LABORATORIO LEYES DE KIRCHHOFF

INFORME PREVIO

I. Objetivos

1. medir corriente y voltajes haciendo uso del voltímetro2. comprobar experimentalmente la primera y segunda ley de KIRCHHOFF

II. Fundamento teórico

En 1948 el físico Gustavo Roberto Kirchhoff establece las reglas generales para el cálculo de circuitos eléctricos aportando de esta manera dos leyes de gran trascendencia en la electricidad

La ley de nudos o de corriente

Esta basada en el principio de conservación de las cargas eléctricas y establece que la suma de corrientes que ingresan a un nudo cualesquiera de un circuito es igual a la suma de corrientes que salen de dicho nudo.

En el nudo “A” se tiene:

I1 = I2 +I3

LEYES DE KIRCHHOFF

Las leyes de kirchhoff generalmente son aplicables en casos de circuitos complejos en donde las resistencias no pueden reducirse como serie y/o paralelo

Primera ley de kirchhoff

Llamada también ley de nudos; la suma de corriente que llegan aun nudo es igual a la suma de corrientes que salen del nudo.

I3= I1 + I2

Segunda ley de kirchhoff

Llamada también de mallas. “La suma algebraica de las f.e.m. en una mallas es igual a la suma de las caídas de potencias (IR) en cada resistencia de las malla”, esto es aplicable para cualquier malla. Si en una malla un hay resistencias entonces la suma de las f.e.m debes ser igual a cero:

1.-MALLA DE FUENTES Y RESISTENCIAS

2.-MALLA CON FUENTES SOLAMENTE

3.-MALLA CON RESISTENCIAS SOLAMENTE

LEYES DE KIRCHHOFF

PRIMERA LEY.- (teorema de los nudos). La suma de las corrientes que llegan aun nudo es igual a la suma de las corrientes que salen de el”. Este teorema proviene de la ley de la

conservación de la carga eléctrica no se acumula en los nudos.

ILUSTRACION:

I1 - I2 = I3

I1 - I2 = I3

I1 - I2 - I3 = I4 - I5

SEGUNDA LEY.- (Teorema de las mallas). “La suma algebraica de las f.e.m en una malla cualesquiera es igual a la suma algebraica de los productos I*R de la misma malla”.

Este teorema es consecuencia de la conservación de la energía

Σ V = 0 Σ V< = Σ I.R

Ley de las mallas o de voltajes

Esta basada en el principio de conservación de la energía, establece que, en cualquier contorno cerrado (malla) elegido arbitrariamente en un circuito bifurcado.

La suma algebraica de la f.e.m. es igual a la suma de productos de las intensidades de corrientes por las resistencias de las partes correspondientes

REGLAS DE KIRCHHOFF

Una red eléctrica es una combinación de f.e.m. conductores y en algunos casos- otros elementos tales como capacitares. A que se analizaría solamente redes constituidas por f.e.m. y conductores(o resistores)

Se llama nudo a un punto de la red donde concurrentes o mas conductores. Una malla es cualquier trayectoria cerrada. Para analizar circuitos complejos o redes eléctricas es necesario generalizarla la ley de Ohm. Obteniéndose de este modo las reglas de KICHHOFF para circuitos de corriente continúa. Estas reglas pueden expresarse como:

Primera regla de kirchhoff:

La primera regla de de Kirchhoff es un enunciado de la ley de conservación de la carga; es decir, cualquiera que sea la corriente que llega a un punto dado de un circuito, debe salir de dicho punto ya que en el mismo no puede darse una acumulación de carga porque se trata de circuitos de corriente continua en estado estable. La acumulación de carga no permitiría un estado estable

Al aplicar la primera regla, por lo general se considera como positiva la intensidad de corriente si se dirige hacia el nudo y negativo. Si se aleja de el (es abierto)

La suma algebraica de las intensidades de corriente en un nudo cualquiera en una red eléctrica es cero

Segunda regla de kirchhoff

La segunda regla de Kirchhoff se deduce de la ley de conservación de la energía, esto es, cualquier carga que se mueva en torno de cualquier malla (sale de un punto y llega al mismo punto) debe ganar tanta energía como la que pierde.

Al aplicar la segunda regla, se elige como positivo un sentido de recorrido de la malla (que puede ser el sentido recorrido de las agujas del reloj o el opuesto)

La suma algebraica de las f.e.m en cualquier malla s igual a la suma algebraica de los productos I*R en la misma malla

III. Materiales y Métodos

PRIMERA LEY

Fuente de C.C. (12V) Un juego de 04 resistencias 03 amperímetros Un panel de montaje Cables de conexión

SEGUNDA LEY

Fuente de C.C. (12V) Un juego de 03 resistencias

01 amperímetros 01 voltímetro Un juego de puntas de prueba Un reóstato Un panel de montaje Cables de conexión

IV. Procedimiento

1. para la comprobación de la PRIMERA LEY armar el circuito segunda la figura

2. una vez armado y verificado el circuito, encienda la fuente comprobando para el nudo A, que : I1 = I2 + I3

3. Repita el mismo procedimiento para los nudos B, C y D haciendo las respectivas modificaciones en el circuito

4. Anote los resultados en la tabla5. Para la comprobación de la SEGUNDA LEY, armar el circuito según la

figura

6. Una vez armado y verificado el circuito, encienda la fuente7. Verificar que por el amperímetro pase una corriente I, la cual podrás

modificar manipulando el reóstato.

8. Haciendo uso del voltímetro y las puntas de prueba mide la caída de tensión en (R1 *V1 ); (R2 *V2 ); (R3 *V3 ); así como la caída de tensión total VT entre R1 y R 3, tal como se comprueba que: VT = V1 + V2 + V3

9. Repita los pasos 5.7 y 5.8 para corrientes I2 e I3 respectivamente10. Anotar los datos en la tabla

V. Resultados

Primera ley de kirchhoff

Los resultados de las intensidades de las corrientes en los respectivos nudos son:

NUDO I1(mA) I2(mA) I3(mA)

A 7.6 7.4 0.2

B 3.3 2.8 0.5

C 7.6 7.4 0.2

D 3.3 2.8 0.5

I1 = I2 + I3

DONDE:

Segunda ley de kirchhoff

Los Resultados de los voltajes en las respectivas mallas son:

I(mA) VT (V) V1 (V) V2 (V) V3 (V)

1 3.401 0.277 0.084 3.04

2 7.27 6.50 0.58 0.17

3 11.43 10.21 0.92 0.28

3.5 11.87 10.63 0.96 0.28

VT = V1 + V2 + V3

DONDE:

VI. Conclusiones

1. Se concluye que las leyes de kirchhoff se cumplen sin excepciones en todos los experimentos realizados hasta ahora, y que rigen por completo el análisis de los circuitos eléctricos.

2. También concluyo que se innove en otros tipos de experimentos y que debemos analizar como se comporta un diodo en un circuito eléctrico.

3. Concluye, después del experimento, que efectivamente la suma de las corrientes en cualquier nudo es igual a cero, aunque en realidad existe un pequeño margen de error.

CUESTIONARIO

PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF

1. ¿COINCIDE LACORRIENTE DE INGRESO Y LA DE SALIDA EN CADA NUDO?

Si, con lo cual se demuestra la primera ley de Kirchhoff.

2. COMPARAR LAS CORRIENTES I3 E I4 Y EXPLICA LO PECULIAR DEL MISMO

Que al sumarse nos dan la corriente que entra al nudo “B”, lo cual en la práctica se cumple demostrando los conceptos teóricos (Primera Ley de Kirchhoff).

SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF

1. ¿COINCIDE TU RESULTADO EXPERIMENTAL CON LO PREVISTO EN LA TEORIA?

Si, coinciden los conocimientos teóricos con los experimentales con margen mínimo de error; demostrándose una vez más que las leyes de kirchhoff se cumplen en todos los experimentos ya realizados.

2. ¿TRAVIESA LA MISMA CORRIENTE POR R1, R2, R3?

No, sino que al pasar por cada resistencia existe una caída del potencial eléctrico, que entre mayor sea la resistencia menor será la corriente que fluya por esta; además que la suma del producto de cada resistencia con su respectiva corriente nos resultara dando la corriente total, que entra inicialmente al circuito.