UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
Tensiones y corrientes en Circuitos Leyes de Kirchhoff
ING: Romulo SandovalMATERIA: Laboratorio de
ElectromagnetismoQuiz 5.0
GIOVANNI ENRIQUE LOPEZ GUARDO 92022628927MARIA MARTHA CESPEDES
MAESTRE 91100878378COD: GRUPO D
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA2010-09-01Objetivos:
1. Entender las leyes de conservacin de energa elctrica y de la
conservacin de la carga en circuitos elctricos.2. Comprobar
experimentalmente las Leyes de Kirchhoff a partir de tensiones y
corrientes en los circuitos. 3. Adquirir dominio de los cdigos de
colores para identificar el valor de las resistencias.
Materiales:
1. Tablero de conexiones. (1).2. Fuente de Voltaje (1).3. Cables
de conexin. (varios).4. Resistencias (10).5. Multmetro Digital
(1).
Tablero de conexiones.
Multimetro digital.
Marco terico:
Cdigo de colores: Se utiliza para caracterizar a un resistor. El
resistor en su cuerpo trae impreso franjas de colores, normalmente
4. Las franjas de colores nos sirven para conocer el valor hmico de
las resistencias. Para poder conocer el valor exacto que tiene una
resistencia debemos leer los colores impresos en el cuerpo de
izquierda a derecha, comercialmente se utiliza la resistencia de 4
franjas la cual en su cuerpo nos indica la primera lnea representa
el dgito de las decenas, la segunda lnea representa el dgito de las
unidades, el nmero as formado se multiplica por la potencia de 10
expresada por la tercera lnea (multiplicador).
La siguiente tabla nos indica el valor que adquiere cada
color:Color de la bandaValor de la 1cifra significativaValor de la
2cifra significativaMultiplicadorTolerancia
Negro-01-
Marrn11101%
Rojo221002%
Naranja331 000-
Amarillo4410 0004%
Verde55100 0000,5%
Azul661 000 0000,25%
Violeta77-0,1%
Gris88--
Blanco99--
Dorado--0,15%
Plateado--0,0110%
Ninguno---20%
Leyes de kirchhoff: son dos igualdades que se basan en la
conservacin de la energa y la carga en los circuitos elctricos. Se
conocen como ley de voltaje de kirchhoff.
Ley de corriente de kirchhoff: Esta ley tambin es llamada ley de
nodos o primera ley de Kirchhoff y es comn que se use la sigla LCK
para referirse a esta ley.El principio de conservacin de la energa
implica que:En cualquier nodo, la suma de la corriente que entra en
ese nodo es igual a la suma de la corriente que sale. De igual
forma, La suma algebraica de todas las corrientes que pasan por el
nodo es igual a cero.
Ley de tensiones de Kirchhoff: Esta ley es llamada tambin
Segunda ley de Kirchhoff, es comn que se use la sigla LVK para
referirse a esta ley.En toda malla la suma de todas las cadas de
tensin es igual a la suma de todas las subidas de tensin. De forma
equivalente, En toda malla la suma algebraica de las diferencias de
potencial elctrico debe ser 0.
Ejemplo ley de kirchhoff1. Si la tensin a travs de Rl la
llamamos Vl, a travs de R2, V2, y a travs de R3, V3, entonces:
Vl = IxRI = 0,00758 X 5000 = 37,9 V V2 = IxR2 = 0,00758 X 20.000
= 151,5 V V3 = IxR3 = 0,00758 X 8000 = 60,6 V Vf =voltaje de la
fuente = -250V
Tenemos 4 elementos, aplicamos la ley de voltaje de
kirchhoff:
Vf+V1+V2+V3=0-250V+37,9 V+151,5 V +60,6 V =02. Suponga que las
tres resistencias del ejemplo anterior se conectan en paralelo como
se muestra en la figura:
La tensin el todas las resistencias ser la misma por que se
encuentran en paralelo, entonces utilizando la ley de ohm podemos
hallar la corriente en las respectivas resistenciasI1=E / R1=250 /
5 = 50mAI2 = E / R2 = 250 / 20 =12,5mAI3 = E / R3 = 250 / 8 = 31,25
mALuego de tener las corrientes independientes hallamos la
corriente total:I total =I1 + 12 + 13 = 50 + 12,5 + 31,25 = 93,75
mA
Procedimiento:I PARTE1. Conecta tres resistencias de igual valor
en serie como lo indica la figura 2. Con dos cables conecta la
fuente de voltaje, presta atencin que cable debes conectar al
terminal positivo y cual al negativo. 2. Utiliza el multmetro para
medir la tensin (Voltaje) en cada resistencia y en las
combinaciones indicadas en la figura 2. Ten cuidado con la
polaridad de las puntas del multmetro y de las indicaciones dadas
en el laboratorio anterior para medir tensin (rojo es positivo,
negro es negativo). Toma nota de tus mediciones en la tabla 1.
Figura 2. Circuito en serie
3. Ahora implementa el circuito paralelo de la figura 3
utilizando las mismas resistencias. Mide el tensin en cada una de
las resistencias y las combinaciones y toma nota. Ten cuidado con
las polaridades.
Figura 3. Circuito en paralelo4. 5. Conecta las resistencias
formando el circuito mixto de la figura 4. Realiza las mediciones y
toma nota.
Figura 4. Circuito Mixto
5. Utiliza tres resistencias de diferentes valor (RA, RB, RC)
para construir los siguientes circuitos. Realiza las mismas
mediciones de los pasos 1 a 4. Utiliza ahora la tabla 2
Figura 5. Circuito en serie
Figura 6. Circuito paralelo
Figura 7. Circuito Mixto
II PARTE 5. Conecta las mismas resistencias de los experimentos
anteriores en el circuito serie de la figura 7.
Figura 7.2. Circuito serie
7. Conecta las puntas del multmetro de manera tal que puedas
medir corriente. Debes usar la escala apropiada para medir
corriente, pidele ayuda a tu profesor antes de hacer cualquier
medicin. Para medir corriente debes interrumpir el circuito y hacer
que la corriente circule por el multmetro. Desconecta el cable del
terminal positivo de la fuente de alimentacin y conctalo a la punta
roja del multmetro. Conecta la punta negra del multmetro a la
resistencia R1 donde estaba conectado el cable. Anota esta medicion
en la tabla 3 como I0.
Figura 8. Circuito para medir corriente
8. Ahora conecta el multmetro en las diferentes posiciones
indicadas en la figura 9, interrumpiendo cada vez el circuito y
tomando nota de las mediciones. Completa la tabla 3. Introduce en
la tabla los valores de las mediciones de la parte I.
Figura 9. Diferentes posiciones para medir corriente en circuito
serie
9. Implementa el circuito paralelo de la figura 10. Sigue las
mismas indicaciones del paso 2 para conectar el multmetro para
medir corriente. Conecta primero el multmetro entre el terminal
positivo de la fuente de alimentacin y la unin de las resistencias
para medir I0. Luego interrumpe cada brazo del circuito paralelo
para medir la corriente en cada uno de ellos. Toma nota de tus
mediciones en la tabla 4.
Figura 10. Diferentes posiciones para medir corriente en
circuito paralelo
III PARTE 10. Implementa el circuito de la figura 11 utilizando
cualquier resistencia de las que dispones. Anota en la tabla 5 los
valores de las resistencias. Sin que circule corriente mide la
resistencia total del circuito entre los puntos A y B. 11. Con el
circuito conectado a la alimentacin, y la corriente circulando,
mide las tensiones en cada una de las resistencias y toma nota de
los valores en la tabla 5. 12. Ahora mide la corriente que circula
por cada resistencia. Interrumpe el circuito y coloca el multmetro
en serie para obtener la corriente. Asegrate de medir y anotar
todas las corrientes individuales y la corriente total que ingresa
o sale del circuito, IT.
Figura 11. Circuito Puente
Anlisis de datos: I PARTETabla 1 figura 2.Resistencia []Voltaje
[V]
R1 = 56 V1= 1,64
R2 = 55,3 V2 = 1,62
R3 = 55,7 V3 = 1,65
R12 = 111,3 V12 = 3,29
R2-3 = 111,3 V2-3 = 3,29
R1-2-3 = 166,6 V1-2-3 = 4,95
Tabla 2 figura 3Resistencia []Voltaje [V]
RA = 56 VA = 4,30
RB = 55,3 VB = 4,30
RC = 55,7 VC = 4,30
RA-B = 28 VA-B = 4,30
RB-C = 27 VB-C = 4,30
RA-B-C = 18,55 VA-B-C = 4,30
Tabla 3 figura 4.Resistencia []Voltaje [v]
R156V19 m
R255V25,45
R355,4V35,45
R2-327,59V2-35,45
R1-2-383,5V1-2-35,47
Tabla 4 figura 5.Resistencia []Voltaje [v]
Ra56Va0,9m
Rb272 KVb4,86
Rc38,2 KVc0,67
Ra-b-c309056Va-b-c5,56
Tabla 5 figura 6.Resistencia []Voltaje [v]
Ra56Va4,80
Rb272 KVb4,82
Rc38,2 K Vc4,80
Ra-b-c55,90Va-b-c5,65
Tabla 6 figura 7. (Circuito Mixto diferentes
resistencias)Resistencia []Voltaje [v]
Ra56Va9 m
Rb272 KVb5,45
Rc38,2 KVc5,45
Rb-c34,33 KVb-c5,45
Ra-b-c34380Va-b-c5,47
II PARTETabla 7 figura 7.2.Resistencia []Corriente [mA]Voltaje
[v]
R156I10,18V10,9 m
R2272 KI20,18V24,92
R338,2 KI30,18V30,68
R12272056V124,92
R2-3311 KV2-35,65
R1-2-3311056I00,18V1-2-35,68
Tabla 8. Figura 10.Resistencia []Corriente [mA]Voltaje [v]
R1= 56 I1= 82.1 V1= 4.61
R2= 272 KI2= 0,16V2= 4.60
R3= 38.2 KI3= 0.11V3= 4.61
R1-2-3= 55,89 KI4= 82.5V1-2-3= 4.67
I0= 82.5
III PARTEResistencia [] Tensin [V] Corriente [mA ]
R1 = 4,9 MV1 = 6,2 mI1 = 1.2
R2 = 38,2 KV2 = 50,5 mI2 = 0.13
R3 = 15 KV3 = 20 mI3 = 0.13
R4 = 272 KV4 = 27 mI4 = 0,09
R5 = 4,7 KV5 = 6,3 mI5 = 1,34
R6 = 56V6 = 2,14 mI6 = 3,82
RT = 28,2 KVT = 5,65IT = 6,41
Preguntas de control: I parteCuando tenemos un circuito en serie
con resistencias de igual valor hmico nos damos cuenta que el
voltaje es el mismo esto se debe a que la corriente en un circuito
en serie es la misma si miramos en la ley de ohm vemos que V=IR,
entonces segn esto vemos que si la resistencia no vara y la
corriente tampoco en ninguna de los elementos entonces tendremos la
misma tensin en todas las resistencias presentes en el circuito. Un
circuito en paralelo es aquel donde se presentan varios elementos
compartiendo dos puntos en comn y gracias a esto todos los
elementos tendrn la misma alimentacin en este caso sera la misma
tensin.El comportamiento de un circuito mixto depende en gran
instancia de su configuracin por lo general el circuito mixto ms
sencillo est comprendido por una configuracin serie y otra paralelo
es decir las resistencias en paralelo tienen igual tensin, las
resistencias en paralelo actan junto a la otra resistencia en serie
como un solo esquema de resistencia en serie por lo tanto cada
resistencia adquiere la tensin que la resistencia y la corriente le
subministran.II parteEn un circuito en serie la corriente es la
misma por que la trayectoria recorrida es la misma, en ningn
momento se desva por ningn otro lado, por ello podemos decir que la
corriente en circuitos en serie no vara.La corriente en el circuito
paralelo vara dependiendo de las resistencias que se presenten,
esto se da porque cada elemento presente en el circuito en un
circuito opone una resistencia al flujo de la corriente y es por
ello que la corriente se divide tomando diferentes caminos siempre
hacindolo por donde se le oponga menor resistencia. III parteEn
cualquier nodo, la suma de la corriente que entra en ese nodo es
igual a la suma de la corriente que sale. De igual forma, La suma
algebraica de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a
cero.Conclusin:
La realizacin de esta practica fue fundamental para identificar
las diferentes configuraciones de circuitos y lo que puede suceder
en cada uno de ellos; como plante la teora y de igual manera
comprobamos con la practica qu en un circuito paralelo es decir que
los resistores comparten dos puntos entre si observamos y
comprobamos que cada resistor en el circuito presenta el mismo
voltaje; que es todo lo contrario de un circuito configuracin serie
en el cual el flujo de electrones que entran (corriente) es el
mismo al equivalente que sale; por lo que todo el circuito trabaja
con la misma corriente, comprobado esto se nos hace mas fcil
interpretar, conocer y analizar el funcionamiento de un circuito
con mayor complejidad y lo que sucede con cada uno de los elementos
que los compone