Laboratorio Ley de Ohm y Leyes de Kirchhoff

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UNIVERSIDAD FERMIN TORO DECANATO DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DEPARTAMENTO DE FISICA Y CIRCUITOS

Laboratorio de Circuitos Eléctricos I Practica N° 2

Ley de Ohm y Leyes de Kirchhoff

Objetivos:

1. Comprobar la validez de la Ley de Ohm y de las Leyes de Kirchhoff.

Equipos y Materiales:

• Multímetro Digital.
• Fuente de tensión de corriente continúa.
• Tabla de conexiones.
• Conectores y cables.
• Resistencias

Marco Teórico:

Ley de Ohm (1787 – 1854), físico Alemán, tiene el crédito de la formulación de la relación corriente – voltaje en un resistor.   Establece que la corriente que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.

La ecuación matemática que describe esta relación es:

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Donde:

V = es el Voltaje en los extremos de la resistencia (V). I = es la corriente que circula por la resistencia (A).

R = es el valor de la resistencia ( Ω ).

Si variamos la corriente I., varia también el voltaje. Por lo tanto tenemos una ecuación lineal cuya gráfica es una recta. La pendiente de esta recta representa la resistencia del circuito:

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Códigos de Colores:

Es una técnica práctica para determinar el valor de un resistor en forma visual, asignando valores de pendiendo de los colores.

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Se comienza a leer por la franja que está más cerca de un extremo. Cada color tiene un valor asignado. La franja 1 y 2 representan los dos primeros dígitos, y la franja 3 nos dice cuantos ceros le agregamos a los dos primeros dígitos, es decir, es un multiplicador por 10.

Por ejemplo, si la franja 3 es marrón, a la cantidad representada por los dos primeros dígitos se les multiplica por 10, si es rojo por 100, si es naranja por 1000 y así sucesivamente. Si la franja 3 es dorada, la cantidad representada por los 2 primeros dígitos se multiplica por 0.1.

Ninguna resistencia es exacta. Sus valores no son precisos. Por lo tanto, la cuarta franja nos dice el porcentaje de error de la resistencia, o una medida de la precisión de esta. Las hay del 1 %, 2%, 5% y 10%. A menor porcentaje, mayor precisión.

Ejemplo:

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Rojo = 2, Violeta = 7, Marrón = x 10 y Dorado indica un error ± 5%.

Entonces, los 2 primeros dígitos represen 27. Luego se multiplica por

10. Así nos da 270 ohm con un error de ± un 5%. O sea que la resistencia está en el siguiente rango:

256,50 Ohm < Resistencia < 283,50 Ohm

Balance de Potencia

Es una técnica que nos permite conocer las características de consumo de energía y entrega de energía de un circuito eléctrico. Consiste en calcular todas las potencias de los dispositivos que consumen energía. Para nuestro caso nos referimos a resistencias y fuentes. Luego se suman todos los consumos para hallar valor total. La segunda parte consiste en calcular la entrega de potencia por parte de las fuentes de energía, tensión o corriente. Si en el circuito hay varias, entonces estas se suman. Si los cálculos eléctricos son correctos, fácilmente se verá que.

P entregada = P consumida

Nota: Mientras mayor sea la cantidad de decimales que use en sus cálculos, mayor será la exactitud del balance. Es importante saber redondear las cifras. Cuando hay muchos ceros después de la coma, es preferible trabajar con notación científica.

Ley de corrientes de Kirchhoff (L.C.K):

En 1847, el físico alemán Gustav Kirchhoff postula 2 leyes de la electricidad que permiten desarrollar métodos sistemáticos de solución de una red eléctrica.

"La suma algebraica de las corrientes que entran a un nodo son iguales a cero"

Dicho en otros términos,

Σ Corrientes (entran) = Σ corrientes (salen) Ejemplo: En el nodo A I1 + I2 = I3 + I4

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Ley de Tensiones de Kirchhoff (L.C.K):

"La suma algebraica de los voltajes alrededor de cualquier trayectoria cerrada son iguales a cero"

Para poder aplicar este concepto se requiere de antemano conocer con exactitud el sentido de las caídas de tensión en los componentes del circuito.

Ejemplo: - VT + V1 + V2 + V3 = 0

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Pre – Laboratorio

1. Investigue todo lo concerniente al código de colores. Haga una tabla donde estén los colores en forma ordenada con sus respectivos valores.

1. La resistencia es una medida de la oposición al flujo de corriente en un circuito eléctrico, se mide en ohmios y se simbolizan con la letra griega omega (Ω). Los códigos de resistencias se utilizan, para medir la capacidad de las resistencias. Para ello es muy importante tener un sistema de marcado, es decir, un código para calcularlo o identificar esta resistencia.

La lectura de un código de colores de resistencias va a depender de la cantidad de bandas, que recordemos pueden ser de tres a seis.

Veamos cada caso en particular:

Código de color de resistencia eléctrica de tres bandas

El uso del código de color de tres bandas es el más extraño de todos. Se lee de la siguiente manera:

• La primera banda, que corresponde al extremo izquierdo, significa el dígito más significativo del resistor.
• La segunda banda representa al segundo dígito más representativo.
• La tercera significa la potencia de 10 elevada al color correspondiente y multiplicado por el número obtenido de las dos anteriores.

Cabe destacar que la tolerancia para resistencias de tres bandas es del 20%.

Código de color de resistencia eléctrica de cuatro bandas

El código de color de color de cuatro bandas es el más común. Se lee de la siguiente manera:

• La primera banda, partiendo desde el extremo izquierdo, representa el dígito más significativo del resistor.
• La segunda banda es el segundo dígito más representativo.
• Esta banda refiere a la potencia de 10 elevada al color correspondiente y multiplicado por el número obtenido de la primera y segunda banda.
• La cuarta banda representa la tolerancia

.

Código de color de resistencia eléctrica de cinco bandas

En estos casos, la lectura del código se realiza así:

• La primera banda, siempre partiendo del extremo izquierdo, representa el dígito más significativo del resistor.
• Tal y como sucede en los otros casos, la segunda banda es el segundo dígito más importante.
• La tercera banda es el tercer dígito más significativo.
• La cuarta representa la potencia de 10 elevada al color correspondiente y multiplicado por el número obtenido de las tres bandas anteriores.
• La quinta banda refleja la tolerancia.

Cabe destacar hay una excepción cuando la cuarta banda es de color Oro o Plata. En estos casos, las dos primeras bandas indican los dos dígitos más significativos de resistencia, la tercera indica el multiplicador, la cuarta la tolerancia y la quinta el coeficiente de temperatura con unidades de ppm/K.

Código de color de resistencia eléctrica de seis bandas

Estas son las resistencias de más alta precisión y su código se lee de la siguiente manera:

• La primera banda, partiendo por supuesto del extremo izquierdo, representa el dígito más significativo del resistor.
• La segunda banda es el segundo dígito más importante.
• La tercera es el tercer dígito más significativo.
• La cuarta representa la potencia de 10 elevada al color correspondiente y multiplicado por la primera, segunda y tercera banda.
• La quinta banda representa la tolerancia.
• La sexta refleja el coeficiente de temperatura.

El color más utilizado para la sexta banda es el negro, que representa 100 ppm/K. Esto indica que, para un cambio de 100ºC en la temperatura, puede haber una modificación de 0,1% en el valor de resistencia. En general, esta banda representa el coeficiente de temperatura, aunque en algunos casos pueden reflejar la confiabilidad y la tasa de fallas.

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