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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA FACULTAD DE INGIENERIA, ARQUITECTURA Y DISEÑO - FIAD -

Ingeniería en computación

Circuitos electrónicos Práctica 3 “LEYES DE KIRCHHOFF”

Rodriguez López Juan Pablo Grupo 441

Ensenada, B.C., México a 10 de septiembre 2021

Introducción ¿Qué son las leyes de Kirchhoff? En el análisis de circuitos eléctricos no suele ser suficiente con emplear la ley de Ohm, para ello se acude a las leyes de Kirchhoff que complementan el análisis de circuitos como una herramienta eficaz para analizar y resolver una gran variedad de circuitos eléctricos. Las leyes de Kirchhoff se llaman así en honor al físico alemán Gustav Robert Kirchhoff quien introdujo la ley de corriente (o primera ley de Kirchhoff) y ley de tensión (o segunda ley de Kirchhoff). Primera ley: Ley de corriente de Kirchhoff La ley de corriente de Kirchhoff o primera ley está basada en la ley de la conservación de la carga, lo cual implica que la suma algebraica de las cargas dentro de un sistema no puede cambiar. Esto se puede expresar matemáticamente como:

Donde: N = Número de ramas conectadas al nodo. in = n-ésima corriente que entra o sale del nodo.

De acuerdo a la ley de corriente de Kirchhoff (LCK), se pueden considerar positivas o negativas las corrientes que entran a un nodo, siempre y cuando las corrientes que salen de ese nodo se tomen con el signo opuesto a las corrientes que entran al mismo nodo. Segunda ley: Ley de voltaje de Kirchhoff La ley de voltaje de Kirchhoff o segunda ley está basada en el principio de conservación de la energía, lo cual implica que la suma algebraica de la energía producida dentro de un sistema siempre permanece constante. Esto se puede expresar matemáticamente como:

Donde: M = Número de tensiones presentes en la malla. Vm = m-ésima tensión en la malla. De acuerdo a la ley de voltaje de Kirchhoff (LTK), se pueden considerar positivas o negativas las tensiones presentes en una malla, esto depende de la polaridad que se le asigne a cada tensión y del sentido de la corriente en cada malla, ya sea en sentido de las manecillas del reloj o en sentido contrario.

Competencia Demostrar experimentalmente las leyes de Kirchhoff, usando circuitos serieparalelo, para comparar las mediciones con los cálculos teóricos de manera reflexiva, con orden y pensamiento lógico. v1 + v2 + v3 – v = 0, i1 + i2 + i3 – i = 0 Materiales y Equipo: • • • • • • • • • • •

R = 100 Ω ¼ ó ½ watts R = 470 Ω ¼ ó ½ watts R = 1 K Ω ¼ o ½ watts R = 1.2 K Ω ¼ ó ½ watts R = 1.5 K Ω ¼ ó ½ watts R = 2.2 K Ω ¼ o ½ watts R = 5.6 K Ω ¼ o ½ watts Fuente de voltaje variable Multímetro Amperímetro Protoboard

Desarrollo Empleando las leyes de Kirchhoff encuentre los valores requeridos en los siguientes circuitos.

Circuito 1.

V1 V2 V3 i

E = 18

Calculado 1.371 V 16.335 V 291.7 mV 2.917 mA

Medido 1.37 V 16.3 V 292 mV 2.92 mA

Circuito 2. Calcule los voltajes y corrientes en cada resistencia, compruebe haciendo las mediciones correspondientes.

iR1 iR2 iR3

Calculado 1.644 mA 2.111 mA -467 µA

Medido 1.64 mA 2.11 mA -467 µA

VR1 VR2 VR3

Calculado 2.466 V 2.533 V -467 mV

Medido 2.47 V 2.53 V -467 mV

Circuito 3. Calcular las corrientes y voltajes en cada resistor, comprobar los cálculos midiendo cada una de las corrientes y voltajes.

i1 i2 i3 i4

Calculado 3.952 mA 886 µA 2.827 mA 237.321 µA

Medido 3.95 mA 886 µA 2.83 mA 237 µA

VR1 VR2 VR3 VR4

Calculado 10.670 V 1.329 V 1.329 V 1.329 V

Medido 10.670 V 1.33 V 1.33 V 1.33 V

Circuito 4. Calcular y medir en cada resistencia la corriente y voltaje.

i1 i2 i3

Calculado 3.244 mA 111.11 µA 3.133 mA

Medido 3.24 mA 111 µA 3.13 mA

VR1 VR2

Calculado 4.866 V 133.332 mV

Medido 4.87 V 133 mV

VR3

3.113 V

3.13 V

Cálculos

Conclusión Para concluir me gustaría decir que me pareció una práctica muy interesante, ya que por medio de fórmulas pude comprobar los resultados del simulador sobre la corriente y el voltaje. En general me pareció una práctica llena de aprendizaje, ya que por medio de esta pude conocer las Leyes de Kirchhoff, así como el aplicarlas para conocer el voltaje y la corriente, primero que nada, usando formulas y operaciones algebraicas y después comprobando esos cálculos con ayuda de un simulador virtual. En un principio no sabía del todo como resolver de forma correcta el circuito numero 2, pero gracias a la explicación posterior del profesor me fue posible terminar esta practica de forma satisfactoria. En general me gusto la práctica, solo la mejoraría haciendo está en formato presencial.

Bibliografía https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/teoria/leyes-de-kirchhoff/...