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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICAINGENIERÍA ELECTRÓNICACAMPUS LA PAZCIRCUITOS IINFORME DE LABORATORIO N°LEY DE CORRIENTES DE KIRCHHOFFASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS YMEDICIÓN DE LA INTENSIDADESTUDIANTE: MILAGROS ANELCHAVARRIA TORREZhttps://univalleedu-my.sharepoint/:u:/g...

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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA INGENIERÍA ELECTRÓNICA Evaluación CAMPUS LA PAZ

CIRCUITOS I INFORME DE LABORATORIO N°3 LEY DE CORRIENTES DE KIRCHHOFF ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS Y MEDICIÓN DE LA INTENSIDAD ESTUDIANTE: MILAGROS ANEL CHAVARRIA TORREZ https://univalleedumy.sharepoint.com/:u:/g/personal/ctm2023187_est_unival le_edu/EQ_UUHAY0M1Ho0O71SPf38UBXDdoeER8r6Sr4g aW55-UzA?e=enkj5T

Docente: Ing. Waldo Encinas Lira La Paz 26 de Abril del 2021 Gestión 1 – 2021

INFORME DE LABORATORIO LEY DE CORRIENTES DE KIRCHOOF 1. INTRODUCCION Y ANTECEDENTES

Ya demostramos la relación entre corriente, voltaje y resistencia (Ley de OHM) de manera experimental, y vimos que el comportamiento es el mismo, los datos y resultados varían de lo esperado; es por eso por lo que, en esta oportunidad, demostraremos otra ley conocida que relaciona los voltajes que existen dentro un circuito, esta ley es la “Ley de Voltajes de Kirchhoff”. Esta ley es muy útil al momento de analizar circuitos eléctricos, ya que nos puede ayudar a determinar el voltaje de un componente sin la necesidad de utilizar un voltímetro u otro instrumento de medición. Y durante esta práctica, los estudiantes aprenderán sobre el uso adecuado de la misma.

2. FUNDAMENTO TEORICO 2.1 Fuentes de corriente. Cuando se tiene un circuito con más de una fuente de corriente en paralelo, se debe simplificar el circuito analíticamente y calcular la corriente la corriente equivalente y su dirección. Esto se realiza sumando algebraicamente los valores de corrientes, tomando en cuenta el sentido de corriente con un signo negativo o positivo. Por ejemplo, en la siguiente figura podemos analizar el circuito de manera que si la fuente de corriente sube sea positiva, y si la corriente baja tenga un signo negativo.

Circuito con corrientes en paralelo Analizando y sumando algebraicamente tenemos: +3𝐴 − 2𝐴 − 6𝐴 = −5𝐴 Lo que nos indica que la corriente equivalente es de 5A y tiene un sentido descendiente. Nunca debemos tener fuentes de corriente conectadas en serie, ya que, si colocamos un nodo en medio de dos fuentes de corriente, la corriente que entra nos es la misma corriente que sale y por ende no se cumple la ley de corrientes de Kirchhoff.

2.2 Resistencia eléctrica y ley de OHM. 2.2.1 La resistencia eléctrica, es la propiedad que tienen los componentes electrónicos a oponerse al cambio de corriente, existen componentes cuya única funcionalidad es la de oponerse a una corriente, estos componentes se los conocen como resistencias. Las resistencias tienen cierto valor resistivo (de oponerse a la corriente) que viene representado en un código de colores impreso, este valor es teórico y generalmente irreal, por lo cual viene con una tolerancia (comúnmente del 5%) que nos da un margen de error. 2.2.2

Georg Simon Ohm demostró de manera experimental que en un circuito resistivo la corriente es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a su resistencia. De forma matemática, la ley de Ohm se expresa: 𝐼=

𝑉 𝑅

A partir de esta ecuación se puede observar que entre mayor sea el voltaje aplicado, mayor será la corriente; y entre más grande sea la resistencia, menor será la corriente. De la anterior ecuación se puede despejar las magnitudes de volteje (V) y resistencia (R): 𝑉 =𝐼∗𝑅

→

𝑅=

𝑉 𝐼

2.3 Manejo de los instrumentos básicos de medición. Durante el experimento se hará uso de uno de los instrumentos de medición más comunes en nuestro entorno, el multímetro; así que saber el correcto uso de este instrumento es primordial al realizar mediciones. El punto más importante es saber utilizar las escalas de medición, no es lo mismo medir 1856 ohm en Kohm, ya que el multímetro nos soltaría el dato de 1.86 Kohm, y los 4 ohm seria información perdida que puede afectar los cálculos futuros. Además, se debe tener en cuenta que al utilizar un multímetro tenemos dos configuraciones posibles. La primera es para medir voltajes y ohmios, y la segunda es para medir netamente amperaje. La distribución de esta configuración varía dependiendo al modelo de multímetro. 2.4 Ley de Corrientes de Kirchhoff. La ley de corrientes de Kirchhoff (LCK) establece que la suma algebraica de las corrientes que entran y salen de un área determinada, sistema o unión debe ser igual a la suma de corrientes que salen del área determinada, sistema o unión. Su representación matemática es: ∑ 𝐼𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 = ∑ 𝐼𝑠𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 Por ejemplo, en la siguiente figura si tomamos el nodo central, para que se cumpla la LCK la corriente que sale debe ser la misma que entra, es decir: 𝑖1 + 𝑖4 = 𝑖2 + 𝑖3

Otra forma de analizar la LCK es realizando la suma algebraica de las corrientes asignando un signo positivo si la corriente entra, y un signo negativo si la corriente sale, siendo el resultado cero, es decir: ∑ 𝐼𝑖 = 0 Utilizando el ejemplo anterior tendremos: ∑ 𝐼𝑖 = −𝑖1 − 𝑖4 + 𝑖2 + 𝑖3 = 0

3. OBJETIVOS • Comprobar • Explicar

la ley de Kirchhoff de corriente

y analizar la ley de Kirchhoff a través de los circuitos armados.

• Encontrar

el error en los datos medidos y esperados.

4. MATERIALES Y EQUIPOS

Nro.

Ítem

Cantidad

1

Multímetro digital

1

2

Resistencia

1

3

Resistencia

1

4

Resistencia

2

5

Resistencia

1

6

Protoboard

1

7

Cables de conexión

10

8

Batería de 9 V

1

5. PROCEDIMIENTO O DESARROLLO 5.1 Parte 1. Se arma el siguiente circuito de asociación de resistencias, y se miden las corrientes en cada una de las resistencias usando el multímetro, se anota los valores en la tabla 1. Y se simula el comportamiento de las corrientes en cada una de las resistencias.

5.2 Armar el siguiente circuito de asociación de resistencias, mida la corriente en cada una de las resistencias usando el amperímetro, anote estos valores en la tabla 2

5.3 Armar el siguiente circuito de asociación de resistencias, mida la corriente en cada una de las resistencias usando el amperímetro, anote estos valores en la tabla 3

5.4 Armar el siguiente circuito de asociación de resistencias, mida la corriente en cada una de las resistencias usando el amperímetro, anote estos valores en la tabla 4

6. RESULTADOS RESULTADO CIRCUITO 1

CIRCUITO 1

TABLA 1 IS

IR1

IR2

IR3

Medido

17.0 mA

4.95 mA

10.7 mA

16.1 mA

Esperado

16.8 mA

5.30 mA

11.5 mA

16.8 mA

Error (%)

1,19%

6,60%

6,96%

4,17%

RESULTADO CIRCUITO 2

CIRCUITO 2

TABLA 2 IS

IR1

IR2

IR3

Medido

5.42 mA

5.42 mA

5.42 mA

5.42 mA

Esperado

5.36 mA

5.36 mA

5.36 mA

5.36 mA

Error (%)

1,12%

1,12%

1,12%

1,12%

RESULTADO CIRCUITO 3

CIRCUITO 3

TABLA 3 IS

IR1

IR2

IR3

Medido

70.7 mA

7.16 mA

15.4 mA

33.4 mA

Esperado

69.4 mA

8.99 mA

19.6 mA

40.9 mA

Error (%)

1,87%

20,36%

21,43%

18,34%

RESULTADO CIRCUITO 4

CIRCUITO 4

TABLA 4 IS

IR1

IR2

IR3

IR4

IR5

Medido

15.5 mA

4.76 mA

10.1 mA

14.8 mA

3.47 mA

11.18 mA

Esperado

15.6 mA

4.90 mA

10.7 mA

15.6 mA

5.63 mA

9.93 mA

Error (%)

0,64%

2,86%

5,61%

5,13%

0,64%

2,86%

7. CUESTIONARIO 1. Cuál es el error entre los valores calculado y los medidos? El error entre ambos resultados es notorio ya que sea mucha o poca la diferencia de estos, notamos que al ser preliminares los resultados calculados estos serán exactos al contrario de los valores que obtuvimos al ponerlo en un protoboard ya que debemos aclarar que puede ocurrir una descarga en algún componente o en la misma batería. 2. Cómo afecta el instrumento en la lectura de los valores de Corriente

El amperímetro y voltímetro afecta en el circuito ya que en nuestras resistencias se encuentra resistencias mayores o menores ellos son las encargadas de indicar la corriente que se esta midiendo. Además, los mismos instrumentos de medición tiene componentes que pueden tener cierta resistencia que afecte a los valores. 8. CONCLUSIONES

Al finalizar el laboratorio, se logro apreciar de forma practica la Ley de Corrientes de Kirchhoff, que nos indica que la suma algebraica de las corrientes en un área específica es cero, aunque en la parte experimental del trabajo se logra apreciar que existen varianzas en los resultados experimentales y esperados; de todas formas, los errores de relación entre el valor experimental y el esperado son aceptables en las partes 1, 2 y 4.

9. BIBLIOGRAFIA

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WEBGRAFIA http://wwwprof.uniandes.edu.co/~antsala/cursos/FDC/Contenidos/02_Leyes_de_Voltajes_y_Corrientes_de_Kir chhoffs.pdf Boleystad, R. L. (2004). Introducción al Análisis de Circuitos (10.a ed.) [Libro electrónico]. Pearson Education de Mexico. Candelo, J. E. (2011). Análisis de circuitos eléctricos estado estable (1.a ed.) [Libro electrónico]. Universidad del Norte....