1ER-LABORATORIO circuitos

LABORATORIO DE CIRCUITOS ELECTRICOSLABORATORIO N 1: LAS LEYES DE KIRCHHOFF, RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y COMPONENTES

PROFESOR : I ng. FRANCISCO SINCHI YUPANQUI SECCI ON : B

AO ACADMI CO : 2014 - I

I NTEGRANTES :

ROSAS RETUERTO LUIS FELIPE 20122170B HUACHACA MEJIA WILLIAM 20102644I GOMEZ TORRES JUAN 20061072F ROMERO ROJAS MANUEL 20120337G

INDICE

I. INTRODUCCIONa. OBJETIVOSb. MARCO TEORICO

II. PROCEDIMIENTOSa. EXPERIMENTALb. ANALITICOc. COMPUTACIONALIII. RESULTADOS Y DISCUSINa. TABLA DE DATOS Y RESULTADOSb. FORMULARIOc. CUESTIONARIOIV. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONESV. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAVI. DATOS TOMADOS EN LA EXPERIENCIAVII. ANEXO

VIII. INTRODUCCIONa. OBJETIVO

Verificar experimentalmente las leyes de Kirchhoff y aprender a utilizar adecuadamente los instrumentos de medicin elctrica.

b. MARCO TEORICO

1era Ley de Kirchhoff

Esta ley tambin es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es comn que se use la sigla.La ley de corrientes 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

Imagen N1. Distribucin de corrientes en un Nodo

Esta frmula es vlida tambin para circuitos excitados con corriente alterna:

La ley se basa en el principio de la conservacin de la carga donde la carga en coulomb es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos.

2da ley de Kirchhoff

Segunda ley de Kirchhoffllamada tambin de mallas.En un lazo cerrado, la suma de todas las cadas de tensin es igual a la tensin total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial elctrico en un lazo es igual a cero.

Imagen N2. Suma de potenciales en una malla

Esta frmula es vlida tambin para circuitos excitados con corriente alterna:

Esta ley se basa en la conservacin de un campo potencial de energa. Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energa al regresar al potencial inicial.

Instrumentos de Medicin elctrica

Voltmetro

El voltmetro es un aparato que mide la diferencia de potencial entre dos puntos. Para efectuar esta medida se coloca en paralelo entre los puntos cuya diferencia de potencial se desea medir. La diferencia de potencial se ve afectada por la presencia del voltmetro. Para que este no influya en la medida, debe de desviar la mnima intensidad posible, por lo que la resistencia interna del aparato debe de ser grande.

Imagen N3. Conexin de un voltmetro.

Ampermetro

Se conoce como ampermetro al dispositivo que mide corriente. La corriente que se va a medir debe pasar directamente por el ampermetro, debido a que ste debe conectarse a la corriente. Los alambres deben cortarse para realizar las conexiones en el ampermetro.

Idealmente, un ampermetro debe tener resistencia cero de manera que no altere la corriente que se va a medir

Imagen N4. Conexin de un ampermetro.

Ohmmetro

Un hmetro u ohmmetro es un instrumento para medir la resistencia elctrica.El diseo de un ohmmetro se compone de una pequea batera para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego, mediante un galvanmetro, medir la corriente que circula a travs de la resistencia.La escala del galvanmetro est calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicacin de la ley de Ohm, al ser el voltaje de la batera fija, la intensidad circulante a travs del galvanmetro slo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.

Imagen N5. Esquema de un Ohmmetro

IX. DESARROLLO EXPERIMENTAL

a. EQUIPO

Fuente de Voltaje DC variable.

Imagen N6. Fuente de Voltaje DC

Multmetro digital (Ampermetro, Voltmetro Y Ohmmetro).

Imagen N7. Multmetro Digital.

Panel con resistencias de diferentes valores.

Imagen N8. Resistencias

Cables de conexin.

Imagen N9. Conector Cocodrilo.

b. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1) Antes de realizar las conexiones para implementar el circuito 1 se mide el valor de las resistencias que se van a usar mediante el ohmmetro.2) Implementamos el Circuito Mostrado en la figura 1.3) Se midi la diferencia de potencial en todas las resistencias.4) Se organizaron los datos en una tabla.5) El mismo procedimiento se realiz para los circuitos 2 y 36) Al finalizar las mediciones se desarma el circuito y se procede a medir el valor de las resistencias nuevamente.

c. PROCEDIMEINTO ANALITICO

1) Para analizar la validez de las leyes de Kirchhoff se suman las tensiones en las mallas y se suman las corrientes en los nodos.2) El clculo de las corrientes se tuvo que hacer de manera analtica pues el laboratorio no contaba con el equipo necesario para realizar dicha tarea.3) La potencia fue calcula de manera analtica una vez conocido los voltajes y corrientes a las que estaba sometido la resistencia.

d. PROCEDIMEINTO COMPUTACIONAL

1) Con ayuda del Software Crocodile Technology se simulo los circuitos elctricos y se obtuvieron datos que luego se contrastaron con los obtenidos experimentalmente

X. RESULTADOS Y DISCUSIN

a. TABLA DE DATOS Y RESULTADOS

Valores Nominales de las resistencias

Resistencia

9.95

22.08

20.05

21.83

21.35

Valores Obtenidos con el Ohmmetro

Resistencia

9.97

22.14

20.83

21.88

21.68

Valores Obtenidos con el Ohmmetro al finalizar la experimentacin

Resistencia

9.97

22.13

20.83

21.88

21.68

Datos obtenidos del Circuito N1

ResistenciaTensin (V)Corriente (mA)Potencia (mW)

7.570.7595.748

12.510.5657.069

4.0450.1940.786

4.240.1940.822

4.2090.1940.817

20.0

Datos obtenidos del Circuito N2

ResistenciaTensin (V)*Tensin (V)*Tensin (V)*

1.6241.4811.803

3.6063.2874.001

5.2324.775.805

14.8315.2914.25

5.2324.7695.805

20.0

ResistenciaCorriente (mA)*Corriente (mA)*Corriente (mA)*

0.1630.1490.181

0.1630.1480.181

0.2510.2290.279

0.6780.6990.651

0.2620.3190.191

20.0

ResistenciaPotencia (mW)*Potencia (mW)*Potencia (mW)*

0.2650.2200.326

0.5870.4880.723

1.3141.0921.618

10.05210.6859.281

1.3691.5231.111

20.0

Circuito N3

ResistenciaTensin (V)*Tensin (V)*Tensin (V) *

6.447.147.61

6.97.17.22

6.958.249.1

0.0571.1451.877

6.715.8185.219

6.654.6733.42

20.0

ResistenciaCorriente (mA)*Corriente (mA)*Corriente (mA)*

0.6460.7160.763

0.3120.3210.326

0.3340.3960.437

0.0030.0520.086

0.3100.2680.241

0.3360.4430.525

20.0

ResistenciaPotencia (mW)*Potencia (mW)*Potencia (mW)*

4.1605.1135.809

2.1502.2772.354

2.3193.2603.976

0.0000.0600.161

2.0771.5611.256

2.2332.0701.794

20.0

b. FORMULARIO

Ley de Ohm

V: Diferencia de potencial al que es sometido un elementoI:Corriente que atraviesa el elementoR:Resistencia elctrica del elemento

c. CUESTIONARIO

1. Hacer un diagrama del circuito usado en una hoja completa. Indicando sentidos de corrientes y polaridad de los voltajes pedidos, as como los valores de las resistencias utilizadas.

Diagrama del Circuito N1.

Imagen N . Circuito N1

Diagrama del Circuito N2 con






2. Con los valores medidos de tensin, comprobar la ley de voltajes. En cada malla, indicando el error experimental.

MallasCircuito 1

ResistenciaTensin (V)

7.57

12.51

4.045

4.24

4.209

20.0

Malla

0.08

0.064

0.016

Error Promedio por medicion

Circuito 2Medicin 1

ResistenciaTensin (V)*

1.624

3.606

5.232

14.83

5.232

20.0

Malla

0.002

0.062

0.06

0.002

0.062

Error promedio por medicin

Circuito 2Medicin 2


1.481

3.287

4.77

15.29

4.769

20

Malla

0.002

0.06

0.058

0.001

0.059


Circuito 2Medicin3


1.803

4.001

5.805

14.25

5.805

20

Malla

0.001

0.055

0.054

0.001

0.055


Circuito 3Medicin 1


6.44

6.9

6.95

0.057

6.71

6.65

20.0

Malla

0.05

0.007

0.003

0.04

0.043

0.047


Circuito 3Medicin 2


7.14

7.1

8.24

1.145

5.818

4.673

20

Malla

0.058

0.005

0

0.053

0.053

0.058


Circuito 3Medicin 3

ResistenciaTensin (V) *

7.61

7.22

9.1

1.877

5.219

3.42

20

Malla

0.049

0.003

0.078

0.13

0.052

0.127


3. Verificar de igual forma la ley de corrientes en cada nodo, haciendo notar el error en las mediciones.

Circuito 1

ResistenciaCorriente (mA)

0.759

0.565

0.194

0.194

0.194

NodoError

10

Circuito 2Medicin 1

ResistenciaCorriente (mA)*

0.163

0.163

0.251

0.678

0.262

NodoError

10.002

Circuito 2Medicin 2


0.149

0.148

0.229

0.699

0.319

NodoError

10.002

Circuito 2Medicin 3


0.181

0.181

0.279

0.651

0.191

NodoError

10

Circuito 3Medicin 1


0.646

0.312

0.334

0.003

0.310

0.336

NodoError

10

20.001

30.001

Circuito 3Medicin 2


0.716

0.321

0.396

0.052

0.268

0.443

NodoError

10.001

20.001

30.005

Circuito 3Medicin 2


0.763

0.326

0.437

0.086

0.241

0.525

NodoError

10

20.001

30.002

4. Explicar algunas justificaciones de los errores para los pasos anteriores

El error se genera por la resistencia en los cables

El error se introduce en las mediciones cuando al momento de medir no se hace un buen contacto con los terminales

5. Con las resistencias medidas, solucionar el circuito en forma terica, indicando las tensiones y corrientes en cada elemento en un diagrama similar al punto 1

Circuito 1

Organizando las ecuaciones

Circuito 2

Para

Circuito 3

6. Comprobar los valores tericos y experimentales, indicando el error absoluto y relativo porcentual, comentando.

7. Comentar sobre las posibles fuentes de error y observaciones sobre la experiencia realizada.

El error puede ser introducido por el instrumento de medicin cuya calibracin no es la adecuada.

La variacin de la resistencia debido al incremento de la temperatura.

XI. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

a. CONCLUSIONES

Las leyes de Kirchoff se cumplen en un circuito consistente en solamente resistores.

b. RECOMENDACIONES

Para obtener un menor en las mediciones se recomienda un instrumento con mayor precisin.

Como la resistencia de los resistores cambia con la temperatura se recomienda una vez implementado el circuito esperar unos minutos hasta que la resistencia alcance el equilibrio trmico con el medio ambiente, para comenzar a hacer las mediciones.

Medir el valor de la resistencia despus de realizados las mediciones de voltaje.

XII. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAFundamentos de circuitos elctricos, Alexander,Charles K. Alexander,Matthew N. O. Sadiku,Aristeo Vera Bermdez

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