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“Universidad Católica Santa María” EXCELENCIA ACADEMICA Y PROFESIONAL

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales

Programa Profesional de Ingeniería Mecánica, MECANICA ELECTRICa y mecatronica Curso: CIRCUITOS ELECTRICOS

Tema: leyes de kirchoff

Alumnos:  SALAZAR PAREDES, JORGE JOSé  Caceres paucar, David  Apaza katata, mailson

AREQUIPA- 2012 I.

OBJETIVO: a. Demostrar la primera y segunda ley de KIRCHOFF y familiarizar al alumno con las mediciones de tensión, corriente y resistencias.

II.

FUNDAMENTO TEORICO: Las leyes de Kirchhof son una consecuencia directa de las leyes básicas del Electromagnetismo (Leyes de Maxwell) para circuitos de baja frecuencia. Aunque no tienen validez universal, forman la base de la Teoría de Circuitos y de gran parte de la Electrónica. Pueden enunciarse en la forma siguiente:

1) Ley de Kirchhoff para los nudos o de las corrientes. (Un nudo en un circuito es un punto en el que confluyen varias corrientes). La suma algebraica de las corrientes que inciden en un nudo, consideradas todas ellas entrantes o todas ellas salientes, es cero (ley de conservación de la carga). Por tanto, esta ley se podría enunciar en la forma equivalente: En un nudo, la suma de las corrientes entrantes ha de ser igual a la suma de las salientes. De forma análoga a la ley anterior, podremos expresarla simbólicamente:

2) Ley de mallas o ley de tensiones de Kirchoff. En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión. Un enunciado alternativo es: En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0 (cero). 1.

III.

MATERIAL Y EQUIPO: 

Voltimetro DC



Amperimetro



Fuente de alimentación DC



Herramientas de taller



Resistencias Variables

IV.

PROCEDIMIENTO PRACTICO:

4.1 Armar el circuito de la figura 1, calibrando a los siguientes valores: la fuente de tensión a 15V, R1 = 30 Ω, R2 = 60 Ω, R3 = 90Ω. 4.2 Registrar la tensión de la fuente, registrar los valores de las resistencias; la tensión y la corriente en cada resistencia. 4.3 Armar el circuito de la figura 2, manteniendo los valores en los componentes calibrados en 4.1. 4.4 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 4.5 Tabular los resultados de cada circuito.

4.6 Realizar el cálculo teórico de corrientes y tensiones de los circuitos del procedimiento y tabular los resultados. 4.7 Realizar la simulación del procedimiento y tabular los resultados obtenidos.

Ley de voltajes: En el circuito de la figura 1 aplicamos la ley de voltajes obteniendo:

-15+30i+50i+90i=0 hallando el valor de i se obtiene: 83.3Ma

Tabulamos los valores teóricos, prácticos y del simulador obteniendo:

Dato

Teórico

Practico

Simulador

Fuente:15V

15V

15V

15V

V

15V

15V

15V

A

83.3mA

89.3mA

83.332mA

R1:30 ohmios

30 ohmios

30.3 ohmios

30 ohmios

V1

2.499V

2.47V

2.5 V

R2: 60 Ohmios

60 Ohmios

60.5 ohmios

60 ohmios

V2

4.998V

4.68 V

5V

R3:90 ohmios

90 ohmios

89.9 ohmios

90 ohmios

V3

7.497V

7.5 V

7.5V

Ley de corrientes: En el circuito de la figura 2 aplicamos la ley de corrientes obteniendo: I1= 15/39=500mA I2=15/60= 250mA I3=15/90=0.1667 mA Tabulamos los valores teóricos, prácticos y del simulador obteniendo: Dato

Teórico

Practico

Simulador

Fuente:15V

15V

15V

15V

V

15V

15V

15V

A

916.7mA

890mA

916.664mA

R1:30 ohmios

30 ohmios

30.3 ohmios

30 ohmios

I1

500mA

520mA

500mA

R2: 60 Ohmios

60 Ohmios

60.5 ohmios

60 ohmios

I2

250mA

250mA

249.999mA

R3:90 ohmios

90 ohmios

89.9 ohmios

90 ohmios

I3

166.7mA

150mA

166.667mA

V.

CUESTIONARIO FINAL

5.1 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.

5.2 Con los datos de 4.4 (V y R) y 4.2 comprobar la primera y segunda ley de KIRCHOFF, indicando el error experimental.

Teórico

Practico

Error experimental

15V

15V

0%

15V

15V

0%

916.7mA

890mA

2.91%

30 ohmios

30.3 ohmios

1%

500mA

520mA

4%

60 Ohmios

60.5 ohmios

0.83%

250mA

250mA

0%

90 ohmios

89.9 ohmios

0.11%

166.7mA

150mA

10%

5.3 Explicar algunas justificaciones de los errores para las preguntas anteriores. Estos son los tipos de errores usuales al los cuales se le hace mención por sus diferentes causas -

-

error de definición: está determinado por la naturaleza del objeto a medir. (las rugosidades de un cuerpo aparentemente de superficie lisa, que por más que mejoremos el orden de cifra significativas, llega un momento que no puede mejorarse) error de apreciación: es el mínimo valor de medida que puede medir el instrumento.(Una cinta de sastre tendrá una apreciación de 1 cm o 0,5 cm)

-

-

error de interacción: surge como resultado de la interacción entre operario, instrumento y objeto. Se introduce este error en la medida que perturbamos el sistema objeto de nuestra medición.(Medir con un cronómetro manual, tiempos del orden da magnitud de nuestra capacidad de reacción) error de exactitud: surge de la fidelidad con la que un instrumento recoge los datos de la realidad. (Un amperímetro clase 0,2, es decir, que a plena escala se comete un error de apreciación de 0,2 para 100 divisiones) pero estos errores llevan en si estas aplicaciones:

-

Las mediciones hechas siempre tienen un margen de error, asi como los instrumentos utilizados y los valores reales de las componentes eléctricas

-

La resistencia varia muy leve de acuerdo a la intensidad de corriente suministrada , ya que la energía recibida poco a poco se convierte en calor y dilata la resistencia.

-

En si el circuito es variable en valores no exacto que existen en cada componente eléctrica y en conclusión también variara los valores mostrados.

-

También saber que en los mismos cables o redes de los circuitos donde pasa la electricidad, hay resistencias muy pequeñas que en cierta forma justifica los cambios de tensiones y corrientes. 5.4 Analizar porqué en circuitos paralelos reales (circuitos en distribución de energía eléctrica), la tensión en el punto más alejado (última carga o tensión de cola) no es la misma que la tensión de la fuente, cuando el circuito opera a plena carga. Sabemos por definición que en un circuito en paralelo los voltajes son los mismos, pero, ¿Por qué el voltaje varia en cada resistencia, y en especial en la cola del circuito eléctrico? Estas son algunas explicaciones

-

La intensidad de corriente suministrada en cada resistor disminuye de poco n poco gracias a que cada resistencia consume un poco más de la energía especificada. También en cierta forma los cables son resistencias muy pequeñas las cuales también consumen energía Además se esta trabajando con valores de amperaje muy bajos y resistencias considerables altas .

VI. 





CONCLUISONES Y OBSERVACIONES: Hay errores experimentales que nos dan a pensar que siempre los circuitos eléctricos tienen simpre su margen de error y sus camnios de valores con respecto al tiempo. Concluimos entonces que las leyes de kirchoof son correctas y en los valores practicos se asemejan a los valores planteados por los resultados teóricos y simulados. Trabajar con la mayor cantidad de decimales para una mayor exactitud



Se ha comprobado en la práctica la ley de nodos y mallas con errores no muy variables del real



En resumen cuando los elementos del circuito están conectados en serie aumenta la resistencia total y cuando cuando los elementos del circuito están conectados en paralelo disminuye la resistencia total.



Los métodos utilizados anteriormente hacen muy fácil de resolver los circuitos.

VII.

BIBLIOGRAFIA:



http://ar.answers.yahoo.com/question/index?qid=20100220165623AABhv9v



http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia



http://usuarios.multimania.es/pefeco/resisparalel/paralelo.htm