LABORATORIO DE ELECTROTECNIA PRÁCTICA Nº3 LEYES DE KIRCHOFF

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARIA

FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE ELECTROTECNIA

PRÁCTICA Nº3 LEYES DE KIRCHOFF

1.-OBJETIVO:

• Demostrar la primera y segunda ley de KIRCHOFF y familiarizar al alumno con las mediciones de tensión, corriente y resistencias.

2.-FUNDAMENTO TEÓRICO:

Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos.

Como se mencionó en la práctica anterior, es posible simplificar y explicar combinaciones de resistores aplicando la expresión  ΔV= IR y las reglas para las combinaciones en serie y en paralelo de los resistores. Muy a menudo, sin embargo, no es posible simplificar un circuito e una sola espira. El principio para explicar circuitos más complejos se hace posible si se utilizan dos principios conocidos como las leyes de Kirchhoff.

• PRIMERA LEY O LEY DE TENSIONES:

Esta ley hace referencia a la conservación de la energía potencial (diferencia de potencial o voltaje) teniendo en cuentan que es conservativa e independiente de la trayectoria.

En toda malla o camino cerrado de una red eléctrica dada se cumple que: la suma de todas las caídas de tensión (voltaje de los elementos pasivos) es igual a la tensión total suministrada (voltaje de los elementos activos). Es decir, “En toda trayectoria cerrada, dentro de una red eléctrica la suma de tensiones de los elementos constituyentes deben ser igual a cero”.

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Ley de voltajes de Kirchhoff, en este caso V4=V1+V2+V3. No se tiene en cuenta a V5 porque no hace parte de la malla que estamos analizando.

• SEGUNDA LEY O LEY DE CORRIENTES:

Esta ley se refiere a la conservación de la energía cinética en las redes eléctricas, por lo tanto, la corriente establecida tiene que circular por los elementos, sin que se diluyan cargas ni tampoco se creen nuevas. Por esto:

“En un conductor de unión de dos o más elementos, la corriente que ingresa al nudo es igual a la que sale del mismo.”

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La corriente que pasa por un nodo es igual a la corriente que sale del mismo.                 i1 + i4 = i2 + i3

Ley de corriente de Kirchhoff

El principio de conservación de la energía implica que:

• En cualquier nodo, la suma de la corriente que entra en ese nodo es igual a la suma de la corriente que sale. De igual forma, La suma algebraica de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero.

Esta fórmula es válida también para circuitos complejos:

• Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.

3.-ELEMENTOS A UTILIZAR:[pic 6]

-Voltímetros DC

-Amperímetros DC

-Fuente de alimentación DC

-Herramientas de taller        

-Resistencias variables

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[pic 9][pic 10]

4.-PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN:

1. Primero identificamos cado uno de los elementos a utilizar, nos cercioramos que todo  está perfectamente en buenas condiciones para su utilización.
2. Armamos el circuito correspondiente en serie (figura 1), calibrando a los siguientes valores: La fuente de tensión a 20V (esquema 1), R1=40Ω, R2=60Ω , R3=80Ω. Pedimos al profesor que verifique el circuito.[pic 11]

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             Esquema 1                                                                     FIGURA 1

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1.  Utilizamos  la salida de corriente continua DC.
2. Registramos la tensión de la fuente, registramos los valores de las resistencias; la tensión y la corriente en cada resistencia

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        Error = valor teórico – valor Practico

1. Una vez tomadas las lecturas de los respectivos multímetros, pasamos a armar el siguiente circuito (Figura 2), manteniendo los componentes calibrados como anteriormente lo habíamos  hecho.

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            FIGURA 2

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1. Registrar la tensión de la fuente, registrar los valores de las resistencias; la tensión y la corriente en cada resistencia así como la corriente que entrega la fuente de alimentación.

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5.-CUESTIONARIO

1. Con los datos de (d) (V y R) hacer un diagrama del circuito usado, indicando el sentido de corrientes y polaridad de voltajes medidos, así como el valor de las resistencias utilizadas.[pic 18]

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      Valor Teórico        [pic 20]

      Valor Real           [pic 21]

1. Con los datos de (f) (V y R) y (d) comprobar la primera y segunda ley de KIRCHOFF, indicando el error experimental.

• PRIMERA LEY – LEY DE TENSIONES

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V4=V1+V2+V3

[pic 23]

VALOR TEÓRICO                                                 VALOR PRÁCTICO

20=4 + 6 + 8                                                            18.3 = 4 + 6.1 + 8.2

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