LEYES DE KIRCHHOFF 1. RESUMEN La práctica en el laboratorio consistió en un circuito eléctrico en donde se aplicó las leyes de Kirchhoff de voltaje y corriente. Se halló los valores teóricos de corriente y voltaje en cada resistor, mediante un sistema de ecuaciones que se formaron al realizar la ley de mallas. Se obtuvo los valores eperimentales de voltaje y corriente en los resistores al medir con un volt!metro y un amper!metro cada uno de ellos.
2. INTRODUCCION Las leyes de Kirchhoff establecen un postulado de mucha importancia para el estudio de la f!sica eléctrica o por consi"uiente para el estudio de circuitos, donde se afirma que la suma de las corrientes que entran en un nodo es i"ual a las que salen, a partir de la teor!a de la conservación de la ener"!a analizaran al"unos aspectos como la relación de las corrientes en distintos puntos del sistema.
3. OBJETIVOS #erificar eperimentalmente las Leyes de Kirchhoff
4. FUNDAMENTO TEORICO Leyes de Ki!""#$$ La primera ley, o ley de las corrientes o nodos, establece que la suma al"ebraica de las corrientes que pasan por un nodo es cero. Se asume que las corrientes que entran de un nodo son positivas mientras las que salen, ne"ativas, o viceversa $ver fi"ura %&. 'sta ley es consecuencia de la conservación de la car"a.
()*+- %
ecordando que en el eperimento de ley de hm se mencionó que un nodo es cualquier punto de un circuito en donde están conectados por lo menos dos elementos básicos. 'n la fi"ura % hay un nodo con cuatro ramas. 'n cada rama hay un elemento básico del circuito, 'n este elemento hay cuatro elementos de circuitos conectados entre s!. La primera ley de Kirchhoff. 'stablece que la suma al"ebraica de las cuatro corrientes es cero, es decir/ i 1−i 2−i3 + i 4 =0
$%&
0ote que las corrientes que entran al nodo con positivas y las que salen, ne"ativas. 1ambién se podr!a cambiar esta convención y decir, que las que entran son ne"ativas y las que salen, positivas. Lo que no se puede hacer es asumir que todas tienen el mismo si"no, independientemente de si entran o salen. La se"unda lay, o ley de los voltajes o mallas, establece que la suma al"ebraica de las diferencias de potencial alrededor de una malla cerrada es cero. Se asume que las subidas de voltaje son positivas mientras que las ca!das, ne"ativas, o viceversa. #er fi"ura 2. 'sta ley es consecuencia de la conservación de la ener"!a. 3ara aplicar esta ley en este circuito, se esco"e cualquier punto en la malla y se la recorre en el sentido horario, pasando por cada uno de los elementos, hasta lle"ar al mismo punto donde se empezó. 0ote que se ha escrito la polaridad de cada elemento, as! se puede saber si al recorrerlas se tiene ca!das o subidas de potencial. La bater!a, cuya diferencia de potencial es #, provee un 4desnivel5 eléctrico cuya altura máima está en su terminal positivo, el cual entre"a corriente al circuito. 'sta fluye 4bajando5 hacia el ne"ativo de la bater!a, que está al nivel eléctrico m!nimo.
()*+- 2 'n cada resistencia el si"no positivo identifica su terminal al más alto nivel. Suponiendo que - es el punto inicial y que se recorre la malla en el sentido de las manecillas del reloj, entonces, la se"unda ley de Kirchhoff implica que/
V −V 1− V 2− V 3−V 4−V 5−V 6=0
$2&
Los voltajes a través de las resistencias tienen si"no ne"ativo porque, al recorrerlas si"uiendo la malla, se empieza por su nivel más alto, por lo tanto se trata de ca!das de potencial. 'n cambio, cuando se recorre la bater!a, se empieza por su lado ne"ativo as! que termina en el positivo, que es más alto, por lo que se trata de una subida, la cual es positiva, se"6n la convención. 3or supuesto que se puede haber esco"ido las ca!das positivas y las subidas ne"ativas. 'l resultado ser!a el mismo. Lo que no se puede es asi"nar el mismo si"no a ca!das y subidas. 1ambién se pudo haber recorrido la malla en contra de las manecillas del reloj, sin alterar el resultado final. 7omo este es un ejemplo arbitrario, pudiendo haber tenido más o menos resistencias, el hecho de tener seis no si"nifica nada especial. 1ambién se podr!a haber tenido varias mallas en el circuito. 'n cada malla se aplicar!a la se"unda ley de Kirchhoff como si se tratara de una malla independiente.
%. MATERIALES
(uente de voltaje 1ablero de resistencias -mper!metro #olt!metro 1ester 7ables de coneión $bananos y caimanes&
&. METODO E'(ERIMENTAL (i)e* Ley de Ki!""#$$ Seleccione cuatro o cinco resistencias e instale el circuito de la fi"ura % con la fuente de voltaje en V =10 [V ] . 8ida las corrientes que circulan por cada rama. #erifique la primera ley de Kirchhoff.
Se+,-d* ey de Ki!""#$$ Seleccione cuatro o cinco resistencias e instale el circuito de la fi"ura 2 con la fuente de voltaje en V =10 [V ] . 8ida los voltajes en la fuente de voltaje y en cada una de las resistencias. #erifique la se"unda ley de Kirchhoff.
/. DATOS0 RESULTADOS Y DISCUSIN
. CONCLUSIONES 'ste eperimento 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. 'l manejo de ellas es imperial/ "racias a ellas se pueden resolver sin mayores complicaciones circuitos eléctricos que ser!an demasiado complejos de analizar mediante la reducción de los mismos a circuitos más simples.
. BIBLIORAFIA *u!a de laboratorio de f!sica )) blo".espol.edu.ec
15. ANE'OS
11.CUESTIONARIO DE LA (RACTICA %. )ndique los cuidados que se debe tener en el uso del amper!metro y el volt!metro. 2. 'plique el si"nificado de/ malla, nodo, elemento, circuito y corriente eléctrica 9. 'plique la diferencia entre corriente continua $7.7.& y corriente alterna $7.-.&. :. 3ara el circuito de la fi"ura, determine la corriente, voltaje y potencia disipada en cada resistencia