Download MODULO 5-LEYES DE KIRCHHOFF - Tongoy
Document related concepts
Transcript
MODULO 5 LEYES DE KIRCHHOFF Concepto: Circuitos Resistivos. Leyes de Kirchhoff. Puente de Wheastone Tiempo: 1h:30 EQUIPOS NECESARIOS Science Workshop™ Interface Power Amplifier Computador Personal 1 Sensor de Voltaje, 1 Tester o multimetro Software Data Studio Tablero de conexiones. Cables de conexión. Resistencias: 100 150 200 0 y0 PROPÓSITO El propósito de esta actividad de laboratorio es: o Investigar sobre el voltaje y la corriente, en circuitos resistivos o Demostrar experimentalmente las leyes de Kirchhoff. TEORIA Leyes de Kirchhoff Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de intensidad de corriente en ramas de un circuito electrico y potencial en cada punto del circuito. Dichas leyes surgen de la aplicación de la ley de conservación de la carga y de la energía. En circuitos complejos, estas leyes se pueden aplicar utilizando un algoritmo sistemático, sencillamente programable en sistemas de cálculo informatizado mediante matrices. Definiciones Para su enunciado es necesario previamente definir los conceptos de red plana, lazo, malla, rama y de nudo o nodo: Nudo o nodo es el punto donde concurren varias ramas de un circuito (mas de 2 ramas). El sentido de las corrientes es arbitrario y debe asignarse previamente al planteo del problema. Rama es el fragmento de circuito eléctrico comprendido entre dos nodos. Lazo es el circuito que resulta de recorrer el esquema eléctrico en un mismo sentido regresando al punto de partida, pero sin pasar dos veces por la misma rama. Red plana es aquella dentro de la cual se puede dibujar una superficie cerrada sin que se corte con ninguna rama. Malla es un lazo que cumple la condición de red plana, es decir, un lazo que no tiene otros lazos en su interior. Enunciado de las Leyes Ley de los nodos o ley de corrientes de Kirchhoff (1a. Ley de circuito de Kirchhoff) En todo nudo, 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. Un enunciado alternativo es: en todo nudo la suma algebraica de corrientes debe ser 0. Ley de las "mallas" o ley de tensiones de Kirchhoff (2a. Ley de circuito de Kirchhoff) En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las fuerzas electromotrices. Un enunciado alternativo es: en toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser cero. Ley de Ohm Circuito mostrando la Ley de Ohm Una fuente eléctrica con una diferencia de potencial V al conectarse a una resistencia R, hace circular una corriente eléctrica I a través de la resistencia R La ley de Ohm, es una propiedad especifica de ciertos materiales. Un conductor cumple con la ley de Ohm sólo si su curva V-I es lineal; esto es si R es independiente de V y de I: En donde, empleando unidades del Sistema internacional: I = Intensidad a traves de la resistencia, en amperios (A) V = Diferencia de potencial en los extremos de la resistencia, en voltios (V) R = Resistencia del conductor, en ohmios (). En un conductor recorrido por una corriente eléctrica, el cociente entre la diferencia de potencial aplicada a los extremos del conductor y la intensidad de la corriente que por él circula, es una cantidad constante, que depende del conductor, denominada resistencia. PROCEDIMIENTO 1) Para el circuito de la figura mida previamente, con el ohmmetro, el valor de cada una de las resistencias a usar y la resistencia total entre los puntos A y B, anotar en la tabla los valores correspondiente. 2) Calcular teóricamente utilizando las leyes de Kirchhoff la corriente y el voltaje en cada una de las resistencias y la corriente total que entrega la fuente, anotar en la tabla los valores correspondiente. 3) Conectar la fuente de voltaje, medir los voltajes en cada resistencia y a traves de la ley de ohm calcule la corriente en cada una de ellas y anotar en la tabla los valores correspondiente. 4) Verificar que se cumple la ley de los nudos, para los nudos A, B y C y la ley de las mallas, para las mallas ACDA, ACBA y ACBDA. Anote sus resultados en la tabla correspondiente. (Cuidado con los signos) 5) Con los valores del voltaje V de la fuente y la corriente que entrega la misma calcular la resistencia entre los puntos A y B (teorica y practica). Desconecte la fuente y mida la resistencia con el ohmmetro entre los puntos A y B. Compare los tres resultados 6) Sin que circule corriente (la fuente desconectada) Calcular teóricamente y luego medir (con el ohmmetro) la resistencia total del circuito entre los puntos C y D y anotar en la tabla los valores correspondiente. Hoja de respuestas Actividad 1 Resistencia (con Ohmmetro) [Ω] Actividad 2 Corriente Voltaje según V= RI Kirchhoff´ Kirchhoff [A] [V] Actividad 3 Voltaje en la Corriente en la resistencia, resistencia, (con Sensor) I’=V’/R [V] [A] R1 I1 V1 V1’ I1’ R2 I2 V2 V2’ I2’ R3 I3 V3 V3’ I3’ R4 I4 V4 V4’ I4’ R5 I5 V5 V5’ I5’ RT IT VT VT’ IT’ Relacion que se debe cumplir Actividad 4 Nudo A IT = I1 + I3 Nudo B I2 + I4 = IT Nudo C I1 = I2 + I5 Malla ACDA VAC + VCD + VDA = 0 Malla ACBA VAC + VCB + VBA =0 Malla ACBDA VAC + VCB + VBD + VDA =0 Actividad 6 Actividad 5 TEORICO = TEORICO = RAB Reemplazo de valores PRACTICO= OHMMETRO= RCD PRACTICO= OHMMETRO=