Practica 3 Circuitos Electricos UCSM

UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS FISICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA, MECANICA ELECTRICA Y MECATRONICA

CURSO: CIRCUITOS ELECTRICOS

TEMA: ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LAS LEYES DE KIRCHOFF

ALUMNO: VARGAS AGUILAR GINER SANTIAGO

CODIGO: 2013202381

AREQUIPA-PERU 201

ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LAS LEYES DE KIRCHOFF L!" #! C$%%&!'(!) - L!" #! T!')&$'!) I* •

•

O+ETIVO: Analizar y verificar en forma experimental las dos leyes de Kirchoff: - Ley de Corrientes. - Ley de Tensiones. Darle una utilización practica como un mtodo muy importante para la solución de los circuitos elctricos.

II*

MARCO TERICO:

LAS LEYES DE KIRCHOFF Con la ley de !hm se pueden encontrar los valores de volta"e y corriente para un elemento de un circuito# pero en $eneral los circuitos est%n conformados por varios de ellos# interconectados en una red o malla# la cual utiliza conexiones ideales# &ue permiten fluir la corriente de un elemento a otro. Los puntos donde se unen los diferentes elementos# &ue conforman el circuito en $eneral# se denominan 'odos# hay &ue tener cuidado# para no cometer el error# de confundir varias conexiones con varios nodos# dentro de las cuales no existan elementos del circuito# por e"emplo se ve en la fi$ura a# donde se pueden marcar varios puntos de conexión# pero es un solo nodo en realidad# para identificar me"or los nodos a veces es (uena idea di(u"ar el es&uema del circuito) de tal forma &ue se vean solo las conexiones entre elementos# por e"emplo# el circuito de la fi$ura anterior &uedar*a as* +ver fi$ura (,:

Despus de identificar las conexiones o nodos# tam(in se de(en o(servar las trayectorias &ue se forman# por e"emplo# en los circuitos mostrados se tienen trayectorias sencillas &ue involucran una fuente independiente y una resistencia# esto es un camino cerrado. ara resolver circuitos &ue conten$a m%s de una resistencia y una fuente de volta"e o corriente# en /01 el f*sico alem%n 2ustav Kirchhoff +/30-//1,# postulo dos leyes &ue llevan su nom(re y &ue se explican a continuación:

L!" #! .$/(!) La se$unda ley de Kirchhoff se conoce como la ley de volta"es de Kirchhoff +L4K, y su enunciado es el si$uiente: 5La suma al$e(raica de los volta"es alrededor de cual&uier lazo +camino cerrado, en un circuito# es i$ual a cero en todo instante5.

L!" #! $%%&!'(!) La primera ley de Kirchhoff se conoce como la ley de corrientes de Kirchhoff +LCK, y su enunciado es el si$uiente: 5La suma al$e(raica de las corrientes &ue entran o salen de un nodo es i$ual a cero en todo instante5. ara entender me"or esta ley se puede asimilar un nodo como la interconexión de una red de acueducto# donde se tiene una conexión en forma de T# con tres tu(os de los cuales por dos de ellos lle$a el a$ua y por el tercero sale la suma de los dos anteriores# si se lleva esto a la teor*a de circuitos# la corriente viene siendo representada por el flu"o de a$ua y los conductores por los tu(os# dentro de los tu(os# no se puede

acumular el a$ua# por lo tanto toda la cantidad &ue entra en este sistema de(e ser la misma &ue sale# de la misma forma se asume &ue en los conductores y nodos no se puede acumular car$a# ni hay prdidas de ener$*a por calor# la corriente &ue entra al nodo de(e ser la misma &ue sale. 4er fi$ura si$uiente:

III* ELEMENTOS A UTILIAR: 60 7ult*metros di$itales 68 9esistencias varia(les de 6-00 ohmios# 0.0 A ) 68 resistencias de /6 ohmios# . A  variac monof%sico 6-386 4# 8.3 A  puente de diodos  Amper*metro analó$ico 6-; amp. c.c Conductores de conexión

IV*

ACTIVIDADES: CASO1: LEY DE VOLTAES

4 Armar el si$uiente ad"unto# con resistencias de 00 ohmios: 54  4erificar antes de ener$izar el circuito la correcta escala de los instrumentos as* como su conexión. 9e$ular el variac hasta o(tener una tensión de salida de 36 4 de corriente continua.

4 Registrar para 4 diferentes valores de R1, R2 y R3 los valores de los voltímetros (V1, V2, V3), y el valor del amperímetro. La resistencia total como mínimo será de 1 o!mios. R1

R2

R3

V1

V2

V3

1"

1

2"

#.

$.#

#

2".1

".4

2".4

1

2"

2

12.#

.$

%

2.2

".2&

2.

2

3"

3

&.4

1".2

12.1

3"

".33

3".%

VTotal

A

VEXP=V1+V2+V3

CASO2: LEY DE CORRIENTES #4 Armar el circuito de la fi$ura ad"unta# con resistencias de /6 ohmios# re$ular la tensión continua a 36 4.

!4 9e$istrar para 0 diferentes valores de 9# 93 y 98 los valores de los amper*metros +A# A3# A8# A,# y el valor del volt*metro +Tener cuidado de no so(repasar la corriente m%xima permitida por los e&uipos,.

R1

R2

R3

A1

A2

A3

2"

2

3"

".2&

".33

2

3"

3

"."

3"

3

4"

".%&

V*

VTotal

ATotal

VEXP=V1+V2+V3

".3#

1"

1."1

1

".$"

".4"

1

1."

1.

".4

".4

2"

1.%%

1.%%

CUESTIONARIO: 1* E67/&9! !' 9 $')&)(! / 7%&;!% /!" #! K&%<$== #! C$%%&!'(!) !' /$) '$#$)* Las /!"!) #! K&%<<$== son dos i$ualdades &ue se (asan en la conservación de la ener$*a y la car$a en los circuitos elctricos. 
>stas leyes son muy utilizadas en in$enier*a elctrica e in$enier*a electrónica para hallar corrientes y tensiones en cual&uier punto de un circuito elctrico.

2* E67/&9! !' 9 $')&)(! / S!>9'# /!" #! K&%<$== #! V$/(!)* Cuando un circuito posee mas de una (ater*a y varios resistores de car$a ya no resulta tan claro como se esta(lecen la corrientes por el mismo. >n ese caso es de aplicación la se$unda ley de ?irchoff# &ue nos permite resolver el circuito con una $ran claridad. >n un circuito cerrado# la suma de las tensiones de (ater*a &ue se encuentran al recorrerlo siempre ser%n i$uales a la suma de las ca*das de tensión existente so(re los resistores.

3* C$;7%$5% (!?%&;!'(! / 7%&;!% /!" #! K&%<$== #! C$%%&!'(!) !' /$) '$#$), 7% /) ;!#&&$'!) 9! )! %!/&@%$' $' #&)(&'($) ./$%!) #! /) %!)&)(!'&) " $' / =9!'(! #! 20V, (59/% )9 %!)79!)(* CORRIENTE

2".1 2.3 3".2

VEXP

2".4 2. 3".%

* C$;7%$5% (!?%&;!'(! / S!>9'# /!" #! K&%<$== #! V$/(!), 7% /) ;!#&&$'!) 9! )! %!/&@%$' $' #&)(&'($) ./$%!) #! /) %!)&)(!'&) " $' / =9!'(! #! 20V, (59/% )9 %!)79!)(* VOLTAJES

1."1 1." 1.%%

B*

AEXP

1 1. ".%%

C$' /$) ./$%!) $5(!'&#$) !' /$) 79'($) '(!%&$%!), !67!%&;!'(/!) " (!?%&$)4 #% / #&.!%>!'& #! /$) #! ./$%!) (!?%&$-!67!%&;!'(/!), ;$)(%'#$ !' =$%; (59/# /$) !%%$%!) 5)$/9($) " %!/(&.$) 7$%!'(9/!)* !%%$% 5)$/9($  V/$% (!?%&$  V/$% !67!%&;!'(/ !%%$% %!/(&.$ 7$%!'(9/* V/$% (!?%&$  V/$% !67!%&;!'(/4  V/$% (!?%&$ ERROR ABOSULUTO

ERROR RELATIVO PORCENTUAL

0.34 -0.10 0.12 0.45

0.3% 1% 1.2% 4.5%

* Q9! 9)) !)(&; 9)(!#* #!(!%;&'' #&)%!7'&) !'(%! /$) ./$%!) (!?%&$) " !67!%&;!'(/!)****E67/&9!* @n mal uso de instrumentos electrónicos# una mala cali(ración de estos o un error de medición por parte del usuario.

* P$%9 !' 9' &%9&($ $' %!)&)(!'&) !' )!%&! / $%%&!'(! !) ;) 7!9!J 9! !' 9' &%9&($ $' %!)&)(!'&) !' 7%/!/$ #!/ ;&);$ ./$% E67/&9! $' #!(//!* D! #$) !!;7/$)* C&%9&($) !' )!%&! >n un circuito en serie los receptores est%n instalados uno a continuación de otro en la l*nea elctrica# de tal forma &ue la corriente &ue atraviesa el primero de ellos ser% la misma &ue la &ue atraviesa el ltimo. ara instalar un nuevo elemento en serie en un circuito tendremos &ue cortar el ca(le y cada uno de los terminales $enerados conectarlos al receptor.

C&%9&($C&%9&($) !' 7%/!/$ >n un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo est% de forma independiente al resto) cada uno tiene su propia l*nea# aun&ue haya parte de esa l*nea &ue sea comn a todos. ara conectar un nuevo receptor en paralelo# aBadiremos una nueva l*nea conectada a los terminales de las l*neas &ue ya hay en el circuito.

8* Q9 7) $' !/ ./$% #! / %!)&)(!'& ($(/ #! 9' &%9&($ !' 7%/!/$ 9'#$ )! $/$ ;) %!)&)(!'&) !' 7%/!/$ E67/&9! $' #!(//!* D! #$) !!;7/$)* >n resistencia en paralelo afecta a la corriente del circuito por&ue la disminuye hasta el punto en &ue la corriente puede ser cero al salir.

* Q9 7) $' !/ ./$% #! / %!)&)(!'& ($(/ #! 9' &%9&($ !' )!%&! 9'#$ )! $/$ ;) %!)&)(!'&) !' )!%&! E67/&9! $' #!(//!* D! #$) !!;7/$)* La resistencia en un circuito en serie aumenta la corriente hasta alcanzar valores muy altos# esto puede causar &ue estas se &uemen.

VI*

O+SERVACIONES •

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•

>n el cuadro podemos o(servamos &ue la intensidad de corriente en un circuito enserie en menor &ue en la de paralelo. =a(emos &ue a veces al$unos datos no saldr%n lo mas cercanos posi(les ya &ue esto se de(e en caso sea por los materiales o al$n error nuestro en el experimento. >n el rimer cuadro o(servamos &ue los materiales no est%n encontra(an su optima condición del cual solicitamos cam(iarlo para la toma de los datos. Tras la experimentación o(servamos &ue los datos no son ideales son reales con un mar$en de error del 6.; lo &ue es normal.

VII* CONCLUSIONES • •

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• •

sta experiencia nos ayuda a conceptualizarnos so(re la conservación de la ener$*a

VIII* +I+LIGRAFIA • • •

http://www.lawebdefisica.com/ http://bacterio.uc3m.es/docencia/laboratorio/guionesesp/elec!mag/"edi  das.pdf http://www.controlfr.com/marcas/saci/#nalogicos.pdf