO TEÓRICO

Un nodo es un punto del circuito donde se unen dos o más elementos.


Camino cerrado, lazo o bucle empezando por un nodo cualquiera se establece un camino cerrado en un circuito pasando por los elementos básicos y regresando al nodo original sin pasar dos veces por cualquier nodo intermedio.

La ley de nodos o primera ley de Kirchhoff nos dice que en cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero

Esta fórmula es válida también para circuitos complejos:


La ley se basa en el principio de la conservación de la carga donde la carga en coulombs es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos. La Segunda ley de Kirchhoff, o ley de mallas de Kirchhoff nos dice que en un lazo cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a cero.

De igual manera que con la corriente, los voltajes también pueden ser complejos, así:

Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energía al regresar al potencial inicial. Esta ley es cierta incluso cuando hay resistencia en el circuito. La validez de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida, debido a la disipación de energía. Una carga simplemente terminará en el terminal negativo, en vez de el positivo. Esto significa que toda la energía dada por la diferencia de potencial ha sido completamente consumida por la resistencia, la cual la transformará en calor.


Materiales: ● ● ● ● ● ●

Fuente de voltaje DC Caimanes ó Tablero de conexiones, (o Protoboard) y cables de teléfono. Multímetro en función Amperímetro Multímetro en función Voltímetro Multímetro en función Óhmetro. Resistencia del orden de los Kilo-ohmios y ½ ó ¼ de Wattio. Descripción de la práctica: En la práctica de hoy el docente dibujó dos circuitos en los cuales debíamos medir voltaje y corriente, el primero era el propuesto por la guía de laboratorio y el segundo por él; cada uno contaba con tres resistencias, dos interruptores y dos fuentes de voltaje. RESULTADOS


CÁLCULOS Método de mallas Circuito 1.



Circuito 2.



Método de nodos Circuito 1.


Circuito 2.



Análisis de resultados Durante la práctica realizada logramos medir la corriente y el voltaje de dos circuitos complejos, teniendo en cuenta los resultados obtenidos es posible hallar dichos valores teóricamente comprobando la leyes de Kirchhoff; al usarlas y realizar los cálculos pertinentes obtuvimos el valor de las tres corrientes I circundantes por el circuito y los voltajes de los mismos. Esto se logra partiendo del método de mallas donde se hallan y resuelven las ecuaciones que relacionan voltaje, corriente y resistencia, lo cual se puede comprobar con el método de nodos. Se puede comprobar lo mencionado anteriormente con los resultados obtenidos teóricamente pues en el circuito 1 con el método de las mallas se obtuvo una corriente I 1 =0,0007 A , I 2 =0,00169 A e

I 3 =0,0095 A ; valores que con ayuda del método de nodos fueron

comprobados. De igual forma ocurrió con el circuito 2 donde se obtuvo I 2 =0,0084 A e

I 1 =0,00142 A ,

I 3 =0,0058 A

Análisis de errores: Según los datos obtenidos en el análisis de mallas podemos apreciar que el porcentaje de error en ambos circuitos oscila entre el 0 y el 83% para los valores hallados de corriente. La diferencia relativa entre los valores teóricos y experimentales se debió a pérdidas de energía en el sistema y a errores en la medición. En teoría, solamente los resistores disipan la energía eléctrica, pero en realidad los demás elementos del circuito (cables, fuente, etc.) también lo hacen pero una cantidad muy inferior, ya que presentan una pequeña resistencia al flujo de la corriente eléctrica que no se considera al aplicar las leyes de Kirchhoff. Aun así, la determinación de la corriente y voltaje de resistores por este medio es una excelente aproximación a los valores reales, por el bajo error que presentan. En cuanto a las mediciones, mucho influye la lectura correcta de las mismas y la imprecisión de los instrumentos empleados para registrarlas.


CONCLUSIONES ● La primera ley de Kirchhoff es válida: en un nodo, la suma de

corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes. ● Este experimento realizado sobre las leyes de Kirchhoff es importante para un mejor entendimiento de la razón por la cual estas leyes son válidas y qué tan precisas pueden ser. El manejo de ellas es imperial: gracias a ellas se pueden resolver sin mayores complicaciones circuitos eléctricos que serían demasiado complejos de analizar mediante la reducción de los mismos a circuitos más simples.

BIBLIOGRAFÍA


LEYES DE KIRCHHOFF (s.f.) Recuperado el 18 de Septiembre de 2014 de http://dsaresearch.org/teresa/Electronica/T01-3.pdf

LEYES DE KIRCHHOFF (s.f.) Recuperado el 18 de Septiembre de 2014 de, http://fisica.udea.edu.co/~lab-gicm/Laboratorio%20Fisica%202_2011/2014%20Leyes%20de %20Kirchhoff(puente).pdf LEYES DE KIRCHHOFF (s.f.) Recuperado el 18 de Septiembre de 2014 de, http://electronicacompleta.com/lecciones/leyes-de-kirchhoff/

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