“UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA”

FACULTAD: CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL:

INGENIERÍA INDUSTRIAL

CURSO: ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 3: LEYES DE KIRCHOFF

AUTOR: SEQUEIROS AYYLON, BRENDA DENISSE

SEMESTRE: IV

AÑO: 2015

“LEYES DE KIRCHOFF”

INDICE.

I. OBJETIVO.......................................................................................................................................3

II. FUNDAMENTO TEÓRICO................................................................................................................3

1. PRIMERA LEY O LEY DE TENSIONES:..........................................................................................3

2. SEGUNDA LEY O LEY DE CORRIENTES:.......................................................................................6

III. ELEMENTOS A UTILIZAR.............................................................................................................6

IV. PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN...............................................................................................7

V. CUESTIONARIO..............................................................................................................................7

VI. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:.........................................................................................8

VII. BIBLIOGRAFÍA:...........................................................................................................................9

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I. OBJETIVO

Demostrar la primera y segunda ley de KIRCHOFF y familiarizar al alumno con las

mediciones de tensión. Corriente y resistencias.

Reconocer fuentes de error en las mediciones de voltaje, corriente y resistencia

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

1. PRIMERA LEY O LEY DE TENSIONES:

Esta ley hace referencia a la conservación de la energía potencial (diferencia de potencial o

voltaje) teniendo en cuentan que es conservativa e independiente de la trayectoria.

En toda trayectoria cerrada, dentro de una red eléctrica la suma de tensiones de los

elementos constituyentes deben ser igual a cero.

En la figura siguiente se puede observar un circuito con dos baterías que nos permitirá

resolver un ejemplo de aplicación.

Observe que nuestro circuito posee dos baterías y dos resistores y nosotros deseamos saber

cual es la tensión de cada punto (o el potencial), con referencia al terminal negativo de B1 al

que le colocamos un símbolo que representa a una conexión a nuestro planeta y al que

llamamos tierra o masa.

Las tensiones de fuente, simplemente son las indicadas en el circuito, pero si pretendemos

aplicar las caídas de potencial en los resistores, debemos determinar primero cual es la

corriente que circula por aquel. Para determinar la corriente, primero debemos determinar

cual es la tensión de todas nuestras fuentes sumadas. Observe que las dos fuentes están

conectadas de modos que sus terminales positivos están galvánicamente conectados entre

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si por el resistor R1. esto significa que la tensión total no es la suma de ambas fuentes sino la

resta. Con referencia a tierra, la batería B1 eleva el potencial a 10V pero la batería B2 lo

reduce en 1 V. Entonces la fuente que hace circular corriente es en total de 10 – 1 = 9V . Los

electrones que circulan por ejemplo saliendo de B1 y pasando por R1, luego pierden

potencial en B2 y atraviesan R2. Para calcular la corriente circulante podemos agrupar

entonces a los dos resistores y a las dos fuentes tal como lo indica la figura siguiente.

2. SEGUNDA LEY O LEY DE CORRIENTES:

Esta ley se refiere a la conservación de la energía cinética en las redes eléctricas, por lo

tanto, la corriente establecida tiene que circular por los elementos, sin que se diluyan cargas

ni tampoco se creen nuevas. Por esto:

En un conductor de unión de dos o más elementos, la corriente que ingresa al nudo es igual

a la que sale del mismo.

En un circuito eléctrico, es común que se generen nodos de corriente. Un nodo es el punto

del circuito donde se unen más de un terminal de un componente eléctrico. En la figura se

puede observar el más básico de los circuitos de CC (corriente continua) que contiene dos

nodos.

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Observe que se trata de dos resistores de 1Kohms (R1 y R2) conectados sobre una misma

batería B1. La batería B1 conserva su tensión fija a pesar de la carga impuesta por los dos

resistores; esto significa cada resistor tiene aplicada una tensión de 9V sobre él

“Ley de corriente de Kirchhoff”

El principio de conservación de la energía implica que:

En cualquier nodo. La suma de la corriente que entra en ese nodo es igual a la suma de la

corriente que sale. De igual forma, La suma algebraica de todas las corrientes que pasan

por el nodo es igual a cero.

Esta fórmula es válida también para circuitos complejos:

Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de

Maxwell. Pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue

generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para hallar

corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.

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III. ELEMENTOS A UTILIZAR

Voltímetro DC Amperímetro DC Fuente de alimentación DC Herramientas de taller Resistencias variables

IV. PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN

1. Armar el circuito de la figura 1, calibrando a los siguientes valores: la fuente de

tensión a 20 V, R1 = 40 0, R2 = 60 0. R3 = 800.

2. Registrar la tensión de la fuente, registrar los valores de las resistencias: la tensión y

la corriente en cada resistencia

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3. Armar el circuito de la figura 2: manteniendo los valores en los componentes

calibrados en 4.1.

4. Registrar la tensión de la fuente, registrar los valores de las resistencias: la tensión y

la corriente en cada resistencia así como la corriente que entrega la fuente de

alimentación

5. Tabular los resultados de cada circuito.

Tabla 1 Resultados del circuito 1 en serie

Tabla 1 Resultados del circuito 2 en paralelo

V.CUESTIONARIO

1. Con los datos de 4.2 (V y R) hacer un diagrama del circuito usado, indicando el

sentido de corrientes y polaridad de voltajes medidos, así como el valor de las

resistencias utilizadas.

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E e1 e2 e3 AValor teórico 20,00 4,44 6,67 8,89 0,11

Valor medido

18,80 3,50 7,20 8,10 0,09

I i1 i2 i3 EValor teórico 1,08 0,50 0,33 0,25 20,00

Valor medido

0,80 0,38 0,18 0,24 15,26

2. Con los datos de 4.4 (V y R) y 4.2 comprobar la primera y segunda ley de KIRCHOFF,

indicando el error experimental.

Tabla 2 Circuito en serie

40 Ω

60 Ω

80 Ω

3,5 v

7,2 v

8,9 v

18,8 V

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E e1 e2 e3 AValor teórico 20,00 4,44 6,67 8,89 0,11

Valor medido

18,80 3,50 7,20 8,10 0,09

Error 1,20 0,94 0,53 0,79 0,02

Tabla 3 Circuito en paralelo

SERIE E e1 e2 e3 IValor teorico 20 8.8 6.6 4.4 0.11Valor medido 18.9 8.9 5.79 4 0.09Error 1.1 0.1 0.81 0.4 0.02

PARALELO E e1 e2 e3 IValor teorico 20 0.25 0.33 0.5 0.11Valor medido 16.3 0.2 0.27 0.41 0.09Error 3.7 0.05 0.06 0.09 0.02

3. Explicar algunas justificaciones de los errores para las preguntas anteriores.

Las pequeñas diferencias entre el valor teórico y el valor experimental hallado

en los ejercicios anteriores se deben principalmente, al error de medición al

que están sujetos todos los instrumentos de medición, por ejemplo:

-Pueden deberse a defectos de fabricación (dado que es imposible construir

aparatos perfectos); Estos pueden ser deformaciones, falta de linealidad,

imperfecciones mecánicas, falta de paralelismo, etc.

-El error instrumental tiene valores máximos permisibles establecidos en

normas, o información técnica de fabricantes de instrumentos

El error humano es uno de los principales motivos del margen de error.

El desconocimiento de la lectura del Voltímetro y/o Amperímetro.

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I i1 i2 i3 EValor teórico 1,08 0,50 0,33 0,25 20,00

Valor medido

0,80 0,38 0,18 0,24 15,26

Error 0,28 0,12 0,15 0,01 4,74

4. Analizar por qué en circuitos paralelos reales la tensión en el punto más alejado no

es la misma que la tensión de la fuente, cuando el circuito opera a plena carga

Teóricamente esta tensión debería ser igual en cualquier punto, incluida la última

carga o tensión de cola, pero esto no se da ya que la tensión a lo largo del circuito en

paralelo, se va perdiendo en cada punto, ya que parte de ésta, al operar en plena

carga, se transforma en energía calórica, es por ello que en el último punto, la

tensión termina siendo menos a la tensión inicial de la fuente, porque ésta se disipó

en forma de calor.

VI. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

1. Las leyes de Kirchoff son una herramienta útil que, a diferencia de la ley de

Ohm, permite el análisis de circuitos más complicados.

2. Aunque sepamos todos nosotros que el estudio y comprensión de la

electrónica es imprescindible para lograr el perfeccionamiento de las

invenciones, este es un buen ejemplo de que por muy perfectos que hagamos

los cálculos, en una ciencia como ésta habrá que tomar los valores de un

modo un poco relativo, y hemos de saber que no lograremos nunca una

máquina que se comporte según nuestro cálculos matemáticos, a lo sumo se

aproximará. Parece mentira que en un circuito en el que sólo había que

aplicar las leyes de Ohm y de Kirchoff, se puedan escapar de nuestro alcance

tantos factores, lo que, en el fondo, más que desesperarnos, nos atrae cada

vez más a una ciencia tan amplia como la de la electricidad-electrónica.

3. Las leyes de Kirchhoff resultan de vital importancia ya que requerimos el

manejo de técnicas que nos permitieron resolver circuitos complejos de

manera rápida y efectiva, además, estas leyes nos permitieron analizar dichos

problemas por medio de dos técnicas: Mallas y Nodos.

VII. BIBLIOGRAFÍA:

http://www.monlau.es/btecnologico/electro/kirchof.htm

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www.unicrom.com/Tut_AnalisisMallas.asp -

CASTRO, Darío; BRUGOS, Antalcides, Física Electricidad para estudiantes de ingeniería

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