Práctica 7 Equipo 6 de laboratorio de física 3 de FIME en la UANL PDF

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓNFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICALABORATORIO DE FÍSICA IIIPRÁCTICA #7:LEYES DE KIRCHHOFFINSTRUCTOR: M. Claudia Marcela Cárdenas EstradaSemestre: Febrero – Junio 2021Brigada: 114Equipo: 6Matrícula Nombre ProgramaEducativo1951234 Axel Rios Rosales IAE1951714...

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

LABORATORIO DE FÍSICA III PRÁCTICA #7: LEYES DE KIRCHHOFF INSTRUCTOR: M.C. Claudia Marcela Cárdenas Estrada Semestre: Febrero – Junio 2021 Brigada: 114 Equipo: 6

Matrícula

Nombre

Programa Educativo

1951234 1951714

Axel Rios Rosales Rogelio Vargas Compean Iván Samuel Yordy Ramírez Jeff Alejandro García González

IAE IAE

1953576 1951304

IMT IMTC

Fecha de entrega: 25/Marzo/2021

OBJETIVO: Calcular las intensidades de corriente y las diferencias de potencial, para un circuito de corriente directa con dos f.e.m. utilizando las leyes de Kirchhoff, y compararlo con los valores medidos experimentalmente.

Marco Teórico. La corriente directa (CD) o corriente continua (CC) es aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las baterías, las dinamos o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente eléctrica. Una fuente de fuerza electromotriz (FEM) es un dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial o una corriente en un circuito eléctrico. Así tenemos, por ejemplo, las pilas galvánicas, acumuladores eléctricos, dinamos, generadores, etc. En un circuito las cargas eléctricas se mueven normalmente de un punto de mayor potencial a otro de menor potencial. Cuando estas pasan a través de una resistencia (foco, plancha eléctrica, etc.) o pasan a través de un dispositivo electromecánico (motor eléctrico, por ejemplo), "pierden" energía eléctrica, que se transforma en energía interna en el primer caso y en energía mecánica, en el segundo. Para completar el circuito, las cargas deben regresar a la fuente de energía de donde originalmente partieron y ahí son forzadas a moverse del extremo de más bajo potencial al de más alto potencial. Para esto, la fuente debe realizar un trabajo sobre los portadores de carga que, al pasar a un nivel de mayor potencial ganan de nuevo energía eléctrica y así están disponibles para iniciar un nuevo recorrido. Ley de la conservación de la energía. Constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. Es una de las leyes fundamentales de la física y su teoría se trata de que la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma; ello implica que la masa en ciertas condiciones se puede considerar como una forma de energía. En concordancia con los resultados experimentales, el principio de conservación de la carga establece que no hay destrucción ni creación neta de carga eléctrica, y afirma que en todo proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva.

En un proceso de electrización, el número total de protones y electrones no se altera, sólo existe una separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es decir, la carga total se conserva. Pueden aparecer cargas eléctricas donde antes no había, pero siempre lo harán de modo que la carga total del sistema permanezca constante. Además, esta conservación es local, ocurre en cualquier región del espacio por pequeña que sea. Las leyes de Kirchhoff son dos 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. 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. Ley de corrientes de Kirchhoff: La corriente que entra a un nodo es igual a la corriente que sale del mismo. i1 + i4 = i2 + i3 Esta ley también es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es común que se use la sigla LCK para referirse a esta ley. La ley de corrientes de Kirchhoff nos dice que: En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero

La ley se basa en el principio de la conservación de la carga donde la carga en coulombios es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos. Por definición, un nodo es un punto de una red eléctrica en el cual convergen tres o más conductores. Esta primera ley confirma el principio de la conservación de las cargas eléctricas.

Ley de tensiones de Kirchhoff Esta ley es llamada también segunda ley de Kirchhoff, se la conoce como la ley de las tensiones. En un circuito cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un circuito es igual a cero.

Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energía al regresar al potencial inicial. Esta ley es cierta incluso cuando hay resistencia en el circuito. La validez de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida, debido a la disipación de energía. Una carga simplemente terminará en el terminal negativo, en vez del positivo. Esto significa que toda la energía dada por la diferencia de potencial ha sido completamente consumida por la resistencia, la cual la transformará en calor. Teóricamente, y, dado que las tensiones tienen un signo, esto se traduce con un signo positivo al recorrer un circuito desde un mayor potencial a otro menor, y al revés: con un signo negativo al recorrer un circuito desde un menor potencial a otro mayor.

Hipótesis. Como hipótesis, tenemos que este sistema de redes se resolverá a base de las leyes de Kirchhoff, realizando primero un método teórico, haciendo uso de los simuladores, para después comprobarlo mediante un método experimental, esperamos que se cumplan los valores dados, y si no se cumplen, comprobar el porqué de esto.

Procedimiento. - En base a las leyes de Kirchhoff, calcular las intensidades de corriente que circula por cada rama del circuito y diferencias potenciales a las que está sometido cada elemento del mismo circuito

- Una vez realizados los cálculos, verificar con el profesor

- Pasar a la etapa de comprobación de nuestra hipótesis mediante el experimento (método científico experimental)

- Reunir elementos, asi como resistores y fuentes, de acuerdo al valor que obtuvieron al inicio de la practica. Tener mucha precision y cuidado en cuanto los valores de los resistores.

- Montar el circuito en base al esquema. Fuentes f.e.m apagadas.

- Revisar el montaje, comparando siempre con el esquema.

- Una vez revisado el montaje, procedemos a encender las fuentes f.e.m (las cuales se encontraban apagadas)

- Realizar mediciones de las intensidades de las corrientes en cada rama de nuestro circuito, usando el milímetro para realizar estas mismas mediciones.

- comparamos los valores dados en el experimento con los valores teóricos calculados en un inicio,

- Tener en cuenta los errores cometidos a la hora de la medición experimental y suposiciones del modelo teórico de las leyes de Kirchhoff

Análisis y Cálculos.

CONCLUSIÓN PRÁCTICA 7. En esta práctica podemos observar con el simulador las diferentes intensidades y con estos mismos simuladores calculamos las corrientes de cada intensidad, la intensidad 1 tiene un valor de 1.66 Amperes, la segunda intensidad tiene un valor de 1.20 Amperes y la intensidad 3 tiene un valor de 0.47 Amper. Las leyes de Kirchhoff son muy importantes ya que gracias a ellas podemos calcular las corrientes de cada circuito, y podemos ver, calcular las mallas, y con el cálculo de estas intensidades podemos conocer el valor del nodo puesto que el nodo es la suma o resta de las intensidades.

Bibliografía García, J. (s. f.). QUÉ ES LA CORRIENTE DIRECTA. Así funciona. Recuperado 26 de abril de 2021, de http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_directa/ke_corriente_directa _1.htm#:%7E:text=La%20corriente%20directa%20(CD)%20o,bater%C3%ADas%2 C%20las%20dinamos%20o%20en Álvarez Antón, Juan Carlos; Marcos Pascual, Lucía; Ferrero Martín, Francisco Javier (2007). «4.1». Introducción al análisis de circuitos eléctricos (1 edición). Universidad de Oviedo. p. 22. Mata, A. & Instituto Tecnológico de Ciudad Madero. (2021, 13 septiembre). Conservacion de la carga electrica. Slidshare. https://es.slideshare.net/AlejandraMata04/conservacion-de-la-carga-electrica14283149 EduMedia. (s. f.). Leyes de Kirchhoff. Recuperado 26 de abril de 2021, de https://www.edumedia-sciences.com/es/media/510-leyes-dekirchhoff#:%7E:text=La%20ley%20de%20nodos%20o,cerrado%20es%20igual%2 0a%20cero....