Leyes Fundamentales De La Teoría De Circuitos

OBJETIVO

Al finalizar esta práctica, el alumno será capaz de medir correctamente tanto voltaje como corriente empleando el multímetro digital. Además comprobará experimentalmente la ley de Ohm y las leyes de Kirchhoff.

MARCO TEORICO

HIPÓTESIS

MATERIALES

Material Equipo

• 10 Resistencias varias (2 valores de cada una)

• 1 Protoboard

• 1 Fuente de voltaje

• 2 Multímetros digitales

DISEÑO EXPERIMENTAL

En esta práctica se pretende comprobar la veracidad de las leyes de Ohm y de Kirchhoff. Empecemos por la de Ohm, la cual nos indica que existe una relación directamente proporcional entre el voltaje y la corriente, definida por la ecuación:

V = RI

De dicha ecuación, nos damos cuenta de que precisamente la resistencia es la constante de proporcionalidad. Pues bien, para verificar esta ley mediremos una resistencia por tres métodos diferentes, debiendo coincidir los tres valores al finalizar los experimentos.

1. Elige una resistencia de entre las doce que recibiste. Con el código de colores lee su valor y regístralo como RCódigo.

2. La misma resistencia que seleccionaste en el punto 1, mídela con ayuda del multímetro. Toma en cuenta las recomendaciones hechas anteriormente. El valor medido regístralo como RMult.

3. Con la resistencia que has estado trabajando, arma el circuito mostrado.

4. A continuación, intercala un multímetro para medir el voltaje en la resistencia, y otro para medir la corriente que pasa por ella.

5. Aumentando el voltaje de la fuente, mide el voltaje y la corriente de la resistencia.

6. Con los datos obtenidos grafica corriente en el eje de las abscisas y voltaje en el eje de las ordenadas y obtén la pendiente que genera la línea resultante. Dicha pendiente regístrala como ROhm.

7. Compara los tres valores de resistencia obtenidos, que deben ser muy parecidos, y concluye cuál es el método más exacto para medir resistencia.

Pasemos ahora a verificar las leyes de Kirchhoff para lo cual debemos recordar primero que un nodo es la unión de tres o más elementos, o visto de otra forma, es un punto donde se divide la corriente; mientras que una malla es cualquier trayectoria cerrada. Si en un circuito tenemos n nodos, se tendrán en consecuencia n + 1 mallas.

La ley de corrientes de Kirchhoff nos indica que la sumatoria de corrientes en un nodo es igual a cero, es decir, la suma de todas las corrientes que entran a un nodo, es igual a la suma de todas las corrientes que salen de dicho nodo.

En cuanto a voltajes, Kirchhoff nos dice que la suma de las caídas de voltaje en los elementos de una malla es igual al voltaje total generado por una fuente de voltaje que esté incluida en dicha malla.

Para verificar lo anterior, seguiremos el siguiente desarrollo.

8. Arma el siguiente circuito eligiendo los valores de resistencias que tu desees, simplemente tratando de que no sean iguales.

9. Empleando el código de colores de resistencias, registra el valor de cada una de las resistencias usadas.

10. Identifica el número de nodos y mallas que tiene el circuito anterior. Los nodos nómbralos con letras minúsculas, y las mallas identifícalas con números romanos.

11. A cada resistencia mídele su voltaje y su corriente y apunta estas mediciones.

12. Verifica las leyes de Kirchhoff realizando las sumatorias de voltaje y corriente en cada malla y nodo respectivamente.

RESULTADOS

a) Medición de resistencias y % de error:

Resistencia Valor nominal Rn Valor medido Rm %error

R1 2200 2160 1.82

R2 15000 14680 2.13

R3 10000 9680 3.20

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