Ohm y Kirschofft

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Nuez castro Yosimas #de control:13441643 electromecanica A41

INSTITUTO TECNOLOGICO DE LOS

MOCHIS

INGENIERA ELECTROMECNICA

Circuitos 1

Unidad 1

Georg Simon Ohm y kirchoff Gustav

Profesor: BASURTO BENITEZ RICARDA LUCRECIA

ALUMNOS:

NUEZ CASTRO YOSIMAR

# De control: 13441643

Los Mochis Sinaloa, a 21 de febrero del 2015

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ndice

Introduccin .3

Competencias a desarrollar 4

Marco terico y anlisis del tema 5

GEORG SIMON OHM (1787-1854) 6

Contribuciones a la ciencia (circuitos elctricos)?...................................... .....7

Circuitos elctricos (serie y paralelo) 8,9

Transcendencia de la ley de ohm ...10

Gustav kirschoff .11,12

Leyes de kirschoff............. ..12

Primera ley13,14

Segunda ley15,16,17,18

Trascendencia e importancia de los trabajos de Kirschoff.19

Conclusiones y comentarios 20

Bibliografa .21

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Introduccin

En la presente investigacin se refiere a los fsicos matemticos alemanes

Georg Simon Ohm y Gustav Kirchhoff. El cual Georg simon ohm Que Descubri

una de las leyes fundamentales de los circuitos de< corriente

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Competencias a desarrollar

1. Formular, gestionar y evaluar proyectos de ingeniera relacionados con

sistemas y dispositivos en el rea electromecnica, proponiendo soluciones

con tecnologas de vanguardia, en el marco del desarrollo sustentable.

2. Disear e implementar sistemas y dispositivos electromecnicos, utilizando

estrategias para el uso eficiente de Ia energa en los sectores productivo y

de servicios apegado a normas y acuerdos nacionales e internacionales.

3. Disear e implementar estrategias y programas para el control yb

automatizacin de los procesos productivos y los dispositivos en los

sistemas electromecnicos.

4. Proyectar, gestionar, implementar y controlar actividades de instalacin y

operacin de los sistemas electromecnicos.

5. Formular administrar y supervisar programas de mantenimiento para Ia

continuidad y optimizacin de procesos productivos, considerando el

cuidado del medio ambiente.

6. Colaborar en proyectos de investigacin para el desarrollo tecnolgico, en

el rea de electromecnica.

7. Ejercer actitudes de liderazgo y de trabajo en grupo para Ia toma de

decisiones a partir de un sentido tico profesional.

8. Desarrollar Ia actitud emprendedora mediante Ia creacin e incubacin de

empresas, innovando en productos y servicios del sector electromecnico.

9. Aplicar herramientas computacionales de acuerdo a las tecnologas de

vanguardia, para el diseo, simulacin y operacin de sistemas

electromecnicos acordes a Ia demanda del sector industrial.

10. Interpretar comprender y comunicar ideas, textos y documentos de distinta

ndole en un segundo idioma.

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Marco teorico y anlisis del tema

En este apartado se muestra los diferentes conceptos y palabras que le suelan

difcil entender:

Resistencia: impedimento de un material para el paso de la corriente elctrica su

unidad de medida es el ohm ()

Corriente elctrico o intensidad: flujo de electrones que corren por un conductor

su unidad de medida es el ampers(A)

Voltaje o tensin elctrica : el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo

elctrico sobre una partcula cargada para moverla entre dos posiciones

determinadas. Su unidad de medida es el voltio o voltaje (V)

Espectroscopio: es un aparato capaz de analizar el espectro de

frecuencias caracterstico de un movimiento ondulatorio. Se aplica a variados

instrumentos que operan sobre un amplio campo de longitudes de onda.

Anlisis del tema

este tema es muy relevante ya que dichos cientficos fueron gigantes en su rea y

gracias a ellos conocemos y tenemos toda la tecnologa moderna que es esencial

para nuestras vidas ay que al momento de controlar la electricidad de esa manera

todo se volvi ms fcil

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GEORG SIMON OHM (1787-1854)

Fsico y matemtico alemn. Descubri una de las leyes

fundamentales de los circuitos de< corriente

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Contribuciones a la ciencia (circuitos elctricos)?

1827 Georg Simon Ohm descubri una de las leyes fundamentales de la corriente

elctrica, que hoy conocemos como Ley de Ohm. Esa importante ley postula

que la corriente que circula por un circuito elctrico cerrado, es directamente

proporcional a la tensin que tiene aplicada, e inversamente proporcional a la

resistencia que ofrece a su paso la carga que tiene conectada. La representacin

matemtica de dicha ley es la siguiente:

La representacin de la izquierda constituye la frmula

matemtica.general de la Ley de Ohm, donde " I " es la

intensidad de la.corriente en ampere (A) que fluye por

un circuito elctrico cerrado;. (E) la tensin o voltaje en

volt (V) aplicado al propio circuito y (R) el

Valor en ohm ( ) de la resistencia o carga que tiene

conectada. La. Frmula de la derecha constituye una

variante ms prctica, donde."V", al igual. que en la

frmula anterior, representa la tensin o. Voltaje; " I " la

intensidad de la corriente en ampere (A) y "R" La

Resistencia en ohm ( ) de la carga aplicada.

Esta ley evidencia la estrecha relacin existente entre el flujo o intensidad de la corriente ( I ) en ampere (A) que circula por un circuito elctrico cerrado; la tensin o

voltaje (E), en volt (V), que tiene aplicado y el valor de la resistencia (R), en ohm ( ), de la carga conectada a ese circuito.

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Existen diferentes tipos de circuitos que Ohm, gracias

a su trabajo descubri ...

CIRCUITO SERIE: circuito el cual la corriente solo tiene un camino por recorrer

para llegar al punto de partida sin que de mucha importancia a los componentes

intermedios, en este caso los arreglos de las resistencias la corriente elctrica

viene siendo la misma en todos los puntos elctricos. Es de gran importancia

saber cuanta corriente se puede aplicar al circuito tericamente mediante la ley de

Ohm, ya que as no se quemarn las resistencias por exceso de amperaje.

Hay 3 maneras de conectar un resistor a un circuito: en serie, en paralelo y en

serie - paralelo. Cada uno de estos mtodos de conexin se usa en la prctica y

depende del resultado deseado. En esta oportunidad se hablar del circuito en

serie, cuando hablamos de un circuito en serie significa que las resistencias u

otros componentes se conectan uno tras otro, para decirlo de otra forma, en fila

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CIRCUITO PARALELO: circuito en la que la corriente elctrica se bifurca en cada

nodo. La caracterstica ms importante de estos tipos de circuitos es que el

potencial de cada componente elctrico tiene la misma diferencia de potencial.

EJEMPLO:

Consideremos los siguientes valores en el circuito de 2 resistencias del apartado

anterior: VS = 12 v., R1 = 40 KW y R2 = 60 KW.

En primer lugar calculamos Rp: Rp = (R1R2)/(R1+R2) = (4060)/(40+60) = 24 KW.

A continuacin calculamos IT: IT = VS / Rp = 12 v/24 KW = 0'5 mA.

Y seguidamente calculamos I1 e I2:

I1 = VS / R1 = 12 v/40 KW = 0'3 mA.

I2 = VS / R2 = 12 v/60 KW = 0'2 mA.

Tambin podramos haber calculado IT como la suma de I1 e I2:

IT = I1 + I2 = 0'3+0'2 = 0'5 mA

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Importancia y trascendencia de la ley de ohm

Cul es la importancia de la ley de Ohm?

A travs de su ecuacin, la Ley de Ohm explica la relacin que guardan los tres

paramentos elctricos ms usuales: voltaje, corriente y resistencia. Su importancia

radica en que en un circuito se puede saber, de manera anticipada, el

comportamiento que este guardar mucho antes de conectarlo; siempre y cuando

se tenga informacin de por lo menos dos de estos tres elementos. En caso de

que el circuito ya est activo, se podr cotejar que todo funcione acorde a lo

esperado, segn el diseo o datos de placa de un equipo.

Su trascendencia a sido descomunal ya que gracias a esa ley se a podido crear

absolutamente todo lo electrnico y elctrico que conocemos , ya que nos permite

calcular e voltaje, la resistencia y la intensidad en los diferentes circuitos elctricos

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Gustav Kirchhoff (1824/03/12 - 1887/10/17) Fsico alemn que elabor la teora relativa a las

redes elctricas y fue precursor de la

espectroscopia.

Nace el 12 de marzo de 1824 en Knigsberg.

Estudia en la universidad de la ciudad natal, fue

profesor de la universidad de Breslau a partir de

1850, y posteriormente, en 1854, de la Hiedelberg

y a partir de 1875 de la de Berln, en cuya ciudad

adems es miembro de la Academia de las

Ciencias. Sufre un accidente que le obliga a

moverse mediante una silla de ruedas, pero esto no le impide continuar con su

actividad investigadora, que se centra en campos diversos de la fsica como son la

electricidad y la fsica radiactiva.

En 1847, cuando an estaba estudiando, formula matemticamente las

denominadas leyes de Kirchhoff en su honor, relativas a la derivacin de las

corrientes elctricas en redes de conductores de diferentes resistencias. Mediante

ellas, es posible en una red de conductores, determinar los valores de la

intensidad y de la tensin en cualquiera de sus puntos; son dos leyes que se

enuncian as:

1. ley correspondiente a los nudos: en todo nudo de un circuito, la suma de las

intensidades entrantes es igual a la suma de las corrientes salientes.

2. ley correspondiente a las mallas: en un circuito cerrado de una red, la suma del

conjunto de tensiones es igual al sumatorio de las cadas de tensin debidas a las

resistencias.

Sus aportaciones a la electricidad no terminan con estas leyes, pues ms adelante

demuestra que en un conductor de resistencia nula, una corriente oscilante se

propaga a la velocidad de la luz.

Colabora con Robert Wilhelm Bunsen durante su estancia en Hiedelberg, con

quien mantiene una buena amistad, y juntos idean el espectroscopio, como

consecuencia de sus trabajos relativos a la obtencin de las rayas caractersticas

de los elementos qumicos. Este anlisis espectral llevo a Bunsen al

descubrimiento de dos nuevos elementos el cesio (1860) y el rubidio (1861). Ellos

parten del hecho de que el vapor de cualquier elemento qumico que se encuentre

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sometido a la accin de las llamas, origina la aparicin de rayas espectrales

caractersticas como consecuencia de la descomposicin espectral de la luz; y el

aparato capaz de llevarlo a cabo ser el conocido como espectroscopio, el cual

muestra el aspecto de la llama que se proyecta sobre un fondo en el cual figura

una escala de longitudes de onda con el objeto de facilitar la localizacin de las

rayas espectrales. La llama empleada en sus experimentos es la procedente del

mechero inventado por Bunsen que careca de color prcticamente.

La creacin de este anlisis espectral dio lugar a la aparicin de la ciencia de la

Astrofsica, pues l centra sus estudios en el Sol, concluyendo que los elementos

que hay en el universo son los mismos que existen en la Tierra. Observa que las

lneas espectrales oscuras de Fraunhofer, detectadas en los rayos solares, se

intensifican cuando pasa la luz del Sol a travs de la llama del mechero; a travs

de tales observaciones demuestra que la actualmente denominada ley de emisin

de Kirchhoff-Clausius, segn la cual a una misma temperatura, en todos cuerpos,

es idntica la proporcin existente entre las potencialidades de emisin y

absorcin de radicacin de una determinada longitud de radicacin de onda.

Leyes de Kirchhoff

Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845,

mientras an era estudiante. Son muy utilizadas en ingeniera elctrica para

obtener los valores de la corriente y el potencial en cada punto de un circuito

elctrico. Surgen de la aplicacin de la ley de conservacin de la energa.

Estas leyes nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto de

ecuaciones al que ellos respondientes

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L a p r i m e r a L e y d e K i r c h h o f f

En un circuito elctrico, es comn que se generen nodos de corriente.

Un nodo es el punto del circuito donde se unen ms de un terminal de

un componente elctrico. Si lo desea pronuncie nodo y piense en

nudo porque esa es precisamente la realidad: dos o ms

componentes se unen anudados entre s (en realidad soldados entre

s). En la f igura 1 se puede observar el ms bsico de los circuitos de

CC (corriente continua) que contiene dos nodos.

Observe que se trata de dos

resistores de 1Kohms (R1 y R2)

conectados sobre una misma

batera B1. La batera B1

conserva su tensin fija a pesar

de la carga impuesta por los dos

resistores; esto significa cada

resistor tiene aplicada una tensin Fig.1 Circuito bsico con dos nodos

de 9V sobre l. La ley de Ohms indica que cuando a un resistor de 1

Kohms se le aplica una tensin de 9V por e l circula una corriente de 9

mA

I = V/R = 9/1.000 = 0,009 A = 9 mA

Por lo tanto podemos asegurar que cada resistor va a tomar una

corriente de 9mA de la batera o que entre ambos van a tomar 18 mA

de la batera. Tambin podramos decir que desde la batera sale un

conductor por el que circulan 18 mA que al llegar al nodo 1 se bifurca

en una corriente de 9 mA que circula por cada resistor, de modo que en

el nodo 2 se vuelven a unir para retornar a la batera con un valor de

18 mA.

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Fig.2 Aplicacin de la pr imera ley de Kirchoff

Es decir que en el nodo 1 podemos decir que

I1 = I2 + I3

y reemplazando valores: que

18 mA = 9 mA + 9 mA

y que en el nodo 2

I4 = I2 + I3

Es obvio que las corriente I1 e I4 son iguales porque lo que egresa de

la batera debe ser igual a lo que ingresa.

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Segunda Ley de Kirchoff

Cuando un circuito posee mas de una batera y varios resistores de

carga ya no resulta tan claro como se establecen la corrientes por el

mismo. En ese caso es de aplicacin la segunda ley de kirchoff, que

nos permite resolver el circuito con una gran claridad.

En un circuito cerrado, la suma de las tensiones de batera que se

encuentran al recorrerlo siempre sern iguales a la suma de las cadas

de tensin existente sobre los resistores.

En la f igura siguiente se puede observar un circuito con dos bateras

que nos permitir resolver un ejemplo de aplicacin.

Fig.3. Circuito de aplicacin de la segunda ley de Kirchoff

Observe que nuestro circuito posee dos bateras y dos resistores y

nosotros deseamos saber cual es la tensin de cada punto (o el

potencial), con referencia al terminal negativo de B1 al que le

colocamos un smbolo que representa a una conexin a nuestro

planeta y al que llamamos tierra o masa. Ud. debe considerar al

planeta tierra como un inmenso conductor de la electricidad.

Las tensiones de fuente, simplemente son las indicadas en el circuito,

pero si pretendemos aplicar las cadas de potencial en los resistores,

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debemos determinar primero cual es la corriente que circula por aquel.

Para determinar la corriente, primero debemos determinar cual es la

tensin de todas nuestras fuentes sumadas. Observe que las dos

fuentes estn conectadas de modos que sus terminales positivos estn

galvnicamente conectados entre si por el resistor R1. esto significa

que la tensin total no es la suma de ambas fuentes sino la resta. Con

referencia a tierra, la batera B1 eleva el potencial a 10V pero la

batera B2 lo reduce en 1 V. Entonces la fuente que hace circular

corriente es en total de 10 1 = 9V . Los electrones que circulan por

ejemplo saliendo de B1 y pasando por R1, luego pierden potencial en

B2 y atraviesan R2. Para calcular la corriente circulante podemos

agrupar entonces a los dos resistores y a las dos fuentes tal como lo

indica la f igura siguiente.

Fig.4 Reagrupamiento del circuito

El circuito de la f igura 4 es igual al circuito de la f igura 3? No, este

reagrupamiento solo se genera para calcular la corriente del circuito

original. De acuerdo a la ley de Ohms

I = Et/R1+R2

porque los electrones que salen de R1 deben pasar forzosamente por

R2 y entonces es como si existiera un resistor total igual a la suma de

los resistores

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R1 + R2 = 1100 Ohms

Se dice que los resistores estn conectados en serie cuando estn

conectados de este modo, de forma tal que ambos son atravesados por

la misma corriente igual a

I = (10 1) / 1000 + 100 = 0,00817 o 8,17 mA

Ahora que sabemos cual es la corriente que atraviesa el circuito

podemos calcular la tensin sobre cada resistor. De la expresin de la

ley de Ohm

I = V/R

se puede despejar que

V = R . I

y de este modo reemplazando valores se puede obtener que la cada

sobre R2 es igual a

VR2 = R2 . I = 100 . 8,17 mA = 817 mV

y del mismo modo

VR1 = R1 . I = 1000 . 8,17 mA = 8,17 V

Estos valores recin calculados de cadas de tens in pueden ubicarse

sobre el circuito original con el f in de calcular la tensin deseada.

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Fig.5 Circuito resuelto

Observando las cuatro flechas de las tensiones de fuente y de las

cadas de tensin se puede verif icar el cumplimiento de la segunda ley

de Kirchoff, ya que comenzando desde la masa de referencia y girando

en el sentido de las agujas del reloj podemos decir que

10V 8,17V 1V 0,817 = 0 V

o realizando una transposicin de trminos y dejando las fuentes a la

derecha y las cadas de tensin a la izquierda podemos decir que la

suma de las tensiones de fuente

10V 1V = 8,17V + 0,817 = 8,987 = 9V

Y adems podemos calcular fcilmente que la tensin sobre la salida

del circuito es de

0,817V + 1V = 1,817V

con la polaridad indicada en el circuito es decir positiva.

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Trascendencia e importancia de los trabajos de Kirschoff

Una de sus mayores obras fue junto a Robert Bunsen. Merced a la colaboracin

entre los dos cientficos se desarrollaron las primeras tcnicas de anlisis

espectrogrfico, que condujeron al descubrimiento de dos nuevos elementos, el

cesio (1860) y el rubidio (1861).

En su intento por determinar la composicin del Sol, Kirchhoff averigu que,

cuando la luz pasa a travs de un gas, ste absorbe las longitudes de onda que

emitira en el caso de ser calentado previamente. Aplic con xito este principio

para explicar las numerosas lneas oscuras que aparecen en el espectro solar,

conocidas como lneas de Fraunhofer. Este descubrimiento marc el inicio de una

nueva era en el mbito de la astronoma.

Cabe destacar que lo a pesar de sus aportaciones a la astronoma tambin hizo

grande aportaciones a la electricidad tras aportar las dos leyes de la conservacin

de la energa .

Se dedic a estudios de termodinmica y transferencia de calor de los

materiales

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Comentarios y conclusiones sobre los trabajos de ohms y Kirchoff

Gracias a los estudios realizados y trabajos concluidos por el fsico, matemtico alemn GEORG SIMON OHM , tenemos y comprendemos hoy en da el estudio y el conocimiento de los componentes principales de un circuito electro as mismo podemos calculas las diferentes variables implicadas en dicha estructura elctrica , gracias a el conocemos y podemos utilizar la electricidad y los circuitos elctricos a nuestro beneficio ya que esto es esencial para poder crear la tecnologa que hoy en da est al alcance de nuestras manos por su parte Gustav kirchoff nos dio gracias a sus estudios basndose en la ley de ohm produjo una gran y til herramienta para solucionar circuitos simples y cotidianos en la vida si no fuera pos sus dos leyes como la de calculo de voltajes y de intensidad no podramos calcular en si diferentes problemas que surgen con solo utilizar la ley de ohm, es decir asi mismo y de buena fe que kirchoff llego a complementar la ley del antes mencionado y asi mismo fueron los padres de la electrnica y electricidad moderna

Comentarios:

La ley de ohm es una ecuacin fundamental como para la rama matemtica es la suma ya que sin ella no habra nada de lo que conocemos actualmente , cabe destacar que suena iluso y no convincente que un chico que abandono la escuela en su tercer semestre ya que no le gustaba y fue enviado a suiza como profesor e all donde naci y sigui sus investigaciones en la electricidad , me suena fascinante como alguien puede cambiar su manera de pensar , tambin siento repudio hacia los cientficos de su poca ya que muy tardamente reconocieron sus esfuerzos y gracias a ellos estuvo a punto de abandonar su amor por la

ciencia pero me pregunto yo qu sera de la tecnologa de hoy en da si

GEORG SIMON OHM hubiera abandonado su investigacin por

no tener el reconocimiento de sus colegas?

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Bibliografa

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http://programacasasegura.org/mx/para-usted/la-importancia-de-la-ley-de-ohm/

Dorf, R. C. (2011). Circuitos elctricos. alfaomega .

http://electronicacompleta.com/. (2013). http://electronicacompleta.com/. Obtenido de

http://electronicacompleta.com/lecciones/leyes-de-kirchhoff/

Vidas, B. y. (2014-2015). http://www.biografiasyvidas.com/. Obtenido de

http://www.biografiasyvidas.com/biografia/k/kirchhoff.htm

www.asifunciona.com. (10 de febrero de 2014). http://www.asifunciona.com/. Obtenido de

http://www.asifunciona.com/biografias/ohm/ohm.htm

Ohm y Kirschofft

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