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• Oscar Nicolas Gordillo Solarte

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LABORATORIO 3 FÍSICA II

LEYES DE KIRCHHOFF Objetivo 1. Aplicar las reglas de Kirchhoff (que son el resultado de las leyes de conservación

de la energía y de la carga) en el análisis de circuitos eléctricos.

Procedimiento 1. Ingrese al siguiente enlace https://phet.colorado.edu/es/simulation/circuitconstruction-kit-dc-virtual-lab y dar en click en la imagen encerrada (ovalo rojo), como aparece en la siguiente figura 1.a. Aparecerá un entorno de simulación como se muestra en la figura 1.b.

Figura 1: a. Site de simulación PHET para el desarrollo de laboratorios virtuales de circuitos. b. Entorno de simulación.

2. Dar click en la fuente d.c. que despliega los elementos por su símbolo de circuito eléctrico (ovalo verde figura 1.b). 3. Ensamblar el circuito mostrado en la figura 2.a de tal forma que tenga una apariencia como en la figura 2.b. Dando click sobre cada elemento en el espacio de simulación es posible asignar su valor. Cada estudiante debe asignar un valor diferente a cada elemento usado. Tenga en cuenta la polaridad de las fuentes d.c.

Figura 2: a. Circuito d.c. a desarrollar en la práctica. b. Apariencia del circuito dentro del entorno de simulación

4. Identifique de izquierda a derecha las mallas del circuito como 1, 2 y 3. Mida los voltajes en cada malla y escríbalos en las tablas correspondientes. Recordar que los voltajes se miden en paralelo (ver figura 3).

Malla 1

Malla 2

Malla 3

Elemento Voltaje Elemento (V)

Elemento Voltaje (V)

R1

1.13R2

R3

6.13

R2

3.87R3

R4

3.87

V1

5

V1

V2

5

Suma

10 V2

V3

5

Suma

20

Suma

Figura 3. Medición de voltaje en un elemento de circuito 5. Medir la corriente en cada resistor, registrando sus valores en la tabla. Recordar que la corriente se mide en serie, ver figura 4. Para esto último es fundamental abrir el circuito para introducir en amperímetro. Se recomienda ver hacia donde está cada corriente (para este caso, en cada resistor, notar si está dirigida hacia arriba o hacia abajo) Elemento

Corriente (A)

R1

0,03

R2

0,10

R3

0,15

R4

0,08

Total

0,36

Figura 4. Medición de corriente en un elemento de circuito

6. Cómo se relacionan las corrientes medidas con los voltajes en los resistores anteriormente medidos. Teniendo en cuenta que en el simulador nos dan las medidas de las resistencias, al obtener el valor de corriente de cada una de las mallas en el circuito, se puede obtener el valor del voltaje de cada resistencia, al igual que nos lo da el Voltímetro del simulador.

7. Solucionar teóricamente el circuito y encontrar los valores de las corrientes de cada malla. La idea es escribir un sistema de ecuaciones 3x3. El docente a cargo dará las indicaciones relevantes para su desarrollo. -70i1+40i2+0i3=5 40i1-80i2+40i3=10 0i1+40i2-85,5i3=10

8. Calcular el error en las corrientes obtenidas para los resistores:

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟(%) = (

𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟

𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 ( ∗ 100%

𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜

9. ¿Qué se aprendió de la práctica en relación con la actividad de simulación, los resultados y la teoría? Se aprendió a realizar un simulador con resistencias y baterias, de igual manera a medir la corriente en una malla y el voltaje en las resistencias, con ayuda de los instrumentos que realizan la tarea que antes se realizaba de manera manual. 10. ¿Qué limitaciones notaron o qué fuentes de error encuentran en la práctica? Una de las limitaciones existe en que el simulador muchas veces tiene fallas por lo tanto obliga a realizar nuevamente el circuito, perdiendo los avances realizados.