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Transcript
Universidad Abierta Interamericana
Facultad de Tecnología Informática
Electromagnetismo en estado sólido I
Profesor: Carlos Vallhonrat
Trabajo Práctico N° 3
Comprobación experimental de las Leyes de Kirchhoff
Integrantes del Grupo N°2:
Dorrego, Maria Fiorella
Franchi, Sabrina Soledad
Franco, Carlos
Gimenez, Martín Raúl
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Grupo N° 4A
Docente: Carlos Vallhonrat
Materia: Electromagnetismo en estado sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º “A”
Turno: Noche
Comprobación experimental de las Leyes de Kirchhoff
TP N°3
18/11/2013
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Objetivos
Realizar la comprobación experimental de las leyes de Kirchhoff para nodos (ley
de las corrientes) y para mallas (ley de las tensiones).
Introducción
La ley de Kirchhoff para las corrientes (Nodos) establece que la suma
algebraica de todas las corrientes que confluyen en un nodo es cero. En otras
palabras, la corriente total que entra a un nodo debe ser igual a la corriente total
que sale del mismo. Si se asigna un mismo signo a las corrientes entrantes y el
signo opuesto a las salientes se tiene que en todo nodo
 Ij = 0
La ley de Kirchhoff para las tensiones (Mallas) establece que al recorrerse
cualquier malla o circuito cerrado, la suma algebraica de las fuerzas
electromotrices (f.e.m.) es igual a la suma algebraica de las caidas de tensión en
sus resistencias. Las f.e.m. (Ej) se toman con signo positivo si tienden a generar
corriente en el sentido del recorrido. Las caidas de tensión se toman con signo
negativo si el sentido de la corriente (Ij) es contrario al elegido para recorrer la
rama. La ecuación resultante es
 Ej =  Rj x Ij
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Grupo N° 4A
Docente: Carlos Vallhonrat
Materia: Electromagnetismo en estado sólido I
Sede: Centro
Comisión: 4º “A”
Turno: Noche
Comprobación experimental de las Leyes de Kirchhoff
TP N°3
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Elementos necesarios
Material utilizado
Multímetro
Protoboard
Fuente de corriente continúa
5 resistores de diferentes valores, aunque del mismo orden. Por ejemplo: 3
resistores de 1 K y 2 resistores de 2 K.
Desarrollo de la experiencia
1. Armar el circuito de la figura.
2. Ajustar la tensión de la fuente a 10 Volts y medir las diferencias de potencial
entre los extremos de todas las resistencias.
3. Para la misma tensión de la fuente de 10 Volts, medir los valores de las
corrientes que circulan por la fuente y por las resistencias. Sugerencia: medir
las 3 corrientes en cada uno de los nodos 1 a 4.
4. Con los valores medidos, realizar la comprobación de las dos leyes de
Kirchhoff para este circuito.
1. Armamos el siguiente circuito para llevar a cabo las mediciones:
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Materia: Electromagnetismo en estado sólido I
Sede: Centro
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Seleccionamos los siguientes resistores para armar el circuito solicitado:
Tabla I –Valores de Resistores
Resistor
Colores
Resistencia
Resistor 1
MA
GR
RO
DO
 K
Resistor 2
AZ
GR
RO
DO
6,71 K
Resistor 3
MA
NE
NA
DO
9,77 K
Resistor 4
AZ
GR
RO
DO
6,72 K
Resistor 5
NA
AZ
RO
DO
3,61 K
2. En la siguiente tabla se visualizan los valores obtenidos en la medición de
diferencia de potencial entre los extremos de cada resistor:
Tabla II – Diferencias de potencial entre los extremos de todas
las resistencias
Resistor
Diferencia de Potencial
Medida
Resistor 1
2,76 V
Resistor 2
7,33 V
Resistor 3
6,1 V
Resistor 4
3,33 V
Resistor 5
4,04 V
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3. Al circuito anterior se le aplicó una tensión 10 voltios, utilizando la fuente de
corriente continua, y por medio del Multímetro medimos la intensidad de las 3
corrientes en cada uno de los nodos 1 a 4:
En la siguiente tabla se presentan los valores obtenidos:
Corrientes del Nodo 1
Nodo 1
Intensidad de
Corriente Calculada
Intensidad de
Corriente Medida
Corriente I0
2,2 mA
2,25 mA
Corriente I1
1,58 mA
1,63 mA
Corriente I3
0,62 mA
0,68 mA
Nodo 2
Intensidad de
Corriente Calculada
Intensidad de
Corriente Medida
Corriente I0
2,2 mA
2,25 mA
Corriente I2
1,09 mA
1,14 mA
Corriente I5
1,11 mA
1,15 mA
Nodo 3
Intensidad de
Corriente Calculada
Intensidad de
Corriente Medida
Corriente I3
0,62 mA
0,7 mA
Corriente I4
0,49 mA
0,6 mA
Corriente I5
1,11 mA
1,16 mA
Nodo 4
Intensidad de
Corriente Calculada
Intensidad de
Corriente Medida
Corriente I1
1,58 mA
1,60 mA
Corriente I2
1,09 mA
2,14 mA
Corriente I4
0,49 mA
0,55 mA
Corrientes del Nodo 2
Corrientes del Nodo 3
Corrientes del Nodo 4
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Turno: Noche
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4. Con las mediciones realizadas, experimentamos las leyes de Kirchhoff para
nodos (ley de las corrientes) y para mallas (ley de las tensiones).
(1) : I0 – I1 – I3 = 0 => 2,2mA -1,58mA – 0,62mA = 0
(4) : I1 – I2 – I4 = 0 => 1,58mA -1,09mA – 0,49mA = 0
(2) : -I0 + I2 + I5 = 0 => -2,2mA +1,09mA + 1,11mA = 0
(I): I1xR1 - I3xR3 + I4xR4 = 0 => 2,76V -6,1V + 3,33 ≈ 0
(II): I2xR2 - I4xR4 - I5xR5 = 0 => 7,33V -3,33V – 4,04 ≈ 0
(III): + I1xR1 + I2xR2 - Vf = 0 => 2,76V +7,33V – 10 ≈ 0
I0 = 2,2 mA
I3 = 0,62 mA
I1 = 1,58 mA
I4 = 0,49 mA
I2 = 1,09 mA
I5 = 1,11 mA