CIRCUITOS ELECTRICOS I Práctica No. 2 LEYES DE KIRCHHOFF

CIRCUITOS ELECTRICOS I

Práctica No. 2

LEYES DE KIRCHHOFF

1.-Planteamiento del Problema

• ¿Cómo es el comportamiento de los voltajes en una malla?
• ¿Cómo se relacionan las corrientes en un nodo?

2.-Objetivo

• Diseñar y armar un circuito resistivo para conocer la relación que existe entre los voltajes en una malla y las corrientes en un nodo.

3.-Marco Teórico Conceptual

LEYES DE KIRCHHOFF.

Ahora se pueden considerar las relaciones de corriente y voltaje en redes simples que resultan de la interconexión  de dos o más elementos simples de un circuito. Los elementos se conectan entre sí por medio de conductores eléctricos  o alambres, los cuales tienen una resistencia cero, o son conductores perfectos.

Se llama nodo al punto en el cual dos o más elementos tienen una conexión común.

Los elementos  están conectados a un nodo en cada una de sus terminales.

Se llama malla a la trayectoria cerrada formada por los elementos de un circuito donde se tocan los nodos una sola vez.

Se llama rama a los componentes conectados entre dos nodos.

Las dos leyes que enunciaremos a continuación deben su nombre al profesor universitario alemán Gustav Robert Kirchhoff.

Ley de corrientes de Kirchhoff (LCK):

“La suma algebraica de corrientes que entran a cualquier nodo es cero.”

[pic 1]

Figura 1  Nodo con cuatro corrientes

Convención:

Las corrientes que salen de un nodo serán consideradas con signo positivo y las  corrientes que salen del nodo con signo negativo en la ecuación del nodo.

Para el nodo de la figura 1, la ecuación quedará:

Ia + Ib + Ic + Id = 0

Ley de voltajes de Kirchhoff (LVK):

“La suma algebraica de voltajes alrededor de una malla es cero.”

[pic 2]

Figura 2  Malla con 5 elementos

Para analizar la malla de la figura 2, establecemos el sentido de la corriente a través de la malla, y  determinamos la polaridad que tendrá la diferencia de potencial en cada elemento.

Para plantear la ecuación de la malla ponemos signo positivo a aquellos elementos  para los que la corriente entra por el polo positivo y signo negativo si la corriente entra por el polo negativo. Para la red mostrada arriba, la ecuación queda así:

- V1 + V2 + V3 + V4 + V5 = 0

Estos antecedentes teóricos pueden ser enriquecidos por el equipo, si lo consideran necesario.

4.-Resultados esperados (hipótesis)

• La suma algebraica de voltajes alrededor de las mallas del circuito analizado es igual a cero.
• La suma  de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen.

5.-Diseño del Experimento

5.1.-Equipo y material por utilizar:

• Multímetro
• Fuente de corriente directa
• Protoboard
• 6 Resistores de diferentes valores ¼ W

5.2.-Desarrollo

1. Seleccione 6 resistores de valores comerciales entre 100Ω y 1kΩ. Recuerde que los valores de los resistores comerciales son 100, 150, 180, 220, 270, 330, 390, 470, 560, 680, 810 y 1000Ω.

[pic 3]

Figura 3 Circuito resistivo.

1. En la tabla 1 anote el valor comercial  de los resistores seleccionados. Mida los resistores con el óhmetro y anote el valor real. Elimine aquellos resistores cuyo valor real no está muy cercano al valor nominal

Tabla 1. Valores teóricos y prácticos de los resistores del circuito de la figura 3.

1. Utilizando las técnicas de reducción de redes resistivas, ley de Ohm y leyes de Kirchhoff, calcule el voltaje y la corriente en cada elemento del circuito.
2. Anote los voltajes medidos en la tabla 2

[pic 4]

Figura 4 Circuito para la medición de voltajes.

Tabla 2. Valores teóricos y prácticos de voltaje  del circuito de la figura 3.

1. Anote las corrientes medidas en el circuito en la tabla No. 3

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Figura 5  Circuito para la medición de corrientes.

Tabla 3. Valores teóricos y prácticos de corriente  del circuito de la figura 3.

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