UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADORINSTITUTO PEDAGÓGICO DE BARQUISIMETO

LUIS BELTRÁN PRIETO FIGUEROADEPARTAMENTO DE EDUCACIÓN TÉCNICAPROGRAMA ELECTRICIDAD INDUSTRIAL

Curso: Circuitos Eléctricos I.

Elaborada por:Prof. Cesar A. Palacios.

Febrero, 2006

INTRODUCCIÓN.

Anteriormente se presento la Ley de Ohm, como el punto de partida sobre el cual se hace el análisis de circuitos eléctricos. A continuación se presentan las dos Leyes de Kirchhoff, las cuales vienen a complementar las leyes básicas que fundamentan el análisis de circuitos.

Asimismo, se montaran circuitos eléctricos que permitan plantear relaciones mediante fórmulas matemáticas para cada una de las leyes de Kirchhoff.

Se indicara la teoría que el estudiante deberá revisar para el desarrollo de la actividad de laboratorio.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

Verificar la primera ley de Kirchhoff (Ley de los Nudos). Verificar la segunda ley de Kirchhoff (Ley de las Mallas).

MATERIAL A UTILIZAR.

MULTIMETRO DIGITAL. VOLTÍMETRO ANALÓGICO. AMPERÍMETRO ANALÓGICO. MESÓN DE MEDICIONES. FUENTE DE VOLTAJE DC. RESISTENCIAS DE DIFERENTES VALORES. DÉCADAS DE RESISTENCIAS. INTERRUPTOR BIPOLAR.

PRECAUCIONES.

Por razones de seguridad, se les exige a los participantes:

Cumplir las normas de permanencia discutidas al inicio del semestre. No usar prendas metálicas durante su permanencia en el laboratorio (relojes, anillos,

cadenas, entre otras). Las damas deben usar pantalones, vestuario adecuado al laboratorio, cabello

recogido y zapatos de corte bajo. Leer la práctica antes de entrar al laboratorio.

TEORÍA.

Si un circuito tiene un número de derivaciones interconectadas, es necesario aplicar otras dos leyes para obtener el flujo de corriente que recorre las distintas derivaciones. Estas leyes, descubiertas por el físico alemán Gustav Robert Kirchhoff.

Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887), nació en Königsberg (actualmente Kaliningrado, Rusia) y estudió en la universidad de esa ciudad. Fue profesor de física en las universidades de Breslau, Heidelberg y Berlín. Con el químico alemán Robert Wilhelm Bunsen, desarrolló el espectroscopio moderno para el análisis químico. En 1860 los dos científicos descubrieron el cesio y el rubidio mediante la espectroscopia. Kirchhoff dirigió importantes investigaciones sobre la transferencia de calor y también expuso dos reglas, conocidas como las leyes de Kirchhoff.

Primera Ley de Kirchhoff.

La primera Ley de Kirchhoff, conocida también como ley de los nudos, se basa en la ley de la conservación de las cargas, la cual establece que la suma algebraica de las cargas dentro de un sistema no puede cambiar. Luego esta ley enuncia que en cualquier unión de un circuito a través del cual fluye una corriente constante, la suma de las intensidades que llegan a un nudo es igual a la suma de las intensidades que salen del mismo.

= 0

Segunda Ley de Kirchhoff.

La segunda ley, la ley de las mallas afirma que, comenzando por cualquier punto de una red y siguiendo cualquier trayecto cerrado de vuelta al punto inicial, la suma neta de las fuerzas electromotrices halladas será igual a la suma neta de los productos de las resistencias halladas y de las intensidades que fluyen a través de ellas. Esta segunda ley es sencillamente una ampliación de la ley de Ohm.

= 0

ACTIVIDADES PROPUESTAS.

1. Las limitaciones de las Leyes de Kirchhoff.2. Demuestre las expresiones empleadas en las Leyes de Kirchhoff.3. Definir que es un circuito, nodo, ramas y mallas.4. Transformación triángulo-estrella (Δ-Y) y transformación estrella-triángulo (Y-Δ).5. Realizar los siguientes montajes, y seguir los pasos indicados.

MONTAJE 1.

PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF.

R1=1 KΩ.R2=3,3 KΩ; 5,3 KΩ; 9 KΩ; 10 KΩ.R3=10 KΩ; 9 KΩ; 5,3 KΩ; 3,3 KΩ.Vs= 5 V, 10 V, 15 V, 20 V, 25 V, 30 V.

a) Gradué la fuente variable al valor indicado.b) Tome nota de las lecturas de los instrumentos de medición, y llene la siguiente

tabla.

Vs [V] 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30V1 [V]I [mA]V2 [V]

c) Realice la comparación entre los resultados prácticos y los teóricos.d) Grafique V2 Vs. I.

SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF.

Empleando el circuito montado en la parte I. Realice:

a) Gradué la fuente variable de voltaje a 10 V.b) Varié la R2 (de 1000 Ω en 1000 Ω). Tome nota de las lecturas de los instrumentos

de medición, y llene la siguiente tabla.

R2 [KΩ] 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10V1 [V]I [mA]V2 [V]

c) Realice la comparación entre los resultados prácticos y los teóricos.

R1

Vs

R2

V3Vf

V1 V2

A

R3

d) ¿Por qué es necesario monitorear el voltaje en la fuente independiente?e) Grafique I Vs. R2.

BIBLIOGRAFÍA.

CHARLES Y SADIKU. (2002). FUNDAMENTOS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS. Mc GRAW HILL. MÉXICO.

ZBAR-ROCKMAKER Y BATES. (2002). PRÁCTICAS DE ELECTRICIDAD. ALFAOMEGA. MÉXICO.

EDMINISTER Y NAHVI. (1997). CIRCUITOS ELÉCTRICOS. Mc GRAW HILL. ESPAÑA.

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