LEYES DE KIRCHHOFF Jailer Barrera B., Daniela Bustos G., Kevin Delrio S., Wilmer León. Universidad del Atlántico Laboratorio de Fsica !!! Fec"a de entre#a$ %& de se'tiembre de %()* RESUMEN +n esta 'rimera e'eriencia de laboratorio buscamos com'robar las llamadas -Lees de Kirc""o//0 a 'artir de un circuito /ormado 'or varias resistencias conductores, los cuales se encontraban sobre una 'rotoboard eran alimentador 'or un #enerador 1ue /ueron medidos a 'artir de un 2olt. 1. INTRODUCCION Las lees de Kirc""o// /ueron /ormuladas 'or Gustav Kirc""o// en )3*4, las cuales son utili5adas 'ara el cálculo de corrientes tensiones en un 'unto de un circuito el6ctrico. Son dos i#ualdades 1ue se basan en la conservación de la ener#a la car#a en los circuitos el6ctricos. 2. DISCUSION TEORICA Ley de corrientes de Kirco!! +n todo nodo, donde la densidad de la car#a no vare en un instante de tiem'o, la suma de corrientes entrantes es i#ual a la suma de corrientes salientes. De manera alternativa es7 n
∑ l = l +l k
1
2
+ ... + l n= 0
k =1
+n cual1uier nodo, la suma al#ebraica de todas las corrientes es cero. Ley de "o#t$%es de Kirco!! La suma de las F+8 de un circuito es i#ual a la suma de las cadas de 'otencial a lo lar#o del circuito. De manera alternativa es7
n
∑V
k
= V 1+ V 2+ ... + V n= 0
k=1
+n cual1uier traectoria cerrada, la suma al#ebraica de todos los volta9es es cero. N&do' se denomina nudo a todo 'unto donde conver#en dos o más de dos conductores. M$##$' constitue una malla todo circuito cerrado 1ue 'uede ser recorrido volviendo al 'unto de 'artida sin 'asar dos veces 'or un mismo elemento. Red'será el con9unto de /uer5as electromotrices, contra electromotrices, resistencias conductores, unidos entre s de /orma arbitraria, de /orma 1ue 'or ellos circulan corrientes de i#uales o distintas intensidades. R$($' es la 'arte de la red com'rendida entre dos nudos cons ecutivos recorridos 'or la misma intensidad de corriente. +n el caso de la red anterior se considerarán ramas los traectos +D:B, B+ +FAB, recorridos, res'ectivamente, 'or las intensidades !), !% e !;. L)ne$ cerr$d$ o #$*o' :on9unto de ramas 1ue /orman un bucle cerrado. Circ&ito' Un camino conductor, en el 1ue se encuentran /uentes de . +o#t)(etro' es un instrumento 1ue sirve 'ara medir la di/erencia de 'otencial entre dos 'untos de un circuito el6ctrico. ,. METODOS E-ERIMENTALES ?eniendo en cuenta 1ue el ob9etivo de esta 'ráctica de laboratorio es demostrar com'robar las lees de Kirc""o//. A"ora con el monta9e del circuito "ec"o, 'rocedimos a medir cada una de las resistencias se#uidamente anotamos cada valor obtenido. Lue#o con un #enerador de volta9e le suministramos *.3& 2 al circuito. A continuación medimos en cada resistencia su res'ectiva cada de 'otencial lue#o la de todo el circuito con un 2oltmetro7 'udimos constatar 1ue la sumatoria de la cada de 'otencial de cada resistencia daba i#ual a la 1ue 'osee todo el circuito.
/. ANALISIS DE RESULTADOS Y DISCUSION' +n 'rimer lu#ar com'robamos el valor de las resistencias colocadas en el si#uiente circuito calculamos su error relativo 'orcentual.
Lue#o al introducirle a un circuito mito un volta9e de *.3&2 a trav6s de un #enerador de ener#a 1uisimos corroborar la le de Kirc""o// 'ara los volta9es 'ara lo cual obtuvimos los resultados mostrados en la si#uiente tabla$ Resistenci$s
1
2
,
/
0
+o#t$%e
%.*@
(.;&
(.;&
(.3;
).)3
Corriente 134,5
%.4);
(.)&4
%.*(4
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re$#5
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*(
Error Re#$ti"o 6
(.@(
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(.*;
+$#or resistenci$ (edido5 +$#or resistenci$
T$7#$ 1. Res&#t$dos E8eri(ent$#es.
ara com'robar la le de Kirc""o// sumamos todas las cadas de 'otencial mostrados en la tabla anterior como se 'uede observar nos da el volta9e suministrado al circuito =2olta9e total>. V T =2.49 V + 2.18 V + 0.36 V + 0.83 V + 1.18 V = 4.86 V
0. RE9UNTAS 0.1. D$dos tres !ocos y &n$ 7$ter)$: di7&%e todos #os circ&itos di!erentes ;&e 8&ed$.
0.2.
Un voltmetro ideal sera a1uel cua coneión a cual1uier red el6ctrica no 'rodu9era modi/icación al#una de las corrientes 'otenciales eistentes en la misma. De esta /orma la di/erencia de 'otencial medida corres'ondera e/ectivamente a la eistente antes de la coneión. +l voltmetro ideal 'resentara una resistencia interna in/inita. Un am'ermetro ideal no modi/icara las corrientes 'otenciales de un circuito al instalarlo en el mismo. De tal /orma 1ue la corriente medida sera e/ectivamente la eistente antes de conectar el a'arato. +l am'ermetro ideal 'resentara una resistencia interna nula.
Los medidores reales no lle#an a los casos ideales 'ero cada ve5 tienden más al in/inito al cero res'ectivamente. 0.,.
Co, 'ues si se 'one en 'aralelo se 'erdera la /unción de 'rotección del /usible, se debe conectar en serie 'or1ue es un elemento 1ue se utili5a 'ara 'rote#er un circuito o dis'ositivo, a 1ue tiene como /unción interrum'ir =al derretirse o 1uemarse> el /luido el6ctrico cuando este se eleve demasiado atente contra la se#uridad de los demás elementos conectados al dis'ositivo.
0./.
Disc&tir &n (@todo 8$r $ (edir #$ !e( re sistenci$ intern$ de &n$ 7$ter)$. a varias t6cnicas dis'onibles 'ara medir la resistencia interna de una batera, cada una de ellas brinda resultados li#eramente de/erentes. Un m6todo comEn es el de la 'rueba de car#a de D: 1ue a'lica una corriente de descar#a a una batera mientras se mide la cada de tensión. La tensión 'or encima de la corriente indica la resistencia interna. +l m6todo de A:, tambi6n conocido como test de conductividad, mide las caractersticas electromecánicas de una batera, a'licando corriente alterna. La corrosión en una batera demás 'roblemas 1ue contribuen a la '6rdida de ca'acidad alteran la conductividad de la batera, 1ue 'uede ser leda con el medidor.
0.0.
Dos 8i#$s Ɛ1 y Ɛ2 de resistenci$s intern$s r1 y r2 se conect$n (edi$nte dos i#os de resistenci$s R1 y R2 de t$# ($ner$ ;&e #$s FEM se o8onen entre s). $5 Si I es #$ corriente ;&e 8$s$ $ tr$"@s de# circ&ito en e# (is(o sentido ;&e e# de Ɛ1: $##$r I. 75 <&@ oc&rre con #$ res8&est$ si Ɛ1B Ɛ2>
0..
O7ten?$ #$s re?#$s de Kir co!! teniendo en c&ent$ #$ #ey de conser"$cin de #$ c$r?$ y #$ ener?)$.
0..
Se co nect$n en ser ie do s 8i# $s id @ntic$s c$ d$ &n $ de e## $s de FE M Ɛ y resistenci$ intern$ r y 8rod&cen &n$ corriente I1 en &n i#o de resistenci$ R conect$do $ s&s ter(in$#es. C&$ndo se conect$n en 8$r$#e#o: 8rod&cen &n$ corriente I2 en e# (is(o i#o. De(ostr$r ;&e
I1 I2
=
r −2 R 2 r −R
