Ley De Kirchhooff Practica

PRÁCTICA N° 05 TÍTULO: “LEY DE KIRCHHOOFF” I. DATOS INFORMATIVOS 1. Facultad

: Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental

2. Carrera

: Ingeniería Civil

3. Curso

: FÍSICA II

4. Ciclo

: III

5. Docente

: Lic. Walter Valdera Sánchez

6. Estudiante

: QUIROZ COTRINA, Carmen

7. Fecha

:30/11/18

II. OBJETIVOS:  Demostrar experimentalmente Las leyes de Kirchhoff.  Obtener los parámetros eléctricos en un circuito eléctrico dado.  Comparar los resultados teóricos con los resultados práctico III.

FUNDAMENTO TEÓRICO: Muchos circuitos eléctricos y electrónicos contienen más de una fuente de ddp. Estos

circuitos no pueden ser resueltos aplicando los conceptos simples de asociación en serie y paralelo de componentes, sino que se debe usar un método más general tales como las leyes de Kirchoff. El primer paso a seguir en la aplicación de estas reglas es el de arbitrariamente seleccionar y marcar la dirección de las corrientes en a través de las diferentes partes del circuito. Esta convención de sentidos debe mantenerse durante todo el proceso de aplicación de las leyes de Kirchoff. Si, después de resolver las ecuaciones resultantes, alguna de las corrientes aparece con signo negativo, solo significa que simplemente la dirección de circulación real es opuesta a la seleccionada, pero su valor numérico es correcto. Como se ha visto en la teoría, en todo circuito constituido por varias ramas cuando se ha establecido el régimen estacionario de corrientes se verifica que:  La suma algebraica de todas las corrientes que concurren a un nudo es nula

i  0

[1]

 La suma algebraica de las fem. que se encuentran al recorrer un circuito cerrado cualquiera (malla) es igual a la suma algebraica de las caídas de potencial producidas en las resistencias óhmicas presentes en la misma malla:

E  Ri

[2]

Ambas sumas deberán efectuarse respecto a un mismo sentido de circulación a lo largo de la malla, elegido arbitrariamente y tomado como positivo. Se debe hacer notar que: a) La suma algebraica puede resultar, tanto para las caídas de potencial en los elementos resistivos como para las fem., positiva, negativa o nula. b) Que al ser nula no necesariamente deben ser nulas las corrientes ya que es una suma algebraica. c) Ambos grupos de ecuaciones constituyen un sistema de n ecuaciones lineales con n incógnitas, si las resistencias son constantes. d) Para obtener dicho sistema se debe: 1. Fijar el sentido de las corrientes en cada rama. 2. Fijar el sentido de la circulación a lo largo de cada malla. Las ecuaciones deben plantearse simultáneamente, esto es, el sentido de las corrientes adoptadas para el planteo de la ec. [1], deben mantenerse cuando se plantean las ecuaciones [2]. Fig. 01 . Circuito con resistencias.

IV. MATERIALES Y EQUIPOS 

Multitesters



Baterías de 9 voltios



Resistencias



Panel de resistencias



Conectores. V. PROCEDIMIENTO

- Mida con el multímetro la f.e.m. de las baterías y el valor de las resistencias antes de conectar el circuito. Después realice el montaje de la figura 1. - Mida la diferencia de potencial en cada uno de los elementos del circuito y verifique la ley de las mallas para cada malla. Cuando conecte el voltímetro, tenga presente la polaridad con el fin de asignar el signo correcto a cada diferencia de potencial. También tenga en cuenta el sentido en que recorre cada malla. - Ahora mida la corriente en cada rama para verificar la ley de los nodos. También tenga en cuenta la polaridad del amperímetro para asignar el signo correcto a cada corriente. - Usando las Leyes de Kirchhoff, resuelva el circuito con los valores medidos en ( f.e.m. y el valor de las resistencias) y halle la corriente en cada rama. Compare estos valores “teóricos” de las corrientes con los valores experimentales medidos con los multitesters. - Teniendo en cuenta la incertidumbre correspondiente a los voltajes medidos, determine la incertidumbre asociada a la regla de Kirchhoff de mallas. Haga un análisis similar para la regla de Kirchhoff de nodos.

VI. RESULTADOS ELEMENTOS DEL CIRCUITO

DATOS SOBRE COMPONENTES UTILIZADOS:

Elemento de circuito E1

E2

R1

R2

R3

19.3 V

2.17 KΩ

9.86 KΩ

0.98 KΩ

medido 19.3 V

Valor medido

Estudio de dos Mallas:

Cte. (Amp)

teórico

ddp (Volt)

I1

I2

I3

V1

3.33 mA

1.22 mA

-2.11 mA

19.3 V 10 V

2.2 KΩ 10 KΩ 1.2KΩ

1.2mA

-1.8 mA

19.3 V 10 V

2.17 KΩ 9.86 KΩ 0.98 KΩ

Experimental 3.1 mA

V2

R1

R2

R3

PORCENTAJES DE ERROR

% error en % error en % error en % error en % error en % error en V en R1

V en R2

V en R3

I en R1

I en R2

I en R3

VII. 

CONCLUSIONES

Realizamos mediciones de circuitos conectados en paralelos hallando la resistencia equivalente y por la Primera ley de Kirchhoff deducimos que la corriente se proporciona equivalentemente por las resistencias.



Gracias a las experiencias realizadas hemos podido deducir que la Primera Ley de Kirchhoff nos permite encontrar la intensidad de la corriente elevada también su intensidad.



Los resultados obtenidos en la práctica con respecto a los datos teóricos se nota que hay un pequeño margen de error.

VIII. RECOMENDACIONES Y/O SUGERENCIAS  

Se requiere tener bien hechas las conexiones antes de encender los equipos. Tener cuidado con el trato de los equipos y materiales.

CUESTIONARIO:

1.

Se sabe que la ec.[1] se relaciona con la conservación de la carga. Explique porque. Porque en un proceso de electrización, el número total de protones y electrones no se altera, sólo existe una separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la carga total se conserva. Porque hace referencia a la primera ley de Kirchhoff o ley de nodos donde La ley se basa en el principio de la conservación de la carga donde la carga en coulomb es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos.

2.

Se sabe que las ec.[2] se relacionan con la conservación de la energía. ¿Explique por qué? Ley de Kirchhoff o ley de mallas: “La suma algebraica de las diferencias de potencial a lo largo de una malla debe ser cero”. Algebraicamente: V= 0. Esta ley es consecuencia del principio de la conservación de la energía ya que, al recorrer por una malla, se gana o se pierde energía al atravesar generadores o resistores, pero cuando se vuelve al punto de partida, su energía debe ser la misma debido al carácter conservativo del campo eléctrico. Esto implica que el potencial eléctrico debe ser el mismo y por tanto la suma de todas las variaciones de potencial debe ser cero. Esta

ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una diferencia potencial una carga que ah completado un lazo cerrado no gana o pierde energía al regresar al potencial inicial.

3.

¿Si en la misma posición que ocupan las resistencias estas se invirtiesen, cambiaría el sentido de las corrientes? ¿Por qué? No ya que la resistencia solo se opone al paso de la corriente y no cambia al sentido de esta, el único que puede cambiar el sentido de la corriente eléctrica es el voltaje o la fuente de voltaje, si se cambia su sentido.

4.

¿A qué se denomina malla, rama y nudo? Malla. - Es todo circuito cerrado dentro de la red, denominándose estrictamente como malla esencial aquel que no puede ser subdivido en otros. Rama. - Porción del circuito comprendida entre dos nodos consecutivos. Nudo. - Es la unión de dos o más ramas de una red. Puede indicarse como nodo esencial aquel en que se unen tres o más ramas en razón que las ramas no pueden asociarse en serie, normalmente usaremos el concepto general ya que se indica un nodo donde deseamos obtener una información en particular.

5.

¿Como está conformado el sistema de ecuaciones independientes necesario para resolver el circuito? Para resolver un circuito, queremos conocer el voltaje y la corriente para cada elemento. Esto significa que necesitamos el doble de ecuaciones independientes que el número de elementos en el circuito. Estas ecuaciones vienen de tres lugares: 

Obtienes la mitad de las ecuaciones a partir de las leyes de los elementos para cada componente.



La ley de la corriente de Kirchhoff contribuye con N - 1N−1 ecuaciones independientes, donde NN es el número de nodos.



La ley del voltaje de Kirchhoff contribuye con E - (N - 1)E−(N−1) ecuaciones independientes, donde EE es el número de elementos.

IX.

BIBLIOGRAFÍA 

LEYVA H. (2017). FISICA II. Lima: moshera.



LUMBRERAS. (2016). guia cientifica . lima : lumbreras.



SERWAY, R. (2010). Física. Edic. 5, Pearson Educación.