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Alumno: Choque Huisacayna, Oscar Felipe  Coaquira Charaña, Abdías Jonatan  Catacora Ccamapaza, Erick Juan  Lacuaña Manrique , Abel Salvador Grupo : 4 Profesor: Quispe Callo, DiegoNota: Semestre : I Fecha de entrega : 01 09 20 Hora: 5: 50 pmCIENCIAS BÁSICAS APLICADASLaboratorio 5“PRIMERA LEY DE K...

Description

CIENCIAS BÁSICAS APLICADAS Laboratorio 5

“PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF”

   

Alumno:

Choque Huisacayna, Oscar Felipe Coaquira Charaña, Abdías Jonatan Catacora Ccamapaza, Erick Juan Lacuaña Manrique , Abel Salvador

Grupo

:

4

Profesor:

Semestre

:

I

Quispe Callo, Diego

Fecha de entrega

:

01 09 20 Hora:

Nota: 5: 50pm

Lab. 5 de Ciencias Básicas Aplicadas PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF

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ÍNDICE 1.

CAPACIDADES ..................................................................¡Error! Marcador no definido.

2.

MATERIAL Y EQUIPOS.................................................................................................... 3

3.

FUNDAMENTO TEÓRICO................................................................................................ 3

4.

DESARROLLO ................................................................................................................. 5

4.1.

MULTISIM LIVE.......................................................................................................... 5

4.1.1.

Ejercicio 1................................................................................................................... 5

4.1.2.

Ejercicio 2................................................................................................................... 6

4.1.3.

Ejercicio 3................................................................................................................... 7

4.1.4.

Ejercicio 4................................................................................................................... 8

4.1.5.

Ejercicio 5................................................................................................................... 9

4.2.

TINKERCAD............................................................................................................. 10

4.2.1.

Ejercicio 1................................................................................................................. 10

4.2.2.

Ejercicio 2................................................................................................................. 11

4.2.3.

Ejercicio 3................................................................................................................. 12

4.2.4.

Ejercicio 4................................................................................................................. 13

4.2.5.

Ejercicio 5................................................................................................................. 14

5.

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES......................................................................... 15

6.

ANEXOS ......................................................................................................................... 15

7.

RÚBRICA…………………………………………………………………………………………16

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1. CAPACIDADES



Verificar experimentalmente la relación entre la corriente suministrada por una fuente y las corrientes en las ramas de un circuito eléctrico conectado en paralelo.



Resolver circuitos eléctricos conectados en paralelo, utilizando el cálculo.



Medir resistencias, tensiones y corrientes eléctricas con instrumentos de medición en Tinkercad y Multisim Live.

. 2. MATERIAL Y EQUIPOS



Computadora de escritorio, laptop, tableta o celular.



Conexión a internet.



Navegador de internet (Chrome, Internet Explorer, etc.).



Plataformas Multisim Live y Tinkercad, como alumno.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF Para formar circuitos paralelos, los resistores deben ser conectados, tal como se muestra en la Figura 1.

R1

R2

R3

Figura 7.1. Circuito paralelo.

La ecuación para calcular la resistencia equivalente es: 𝟏 𝟏 𝟏 𝟏 = + + 𝐑 𝐞𝐪 𝐑𝟏 𝐑𝟐 𝐑𝟑

3

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R1

R2

R3

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Req

Figura 2. Circuito paralelo y circuito equivalente.

Ley de Kirchhoff sobre corrientes: En un nodo, la suma algebraica de corrientes es igual a cero.

I = I1 + I2 + I3

I1 + I2 + I3 I U

I2 + I3

I3

I1

I2

I3

R1

R2

R3

Figura 3. Ley de Kirchhoff en circuito paralelo.

La tensión es la misma en cada resistencia conectada en paralelo. La tensión en el circuito es obtenida a partir de la Ley de Ohm: U = I x Req U:

Tensión eléctrica.

I:

Corriente eléctrica.

Req:

Resistencia equivalente.

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4. DESARROLLO 4.1.

UTILIZANDO MULTISIM LIVE:

4.1.1. Ejercicio 1 Calcule teóricamente la resistencia equivalente, la corriente que suministra la fuente y los valores de corriente en cada resistencia, según los datos indicados.

U

Fuente

120

(V)

R1 (W)

R2 (W)

R3 (W)

300

1 200

600

.

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4.1.2. Ejercicio 2 Arme el circuito mostrado, utilizando los mismos datos que el ejercicio 1. Luego, haga clic en Run simulation, cierre el interruptor y anote los valores de corriente en la tabla que se muestra debajo del circuito. Abra el interruptor.

U

Fuente

120

(V)

R1 (W)

R2 (W)

R3 (W)

300

1 200

600

Compare los resultados de ambas tablas. Anote sus comentarios. En ambas tablas los resultados son iguales, ya que en la primera tabla pudimos hallar los resultados teóricamente, y en la segunda de manera experimental. Por otra parte los datos de las tablas para ambos ejercicios son idénticos, y el circuito es también el mismo, por esa razón los resultados salen también iguales. Conecte voltímetros en cada nodo y haga clic en Run simulation. ¿Qué observa? Se puede observar que los resultados de los voltímetros son iguales, ya que las resistencias se encuentran en paralelo. 6

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4.1.3. Ejercicio 3 Arme el circuito mostrado (“abierto” R2), utilizando los mismos datos que el ejercicio 1. Luego, haga clic en Run simulation, cierre el interruptor y anote los valores de corriente en la tabla que se muestra debajo del circuito. Abra el interruptor.

U

Fuente

(V)

120

R1 (W)

R2 (W)

R3 (W)

300

1 200

600

Explique lo ocurrido. ¿Qué sucedería si se “abriera” R1 y R3?

Si se abriera el R1 y el R3 dejando cerrado el R2, la corriente solo circularía por el R2; pero si se abriera las tres resistencias, el circuito quedaría abierto, por lo cual la corriente no tendría por donde circular.

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4.1.4. Ejercicio 4 Arme el circuito mostrado, utilizando los datos mostrados en la tabla superior. Luego, haga clic en Run simulation, cierre el interruptor y anote los valores de corriente en la tabla que se muestra debajo del circuito. Abra el interruptor.

U

Fuente

120

(V)

R1 (W)

R2 (W)

R3 (W)

300

120

600

¿Qué diferencias encontró respecto a los anteriores circuitos?

En este circuito se puede ver que fue cambiado el valor de la Resistencia (R2) y aumento su corriente debido a que la resistencia es más baja, por esa razón, la diferencia respecto a los anteriores circuitos fue que la corriente aumento debido al cambio de la resistencia y el resultado de la Corriente Total del circuito ha variado.

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4.1.5. Ejercicio 5 Observe y analice el siguiente circuito, tomando los datos de la tabla superior como referencia. Anote en la tabla inferior, los valores solicitados. Explique.

U

Fuente

120

(V)

R1 (W)

R2 (W)

R3 (W)

300

120

600

¿Qué sucedería si se “puentearan” R1, R2 y R3? Si se puentearían la resistencia R1, R2 y R3, los conductores se juntan entre sí, haciendo

que

este

provoque

un

cortocircuito en la conexión, por lo tanto, R1, R2 y R3 estarían cortocircuitándose.

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4.2.

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UTILIZANDO TINKERCAD

4.2.1. Ejercicio 1 Calcule teóricamente la resistencia equivalente, la corriente que suministra la fuente y los valores de corriente en cada resistencia, según los datos indicados.

U

Fuente

30

(V)

R1 (W)

R2 (W)

R3 (W)

300

1 200

600

.

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4.2.2. Ejercicio 2 Arme el circuito mostrado, utilizando los mismos datos que el ejercicio 1. Luego, haga clic en Iniciar simulación, cierre el interruptor y anote los valores de corriente en la tabla que se muestra debajo del circuito. Abra el interruptor.

U

Fuente

(V)

30

R1 (W)

R2 (W)

R3 (W)

300

1 200

600

I

IR2

IR1

IR3

R1

R2

R3

Compare los resultados de ambas tablas. Anote sus comentarios.

En ambas tablas los resultados son iguales, ya que en la primera tabla pudimos hallar los resultados teóricamente, y en la segunda de manera experimental. Por otra parte los datos de las tablas para ambos ejercicios son idénticos, y el circuito es también el mismo, por esa razón los resultados salen también iguales.

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4.2.3. Ejercicio 3 Arme el circuito mostrado (“abierto” R2), utilizando los mismos datos que el ejercicio 1. Luego, haga clic en Iniciar simulación, cierre el interruptor y anote los valores de corriente en la tabla que se muestra a continuación. Abra el interruptor.

U

Fuente

(V)

R1 (W)

R2 (W)

R3 (W)

300

1 200

600

30

Explique lo ocurrido.

¿Qué sucedería si se “abriera” R1 y R3?

Si se abriera el R1 y el R3 dejando cerrado el R2, la corriente solo circularía por el R2; pero si se abriera las tres resistencias, el circuito quedaría abierto, por lo cual la corriente no tendría por donde circular.

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4.2.4. Ejercicio 4 Arme el circuito mostrado, utilizando los datos mostrados en la tabla superior. Luego, haga clic en Iniciar simulación, cierre el interruptor y anote los valores de corriente en la tabla que se muestra debajo del circuito. Abra el interruptor.

U

Fuente

30

(V)

R1 (W)

R2 (W)

R3 (W)

300

120

600

¿Qué diferencias encontró respecto a los anteriores circuitos?

En este circuito se puede ver que fue cambiado el valor de la Resistencia (R2) y aumento su corriente debido a que la resistencia es más baja, por esa razón, la diferencia respecto a los anteriores circuitos fue que la corriente aumento debido al cambio de la resistencia y el resultado de la Corriente Total del circuito ha variado.

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4.2.5. Ejercicio 5 Observe y analice el siguiente circuito, tomando los datos de la tabla superior como referencia. Anote en la tabla inferior, los valores solicitados. Explique.

U

Fuente

30

(V)

R1 (W)

R2 (W)

R3 (W)

300

120

600

¿Qué sucedería si se “puentearan” R1, R2 y R3?

Si se puentearían la resistencia R1, R2 y R3, los conductores se juntan entre sí, haciendo que de esta manera la Corriente Total, se reparta para cada valor de la corriente de las resistencias puenteadas.

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5. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES (Coloque por lo menos 5 conclusiones y 5 observaciones)  CONCLUSIONES:



Pudimos verificar experimentalmente el cumplimiento de la Primera Ley de Kirchhoff, mediante la realización de simulaciones tanto en Tinkercad como en Multisim, también se pudo comprobar que la suma algebraica de todos los voltajes en una malla será igual a cero.



Pudimos verificar el funcionando de ambos simuladores (Multisim y Tinkercad) cuando se trata de un cortocircuito.



Comprobamos experimentalmente que los voltímetros poseen una resistencia interna muy grande que tiende al infinito, es por esta razón que si los ponemos en serie abriendo el circuito no circulará corriente por la malla.



Analizamos la relación que existe entre la corriente y las resistencias eléctricas, cada vez que la resistencia equivalente aumentaba, la corriente empezaba a disminuir llevándolo a una relación Inversamente Proporcional.



Logramos desarrollar los ejercicios de forma teórica para el relleno de tablas y para las preguntas correspondientes, también se logró un nuevo conocimiento en cuanto a la Primera Ley de Kirchhoff reconociendo y aplicando los valores de las tablas correspondientes.



Además de podernos proporcionar nuevos conocimientos en cuanto a los temas nuevos, los cuales no se habían tocado antes.

 OBSERVACIONES:



Pudimos observar que cada vez que la resistencia equivalente aumenta, la corriente empieza a disminuir, por lo que se puede determinar una relación Inversamente Proporcional.



Se pudo observar que la corriente siempre circulará por el camino más fácil, dejando de lado a las resistencias, es por eso que no había una caída de tensión en las resistencias cuando colocamos un “puente” en estas. 15

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

Observamos que las leyes de Kirchhoff, junto con la Ley de Ohm, son las principales herramientas con las cuales se cuenta para analizar el valor de los parámetros eléctricos de un circuito.



Si colocamos un “puente” en todas las resistencias de un circuito, el voltímetro medirá la fuente de tensión, pues es como si estuviéramos poniendo el voltímetro en paralelo con el suministro de energía.



En cuanto a la plataforma Multisim Live tenemos que configurar el medidor de tensión y ponerle una referencia o límite en la medición, caso contrario tomará como referencia a la tierra.

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6. ANEXOS (Coloque anexos si fuera necesario)

Circuito de Multisim hecho por: Choque Huisacayna, Oscar Felipe

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Circuito de Multisim hecho por: Coaquira Charaña, Abdías Jonatan

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Circuito de Multisim hecho por: Catacora Ccamapaza, Erick Juan

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Circuito de Multisim hecho por: Lacuaña Manrique, Abel Salvador

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ESTUDIOS GENERALES Rúbrica

Resultado:

c: Los estudiantes conducen pruebas y mediciones, analizan e interpretan sus resultados para evaluar y mejorar sistemas.

Criterio de desempeño:

c1: Realiza pruebas a componentes, equipos y sistemas eléctricos.

Curso:

CIENCIAS BÁSICAS APLICADAS - ELECTRICIDAD

Ciclo:

Laboratorio 5: Primera Ley de Kirchhoff.

Actividad:

Semana:

Nombre y apellido del alumno:

Periodo:

Sección:

1

Fecha:

2020-1

Docente:

Documento de evaluación Laboratorio:

X

Taller:

Proyecto: