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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA EAP DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Escuela Académica:

19.1

Alumno: Ccoyori Mendoza Mario

Docente:

Dr. Celso Gerónimo Huamán

Curso:

Circuitos eléctricos I

Tema:

16190114

Laboratorio Nº4: Leyes básicas de circuitos ley de tensión de Kirchhoff

Tipo de informe:

INFORME FINAL N°4 Horario: Lunes de 4 pm a 6 pm

G12

Leyes básicas de circuitos ley de tensión de Kirchhoff I. OBEJETIVOS:  Entender los principios y fundamentos de la ley de tensión (segunda ley de Kirchhoff)  Determinar experimentalmente las aplicaciones prácticas en un circuito eléctrico de esta ley.  Corroborar que la suma de tensiones en una malla es igual a cero  Observar el comportamiento de un circuito cuando intervienen varias fuentes de tensión.

II.INTRODUCCION TEORICA:

Ley de tensiones de Kirchhoff Análisis de malla

Ley de tensiones de Kirchhoff, en este caso v4= v1+v2+v3. No se tiene en cuenta a v5 porque no forma parte de la malla que estamos analizando. Esta ley es llamada también segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff (es común que se use la sigla LVK para referirse a esta ley). En un lazo cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total

suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a cero.

De igual manera que con la corriente, las tensiones también pueden ser complejos, así: Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energía al regresar al potencial inicial. Esta ley es cierta incluso cuando hay resistencia en el circuito. La validez de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida, debido a la disipación de energía. Una carga simplemente terminará en el terminal negativo, en vez del positivo. Esto significa que toda la energía dada por la diferencia de potencial ha sido completamente consumida por la resistencia, la cual la transformará en calor. Teóricamente, y, dado que las tensiones tienen un signo, esto se traduce con un signo positivo al recorrer un circuito desde un mayor potencial a otro menor, y al revés: con un signo negativo al recorrer un circuito desde un menor potencial a otro mayor. En resumen, la ley de tensión de Kirchhoff no tiene nada que ver con la ganancia o pérdida de energía de los componentes electrónicos (Resistores, capacitores, etc.). Es una ley que está relacionada con el campo potencial generado por fuentes de tensión. En este campo potencial, sin importar que componentes electrónicos estén presentes, la ganancia o pérdida de la energía dada por el campo potencial debe ser cero cuando una carga completa un lazo.

EJEMPLOS:

III. MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS:

Protoboard

2 Fuentes de poder Dc

Resistores: 20k (2) ,10k (2),2k𝞨 y1 k𝞨(2)

Cables de conexión:

Multímetro digital

IV.PROCEDIMIENTOS:

FIGURA 4.1 SIMULACIÓN DE LA FIGURA 4.1

Tabla 4.1 Valor teórico Valor simulado Valor medido

𝑽𝑨(V) 7 7 7

𝑽𝑩(V) 5 5 5

𝑽𝟏 (𝑽) 3 3 3.016

𝑽𝟐 (V) 4 4 3.97

𝑽𝟑 (V) 2 2 1.98

𝑽𝟒 (𝑽) 2 2 1.98

1. paso: introducimos las corrientes I1, I2 Y I3 en las mallas del circuito en sentido horario por convención: -malla 2 fuente de 5v con de corriente I2 -malla 1 fuente de 7v con corriente de I1 -malla 3 con de 0 v con corriente de I3 2. paso: aplicando la LEY DE TENSION DE KIRCHHOFF para cada malla y hallamos las intensidades de cada malla: 30K*I1-10K*I2-20K*I3=7 MALLA 1

I1=0.4mA

-10K*I1+30K*I2-20K*I3=-5

I2=0.1mA

-20*I1-20*I2+50*I3=0

MALLA 2

MALLA 3

I3=0.2mA

3. Paso: ahora hallamos las intensidades que pasan por cada resistencia y aplicamos la ley de ohm. 𝑉𝐴 (V)=7V

𝑉2 (V) = (I1-I2)10K=0.3*10=3V

𝑉3 (V) = (I3-I1)20K=0.1*20=2V

𝑉𝐵 (V)= 5V

𝑉1 (𝑉)= (I1-I3)20K=0.2*20=4V

𝑉4 (𝑉) = (I3)10K=2V

FIGURA 4.2

SIMULACION DE LA FIGURA 4.2 Valor teórico Valor simulado Valor medido

𝑽 (V) 5 5 5

𝑽𝟏 (V) 0.489 0.49 0.49

𝑽𝟐 (𝑽) 3.26 3.27 3.28

𝑽𝟒 (V) 0.752 0.75 0.75

𝑽𝟕 (V) 0.489 0.49 0.49

1. PASO: hallamos la resistencias equivalente para pasar facilitar el trabajo: - paralelo R2 + R1 Req1=20/3𝞨 -paralelo R4+R5+R6 Req2=20/13𝞨 2. PASO: aplicando la LEY DE TENSION DE KIRCHHOFF hallamos la corriente del circuito reducido 5+1*KI+20/3K*I+20/10K*I+1K*I=0 398K*I/39=-5 I=-0.489

El verdadero sentido de la corriente es anti horario I=0.489mA

3. PASO: distribuimos la corriente I en todo el circuito y por caídas de tensión obtenemos los siguientes resultados. -𝑉 (V)=5V -𝑉1(V)=0.489V -𝑉2 (𝑉)=𝑉3 (𝑉)=3.26V -𝑉4 (V)= 𝑉5 (V)= 𝑉6(V)=0.752V -𝑉7 (V)=0.489V

VII. CUESTIONARIO FINAL: 1. Describa el procedimiento realizado en el laboratorio y muestre sus resultados. Tabla 4.1 .

PASO 1: primero implementamos y armamos el circuito de la fig. 4.1 haciendo uso del protoboard

PASO 2: alimentamos el circuito con una fuente de 7v y 5v.

.

PASO 3: para medir los voltajes en cada resistencia hacemos uso del multímetro, escogiendo la función correcta y la escala apropiada

PASO 4: medimos los voltajes 𝑉𝐴 𝑉𝑏 𝑉1 𝑉2 𝑉3 y 𝑉4 , haciendo contacto las ajugas en los extremos de las resistencias (medición de voltaje de un componente en un circuito es en paralelo por teoría).

Tabla 4.2 .

PASO 1: Montamos el circuito de la fig. 4.2 con ayuda del

protoboar, para facilitar las mediciones

PASÓ 2: analizando el circuito notamos que solo es necesario hallar los voltajes V, V1 o V2, V4 o V5 o V6 Y por último la caída de tensión de V7 (conexión en paralelo por consiguiente las resistencias tienen la misma caída de tensión).

PASO 3: usando el multímetro con la función correcta y la escala adecuada medimos los voltajes de las resistencias tomando en consideración el paso anterior.

2. ¿los valores de tensión hallada experimentalmente coincidieron con los teóricos hallados por medio del uso de la ley de tensión de Kirchhoff? Si hay diferencia explique las posibles causas. Tabla 4.1 los errores son mínimos. Tabla 4.2 casualmente los valores coincidieron. Estos resultados sujetos a las posibles causas en su mayoría con los teóricos.  errores instrumentales:

-resistencias gastadas -escala inadecuada al momento de usar el multímetro -cables de conexión gastados y defectuosos  Errores sistemáticos -mal uso del multímetro. -falta de dominio del uso de los aparato como el osciloscopio, generador de funciones.  Y lo más importante no considerar que los instrumentos de medición como el multímetro y la fuente de poder poseen una resistencia interna que es aviado al momento de hacer el cálculo experimental. Si bien es cierto que estas resistencias no son significativas, alteran de alguna manera u otra el resultado de los valores obtenidos experimentalmente haciéndolos diferir en pequeñas escalas al valor teórico. Esto aprendido de la experiencia N° 2. VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  Las leyes de Kirchhoff nos ayudan a simplificar un circuito eléctrico para un análisis mucho más sencillo  Hacer un análisis de energía entre las fuentes de energía eléctrica y los consumidores de energía ( resistencias)

IX.BIBLIOGRAFIA: -electronicacompleta.com/lecciones/leyes-de-Kirchhoff/ -www.academia.edu/9537069/_leyes_de_kirchhoff_ -https://books.google.com.pe/books?isbn=842913459X