Leyes De Kirchhoff

LEYES DE KIRCHHOFF

Wilfrido Bilbao, Karla Blanco,Pedro Palacio, Lyra Suárez y Roberto Zollmer.

Laboratorio de Física de Campos – Grupo 1

Resumen

En esta práctica se observa cómo se comportan las resistencias, las intensidades de corriente y los voltajes dentro de un mismo circuito poseedor de resistores. Por medio de la experiencia se obtuvieron valores experimentales del circuito con ayuda de un amperímetro y un voltímetro que después fueron analizados con los valores teóricos del mismo. Y de esta forma se compararon ambos resultados para determinar si se asemejaban a los tomados durante la práctica verificando las leyes de Kirchhoff.

Palabras claves

Resistencias, intensidades de corriente, voltaje, amperímetro y voltímetro

Abstract

This lab shows how the resistors, the currents and voltages behave in the same holder circuit resistors. Through experience circuit experimental values were obtained using an aperimeter and a voltmeter that were later analyzed with the theoretical values thereof. And so both results were compared to determine whether resembled those taken during practice verifying Kirchhoff's laws

Keywords

Resistances, currents, voltages, voltmeter and ammeter

Objetivos

• Estudiar teórica y experimentalmente las reglas de Kirchhoff

• Comprobar las reglas de combinación de resistencias en serie y paralelo

• Explicar cómo las leyes de Kirchhoff son consecuencia de la conservación de la carga y la energía

1. Introducción

La experiencia de las leyes de Kirchhoff está basada en un esquema descriptivo muy importante para el estudio de circuitos y por ende el estudio de la física eléctrica en el cual, se afirma que la suma de las corrientes que entran en un nodo es igual a las que salen, basándose de la teoría de la conservación de la energía, además se analizaran algunos aspecto como la relación de las corrientes en distintos puntos del sistema. Por otro lado se pudo comprobar el enunciado de la conservación de cargas eléctricas el cual establece que todas las cargas que entran en un punto dado en un circuito deben abandonarlo porque la carga no puede acumularse en un punto.

2. Fundamentos Teóricos

2.1 Circuito eléctrico

Un circuito eléctrico o red consiste en una serie de elementos simples interconectados entre sí. El circuito debe tener al menos o una fuente de tensión o una fuente de intensidad. La interconexión de estos elementos y la fuente conduce a unas nuevas relaciones entre las corrientes eléctricas y las tensiones de los mismos. Estas relaciones y sus ecuaciones correspondientes, junto con la relación corriente-tensión de cada elemento individual, permitirá resolver cada circuito.

2.1.1 Circuito en serie

Está constituido por más de dos componentes o elementos colocados en serie y se nota que un extremo no concuerda con el otro. La tensión total es igual a la suma de cada tensión que posee el componente mientras que la corriente es igual en toda la rama

2.1.2 Circuito en paralelo

Está constituido por más de dos componentes o elementos colocados en paralelo y se nota ya que sus extremos concuerdan con cada componente

2.2 Leyes de Kirchhoff

Para resolver circuitos que contengan más de una resistencia y una fuente de voltaje o corriente, en 1847 el físico alemán Gustav Kirchhoff (1824-1887), postulo dos leyes que llevan su nombre. Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Estas establecen un postulado de mucha importancia para el estudio de la física eléctrica y, por consiguiente, para el estudio de circuitos, donde se afirma que la suma de las corrientes que entran en un nodo es igual a las que salen. A partir de la teoría de la conservación de la energía se analizaran algunos aspectos como la relación de las corrientes en distintos puntos del sistema.

2.2.1 Primera ley de Kirchhoff

La primera ley de Kirchhoff se conoce como la ley de corrientes de Kirchhoff (LCK) y su enunciado es el siguiente:

"La suma algebraica de las corrientes que entran o salen de un nodo es igual a cero en todo instante"

En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en el tiempo, la suma de la corriente entrante es igual a la suma de la corriente saliente, donde Ie es la corriente entrante e Is la corriente saliente.

De igual forma, La suma algebraica de todas las corrientes que pasan por el nodo (entrante y saliente) es igual a 0 (cero).

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2.2.2 Segunda ley de Kirchhoff

La segunda ley de Kirchhoff se conoce como la ley de voltajes de Kirchhoff (LVK) y su enunciado es el siguiente:

"La suma algebraica de los voltajes alrededor de cualquier lazo (camino cerrado) en un circuito, es igual a cero en todo instante".

Esta ley es cierta incluso cuando hay resistencia en el circuito. La validez de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida, debido a la disipación de energía. Una carga simplemente terminará en el terminal negativo, en vez del positivo. Esto significa que toda la energía dada por la diferencia de potencial ha sido completamente consumida por la resistencia, la cual la transformará en calor. Teóricamente y dado que las tensiones tienen un signo, esto se traduce con un signo positivo al recorrer un circuito desde un mayor potencial a otro menor, y al revés: con un signo negativo al recorrer un circuito desde un menor potencial a otro mayor.

En resumen, la ley de tensión de Kirchhoff no tiene nada que ver con la ganancia o pérdida de energía de los componentes electrónicos (Resistores, capacitores, etc.). Es una ley que está relacionada con el campo potencial generado por fuentes de tensión. En este campo potencial, sin importar que componentes electrónicos estén presentes, la ganancia o pérdida de la energía dada por el campo potencial debe ser cero cuando una carga completa un lazo.

3. Desarrollo experimental

Iniciando la práctica de laboratorio se tomaron 10 resistencias de valores diferentes y se determinó sus valores nominales utilizando el código de colores. Luego se armó un circuito como el que se muestra en la siguiente figura.

Después se procedió a medir las resistencias individuales con el multímetro y a anotar sus respectivos valores experimentales. Se ajustó el voltímetro y amperímetro en

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