NOMBRE: THALÍA VANESSA GOMEZ GUTIERREZ COD: 2132851

PROFESOR: ABELARDO EFRAIN RUEDA

UIS

PREINFORME PRACTICA N°8 REGLAS DE KIRCHHOFF

INTRODUCCIÓN

Las leyes o reglas de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845, mientras aún era estudiante. 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

OBJETIVOS

Objetivo general

Emplear de manera teórico-práctica las reglas de kirchhof

Objetivos específicos

Reconocer la dirección de movimiento de la corriente eléctrica por un circuito

Examinar en un circuito eléctrico los nodos, ramas y mallas de que está constituido

MARCO TEORICO

LEY DE CORRIENTES DE KIRCHHOFF

Como no se produce la acumulación de cargas en un  , así como un nodo no produce cargas, el total de cargas que entra a un nodo

es igual al total de cargas que salen del nodo. Se puede expresar la ley de corrientes de Kirchhoff (LCK) de dos formas:

La suma algebraica de las corrientes en un nodo es cero. Se considera positiva una corriente que entra al nodo y negativa una corriente que sale del nodo.

- IA + IB - IC - ID + IE = 0

La suma de corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de corrientes que salen del nodo.

IB + IE = IA + IC + ID

Cuando no se sabe el sentido de la corriente en un elemento se coloca la flecha en cualquier sentido, si el resultado da signo negativo, indica que el sentido real es el contrario al indicado por la flecha.

LEY DE VOLTAJES DE KIRCHHOFF

La suma de voltajes en una  o en una  de un circuito es igual a cero, para la evaluación numérica se toma como positivo el voltaje si se trata de una elevación de voltaje al pasar por el elemento y negativo si hay una caída de voltaje.

La trayectoria en el sentido marcado determina que hay elevaciòn de voltaje ( - a +) en VA, VC, VE y hay caida de voltaje (+ a -) en VABy VD.Al aplicar la ley de voltajes de Kirchhoff (LVK) nos resulta en la siguiente ecuación:

VA-VB +VC-VD+VE = 0

Un forma rápida de plantear la ecuación de trayectoria es tener en cuenta el signo del voltaje al salir del elemento en el sentido de la trayectoria y ese signo se coloca en la ecuación, para el circuito mostrado el signo en el recorrido es (+) al salir de los elementos A, C y E y ese es el signo de VA, VC, VE  en la ecuación y es (-) al salir de B y D por lo tanto el signo de VB y VD es - en la ecuación.

 

Dado VA = 5 v, detreminar VB y VC

Para la trayectoria en color rojo se tiene: VA-VB = 0, entonces: 5 v -VB = 0, de donde VB = 5 v

Para la trayectoria en color verde se tiene: -VC-VB = 0, entonces: -VC -5 v= 0, de donde VC = -5 v; el signo menos indica que la polaridad es la contraria en el circuito real, este caso nos indica que para esta conexión llamada en paralelo los voltajes son iguales para todos los elementos en paralelo.

TEMAS DE CONSULTA

1. La corriente eléctrica o intensidad eléctrica: es el flujo de carga eléctrica por

unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas

(normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de

Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se

denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento

de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse

en el electroimán.

El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es

el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en

serie con el conductor cuya intensidad se desea medir.La intensidad de corriente

eléctrica viene dada por la siguiente fórmula:

Donde:

I: Intensidad expresada en Amperios(A)

Q: Carga eléctrica expresada en Culombios(C)

t: Tiempo expresado en segundos(seg.)

2. La densidad de

corriente eléctrica: se define como

una magnitud vectorial que tiene

unidades de corriente eléctrica por

unidad de superficie, es decir,

intensidad por unidad de área.

Matemáticamente, la corriente y la

densidad de corriente se relacionan

como:

I es la corriente eléctrica en amperios A

 es la densidad de corriente en A·m-2

S es la superficie de estudio en m²

3. La resistividad: es la resistencia eléctrica específica de cada material para

oponerse al paso de una corriente eléctrica. Se designa por la letra

griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohmios metro (Ω•m).1

En donde   es la resistencia en ohms,   la sección transversal en m² y   la

longitud en m. Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso

de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es.

Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que

uno bajo indicará que es un buen conductor.

4. La resistividad [ρ] (rho): se define como: ρ =

R *A / L

Dónde:

- A es el área transversal medida en metros2

- ρ es la resistividad medida en ohmios-metro

- L es la longitud del material medida en metros

- R es el valor de la resistencia eléctrica en Ohmios

5. La conductividad eléctrica: es la medida de la capacidad (o de la aptitud) de

un material para dejar pasar (o dejar circular) libremente la corriente eléctrica. La

conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material.

Losmetales son buenos conductores porque tienen una estructura con

muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La

conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de

la temperatura. La conductividad es la inversa de

la resistividad; por tanto,  , y su unidad es

el S/m (siemens por metro) o Ω−1·m−1. Usualmente,

la magnitud de la conductividad (σ) es la

proporcionalidad entre el campo eléctrico   y la

densidad de corriente de conducción :

6. Resistencia eléctrica: es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

7. Resistencia eléctrica: es la propiedad que tienen los cuerpos de oponerse en cierto grado al paso de la corriente eléctrica. En función del valor de esta propiedad, los materiales se clasifican en conductores, semiconductores o aislantes:

Conductores: Son los elementos que presentan una oposición muy pequeña al paso de los electrones a través de ellos; es decir, presentan una resistencia eléctrica muy baja. Como ejemplo de buenos conductores eléctricos podemos nombrar a los metales.

Semiconductores: Son un grupo de elementos, o compuestos, que tienen la particularidad de que bajo ciertas condiciones, se comportan como conductores. Cuando estas condiciones no se dan, se comportan como

aislantes. Como ejemplo podemos nombrar al germanio, al silicio, al arseniuro de galio...

Aislantes: Son los materiales o elementos que no permiten el paso de los electrones a través de ellos. Como ejemplo podemos nombrar a los plásticos.

8. LEY DE LOS NODOS

En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes. La suma de todas las intensidades que entran y salen por un Nodo (empalme) es igual a 0 (cero)

Un enunciado alternativo es: En todo nodo la suma algebraica de corrientes debe ser 0 (cero).

9. LEY DE MALLAS

En un circuito eléctrico, una malla es un camino cerrado formado por elementos de circuitos. Según la Ley de los Voltajes de Kirchhoff, la sumatoria de los voltajes en una malla es igual a cero. Recordemos que cuando una corriente pasa por un elemento de circuito, en este caso una resistencia se produce una diferencia de potencial.

1. Si se recorre una resistencia en el sentido de la corriente, el cambio de potencial e− iR ; en el sentido contrario es + iR .

2. Si se atraviesa una fuente de fem en el sentido de la fem, el cambio de potencial es + ε ; en el sentido contrario es − ε

PROCEDIMIENTO

Parte A:

Parte B:

1. Realice el montaje del circuito2. Escoja valores de V1 y V1 manteniendo S1 y S2 cerrados3. Con los valores obtenidos y la aplicación de las reglas de

Kirchhoff resuelva el circuito propuesto

1. Realice el mismo procedimiento anterior.

2. Repita el mismo procedimiento para este circuito.

2. Repita el mismo procedimiento para este circuito.