Informe de Laboratorio
Leyes de kirchhoff
Universidad del Norte
Barranquilla
Octubre de 2008
William Coronell Dairo Zabaleta [email protected] [email protected]
Código:200013213 Código:200021181
Miguel Torrenegra Jorge Maestre Vanegas [email protected] [email protected]
Código: 200020460 Código:
Abstract
With the next report we managed to implement related laws Kirchhoff analyzing circuits with resistors in parallel, serial and a mixed circuit posed by each working group or table, with which we carry out tests on each obtain one of these, the theoretical and experimental values.
Resumen
Con el siguiente informe logramos poner en práctica lo relacionado con las leyes de kirchhoff analizando circuitos con resistores en paralelo, serie y un circuito mixto planteado por cada grupo de trabajo o mesa, con el cual realizamos los análisis a cada uno de estos obteniendo, los valores teóricos y experimentales.
Conceptos básicos
La tensión o el voltaje es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito cerrado. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro.
La corriente eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones por el interior del material. Se mide en amperios y se indica con el símbolo A.
Una resistencia o resistor es un elemento que causa oposición al paso de la corriente, causando que en sus terminales aparezca una diferencia de tensión (un voltaje).
Un multímetro, a veces también denominado polímetro o tester, es un instrumento de medida que ofrece la posibilidad de medir distintos parámetros eléctricos y magnitudes en el mismo aparato. Las más comunes son las de voltímetro, amperímetro y óhmetro. Es utilizado frecuentemente por personal en toda la gama de electrónica y electricidad.
El código de colores es utilizado para interpretar el vlor de la resitencia:
El efecto joule Si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. Este efecto es conocido como "Efecto Joule" en honor a su descubridor el físico británico James Prescott Joule, que lo estudió en la década de 1860.
Desarrollo de la experiencia
La experiencia se dividió en tres casos los cuales hemos enumerado de la siguiente forma: para el primer caso se armó un circuito resistivo con dos resistencias en serie alimenta y una fuente de 10 voltios. Para el segundo caso teníamos un circuito con tres resistencias en paralelo a una fuente de 10 voltios. Para el tercer caso se creó un circuito mixto con cuatro resistencias y una fuente de 10 voltios. En cada uno de ellos obtuvimos los valores de voltaje en cada resistor y la corriente del circuito de forma teórica y experimental. Estos circuitos fueron armados sobre la plataforma del circuito EM_8656 AC/DC.
Caso1
Circuito en serieCon este circuito utilizamos resistencias de . Como se muestra en la fotografía de las notas de clase:
Obtuvimos los siguientes valores teóricos con Siendo . y . Primero reducimos las resistencias a la
resistencia equivalente que tiene el valor de luego de ello teniendo que el
voltaje es de 10v usando la ecuación obtuvimos el valor de corriente 0.012. Ya teniendo la corriente del circuito, como se sabe que la corriente para resistores en serie es la misma, hallamos los voltajes de cada resistencia los
cuales son de para la resistencia de respectivamente.
Obtuvimos los siguientes valores experimentales con ayuda del multimetro que fue de ayuda para obtener la medida de la corriente y voltajes de cada resistor. El
voltaje de la resistencia de fue de y el de la resistencia de
fue de . La corriente del circuito fue de .
Caso 2
Circuito en paraleloCon este circuito utilizamos resistencias de . Como se muestra en la fotografía de las notas de clase:
Obtuvimos los siguientes valores teóricos con Siendo . y . Primero reducimos las resistencias a la
resistencia equivalente que tiene el valor de luego de ello teniendo que el
voltaje es de 10v usando la ecuación obtuvimos el valor de corriente . Ya teniendo el voltaje del circuito, como se sabe que el voltaje para resistores en paralelo es el mismo en cada resistor, hallamos las corrientes de cada resistencia
las cuales son de para la resistencia de
respectivamente.
Obtuvimos los siguientes valores experimentales con ayuda del multimetro que fue de ayuda para obtener la medida de la corriente y voltajes de cada resistor. La
corriente de la resistencia de fue de , el de la resistencia de
fue de y el de la resistencia de fue de . La corriente del
circuito fue de .
Caso 3
Circuito mixtoCon este circuito utilizamos resistencias de . Como se muestra en la fotografía de las notas de clase:
Obtuvimos primero los valores de las corrientes de cada malla fichados como , e mediante leyes de kirchhoff luego de ello ya con la corriente da cada malla hallamos los voltajes de las resistencia de sus respectivas mallas. Tenemos que
Estos valores obtenidos fueron muy similares a los arrojados por el multimetro por tanto asumimos los mismos valores como experimentales.
Preguntas
¿Qué relación existe entre las corrientes I1, I2 e I3?
La relación entre estas corrientes la podemos obtener por ley de nodos de kirchhoff o también llamada primera ley de kirchhoff. La mencionaremos más adelante en las preguntas problematologicas.
¿Cumplen los valores obtenidos con los resultados esperados? ¿A que factores crees que se deben las posibles diferencias?
Notamos que los valores a pesar de no ser exactamente los mismos guardan una gran similitud entre ellos pues al obtener los valores teóricos y compararlos con los dados por el voltímetro eran casi idénticos.
¿Cumplen los valores obtenidos con los resultados esperados? ¿A qué factores crees que se deben las posibles diferencias?
Como ya mencionamos anteriormente los valores no son exactamente los mismos, aunque nos sentimos muy conformes con ellos pues esa mínima diferencia se debe ya sea a los valores reales de las resistencias, ya que su banda de valencia dorada nos arroja un valor que se encuentra entre un +5% y -5% del valor que nos muestra el código de colores, como a el mencionado efecto joule.
Preguntas problematologicas
1. ¿Cuál principio físico se puede aplicar para explicar el comportamiento de la corriente en un nodo de un circuito eléctrico?
Podemos aplicar el principio de análisis de nodos de Kirchhoff (primera ley de Kirchhoff) el cual Establece que la suma de las corrientes que entran a un punto
en particular deben ser 0. Matemáticamente, está dada por .
2. ¿Cuál principio físico se puede aplicar para explicar la relación entre las caídas de tensión alrededor de una trayectoria cerrada (malla) en un circuito eléctrico
La llamada segunda ley de kirchhoff que dice que en toda malla la suma algebraica de las caídas de tensión es igual a la suma algebraica de las fuerzas electromotrices intercaladas en ellas.
Si recorremos la malla en el sentido de la corriente entonces y positivo en el caso contrario.
Una fuerza electromotriz es positiva cuando atraviesa la pila entrando en el polo negativo y saliendo por el polo positivo, y negativa en caso contrario
Conclusion
Hemos notado como las leyes de Kirchhoff son muy útiles para la resolución circuitos resistivos ya que se convierte en una gran herramienta para el análisis de los circuitos.
Referencias bibliograficas
http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica
Física electricidad, Notas de Clase.
