LEYES DE KIRCHOFF

Profesor: Ing. Javier Rivas León
Grupos: 01, 02

OBJETIVO
Realizar un estudio y analisis experimental de las Leyes de Kirchoff.
Verificar experimentalmente las leyes referidas a la conservación de la energía cinética en las redes eléctricas (primera ley) y la conservación de la energía potencial (segunda ley).


EQUIPOS Y MATERIALES
- Fuente de Alimentación
- Multímetro digital
6 Resistencias (¼W): (02) 500Ω, (02) 1KΩ, (02) 5KΩ.
- 1 Potenciómetro de 10KΩ
- Tablero de conexión

- Alicate

PROCEDIMIENTO
A. Arme el circuito de la fig. 3-1.



Fig. 3-1



B. Mida la intensidad de corriente a través de cada resistencia y halle la suma algebraica de las mismas en cada nodo.

Nodo
Suma
A
10.46mA, -10.46mA
B
R4 (0.96mA), R2 (9.48mA
C
R3 (9.50mA) R6(0.01mA)
D
R5 (0.99mA)

C. Reemplace R4 por el potenciómetro de 10KΩ y ajuste el valor del potenciómetro de tal manera que la corriente a través de R6 sea mínima.
En estas condiciones mida la corriente que entrega la fuente IS

Condición
Is (mA)
R6 en corto circuito
10.47
R6 en circuito abierto
10.47
R6 conectado al circuito
10.47

Desconecte el potenciómetro y mida su valor para el cual la corriente IR6 es mínima.

R=4.6k

D. Arme el circuito de la Fig. 2-2. Mida la diferencia de potencial a través de cada resistencia y halle la suma algebraica de las mismas en cadamalla


Fig. 3-2
Malla
Suma
1
13.76 + 6.28= 20
2
6.28 – 5.38 – 0.9 = 0
3
0.9 - 0.9 = 0

Cortocircuite la resistencia R5, observe si las tensiones a través de las otras resistencias han disminuido o aumentado su valor.
Anote los valores de tensión medidos y comente acerca de los nuevos resultados obtenidos.

R1 = 13.72v
R2 = 6.23v
R3 = 6.23v
R4 = 0

CUESTIONARIO:

1. Con los valores de las resistencias resuelva la red de la Fig. 3-1 y dibuje el circuito indicando claramente el flujo de las corrientes y polaridad de las tensiones, en cada elemento del circuito.

TENSIONES
EXPERIMENTAL
INTENSIDADES
EXPERIMENTAL
V1
10.47v
I1
10.46mA
V2
4.76v
I2
9.48mA
V3
4.76v
I3
9.48mA
V4
4.76v
I4
0.96mA
V5
4.76v
I5
0.99mA
V6
0v
I6
0.01mA

2. Haga un cuadro comparativo completo de tensiones y corrientes en forma teórica y experimental, indicando errores absolutos y porcentuales. Hacer sus comentarios al respecto.

TENSIONES
TEORICO
EXPERIMENTAL
ERROR
V1
10.47v
10.47v
0%
V2
4.76v
4.76v
0%
V3
4.76v
4.76v
0%
V4
4.76v
4.76v
0%
V5
4.76v
4.76v
0%
V6
0v
0v
0%





INTENSIDADES
TEORICO
EXPERIMENTAL
ERROR
I1
10.48mA
10.46mA
0.19%
I2
9.52mA
9.48mA
0.42%
I3
9.52mA
9.50mA
0.21%
I4
0.9mA
0.96mA
0.66%
I5
0.9mA
0.99mA
0.1%
I6
0.01mA
0.01mA
0%


3. Cual sera el valor de la resistencia R4 del circuito de la Fig.3-1, para que la corrientea través de la resistencia R6 sea cero mA.

Ecuación malla 1:

1000 I1 + 5000*I3 +500*I4 = 20

Ecuación malla 2:

I2*R4 – 1000*I5 – 500*I3 = 0 , Si I5 = 0 entonces I2*I4 = 500*I3

Ecuación malla 3:

500*I4 + 1000*I5 + 5000*I6 = 0 , Si I5 = 0 entonces 500*I4 + 5000*I6 = 0
Ademas si I5 = 0
I3 = I4
I2 = I6
Reemplazando
I2*R4 + 5000*I2 = 0













4. Dado el circuito mostrado en la figura. Calcular el valor de la tensión V4.


5. Defina brevemente los siguientes conceptos
a. Elementos Activos

Son los encargados de suministrar la energía a los electrones para que recorran el circuito se caracteriza po9r su fuerza electromotriz que es la energía suministrada a la unidad de carga.

b. Elementos Pasivos

Son los elementos que reciben la energía de un circuito eléctrico para almacenarla o convertirla en otra clase de energía y se caracterizan por su diferencia de potencial que es la cantidad de energía eléctrica que se transforma en otra forma de energía por cada unidad de carga que atraviesa el elemento pasivo DV.  

c. Red pasiva

A partir de los voltajes y corrientes de un circuito se pueden calcular otras variables tales como carga, energía, potencia, etc.
La interconexión de dos o mas elementos de circuitos simples forma una Red Eléctrica, si contiene al menos una trayectoria cerrada, también es un circuito eléctrico. Por lo tanto, cada circuito es una red, pero no todaslas redes son circuitos
Una red contiene al menos un elemento activo, una fuente de tensión o de corriente independiente, es una red activa; aquella que no contiene ningún elemento activo, constituye una red pasiva

d. Nodo

Es un punto de conexión entre dos o mas elementos de un circuito, es todo punto de una onda estacionaria cuya amplitud es cero en cualquier momento.

e. Arbol topológico

Es una topología de red en la que los nodos estan colocados en forma de arbol. Desde una visión topológica, la conexión en arbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central.

f. Lazo o malla topológica

Se denomina a un lazo que no contiene lazos interiores.

6. Conclusiones y observaciones sobre la experiencia realizada

En el laboratorio hemos podido analizar las diferentes maneras de verificar las leyes referidas a la conservación de la energía cinética en las redes eléctricas (primera ley) y la conservación de la energía potencial (segunda ley).
Se realizo mediciones de diferentes tipos de potencial en cada resistencia, realizando en algunos casos cortocircuitos para que comprobar cual es el cambio que surge en cada experimento dependiendo de las mallas a utilizarse.
En este laboratorio en la primera parte analizamos las resistencias a usar, pidiendo con sus valores respectivos y confirmamos con el multímetro el potencial que existen en cada una de ellas.