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INDICE DE CONTENIDOS En el presente informe, trataremos el tema de las Leyes de Kirchhoff. Verificaremos la validez de la ley de Corrientes de Kirchhoff, y la ley de Voltajes de Kirchhoff ambas mediante procedimientos bastante simples. I. OBJETIVOS.

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I.1 OBJETIVO GENERAL. I.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS. II. MARCO TEÓRICO.

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III. MARCO PRÁCTICO.

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III.1 MATERIALES Y EQUIPO. III.2 PROCEDIMIENTO EXERIMENTAL. III.3 DATOS EXPERIMENTALES Y RESULTADOS

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IV. DISCUSIÓN DEL EXPERIMENTO Y CUESTIONARIO.

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V. CONCLUSIONES.

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VI. BIBLIOGRAFÍA/WEBGRAFÍA.

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A.1 HOJA DE DATOS. INDICE DE GRÁFICAS 1. EXPERIMENTO DE JOULE - EQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR.

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2. GRÁFICA TEMPERATURA VS. TIEMPO – PROCESO DE CALENTAMIENTO

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3. GRÁFICA DEL LOGARITMO DE LA TEMPERATURA VS. EL TIEMPO ENFRIAMIENTO 9 INDICE DE TABLAS 1. DATOS EXPERIMENTALES – PROCESO DE CALENT AMIENTO

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2. DATOS PARA AJUSTE DE CURVAS POR EL MÉTOD O DEN MÍNIMOS CUADRA DOS

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3. DATOS EXPERIMENTALES – PROCESO DE ENFRIAMIE NTO.

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I. Objetivos. I.1 Objetivo General. Comprobar las leyes de Kirchhoff para cualquier circuito.

I.2 Objetivos Específicos. - Armar los respectivos circuitos para la ley de Corrientes y la ley de Voltajes. - Comprobar la ley de Corrientes para cualquier circuito. - Comprobar la ley de Voltajes para cualquier circuito.

II. Marco teórico. Las leyes de Kirchhoff, llamadas así en honor al científico prusiano Gustav Kirchhoff (18241887), son de aplicación generalizada en el análisis de circuitos eléctricos. Son útiles para encontrar las corrientes que circulan por las diferentes partes de un circuito, o las caídas de potencial que existen entre dos puntos determinados de dicho circuito. En cualquier circuito eléctrico de cierta complejidad podemos diferenciar entre nudos y mallas, identificar las ramas también será de gran ayuda. Nudo: Se denomina nudo a todo punto donde convergen dos o más de dos conductores. Malla: Constituye una malla todo circuito cerrado que puede ser recorrido volviendo al punto de partida sin pasar dos veces por un mismo elemento. Rama: Elemento o grupo de elementos conectados entre dos nodos. Debemos además poder diferenciar qué tipo de circuito tenemos, existen dos tipos que son los más elementales, y serán de gran ayuda a la hora de la experimentación que nos validará las leyes. Circuito en paralelo En un circuito en paralelo, podemos observar que no existe sólo una malla si no dos o más, además que podemos observar que para que este circuito exista deben tenerse uniones entre dos o más ramas. Esto ya lo habíamos nombrado como Nudo. En este 1

circuito las resistencias tendrán la misma diferencia de potencial, y la intensidad aportada por la fuente será igual a la sumatoria de las intensidades individuales. 1

Figura 1. Circuito en Paralelo.

Fuente: http://www.slideshare.net/antonyrmrz/tema-2-leyes-de-kirchhoff Circuito en Serie En un circuito en Serie podemos observar que cuenta solo con una malla. Entonces podemos asegurar que la intensidad de corriente será la misma para cada una de las resistencias que existan o en cada punto de nuestro circuito. Notamos en este caso que no existen nodos, por lo que lo anteriormente dicho sobre las intensidades se puede comprobar. Como observaremos más adelante, las leyes de Kirchhoff son nada más que generalizaciones que podemos hacer sobre los circuitos observando sus propiedades.

Figura 2. Circuito en Serie.

Fuente: http://www.slideshare.net/antonyrmrz/tema-2-leyes-de-kirchhoff. 1

https://sites.google.com/site/460circuitos/leyes-de-kirchhoff

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Primera ley de Kirchhoff La primera ley de Kirchhoff (también denominada ley de los nudos o ley de las corrientes) establece que la suma aritmética de todas las corrientes que confluyen en un nudo es cero. O, lo que es lo mismo, la suma de todas las corrientes que llegan a un nudo es igual a la suma de todas las corrientes que salen de éste.

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(2) De forma genérica consideramos que todas las corrientes llegan al nudo. Las corrientes que verdaderamente lleguen al nudo tendrán signo positivo, mientras que las corrientes que salgan del nudo tendrán signo negativo.

Figura 3. Ley de Corrientes de Kirchhoff

Fuente: https://sites.google.com/site/460circuitos/leyes-de-kirchhoff Físicamente, la primera ley de Kirchhoff nos dice que en ningún punto del circuito puede existir acumulación de carga eléctrica. Segunda a ley de Kirchhoff La segunda ley de Kirchhoff (también llamada ley de las mallas) dice que la suma aritmética de los voltajes a lo largo de una malla (camino cerrado) es cero. También puede expresarse afirmando que la suma de todas las fuerzas electromotrices en una malla es igual a la suma de las caídas de tensión en la malla.2

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http://www.slideshare.net/antonyrmrz/tema-2-leyes-de-kirchhoff.

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(3) (4) O lo que es lo mismo: (5)

Figura 4. Ley de Voltajes de Kirchhoff.

Fuente: https://sites.google.com/site/460circuitos/leyes-de-kirchhoff El signo de cada voltaje de la malla tiene signo positivo si se comporta como generador negativo si se comporta como carga. Las caídas de tensión (tensión en los bornes de las resistencias) tienen signo negativo. 3

III. Marco Práctico. III.1 Materiales y equipos.

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Tablero de resistencias.

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Amperímetro.

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Voltímetro.

FLORES, Febo. Guía de Experimentos de Física Básica II. Bolivia, 2012. Pág. 105

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Fuente de voltaje fem regulable.

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Cables de conexión.

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Multímetro o téster digital.

III.2 Procedimiento experimental. Para comprobar la ley de Voltajes de Kirchhoff hicimos lo siguiente: 

Elegimos dos resistencias de nuestro tablero, y medimos su Resistencia.

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Conectamos las dos resistencias en Serie.

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Conectamos el anterior circuito en Serie con una fuente de voltaje regulable.

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Aplicamos un voltaje de aproximadamente 5 Voltios.

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Nos aseguramos mediante el Voltímetro que el voltaje tenga un valor determinado.

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Haciendo uso del mismo Voltímetro medimos el voltaje que tiene cada resistencia, y comprobamos si la sumatoria de los voltajes es igual al voltaje aplicado por la fuente.

Para comprobar la ley de Corrientes de Kirchhoff hicimos lo siguiente: 

Elegimos dos resistencias de nuestro tablero, y medimos su Resistencia.



Conectamos las dos resistencias en Paralelo.



Conectamos el anterior circuito en Paralelo con una fuente de voltaje regulable.

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Aplicamos una corriente determinada.

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Nos aseguramos mediante el amperímetro que la intensidad tenga un valor determinado.

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Haciendo uso del mismo amperímetro, lo conectamos en serie con las distintas resistencias. Comprobamos que la intensidad de corriente total es igual a la sumatoria de las corrientes individuales.

III.3 Datos experimentales y Resultados. Primer experimento R1 = 35,7 [Ω] R2 = 483,4 [Ω] Voltaje aplicado = 5 [V] V1 = 4,715 [V] V2 =0,3077 [V] La sumatoria de los dos voltajes es: Vt = 5,0227 [V] Tal valor se aproxima bastante al voltaje aplicado, por lo que logramos comprobar la ley de Voltajes de Kirchhoff. Segundo experimento R1 = 35,7 [Ω] R2 = 483,4 [Ω] Corriente aplicada = 0,21 [A] I1 = 0,013 [A] I2 = 0,198 [A] La sumatoria de las dos corrientes es: It = 0,211 [V] Tal valor se aproxima bastante al de la corriente aplicada, por lo que logramos comprobar la ley de Corrientes.

IV. Discusión de resultados y Cuestionario 1. En caso de no contarse con una fuente regulable, debe emplearse un circuito basado en un reóstato para obtener un suministro de voltaje regulable. Dibuje el esquema eléctrico de dicho circuito.

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2. Defina en sus palabras, qué entiende por malla. 3. Haga uso de las Leyes de Kirchhoff para deducir el valor de las resistencias equivalentes en circuitos de resistencia en serie y paralelo. 4. Explique ¿cómo determina el número de ecuaciones linealmente independientes que se obtienen con las leyes de Kirchhoff para un determinado circuito? 5. ¿Influye el valor de las resistencias internas de los instrumentos de medida en los resultados obtenidos en laboratorio? 6. ¿Qué factores pueden generar errores sistemáticos en el experimento? 7. ¿Serán válidas las Leyes de Kirchhoff en circuitos de corriente alterna que además contengan condensadores e inductancias?

V. Conclusiones. VI. Bibliografía / Webgrafía.

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