Informe Ley Kirchoff - Nota: 4.2 PDF

Preview

Summary

Warning: TT: undefined function: 32 UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO DEPARTAMENTO DE INGIENERIA LEY DE KIRCHHOFFJESUS RODELO, FERNANDO DAZA, CARLOS VARELA, JUAN VILLEGAS.Profesor: Juan Carlos Álvarez Navarro Laboratorio de física experimental III, Universidad del Atlántico, BarranquillaRESUMENLas leyes de ...

Description

Laboratorio De Fisica Electrica

________________________________________________________________________________________

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO DEPARTAMENTO DE INGIENERIA ________________________________________________________________________________________

LEY DE KIRCHHOFF JESUS RODELO, FERNANDO DAZA, CARLOS VARELA, JUAN VILLEGAS. Profesor: Juan Carlos Álvarez Navarro Laboratorio de física experimental III, Universidad del Atlántico, Barranquilla RESUMEN Las leyes de Kirchhoff nos dicen que en cualquier unión, la suma de las corrientes debe ser igual a cero (Primera Ley de Kirchhoff) y que la suma de las diferencias de potencial a través de todos los elementos alrededor de cualquier espira de un circuito cerrado debe ser igual a cero. En esta experiencia se comprobaran por medio de los valores de corriente y voltaje medidos para cada una de las resistencias, el voltaje total del circuito y de las intensidades de corriente de entrada y de salida del circuito, la veracidad de las leyes de Kirchhoff. 1.

en la ley de la unión como +I, mientras que las corrientes que salen de una unión están participando con -I.

INTRODUCCION

Las leyes de Kirchhoff son las igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1846 por Gustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas en ingeniería eléctrica e ingeniería electrónica.

𝑛

∑ 𝐼𝑘 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 = 0 𝑘=1

Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son utilizadas para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.

Lo cual se puede expresar también como: 𝑛

∑ 𝐼𝑘 = 0

𝑘=1

Esto quiere decir que cualquier unión, la suma de las corrientes debe ser igual a 0.

La primera ley de Kirchhoff es un enunciado de la conservación de la carga eléctrica. Todas las cargas que entran en un punto dado en un circuito deben abandonarlo porque la carga no puede acumularse en ese punto. Las corrientes dirigidas hacia dentro de la unión participan

La segunda ley de Kirchhoff es una consecuencia de la ley de conservación de energía.

1

Laboratorio De Fisica Electrica

Imagine que mueve una carga alrededor de una espira de circuito cerrado. Cuando la carga regresa al punto de partida, el sistema carga–circuito debe tener la misma energía total que la que tenía antes de mover la carga. La suma de los incrementos de energía conforme la carga pasa a través de los elementos de algún circuito debe ser igual a la suma de las disminuciones de la energía conforme pasa a través de otros elementos. La energía potencial se reduce cada vez que la carga se mueve durante una caída de potencial –IR en un resistor o cada vez que se mueve en dirección contraria a causa de una fuente de fem. La energía potencial aumenta cada vez que la carga pasa a través desde la terminal negativa a la positiva en una batería.

con

el

multímetro.

Fig.1 Ciurcuito que consta de dos fuentes y seis reistencias.

Una vez hecho el montaje, se tomaron las medidas de voltaje con el multímetro en los nodos 1, 2 y 3 (Figura 2) para así ver la variación en la caída de potencial. También se hicieron los cálculos utilizando las reglas de Kirchhoff calculamos las corrientes de I1, I2 e I3.

Esto quiere decir, la suma de las diferencias de potencial a través de todos los elementos alrededor de cualquier espira de un circuito cerrado debe ser igual a cero: ∑ ∆𝑉 = 0

𝑒𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎 𝑐𝑒𝑟𝑟𝑎𝑑𝑎

Esta ley es una consecuencia directa de que el campo eléctrico es conservativo. En un circuito eléctrico, es común que se generen nodos de corriente. Un nodo es el punto en donde se unen más de un terminal de un componente eléctrico y una malla es un camino cerrado en el cual no existen otros caminos cerrados al interior.

Nodo 1 Nodo 2 Nodo 3 Voltaje Voltaje Voltaje Resistores (V) Resistores (V) Resistores (V) -2,13 R2 2,20 R2 4,04 V2 1,46 R1 -4,68 R6 -2,49 R1 0,67 V1 2,47 R3 -1,51 R3 0,00 Total -0,01 Total 0,04 Total

MÉTODO EXPERIMENTAL El experimento se realizó tomando seis resistencias de escalas parecidas (de 1kΩ a 10kΩ) teneindo en cuenta su código de colores y verificando 2.

Fig.4 Mantenga la numeración de las figuras y refierase a ellas como Fig.4.

2

Laboratorio De Fisica Electrica

Teniendo ya el circuito armado y sabiendo el voltaje de la fuente y las resistencias de los resistores Se procedió a medir la diferencia de potencial de los nodos 1, 2 y 3 Los resultados se muestran acontinuación en la tabla 2.

Nodo # 1 R2 = -2.13 v. R1 = 1.46 v.

Fig.2 Circuito anterior, pero indicando los nodos a medir y las mallas.

Se calculan las I con la segunda regla de Kirchhoff, que nos dice que la sumatoria de las diferencias de potencial en una espira debe ser igual a 0, entonces quedaron las tres ecuaciones siguientes.

Fuente= 0.67 v.

∑ = 0.0 v.

Escriba aquí la ecuación.

R1 = -2.49 v. R3 = -1.51 v. ∑ = 0.04 v.

4. CONCLUSIÓN La ley de tensiones de kirchhof nos dice que la suma algebraica de la diferencia de potencial en un circuito cerrado es igual a cero. lo mismo ocurre con el caso de las mallas y esto lo debemos a la conservacionde la energía eléctrica en un circuito cerrado.

Escriba aquí la ecuación.

3. ANÁLISIS DE RESULTADOS Se tomaron las resistencias de los resitores, para llenarlos en la tabla 1, y posteriormente se calculó la corriente que pasa a través de las mallas I1, I2 e I3 . Voltaje(V) Resistor 3,0 R1 6,0 R2 R3 R4 R5 R6

Fuente= 4.04 v.

Como podemos ver los resultados obtenidos nos muetra que la ley de kirchhoff se cumple ya que la suma algebraica de la direncia de potencial eléctrico en nuestro circuito es igual o aproximado a cero.

Al resolver el sistema se hallaron las corrientes I1, I2 e I3 .

Fuente V1 V2

Nodo # 3

Tabla 2. Diferencia de potencial.

Malla 1 𝑉1 − 𝐼1𝑅2 − 𝐼1𝑅6 − 𝐼1𝑅4 + 𝐼2𝑅2 − 𝐼3𝑅6 Malla 2 Malla 3

Nodo # 2 R2 = 2.20 v. R6 = -4.68 v. R3 = 2.47 v. ∑ = 0.01 v.

Resistividad(Ω) 595 376 600 1464 663 215

Tabla 1. Resistividad de cada resistor y diferencia de potencial de la fuente.

3

Laboratorio De Fisica Electrica

BIBLIOGRAFIA [1] R. Gonzalez, Física. Tomo I. 4° edición. Ed. Mc Graw Hill. Seul (2013) [2] F. Soleth, Q. Zemky, Física Universitaria. Volumen III. 1° edición Ed. Pearson Educación. Bogotá (2009) [3] H. Benedetty, Física Básica. Volumen I. Primera edición. Ed. Libertary. Barranquilla (2017) [4] https://journals.aps.org/prl

4...