LEYES DE KIRCHHOFF

PRACTICA DE LABORATORIO N°08:

1. TITULO:

LEYES DE KIRCHHOFF

RESUMEN:

Esta práctica experimental servirá para estudiar circuitos más complejos que un circuito serie o paralelo, en él se analizaran el comportamiento de la intensidad de la corriente y de la diferencia de potencial de un circuito o régimen constante o estacionario. Para el análisis se le aplicara las leyes de Kirchhoff, como una forma de aplicar la ley de conservación de una red eléctrica.

1. OBJETIVOS:

1. Determinar las reglas que controlan el comportamiento de la intensidad de corriente, de la diferencia de potencial de un circuito eléctrico complejo.
2. Verificar experimentalmente las leyes de Kirchhoff en un nudo y una malla.
3. Aplicar el método de corriente circulante para el análisis de circuitos.

1. FUNDAMENTO TEORICO:

Reglas de Kirchhoff:

Las reglas 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 1845 por Gustav Kirchhoff. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico. Para averiguar cómo se distribuyen las corrientes en una red de conductores se recurre a las reglas de Kirchhoff. Antes de enunciarlas recordemos lo que se entiende por nudo, rama y malla en una red.

NUDO: Todo punto donde convergen tres o más conductores.

RAMA: Todos los elementos (resistencias, generadores, etc.) comprendidos entre dos nudos adyacentes.

MALLA: Todo circuito cerrado que puede ser recorrido volviendo al mismo punto de partida sin pasar dos veces por el mismo elemento. Evidentemente la intensidad de corriente será la misma en cada uno de los elementos de una rama.

Para los nudos y las mallas tenemos las siguientes leyes:

La primera Ley de Kirchhoff (Ley de nudos)

En un circuito eléctrico, es común que se generen nodos de corriente. Un nodo es el punto del circuito donde se unen más de un terminal de un componente eléctrico. Si lo desea pronuncie “nodo” y piense en “nudo” porque esa es precisamente la realidad: dos o más componentes se unen anudados entre sí (en realidad soldados entre sí). En la figura 1 se puede observar el más básico de los circuitos de CC (corriente continua) que contiene dos nodos.[pic 2][pic 3]

La suma algebraica de las corrientes que inciden en cualquier nudo de un circuito en régimen estacionario es nula”.

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Convencionalmente se le considerar positivas las corrientes que llegan al nudo y negativas las que salen del nudo.

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La segunda Ley de Kirchhoff (Ley de mallas):

El enunciado de esta Ley es el siguiente: “La suma algebraica de los voltajes de rama en cualquier malla cerrada de una Red es igual a cero”.1

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Teniendo en cuenta que también se puede observar que el voltaje aplicado de un circuito en serie es igual a la suma de las caídas de voltajes a través de los elementos en serie.

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En ambas leyes, deberán efectuarse a un mismo sentido de circulación a lo largo de la malla, elegido arbitrariamente y tomado como positivo.

Se debe hacer notar que:

• La suma algebraica puede resultar, tanto para las caídas de potencial en los elementos resistivos como para las F.E.M., positiva, negativa o nula.
• Al ser nula, no necesariamente deben ser nulas las corrientes, ya que es una suma algebraica.
• Ambos grupos de ecuaciones constituyen un sistema de n ecuaciones lineales con n incógnitas, si las resistencias son constantes.

Para obtener dicho sistema se debe:

• Fijar el sentido de las corrientes en cada rama.
• Fijar el sentido de la circulación a lo largo de cada malla.

1. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS:

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1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1. Observar los colores de la tabla de resistencias y hallarlas de acuerdo a los códigos de la respectiva tabla.
2. Armar el circuito que nos dieron como referencia.
3. Ubicar el tablero de resistencias los respectivos nudos.
4. Determinar el valor de cada resistencia con el ohmímetro.
5. Anotar en una tabla los valores.
6. Asignar teóricamente las reglas de convenciones del circuito.
7. En la fuente de CC elija una tensión de 10 o 20 voltios.
8. Con el amperímetro medir la corriente de la fuente y las corrientes que atraviesan cada resistencia.
9. Anotar los datos en una tabla.
10. Con el multímetro medir cada voltaje (tensión) en cada resistencia.
11. Anotar en una tabla.

1. TOMA DE DATOS:

Tabla N° 1: Resistencias tomadas con el ohmímetro (reales) y con el código de colores.

Tabla N° 2: Intensidades hallados para cada resistencia.

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