Subido por Gerry Fields

practica leyes Kirchoff

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Análisis de Circuitos
Analisis de circuitos
Practica # 2
Leyes de kirchhoff (LVK y LCK)
Presentan:
Campos Morales Saúl Uriel
Cano Agulera Nicandro Iván
Arroyo Luna Paola
Profesor:
Julio Cesar Ramirez Patlan
Fecha de entrega:
09/03/2010
IRAPUATO, GTO
Practica de laboratorio # 2
ENERO-JULIO 2010
Análisis de Circuitos
OBJETIVO
El objetivo general es realizar un análisis de diferentes circuidos los cuales tendran que analizarce
respectivamente utilizando el método aplicado con las leyes de Kirchhoff, de los cuales podemos
aplicar conforme a estos objetivos espesificos:




1era parte de practica
Medir el valor de las corrientes indicadas con respecto a cada circuito a analizar tomando en
cuenta la fuente y la direccion de estas con respecto a los nodos y mallas para comprobar la
direccion de estas y a su ver como actuan en los circuitod electricos.
Con estas mediciones, comprobar solo la ley con respecto a la medicion de corrientes de
Kirchhoff para saber la exactitud de las mediciones fisicas y practicas
2da parte de la practica
Comprobar la ley de corrientes y la de voltajes de Kirchhoff con respecto a sus medios de
calculo para comprobar la teoria establesida por Kirchhoff de forma pactica
Encontrar las exactitudes de as practicas
MATERIALES

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Resistencias con valor nominal de:
R1=100 Ω
R2=490 Ω
R3= 1K Ω
R4=2.2 KΩ
R5=3.9 KΩ
R6= 10 KΩ
R7=100 KΩ






Cable de red.
Plantilla protoboard.
Pinzas de punta.
Pinzas de corte.
Fuente de voltaje independiente
Multímetro (HEWLETT PACKARD SERIE 973A).
Practica de laboratorio # 2
Análisis de Circuitos
INTRODUCCIÓN
Gustav Robert Kirchhoff.
Fue un físico prusiano cuyas principales contribuciones científicas estuvieron en el campo de los
circuitos eléctricos, la teoría de placas, la óptica, la espectroscopia y la emisión de radiación de
cuerpo negro. Kirchhoff propuso el nombre de radiación de cuerpo negro en 1862. Es responsable
de dos conjuntos de leyes fundamentales en la teoría clásica de circuitos eléctricos y en la emisión
térmica. Aunque ambas se denominan Leyes de Kirchhoff, probablemente esta denominación es
más común en el caso de las Leyes de Kirchhoff de la ingeniería eléctrica.
En el área de la electrónica es esencial saber interpretar por medio de cálculos matemáticos
cómo se puede comportar la electricidad en un circuito eléctrico con diversos elementos, esto
para saber calcular: la corriente, el voltaje y la potencia. Para saber esto, en esta practica se
necesitara medir la intensidad de corriente y el potencial en cada punto de los circuitos eléctricos
utilizando herramientas matemáticas como lo son Las Leyes de Kirchhoff las cuales surgen de la
aplicación de la ley de la conservación de la materia.
Y las cuales son:
Ley de Kirchhoff para las Corrientes o nodos (LCK)
Esta ley de Kirchhoff expresa que la suma algebraica de as corrientes que salen de cualquier
nodo de un circuito es igual a cero.
La cual se puede representar gráficamente de la siguiente manera:
Figura 1: Corrientes circulando por un nodo
Nota: Nodo, unión de 2 o mas elementos en un circuito.
Nota: Las corrientes que salen del nodo se consideran negativas.
Practica de laboratorio # 2
Análisis de Circuitos
Se podría expresar en forma equivalente que la suma algebraica de las corrientes que entran en
cualquier nodo de u circuito es igual a cero. Pero en cursos de ingeniería, el enunciado se expresa
de manera convencional en términos de las corrientes que salen del nodo y no hay razón para
abandonar esa convención aquí. [1]
Desde un punto d vista fisco la (LKC) es un enunciado de la conservación de la carga
Ley de Kirchhoff para el Voltaje o mallas (LKV)
La ley de Kirchhoff para el voltaje establece que la suma algebraica de las diferencias de
potencial alrededor de cualquier bucle o malla cerrado de un circuito eléctrico es cero.
La cual se puede representar gráficamente de la siguiente manera:
Figura 2: representación de la circulación del voltaje
Nota: Malla, es la trayectoria cerrada dentro del circuito y se definen según la trayectoria de la
corriente y la posición de algunos nodos.
La ley de Kirchhoff para el voltaje puede ser aplicada a cualquier malla de un circuito. Una malla
elemental no contiene ninguna otra malla dentro de esta. Si bien se puede escribir una ecuación
de la ley de Kirchhoff para el voltaje para cualquier malla del circuito, afortunadamente no
tenemos que escribir ecuaciones de la LKV para cada bucle posible en un circuito.
La LKV es un enunciado de la Conservación de la energía.
Practica de laboratorio # 2
Análisis de Circuitos
Puntos generales sobre las Leyes de Kirchhoff
En una red, se llama nudo a todo punto donde convergen tres o más conductores.
Constituyen una rama todos los elementos (resistencias, generadores, ...) comprendidos entre dos
nudos adyacentes. Constituye una malla todo circuito (cerrado) que pueda ser recorrido volviendo
al punto de partida sin pasar dos veces por un mismo elemento. Evidentemente, la intensidad de
la corriente será la misma en cada uno de los elementos que integran una rama. Para los nudos y
las mallas tenemos las siguientes leyes:
Primera ley de Kirchhoff (ley de los nudos).- Si consideramos positivas las intensidades de
corriente que se dirigen hacia un nudo y negativas las que parten del mismo, se cumple que:
es decir, la suma algebraica de las intensidades de las corrientes que convergen en un nudo es
cero.
Esta ley expresa simplemente que, en régimen estacionario de corriente, la carga eléctrica no se
acumula en ningún nudo de la red.
Segunda ley de Kirchhoff (ley de las mallas).- La suma algebraica de las f.e.m. en una malla
cualquiera de una red es igual a la suma algebraica de los productos IR en la misma malla, es decir
o, en otras palabras, la suma algebraica de las f.e.m. es igual a la suma algebraica de las caídas de
tensión en los elementos de una malla. Para aplicar esta 2ª ley, será preciso asignar un sentido
convencional de circulación positiva para cada malla, y considerar positivas las intensidades y
f.e.m. que concuerdan con dicho sentido convencional, y negativas las que no concuerdan.
La aplicación de las leyes de Kirchhoff a una red de conductores y generadores se facilitan
utilizando las siguientes reglas prácticas:
1.- Si hay n nudos en la red, se aplica la ley de los nudos a n - 1 de estos nudos, pudiéndose
elegir cualesquiera de ellos.
2.- Si es r el número de ramas en la red (que será el número de intensidades a determinar) y n el
número de nudos, el número de mallas independientes es m = r - (n-1). Se aplica m veces la ley de
mallas dispondremos así de m + (n-1) = r ecuaciones independientes que nos permitirán
determinar las r intensidades desconocidas. Halliday 1995
Figura 3: Representación de cómo interpretar las mallas
Practica de laboratorio # 2
Análisis de Circuitos
METODOLOGIA
Nota: Los circuitos mostrados, se construyen a partir de resistencias R de diferente valor y algunas
se constituyen de varias resistencias en paralelo para poder llegar al valor nominal d las R
PARTE I
Circuito 1
1. Analizar teóricamente y armar el primer circuito en la plantilla protoboard de la forma que se
muestra en la figura 4.




Anotar el valor nominal de cada valor de resistencia, determinar el valor medido y el
porcentaje de error
Realizar los circuitos como se muestran en las figura 4 y figura 5 respectivamente
Se procede con el multímetro a realizar las mediciones al circuito con respecto a las
corrientes señaladas en estas, figura 4 y figura 5 respectivamente.
Comprobar solo el LKC (ley de corrientes de Kirchhoff) en ambos circuitos.
Figura 4: 1er circuito a analizar
Figura 5: 2do circuito a analizar
Practica de laboratorio # 2
Análisis de Circuitos
PARTE II
Proceder al análisis del un circuito pero ahora con tres fuentes de voltaje independientes con
una diferencia de potencial de (1.- 7volts, 2.- 7volts, 3.- 5volts)
Circuito
 Conectar las fuentes de voltaje independientes como se muestran en la figura 6.
 Comprobar en el circuito las leyes de Kirchhoff de voltaje y corriente
 Determinar y hacer la comprobación teórica con respecto a la practica
Figura 6: 3er Circuito a analizar con 3 fuentes de voltage
Circuito 2
a) Con la fuente de voltaje independiente se coloca en las terminales el circuito 1, como se
muestra en la figura 7
b) A cada resistencia medir su voltaje correspondiente asi como la corriente que pasa por
esta
c) Determinar la potencia en cada elemento
Practica de laboratorio # 2
Análisis de Circuitos
RESULTADOS
1. Conforme al circuito 1 se obtienen los siguientes resultados:
RESULTADOS
TEORICOS
1.
2.
3.
4.
R1=100 Ω
R3= 1K Ω
R4=2.2 KΩ
R5=3.9 KΩ
RESULTADOS
PRACTICOS
%error
Voltaje
Intensidad
Potencia
1.
2.
3.
4.
R1= 1.6
R3= 0.1
R4= 8.18
R5= 0.00256
R1=0.194v
R1’=0.200v
R3=1.438v
R3’=0.525v
R4=3.197v
R5=2.055v
R5’=2.052v
R1=1.78mA
R1’=1.78mA
R3=1.30mA
R3’=0.47mA
R4=1.30mA
R5=0.47mA
R5’=0.47mA
R1=0.3453mW
R1’=0.356mW
R3=1.8694mW
R3’=0.246 mW
R4=4.156 mW
R5=0.96 mW
R5’=0.964 mW
R1=101.6 Ω
R3= 0.999K Ω
R4=2.02 KΩ
R5=3.91 KΩ
Req = 2.5466 KΩ. (Teórica)
Req = 2.5466 KΩ. (Practica)
2. Conforme al circuito 2 se obtienen los siguientes resultados:
RESULTADOS
TEORICOS
RESULTADOS
PRACTICOS
%error
Voltaje
Intensidad
Potencia
5. R1=100 Ω
6. R3= 1K Ω
7. R4=2.2
KΩ
8. R5=3.9
KΩ
9. R6=10kΩ
5. R1=101.6
Ω
6. R3=
0.999K Ω
7. R4=2.02
KΩ
8. R5=3.91
KΩ
9. R6=9.98 kΩ
R1= 1.6
R3= 0.1
R4= 8.18
R5= 0.00256
R6= 0.2
R1=0.209v
R1’=0.005v
R3=2.5v
R3’=2.5v
R4=4.81v
R5=0.204v
R6=0.209v
R1=1.93mA
R1’=0.05mA
R3=2.27mA
R3’=2.27mA
R4=2.01mA
R5=0.05mA
R6=0mA
R1=0.403mW
R1’=.00025mW
R3=5.675mW
R3’=5.675 mW
R4=9.66mW
R5=0.01mW
R5’=0mW
Req = 4.2975KΩ. (Teórica)
Practica de laboratorio # 2
Req = 4.3141 KΩ. (Practica)
Análisis de Circuitos
CONCLUSIONES
En esta practica aprendimos y reforsamos esos aprendizajes conforme a lo que es la electricidad,
se tendra en cuenta que aunque no es una practica tan distinta a las anteriores pues solo
cambiamos de metodo el cual no ayudo para conseguir los resultados faltantes de potencial y
intensidad de corriente.
La primera parte es un poco mas sencilla que la segunda pues aprendimos a interactuar con
unos sistemas tipicos los cuales constaban de una sola fuente de voltaje nodos y mallas que a
nuestro pareser no tenian una difcultad alta, a consideración de la segunda pare de la practica la
cual constava ya de un grado mas alto de cómo saber comprender a calcular u circuito con dos
fuentes mas de lo comun y con un grado mas pesado en sentido de cómo poder clcular sus
corrientes y voltajes con esas nuevas fuentes, en general aprendimos mas con cada practica
elaborada y nos ayudara a saber calcular mejor y mas rapido y tendremos la capacidad de saber
resolver problemas de esta indole.
Nicandro: Con Esta practica aprendimos mas cosas como saber de que maneras se puede
comportar la energia elctrica ya que con estas practicas hecas en laboratorio nos ayudan mas a
comprender y saber interactuar con estos fenómenos elctricos, saber como interpretar todo lo
que nos puede servir para un futuro proximo a razon de saber como manejar este tipo de
proyectos electricos, asi como poder saber solucionar los problemas mas comunes con forme a
como es que funcionan los fenómenos electricos.
Uriel: Mi propia conclusión que el trabajo en quipo nos llevo a realizar toda esta complejidad de
circuitos eléctricos; como el análisis de circuitos que realizamos en cada problema, por lo tanto
las formulas aplicadas, instrumentos a utilizar, el armado de circuitos; nos lleva al aprendizaje
requerido para comprender todos los componentes que se necesitan para el armado del circuito
asi como sus respectivas leyes y aplicaciones.
En lo particular como se había expresado en la practica anterior (Capacitancias); las resistencias en
esta ocasión tienden a tener una variación del valor nominal al del valor real. Por lo tanto yo doy
agradecimientos a este tipo de prácticas en el curso que permiten al estudiante desarrollarse más
de una manera profesional.
EVIDENCIA DE PRACTICA
Practica de laboratorio # 2
Análisis de Circuitos
FIGURA 8, CIRCUITO 1
Conexión de las resistencias en la plantilla pro-board
FIGURA 9, CIRCUITO 2
Conexión de las resistencias en la plantilla pro-board
BIBLIOGRAFÍA
1. GERRISH,Howard H. Fundamentos de elcetricidad.México,DF:Limusa,1979,187p.
2. JHONSON, David E et al.Análisis básico de circuitos eléctricos. 5a ed. Nucalpan de Juárez,
Edo. México: Prentice Hall,1996,752 p.
3. Halliday,David etal.Fisica.4a ed.Azcapotzalco,Edo México:CECSA,1995,688P.
Practica de laboratorio # 2
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