UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

INFORME N1LEYES DE KIRCHHOFF, RECONOCIMIENTO DE EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y COMPONENTES

REALIZADO POR: Huaroto Sevilla Juan Julin Jess 20112073D Vallejos Zacaras Ricardo Jos 20121034H Quispe Ticona Janio Oliver 20121350G Huarcaya Huamali Angel 20137505E

PROFESOR: Ing. Chavez Vivar JavierCURSO : Laboratorio de Circuitos Elctricos (ML121)SECCIN : CFECHA : 10/04/15

2015-1NDICE

1.- Objetivos 2

2.- Marco Teorico 2

3.- Circuitos a utilizarse 2

4.- Fundamento terico 3

5.- Procedimiento 8

6.- Cuestionario 9

7.- Conclusiones 10

8.- Recomendaciones 11

9.- Bibliografa 12

Objetivos

Familiarizarnos con el uso de los instrumentos en la medicin de corriente continua.

Comprobar experimentalmente las leyes de Kirchhoff relacionando el voltaje de la fuente con las cadas de potencial de las resistencias.

Verificar experimentalmente la ley de Ohm en las resistencias relacionando los voltajes y corrientes determinados con los respectivos instrumentos de medicin.

Comparar los resultados de las corrientes obtenidas experimentalmente con las obtenidas mediante la resolucin matemtica.

Marco Terico

Circuito Elctrico:Un circuito elctrico es un trayecto o ruta de una corriente elctrica. El trmino se utiliza principalmente para definir un trayecto continuo compuesto por conductores y dispositivos conductores, que incluye una fuente de fuerza electromotriz que transporta la corriente por el circuito. Un circuito de este tipo se denomina circuito cerrado, y aqullos en los que el trayecto no es continuo se denominan abiertos. Un cortocircuito es un circuito en el que se efecta una conexin directa, sin resistencia, inductancia ni capacitancia apreciables, entre los terminales de la fuente de fuerza electromotriz.

Elementos de un circuito elctrico:Smbolos de algunos elementos de un circuito elctrico.

Nudo: Un nudo es el punto de confluencia de tres o ms conductores.

Malla: Es un camino cerrado a travs del circuito.

Los puntos A y B son nudos del circuito de la figura, ya que en ellos confluyen tres conductores. Los puntos 1, 2, 3, y 4 no se consideran nudos, ya que slo confluyen dos.

Una malla estara formada, por ejemplo, por los componentes que se encuentran en el camino que une los puntos 1-A-B-3-1. En este circuito hay tres mallas: 1-A-B-3-1, 1-2-4-3-1 y A-2-4-B-A.

Nomenclatura de las Tensiones:En la Figura se muestran las dos nomenclaturas ms extendidas para marcar la diferencia de potencial o tensin entre dos puntos de un circuito.

La diferencia de potencial entre los puntos A y B se representa como VAB, que se corresponde con la diferencia VA - VB, es decir, el potencial en el punto A menos el potencial en el punto B. El signo + o la flecha apuntan al primer subndice. Con esta notacin no se pretende indicar que el potencial en A sea mayor que en B, sino simplemente dejar claro que el valor VAB ser la diferencia entre ambos. Por ejemplo:Si VA = 7 V y VB = 5 V, entonces: VAB = 2 V; VBA = -2 V Si VA = 6 V y VB = 9 V, entonces: VAB = -3 V; VBA = 3 V Por lo tanto, es lo mismo decir que VAB es 2 V, que decir VBA es -2 V.

Smbolo de Tierra:El smbolo de tierra significa que cualquier punto conectado con l se encuentra a potencial nulo. Es la referencia de tensiones de todo el circuito.

Ley de Ohm:

La corriente fluye por un circuito elctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley bsica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, as llamada en honor a su descubridor, el fsico alemn Georg Ohm. Segn la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la frmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos elctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el anlisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.

Un circuito en serie es aqul en que los dispositivos o elementos del circuito estn dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a travs de cada elemento sin divisin ni derivacin en circuitos paralelos.

Cuando en un circuito hay dos o ms resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias. Si las resistencias estn en paralelo, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la frmula En un circuito en paralelo los dispositivos elctricos, por ejemplo las lmparas incandescentes o las celdas de una batera, estn dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un nico conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivacin paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la ms pequea de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito adems de la resistencia.

Leyes de Kirchhoff:

Las Leyes de Kirchoff son el punto de partida para el anlisis de cualquier circuito elctrico. De forma simplificada, pueden enunciarse tal y como se indica a continuacin:

Primera Ley de Kirchoff o Ley de los Nudos: La suma de las intensidades que se dirigen hacia un nudo es igual a la suma de las corrientes que abandonan dicho nudo.La ley de los nudos, se deduce de la conservacin de la carga. Esta regla es necesaria para circuitos de mltiples mallas que contienen puntos en los que la corriente puede dividirse. Como en estado estacionario no hay posterior acumulacin de carga elctrica en ningn punto del circuito, la cantidad de carga que entra en un punto, debe ser igual a la que sale de dicho punto.

Segunda Ley de Kirchoff o Ley de las Mallas: La suma de las cadas de tensin o diferencias de potencial a lo largo de un circuito cerrado es nula.La ley de las mallas, se deduce a partir del simple hecho de que en el estado estacionario la diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera es constante. En estado estacionario, el campo elctrico en cualquier punto (fuera de una fuente de fem) es debido a la carga acumulada sobre las superficies de los bornes de la batera, resistencias, cables, u otros elementos del circuito.

Como el campo elctrico es conservativo, existe una funcin potencial en cualquier punto del espacio (excepto en el interior de una fuente de fem).

Segn nos desplazamos a lo largo de la malla y se ha llegado al punto desde el que se comenz, la variacin neta del potencial debe ser igual a cero. Esta regla es una consecuencia directa del principio de conservacin de la energa.

Procedimiento 1. implementar el circuito mostrado en las figuras anteriores u otro circuito que indique el profesor, previa medicin de las resistencias de los resistores.2. Conectar la fuente y seleccionar un voltaje de 20 V3. Medir con el multmetro los voltajes en cada resistencia tomando en cuenta el sentido y polaridad de los mismos4. Al finalizar la experiencia medir otra vez las resistencias de los resistores.5. medir la resistencia equivalente de cada circuito implementado6. Calcular con los datos experimentales de tensin y corriente en cada elemento del circuito su potencia correspondiente y elaborar su balance de potencias de elementos Activos y Pasivos del circuito correspondiente.Resultados

Circuito 1

R1R2R3R4R5Req

Resistencias (K)18.3120.228.154.6719.740.927

Voltajes (V)11.988.162.0411.1714.94520

Corrientes (I)0.650.40.250.250.2521.575

Circuito 2

R1R2R3R4R5Rv(mayor)Req

Resistencias (K)18.3120.228.154.6719.7452.590.879

Voltajes (V)5.3685.92611.38.8611.32020

Corrientes (I)0.290.291.381.90.5720.380322.753

Circuito 1

Circuito 2

2) En el circuito 1: Malla1: 20= (R1+R2)*I1-R2*I2 20= 38.53*I1 -20.22*I2Malla2: 0= (R2+R3+R4+R5)*I1-R2*I1 0= -20.22*I1+52.78*I2 Resolviendo el sistema de ecuaciones: I1=0.65 mAI2=0.249 mAEn el circuito 2:Malla 1: 20=11.726*I3-7.056*I4Malla 2: 0=45.586*I4-7.056*I3Resolviendo el sistemas de ecuacionesI3=1.88 mAI4=0.291 mA

3) Con los valores de corrientes medidos, verificar la primera ley de Kirchhoff en cada nodo, hacindose notar el error en las mediciones.

En el nodo a: 3.96 = 2.78 + 1.17

3.96 3.95En el nodo b: 2.78 = 1.34 + 1.42

2.78 2.76En el nodo c: 2.53 = 1.34 + 1.17

2.53 2.5

En el nodo d: 3.96 = 1.42 + 2.53

3.96 3.95

4) Explicacin de los errores La primera es el mal contacto a la hora de colocar los cables (lo que vendran a ser los nudos del circuito).

La segunda seria el rango de error de los instrumentos de medicin dado los valores pequeos de corriente y voltaje con los que se trabaj.

El constante manipuleo de los cables para colocar los instrumentos de medicin como el ampermetro o voltmetro.

5) y 6) del procedimiento 1

CONCLUSIONES

Los valores de las intensidades de corriente medidos experimentalmente son aproximadamente equivalentes con la medida de intensidad de corrientes tericas, calculadas mediante las leyes de Kirchhoff.

Como esta mnima diferencia la podemos despreciar, comprobamos la veracidad de nuestras medidas experimentales.

Los valores de los voltajes medidos experimentalmente son aproximadamente iguales a las medidas de voltajes tericos, calculados mediante las leyes de Kirchhoff.

Estas equivalencias comprueban la veracidad de nuestras mediciones en el laboratorio. Como la diferencia es pequea se puede despreciar.

La primera causa de error es el mal contacto a la hora de colocar los cables (lo que vendran a ser los nudos del circuito).

La segunda causa de error viene dado por la precisin de los instrumentos de medicin dado los valores pequeos de corriente y voltaje con los que se trabaj.

Una tercera causa puede ser el constante manipuleo de los cables para colocar los instrumentos de medicin como el ampermetro o voltmetro.

RECOMENDACIONES

Escoger las resistencias que presenten la menor diferencia posible entre el valor nominal y valor medido con el multmetro, de esta manera los resultados experimentales se acercarn ms a los resultados tericos.

Seleccionar los conectores y cables que se encuentren en el mejor estado de conservacin posible, ya que de esta forma los elementos del circuito harn contacto correctamente obteniendo menor error en las mediciones.

Usar cables conectores de la menor longitud posible, para reducir la resistencia que se produce y as poder medir con mayor precisin los valores que se desean.

La calibracin de los instrumentos de medida, incrementar la precisin de los mismos y por ende obtendremos menor error en las mediciones.

Los instrumentos de medida (multmetro) muestran medidas que varan en un intervalo, entonces, es recomendable tomar como lectura el valor promedio del mismo.

BIBLIOGRAFA

Textos:

Manual de laboratorio de Fsica: Facultad de Ciencias UNI

Sitios Web:

http://es.wikipedia.org

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/campo_electrico/rc/rc.htm

http://usuarios.iponet.es/agusbo/osc/osc.htm

www.gte.us.es/~fbarrero/LIE/manuales/HM8030_3.pdf

UNI 2015-1 Laboratorio de Circuitos Elctricos