ACADEMIA DE FÍSICA UPIIG - IPN
Practica 8: Leyes de Kirchhoff Galindo Arellano Oscar Ivan, Leggs González González Aldo Daniel, Martínez Hernández Jessica, Rodríguez Alvares del Castillo Yair y Vicente Frausto Alan, Academia de Física Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería campus Guanajuato Instituto Politécnico Nacional
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Resumen En esta ocasión, para cumplir los objetivos de esta práctica, aplicar las leyes de Kirchhoff y analizar corriente y voltaje en redes resistivas con más de una fuente, se llevaron a cabo las siguientes actividades. Lo primero con lo que se trabajo fue con el software de simulación de circuitos NI MULTISIM, en este programa se armó una red, como la que se muestra a continuación
Una vez realizado el circuito se midió el voltaje y el amperaje del circuito mediante el software de simulación, a su vez se realizó la comprobación de los valores obtenidos empleando las Leyes de Kirchhoff. Los resultados obtenidos tanto con el programa como de forma teórica fueron anotados, para su posterior reporte Después de realizar la primera parte, se procedió a armar en el protoboard, el circuito anterior, esto con el propósito de verificar los valores obtenidos, empleando el mismo valor de los resistores y el mismo nivel de voltaje, esto con ayuda de una fuente de poder variable. Introducción
Entendemos por Nodo en un circuito, un punto donde confluyen tres o más conductores. Por los conductores que concurren al Nodo circula corriente, y no hay acumulación de carga. Si hay portadores de carga (como los electrones) que se mueven hacia el Nodo, tiene que estar alejándose de este otro número igual de portadores.
0
PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF: En cualquier nodo la suma algebraica de las corrientes debe valer cero. Es decir,
∑
Para la suma algebraica se toma como positivas las corrientes que llegan al nodo y negativas las que salen de él, pero puede ser arbitrario, esta ley se puede ilustrar como la siguiente figura. Para la figura la aplicación de la ley se da de la siguiente manera
Ilustración 1 nodo con 5 corrientes
SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF: En un circuito cerrado, la suma de las tensiones de batería que se encuentran al recorrerlo siempre serán iguales a la suma de las caídas de tensión existente sobre los resistores. En la ilustración 2 se muestra el sentido de la corriente con una línea rojo ese mismo sentido se debe de mantener si tenemos más de una malla. Esta ley se puede expresar como:
∑∑ O la suma algebraica de tensiones a lo largo de la malla es cero:
∑∑
1
I.
Procedimiento
Materiales Multímetro y sus cables. 1 tarjeta de experimentación (protoboard) Alambre de cobre.
Fuente de alimentación de C.D 5 o 6 resistores de diferentes valores mayores
Multisim 1 juego de seis cables de caimanes
de 5kΩ
En esta práctica se usaron ambos sistemas de comprensión de circuitos tanto en físico como en Computadora, se realizó un circuito con dos fuentes de diferente voltaje, se agregaron tres resistencias en paralelo. En forma física se verifico el voltaje y amperaje del circuito en puntos estratégicos para observar las magnitudes de dichas unidades. Utilizamos resistencias y baterías de diferentes valores, en las baterías aunque sean ambas de 1.2, 6, 9 o 12 voltios la resistencia interna de cada batería modifica el voltaje y corriente de está. Las resistencias usadas varían entre los 5 y 15 K Ω. Por medio de las leyes de Kirchhoff se observaron tres intensidades de corriente que en un caso se cruzan en sentido. II.
Resultados
Multisim Voltaje Amperaje Resistencia Batería
1
2
3
336.42mV
3.336V
1.664V
14.701μA 22 KΩ
166.36μA 22KΩ
10KΩ
3V
5V
2
Protoboard Voltaje Amperaje Resistencia Batería
III.
1
2
3
335.42mV
3.307V
1.644V
14.605μA 22KΩ
165.56μA 22KΩ
10KΩ
3V
5V
Verificación de Resultados
3
Conforme a los resultados obtenidos con las distintas mediciones, físicas, virtuales y teóricas, que se realizaron en el circuito solicitado, se realizó la verificación de los mismos dando como resultado lo siguiente:
Los resultados obtenidos, de distintas mediciones, son congruentes, ya que todos dan valores cercanos. Existe una pequeña variación entre los resultados obtenidos, de forma física, virtual y teórica, variación que es mínima por lo cual no es tomada en cuenta. Finalmente los resultados, obtenidos son correctos y reales, esto obtenido mediante la posterior comprobación, a la realización de la práctica.
IV.
Conclusiones
Tras la realización de esta práctica, se puede concluir lo siguiente:
Se logró el objetivo general, ya que se logró comprender de una mejor manera las leyes de Kirchhoff, además de cómo implementar estas leyes en un circuito físico. De la misma manera se pudo aplicar las leyes de Kirchhoff en la conformación de circuitos eléctricos de manera física y mediante el uso de software de diseño de circuitos (Multisim), el cual fue de gran ayuda ya que se realizó el circuito de una forma rápida y eficiente. También se conoce ahora de una mejor manera el uso de resistores y la clasificación de los mismos, además se cuenta con una mayor habilidad al momento de medir las distintas intensidades, gracias al uso de aparatos de medición como el multímetro. De la misma manera se entendió como realizar el análisis de corriente y voltaje en redes resistivas con más de una fuente. Finalmente se concluye, que se tiene un mayor y mejor entendimiento del tema en cuestión, lo cual será de suma importancia para la elaboración de circuitos en un futuro. .
V.
Referencias http://icptareas.files.wordpress.com/2010/06/leyes_de_kirchoff.pdf http://centros5.pntic.mec.es/ies.de.rivas.vaciamadrid/tecnologia/electrotecnia/www.extrema durasi.org/contenidos_docentes/electro/t3.htm#3 http://electronicacompleta.com/lecciones/leyes-de-kirchhoff/
Leyes de Kirchhoff 22 de Abril de 2014
29 de Abril de 2014
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