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• Jorge Alejandro Chavarro Chavarro

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PRATICA DE LABORATORIO

LEYES DE KIRCHOOF

PRESENTADO POR JORGE ALEJANDRO CHAVARRO LEIDY TATIANA SANCHEZ

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA DEL HUILA “CORHUILA” FISICA II FAIBER ROBAYO BETANCOURT NEIVA-HUILA 2019.

INTRODUCCIÓN

Hemos visto que el comportamiento matemático del voltaje, la carga, la corriente, la capacitancia, la resistencia y otros dependen de como están conectados los dispositivos en el circuito y no de cómo se ven. Notamos que cundo los dispositivos están conectados en serie los voltajes o diferencias en potencial eléctrico se suman, mientras que las cargas eléctricas o las corrientes a través de estos son las mismas. Por otro lado, cuando estos están conectados en paralelo, los voltajes son iguales, mientras que las cargas o las corrientes se suman. Estas relaciones son las que realmente determinan está conectado en serie y que está conectado en paralelo. La justificación teórica ara este comportamiento proviene de dos principios fundamentales de la naturaleza. Estos son el principio de la conservación eléctrica y de conservación de energía. PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF establece que las corrientes que entran a un nodo, será igual a las corrientes que salen de ella (conservación de la carga) SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF establece que la suma de los voltajes en cada malla será cero (conservación de la energía)

OBJETIVOS 

Hallar experimentalmente las corrientes por medio de las leyes de Kirchhoff.



Comprobar experimentalmente las leyes de Kirchhoff con una batería y 2 mallas.



Verificar el cumplimiento de la regla de Kirchhoff por medio de la práctica hallando los voltajes.



Verificar el cumplimiento de la regla de Kirchhoff durante la práctica hallando las corrientes de cada resistencia



Encontrar los diferentes porcentajes de error que se pueden dar teniendo en cuenta lo visto teóricamente y lo experimental.

MATERIALES

Fuente Variable:

Resistencias:

AC/DC Electronic lab:

Multímetro:

Cables conductores:

PROCEDIMIENTO Inicialmente escogimos 3 resistencias con colores y valores distintos para poder tener resultados que nos ayudaran a tener una mejor práctica, procedimos hacer el montaje del equipo como se indica en la guía de laboratorio, teniendo en cuenta la posición de las resistencias las colocamos según el diagrama mostrado donde R2 y R3 se muestran en paralelo y en serie R1. Después de tener dichas resistencias en el debido orden colocamos la fuente de voltaje en 5v y procedimos y medir todas las resistencias registrando su valor en la tabla1, medimos los voltajes de cada resistencia y por ello lo registramos en la tabla 2, terminado los procedimientos según la guía encontramos los porcentajes tanto teóricos como experimentales.

TABLAS DE RESULTADOS

1. TABLA 1. Comprobación de la primera regla de Kirchhoff. # Resistencia

Corriente I1 % Error I1 R (Ω) Corriente Medido (Amp) Experimental Teórico

1

2.183

1.24

2

3.282

0.96

3

9.750

0.322

1.282

1.48

9.7%

2. TABLA 2. Comprobación de la segunda ley de Kirchhoff.

Voltaje fuente Vt # Resistencia

Voltaje Medido (volt) 2.708

% Error Vr Experimental

Teórico

9.015

9,79

1 3.162 2 3.145 3

CALCULOS

CALCULOS TABLA Nº 1 R23 =

1 = 0.73 + 3.3 = 4.03 1 + 1 2.2 1.1

CORRIENTE EXPERIMENTAL I1 I 1 = I2 + I3 I 1 = 0.96 + 0.322 I 1 = 1.282

% ERROR I1 % R = I1 – Vexp x 100 I1 % R = 1.48 – 1.282 x 100 = 13.37% 1.48

CORRIENTE TEORICA I1 I 1 = VT RT I 1 = 6 = 1.48 4.03

7.9%

Cálculos Tabla N° 2 TEORICO % ERROR 2

VT= v1+ v2+ V3

% R = 9, 79– 9,015 x 100 = 7.9 % 9, 79

VT= 3, 22634+ 1, 6317+4, 8951=9, 79 V

Voltajes:

EXPERIMENTAL

V1= 0.0147 x 222 = 3.2634 V2= 0.0147 x 322= 4.9904

VT= 2,708 + 6,307

V3= 0.00144 x 111= 1.637

ANALISIS 1. De acuerdo con la tabla 1. ¿Qué comportamiento puedes observar entre la corriente que entra al primer nodo y las corrientes que salen de él? Luego, ¿Se pudo comprobar experimentalmente la primera ley de Kirchhoff? Explique claramente su argumento con base a los resultados obtenidos (relacione cualitativamente con el porcentaje de error). RTA: Cada nodo se usa para formar una ecuación que son resueltas simultáneamente, y la solución de ecuaciones simultáneas entrega el voltaje en cada nodo, el comportamiento que notamos fue que hubo un cambio al entrar y salir del nodo. Pudimos comprobar en esta práctica que la primera Ley de Kirchhoff no se cumple con respecto a los datos tomados. Tal vez la falta de exactitud y precisión que tuvimos en el laboratorio no nos permitió llegar a obtener la primera Ley de Kirchhoff. Podemos decir que las medidas de la física son siempre “incorrectas”. Dicho de una manera más “correcta”: si llamamos error a la diferencia que existe entre la medida y el valor “verdadero” de la magnitud, siempre existirá este error.

2. De acuerdo a la tabla 2. ¿Cómo son los valores experimentales del voltaje con respecto a sus valores teóricos calculados aplicando la Ley de Ohm? ¿Qué dice esto con respecto a la validez de la Ley de Ohm? RTA: de acuerdo con la tabla 2 el voltaje experimental fue de 9.015 V con respecto al teórico que fue de 9.79 los cuales son casi iguales. Respecto a la valides de la ley de ohm la

intensidad de corriente que atraviesa un circuito es directamente proporcional al voltaje o tensión del mismo e inversamente proporcional a la resistencia que presenta.

3. De acuerdo con la tabla 2, y teniendo en cuenta la dirección elegido para las corrientes en la primera malla ¿ Es la sum algebraica de las caídas de voltaje aproximadamente cero? Luego ¿Se pudo comprobar la segunda Ley de Kirchhoff? RTA: Teniendo en cuenta la tabla número 2 y la dirección elegida para las corrientes en la malla numero 1 podemos observar que la suma algebraica de las caídas de voltaje aproximadamente nos da cero por lo tanto podemos finalmente comprobar la ley de Kirchhoff l.

4. De acuerdo con la tabla 2. ¿Cómo son los valores de los voltajes medidos en las resistencias 2 y 3? Explique. RTA: De esta forma, la Ley de Ohm define la unidad de resistencia eléctrica así como también el voltaje y la corriente, haciendo sencillos despejes de las ecuaciones presentadas, siempre y cuando se tengan dos valores conocidos y una sola incógnita los valores medidos del voltaje en las resistencias 2 y 3 no son iguales y su diferencia es de 0.017. 5. Analice las posibles causas de error cometidas en la toma y procesamiento de los datos y explique claramente sus consecuencias directas en la toma de medidas (es decir, explique qué variable física se pudo ver por la presencia de dicho error). RTA: El error se define, tal como habíamos dicho, como la diferencia entre el valor verdadero y el obtenido experimentalmente. Los errores no siguen una ley determinada y su origen está en múltiples causas, hay variación en la toma de datos al momento de realizar la práctica y podemos notar que si existe un porcentaje de error en cada una de las tablas el cual es para la Tabla 1. De 9.7% y para la Tabla 2 un 7.9%. Cuando realicemos la medida de cualquier magnitud, deberemos indicar siempre una estimación del error asociado a la misma. Dado que no conocemos el valor “verdadero” de la magnitud que deseamos medir, habrá que seguir ciertos procedimientos para hacer una estimación, tanto del valor “verdadero”, como de una cota de error, que nos indiquen la incertidumbre de la medición realizada, para ener encuentra estos procedimientos o paso a paso que se deberán tomar para evitar las causas o consecuencias que se tenga con respecto a las medidas, en este caso la medida física pudo ser un valor no absoluto o inexacto.

CONCLUSIONES Después de haber obtenido los resultados durante la práctica de laboratorio pudimos concluir que los porcentajes de error son altos pero no mayores a 10% con respecto a la visto experimentalmente en clase, podemos afirmar que la ley de Kirchhoff no se cumple por los resultados obtenidos en la práctica y que con respecto a dicha ley en un circuito eléctrica la suma de las corrientes que entran son las misma que cuando salen teniendo en cuenta que en dicho circuito eléctrico la suma de las diferencias de potencial en cualquier malla es igual a 0. Es de suma importancia la realización de esta práctica ya que pudimos corroborar las 2 leyes que exponía Kirchhoff en este caso (conservación de la carga y la energía) obteniendo los valores tanto experimentales como teóricos denotando las diferencias tanto en la corriente como en el voltaje total, pudiendo analizar las posibles causas de error con respecto al laboratorio.

FOTOGRAFIAS

WEBGRAFIA    

https://www.ugr.es/~andyk/Docencia/TEB/Errores.pdf https://www.aaamatematicas.com/pct61ax2.htm http://www.calcularporcentaje.es/ http://electronicacompleta.com/lecciones/leyes-de-kirchhoff/