6. LEYES DE KIRCHHOFF.docx

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

LEYES DE KIRCHHOFF

Guías de Prácticas de

Laboratorio

Codificación:

INGMCT-G-006

Número de

Páginas:

22

Revisión No.:

Fecha Emisión:

2013 - II

Laboratorio de:

CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

Título de la Práctica de Laboratorio:

LEYES DE KIRCHHOFF

Elaborado por:

WILKEN RODRIGUEZ

ESCOBAR

Revisado por:

LUIS HORACIO BERNAL

JORGE FORERO

Aprobado por:

El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor

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LEYES DE KIRCHHOFF

1. FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: INGENIERÍA

2. PROGRAMA: MECATRÓNICA

3. ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

4. SEMESTRE: TERCERO

5. OBJETIVOS

Aplicar la Leyes de Kirchhoff (mallas y nodos).

Aprender a medir corrientes eléctricas, valores de resistencias y de voltajes

de manera experimental.

Tener la capacidad de montar circuitos con más de una fuente de voltaje,

identificando propiedades de corriente y voltaje que se dan en cada tipo de

conexión, para comprobar experimentalmente las leyes de Kirchhoff.

Determinar las leyes de Kirchhoff.

Comparar los valores prácticos vs los valores teóricos en este tipo de

circuitos.

6. COMPETENCIAS A DESARROLLAR

Utilización del protoboard para montar los circuitos eléctricos con más de

una fuente de voltaje.

Aprendizaje y aplicación de las leyes de Kirchhoff.


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http://www.monografias.com/trabajos16/componentes-electronicos/componentes-electronicos.shtml#RESIST?interlink


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Interacción con la medición de dispositivos eléctricos, para su aplicabilidad

en su perfil ocupacional.

Destreza para analizar y montar circuitos eléctricos Aplicando las Leyes de

Kirchhoff.

7. INVESTIGACIÓN PREVIA1

¿Porque son tan importantes las leyes de kirchhoff en la teoría de circuitos?

¿Cuál principio físico se puede aplicar para explicar el comportamiento de

la corriente en un nodo de un circuito eléctrico?

¿Cuál principio físico se puede aplicar para explicar la relación entre las

caídas de tensión alrededor de una trayectoria cerrada (malla) en un

circuito eléctrico?

Describa algunos ejemplos cotidianos donde se evidencie circuitos mixtos.

8. MARCO TEÓRICO

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Ley de Kirchhoff de Tensiones:

La suma de las caídas de tensiones de

todos los componentes de una malla

cerrada debe ser igual a cero.

−V +V1+V2+V3=0

Ley de Kirchhoff de Corrientes:

1 Desarrollar la Investigación Previa en las hojas de anexos.El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en

contra de los derechos de autor

Figura 1. Circuito realizado en Electronics WorkBench.

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La suma de corrientes entrantes en un nodo es igual a la suma de

corrientes salientes del nodo.

−I+ I1+ I2+ I3+ I4+ I5=0

9. MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE

O EQUIPOS

Multímetro.

Resistencias.

Protoboard.

Fuente de Voltaje con sus respectivos cables.

Guía de laboratorio.

Pila de 9 voltios o fuente del voltaje anexa


Figura 2. Circuito en serie realizado en Electronics WorkBench.

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10.PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS

Y EQUIPOS UTILIZAR

Tener presente la escala del Multímetro en la medida de la corriente

Trabajar con extremo cuidado con la fuente de voltaje

Verificar que los voltajes trabajados sean los adecuados para el trabajo que

vamos a hacer.

Tener cuidado al montar el circuito y revisar que todo esté en conducción.

11.CAMPO DE APLICACIÓN

A todo nivel de la Ingeniería aplicada y en la mayoría de cálculos teóricos que

involucran la corriente eléctrica para circuitos de cualquier complejidad. Las

leyes de Kirchhoff son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los

valores de la corriente y el potencial en cada punto de un circuito eléctrico.

Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía.

Estas leyes nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto de

ecuaciones al que ellos responden. El funcionamiento de este y de todos los

laboratorios conocidos se basa en la resolución automática del sistema de

ecuaciones que genera un circuito eléctrico.

Esto se traduce específicamente en la fabricación de unidades para la

emisión, la propagación y la detección de radiación en comunicaciones, en la

fabricación de unidades de memoria y procesadores para ordenadores lógicos

en la computación moderna. También en estructuras más complejas basadas

en las anteriores, como lo son sistemas de supervisión y control, la robótica y


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la inteligencia artificial. En nuestro entorno cotidiano los ejemplos van desde

los celulares a las antenas satelitales, el horno microondas, la radio y la

televisión, las memorias USB, las calculadoras personales y los PC. A nivel

industrial desde las líneas con automatización de bajo nivel hasta las líneas de

procesamiento con tecnología robótica.

12.PROCEDIMIENTO, MÉTODO O ACTIVIDADES 2

I. Para el desarrollo del laboratorio de las leyes de Kirchhoff construimos un

circuito utilizando las siguientes resistencias (el grupo elige sus propias

resistencias).

RCódigo del

ColorDato Teórico

(kΩ)Dato Práctico

(kΩ)Margen de Error

(%)

R1 68 67 1.49

R2 27 27.1 0.37

R3 20 20.3 1.48

R4 2 2.0 0

R5 1 1 0

R6 3 2.9 3.45

ç

2 El desarrollo teórico se realiza en las hojas de anexos.El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en

contra de los derechos de autor

Tabla 1. Valor teórico de los resistores.

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MEDICIÓN VOLTAJE, CORRIENTE Y POTENCIA

Medición Práctica:

II. Una de las fuentes de voltaje debe ser de 9V, y el voltaje de la otra fuente

es escogido por los estudiantes.

III. Montar en la protoboard el circuito de la Figura 3.



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IV.


Imagen del circuito montado en la protoboard.

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Imágenes de la medición de voltaje en cada resistencia:

Imágenes de la medición de corriente en cada resistencia:


Imagen medición de voltaje en R1. Imagen medición de voltaje en R2.



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Medición Simulador:

V. Después de haber medido y/o hallado en cada una de las resistencias

voltaje, corriente y potencia. Simule y muestre la forma correcta de conectar


Imagen medición de corriente en R1. Imagen medición de corriente en R2.



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el circuito de la Figura 3, para hallar los valores anteriormente nombrados

en cada una de las resistencias,

Simulación Corriente:

R1:

R2:

R3:




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R4:

R5:




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R6:

Simulación Voltaje:




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R1:

R2:

R3:




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R4:

R5:




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R6:

VI. Realizar cuadro comparativo de mediciones y analizar resultados:




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Tabla 2. Datos teóricos, prácticos y simulados del valor del voltaje, corriente y potencia de cada resistencia.


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Medición de Voltaje, Corriente y Potencia:

Teórico (T)

Resistencia (Ω) Voltaje (V) Corriente (mA) Potencia (W)

R1:

R2:

R3:

R4:

R5:

R6:

Experimental (E)


R1:

R2:

R3:

R4:

R5:

R6:

Simulación


R1:

R2:

R3:

R4:

R5:

R6:


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Cálculo porcentaje de error entre valores teóricos y experimentales del voltaje, corriente y potencia.

% Error

Resistencia (Ω) V(T) vs V (E) I (T) vs I (E) P (T) vs P (E)

R1:

R2:

R3:

R4:

R5:

R6:

13.RESULTADOS ESPERADOS

Con la debida realización del laboratorio de Leyes de Kirchhoff, se espera

obtener valores muy similares a los que se encontraron usando el método de

mallas para así hallar las corrientes y además hallar las caídas de voltaje.

Esperamos además poder comprobar las Leyes de Kirchhoff, una de la cual

recita lo siguiente:

“En toda trayectoria de un circuito cerrado las sumas algebraicas de las

corrientes y de los voltajes son siempre igual a 0”


Tabla 3. Porcentaje de error entre valore teóricos y prácticos.

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14.CONCLUSIONES

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_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

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15.CRITERO DE EVALUACIÓN A LA PRESENTE PRÁCTICA

Asistencia obligatoria del estudiante.

Entrega en la siguiente sección del informe de laboratorio e investigación

previa con las características y condiciones propuestas en la primera clase.

Quices de control de lectura previa al laboratorio que se va a realizar.

16.BIBLIOGRAFIA

DORF. SVOBODA Circuitos eléctricos: Editorial Alfa omega. 6ª Edición 2006

TOCCI RONALD J. Circuitos y dispositivos electrónicos.

RAMÓN PALLÁS ARENY Instrumentos electrónicos básicos: Editorial

Alfaomega. 2007.


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LEYES DE KIRCHHOFF

ROBERT L. BOYLESTAD Electrónica: Teoría de Circuitos y dispositivos

electrónicos: Editorial Prentice Hall. 8ª Edición.

GÓMEZ GÓMEZ MANUEL Electrónica General: Editorial Alfaomega. 2007.

NILSSON JAMES Circuitos Eléctricos: Editorial Prentice Hall. 7ª Edición.

2005.

DALE R. PATRICK and STEPHEN W PARDO Electricity and Electronics

Fundamentals: Editorial CRC Press. 2a Edition 2008.

17.ENLACES DE INTERES

Values on regular games under Kirchhoff´s laws. Mathematical Social

Sciences, Volume 58, Issue 3, November 2009, Pages 322-340

Fabien Lange, Michel Grabisch.

Batteries, Kirchhoff´s Rules, and Complex Circuits. Electricity, Magnetism, and

Light, 2002, Pages 336-383. Wayne M. Saslow.

DC Circuits analysis. Introduction to Electric Circuits, 1995, Pages 40-65

RG Powell.


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