REGLAS DE KIRCHHOFF

REGLAS DE KIRCHHOFF

A. OBJETIVOS

Establecer experimentalmente la regla de nodos

Establecer experimentalmente la regla de mallas

Aplicar las reglas de Kirchoff en la solución de problemas de circuitos de régimen estacionario

B. INTRODUCCION

Como Ohm tenía muchos problemas para resolver circuitos con más de una malla, este problema lo tuvo que resolver el físico matemático Gustav Robert Kirchhoff, profesor de la Universidad de Berlín. El dijo que era posible analizar una interconexión de cualquier número de elementos (fuentes de voltaje, fuentes de corriente, resistores, bobinas, capacitores) formando más de una malla; en aquellos días todo esto se trabajó en estado estacionario.

A la interconexión de elementos se le denomina red eléctrica o circuito eléctrico. Los conceptos de las fuentes dependientes todavía en esos días no se habían inventado, este término se inició cuando se empezaron a obtener los circuitos equivalentes de las electroválvulas al vacío.

Estas dos leyes junto con la ley de Ohm, permiten resolver el problema fundamental del análisis decircuitos en estado estacionario.

Todo lo anterior habría de permitir la construcción del primer computador experimental analógico un poco antes de la Segunda Guerra Mundial por Vanevar Bush y otros, en los Estados Unidos de Norteamérica.

Las leyes de Kirchhoff resultan de gran utilidad para el planteamiento de las ecuaciones que definen el comportamiento de un circuito eléctrico, es por esto que actualmente son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para encontrar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.

D. EQUIPO MATERIAL

Fuente de poder

Tablero de conexiones

Amperiimetro

Voltimetro

Resistencia de 47

Ressitencia de 100

Resistencia de 33

Cables de conexión

E. ESQUEMA

F. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

f.1 REGLA DE NODOS

Instale el equipo como muestra el esquema

Selecciones el sentido de las corrientes y mida las intensidades de corriente eléctrica en cada nodo a

Establecer los nodos a y d en el circuito

Establecer el sentido de las corrientes y mida las intensidades de corriente eléctrica en cada rama del nodo a

Registre sus datos en la tabla 1

NODO ELEMENTO R I

a R1 47 0.08

R2 56 0.07

R3 100 0.01

d R1 47 0.1

R2 56 0.07

R3 100 0.08

f.1 REGLA DE NODOS

1. Establecer los elementos de cada una de las mallas

2. Tomando en cuenta la polaridad de las tensiones, medir con el voltímetro las caídas de potencial (V) en cada elemento de las mallas

3. Repetir el procedimiento para la malla siguiente

Registre sus datos en la tabla 2

MALLA A MALLA B

ELEMENTO V (V) ELEMENTO V (V)

E1 5,50 LAMPARA 2.73

R1 4,02 E2 5.46

R2 4,41 R3 1.44

LAMPARA 2.73 R2 4.91

E2 5.46

G. ANALISIS DE DATOS

1. ANALIZAR LOS DATOS DE LA TABLA 1 ¿QUÉ CONCLUYE?

Luego del armado, se procede a la toma de datos de la siguiente manera: dejando constante el voltaje de la fuente variable (en 3V); se anotan los valores marcados por los amperímetros y voltímetros para ese voltaje en una tabla en Excel. Con los valores anteriormente registrados, se procede al cálculo correspondiente que compruebe la ley de las mallas de Kirchhoff.

2. COMO DETERMINA LA INCERTIDUMBRE DE LAS LECTURAS OBTENIDAS CON EL MULTIMETRO

Como hemos observado en la realización de este practico, la ley de las mallas de Kirchoff es comprobable, debido a ciertos errores sistemáticos de la realización del practico (tales como: la fuente: 0,33%, los voltímetros:0,35% y 0,36%, los amperímetros:0,34%, 0,36% y 0,37%), los valores obtenidos en la misma son aproximados a los teóricos, aunque estos errores no influyan significativamente en la práctica.

Voltímetro Voltaje R

V1 (2,79±0,01)V 100Ω

V2 (2,75±0,01)V 1000Ω

3. ANALIZAR LOS DATOS DE LA TABLA 2 ¿QUÉ CONCLUYE?

Para aplicar la regla de las mallas necesitamos algunas convenciones de signos. Primero suponemos una dirección para la corriente en cada rama y la señalamos en un diagrama del circuito. Luego, empezando en cualquier punto del circuito, nos desplazamos a lo largo de una malla, sumando fems y términos IR a medida que los encontramos. Si pasamos por una fuente en la dirección de - a +, la fem se considera positiva; si nos desplazamos de + a -, se considera negativa.

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