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• Ari Narvaez

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Para llevar a cabo la práctica correspondiente a las Leyes de Ohm, Kirchhoff y Joule nos dieron a conocer lo que enuncia cada una de estas:  LEY DE OHM Esta ley establece que la corriente eléctrica que pasa a través de un conductor metálico, es directamente proporcional al voltaje aplicado; la constante de proporcionalidad es la conductancia del conductor que es la inversa de la resistencia. Se dice que los materiales que no cumplen la ley de Ohm son no óhmicos (tales como los semiconductores). La definición de resistencia R=V/ I puede aplicarse también al caso de materiales no óhmicos, en esas situaciones R no sería constante y dependería del voltaje aplicado.

 LEYES DE KIRCHHOFF No todos los circuitos eléctricos pueden resolverse realizando asociaciones de resistores en serie y paralelo. Existen circuitos complicados en los que es necesario ayudarse de nuevas reglas, entre las cuales podemos citar las leyes de Kirchhoff. Antes de enunciarlas, hay que definir tres conceptos muy utilizados: nodo, malla y rama. • Nodo: es un punto de circuito donde se unen tres (o más) conductores. • Malla: es cualquier trayectoria cerrada. • Rama: es toda trayectoria entre nodos. Así, las leyes de Kirchhoff se enuncian de la siguiente manera: • Primera ley de Kirchhoff: En todo nodo, la suma algebraica de las intensidades de corriente es igual a cero. • Segunda ley de Kirchhoff: La suma algebraica de los cambios de potencial alrededor de una malla es igual a cero.

 LEY DE JOULE. Experimentalmente se comprueba que todo conductor recorrido por una corriente eléctrica sufre un calentamiento. Este fenómeno, conocido con el nombre de efecto Joule, se explica por la ley del mismo nombre, cuyo enunciado es: “La energía absorbida por un conductor al ser recorrido por una corriente eléctrica se transforma íntegramente en calor”. Las aplicaciones del efecto Joule son muchas y entre algunas de ellas se pueden citar: Equipos de calefacción, lámparas de incandescencia, fusibles para protección de equipo eléctrico o electrónico, etc.

Para dar inicio a la práctica se nos proporcionó el siguiente material:   

Fuente de voltaje ajustable con puntas de prueba Cinco resistores Multímetro digital con puntas de prueba.

    1.

Trozo de alambre de cobre de 0.13Ω. Tableta para conexiones. Dos cables caimán-caimán. En base al siguiente circuito determinamos nuestras ecuaciones para poder determinar la intensidad de corriente:

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Determinación de las ecuaciones: Para la malla I 12−I 1 R 1+ I 2 R 2−I 1 R3 + I 3 R3=−12 −( R1 + R3 ) I 1+ R 2 I 2+ R 3 I 3=−12 Para la malla II −I 2 R5 + I 3 R5 −I 1 R1−I 2 R2 −I 2 R2=0 R1 I 1−( R 1+ R 2+ R 5 ) I 2 + R5 I 3=0 Para malla III −I 3 R3 + I 1 R3 −I 3 R5 + I 2 R5−I 3 R 4 =0 I 1 R3 + I 2 R5 −( R3 + R5 + R4 ) I 3=0

2. A continuación medimos la capacidad de cada uno de los resistores en ohm (Ω) que nos fueron proporcionados con la ayuda del multímetro en óhmetro, además los ordenamos de menor a mayor para poder definirlas como R 1, R2, R3,… etc.

Resistor 1 2 3 4 5

Resistencia en Ω 223 490 2,650 66,800 102,200

3. Ya obtenidos los valores de cada uno de los resistores los sustituimos en las ecuaciones anteriormente definidas, dando como resultado lo siguiente: Para la malla I −( 223+2 , 650 ) I 1 +490 I 2+ 2, 650 I 3=−12 −2 , 873 I 1 +490 I 2+ 2, 650 I 3=−12

Para la malla II 223 I 1 −( 223+490+102 , 200 ) I 2 +102 ,200 I 3=0 223 I 1 −102,913 I 2 +102 ,200 I 3=0

Para malla III 2,650 I 1 +102,200 I 2−( 2,650+102,200+66,800 ) I 3 =0 2,650 I 1 +102,200 I 2−171,560 I 3=0 4. Para poder obtener los valores de I 1, I2, e I3 formamos un sistema de ecuaciones y con la ayuda de un método que nos ayuda a calcular los determinantes en Excel pudimos conocer dichos valores. −2,873 I 1 + 490 I 2 +2,650 I 3 =−12

223 I 1 −102,913 I 2 +102,200 I 3=0 2,650 I 1 +102,200 I 2−171,560 I 3=0

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El procedimiento realizado por el método es el siguiente:

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Los valores obtenidos para I1, I2 e I3 son:

5. Finalmente comprobamos los valores de la intensidad de corriente obtenidos, formamos el circuito en la tableta de conexiones, los medimos con la ayuda del óhmetro y utilizamos dos pequeños alambres de cobre, se muestra a continuación:

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Para I1:

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Para I2:

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Para I3:

Como resultado obtuvimos lo siguiente: I 1=4.43 mA I 2=0.2 mA I 3=0.2 mA Corroborando que las intensidades de corriente obtenidas mediante el determinante son correctas en comparación a las obtenidas midiendo directamente el circuito en la tableta de conexiones y con el óhmetro.