Programa de Estudios/Programa Experiencia Curricular: INGENIERIA DE SISTEMAS FÍSICA Contenido temático: LEYES DE KIRCHHOFF Docente: FANNY ESMERALDA MORI ESCOBAR Tipo de Material Informativo I. Sesión N° 15 Semestre 2002-2 GUIA DE LABORATORIO OBJETIVOS: II. FUNDAMENTO Cuando varios resistores están conectados en serie, como lo muestra el circuito de la Figura 1, la corriente que entrega la batería, por su terminal positivo, es común a ambos ya que, para regresar al negativo, tiene que pasar por cada elemento. Podemos decir que, en un lazo cerrado de elementos en serie, la corriente es la misma para todo el circuito, sin importar cuántas resistencias tiene. Entonces para resistencias conectadas en serie, la resistencia equivalente: Figura 1 En cambio, cuando la conexión es en paralelo, como en la Figura 2, lo que hay en común en las ramas del circuito es el voltaje de la batería, V. También aquí podemos generalizar esta afirmación para cualquier número de ramas, es decir, si los elementos están en paralelo, su diferencia de potencial será la misma para todos ellos, sin importar cuántos son. Entonces para resistencias conectados en paralelo la resistencia equivalente: Figura 2 LAS LEYES DE KIRCHHOFF El problema fundamental en un circuito consiste en que, dado los valores de las fuerzas electromotrices de las fuentes y los valores de las resistencias, encontrar la intensidad de la corriente. La primera ley, o ley de las corrientes, establece que la suma algebraica de las corrientes que pasan por un nodo es cero. . Asumimos que las corrientes que salen de un nodo son positivas mientras las que entran, negativas, o viceversa. Ver la Figura 3. Figura 3 En el punto b es un nodo con tres ramas y en cada rama hay un elemento básico de circuito, es decir, La segunda ley, o ley de los voltajes, establece que la suma algebraica de las diferencias de potencial alrededor de un lazo conductor cerrado es cero. Asumimos que las subidas de voltaje son positivas mientras que las caídas, negativas, o viceversa. , Recordar el potencial de una resistencia VR = i R Para aplicar esta ley en este circuito, escogemos los puntos abefa o bcdeb (lazo o malla) y lo recorremos en cualquier dirección, pasando por cada uno de los elementos, hasta llegar al mismo punto donde empezamos. III. EQUIPOS: ● Abrir el simulador phet REFERENCIA SIMULADOR VIRTUAL-LEYES DE KIRCHHOFF (LABORATORIO) Disponible en: https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_en.html https://student.pasco.com código de acceso: NGSS019942-EP3-SB-0822-2GJM4 Esta hoja debe ser llenado por el grupo y subido al Blackboard según las pautas del Docente. HOJA DE REPORTE Curso Apellidos y Nombres 1. Morales Barriga, Cristian Sebastian 2. Huallpa Atocsa, William Obs. ● PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: ACTIVIDAD 1 Y 2 ● CUESTIONARIO: 1, 2, 3, 4 ● CONCLUSIONES Grupo Horario: 4 3. 4 Fecha:15/07/2022 5. 6. Hora: 10:30_ 1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Actividad 01: ● ● Utilizar resistencias diferentes y menores de 120Ω. Mida la corriente y llenar en la tabla 1. Medir el voltaje en cada resistencia y llenar la tabla 2. 1.1. Arme el circuito resistivo de la Figura 4, en el simulador. 𝑅1: 30 Ω 𝑅2: 50 Ω 𝑅3: 40 Ω 𝑅4: 20 Ω 𝑅5: 25 Ω + + 10V Amperímetro 1.2. CONEXIÓN DE RESISTENCIAS EN SERIE . TABLA 1. Conexión en serie para 5 resistencias Req1 (Ω) Va-f (Volts) I(A) Req2. = (V / I). (Ω) 165 10 0.06 165 ( Obs: 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = ± 𝑅𝑒𝑞1−𝑅𝑒𝑞2 𝑅𝑒𝑞1 ) * 100% Es igual la Resistencia equivalente teórico con lo obtenido de la ley de Ohm. Explique. ERROR = 0 No obstante la resistencia equivalente tiene el mismo resultado que la LEY DE OHM, por consiguiente tenemos la posibilidad de mencionar que sí concuerdan en los dos casos. TABLA 2. Conexión en serie para 5 resistencias Voltaje(fuente) Voltaje en R1 Voltaje en R2 Voltaje en R3 Voltaje en R4 Voltaje en R5 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 ¿Qué opinión puede decir con respecto a sus datos obtenidos?, Se cumple la ley de kirchhoff Sí, cumple la ley, ya que por consiguiente la magnitud o corriente es la misma para todo el circuito debido a que el desarrollo es adecuado. Actividad 02: ● ● Utilizar resistencias diferentes y menores de 120Ω. Mida la corriente y llenar en la tabla 3. Medir la corriente en cada ramal y llenar la tabla 4. 1.3. Arme el circuito de la Figura 5. En el simulador. 𝑅1: 50 Ω 𝑅2: 40 Ω 𝑅3: 30 Ω forma 5. Determinar en formula) el valor de la Req1 , entre los puntos a y b. Anotar en la tabla 3. teórica, (use TABLA 3. Conexión en paralelo de tres resistencias Req1 (Ω) Va-f (Volts) I(A) Req2 = (V / I). (Ω) 12.8 10V 0.78 A 12.8(Ω) ( Obs: 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = ± 𝑅𝑒𝑞1−𝑅𝑒𝑞2 𝑅𝑒𝑞1 ) * 100% Es igual la Resistencia equivalente teórico con lo obtenido de la ley de Ohm. Explique ERROR = 0 Brinda un resultado igual al comparar la resistencia equivalente teórico con el resultado de la LEY DE OHM, por lo que, si coincide con el resultado de este ejercicio. TABLA 4. Conexión en paralelo de tres resistencias I (A) 0,78A 𝐼1(𝐴) 0,20A 𝐼2(𝐴) 0,25A 𝐼3(𝐴) 0,33A ¿Qué opinión puede decir con respecto a sus datos obtenidos?, Se cumple la ley de kirchhoff RESPUESTA: Cumple con la condición, es por ello que si sumamos las corrientes obtenidas de los 3 resistores de la misma que la corriente obtenida en el circuito. CUESTIONARIO: 1. Calcule las corrientes en cada malla de la figura, mediante la forma analítica y utilizando el simulador. De acuerdo al simulador observamos que en la malla 1 la corriente es de 0.0A y en la malla 2 la corriente es de 1.0A. 2. Determinar la corriente en cada parte del circuito de la figura y el voltaje en los extremos de cada resistencia. Utiliza el simulador. En el simulador observamos que en la malla 1 la corriente es de 0.77A, en la malla 2 la corriente es de 0.60A y en la malla 3 la corriente es de 0.60A. 3. Utilice el simulador para realizar los siguientes casos. ● ● Dos bombillas de igual resistencia conectados en paralelo a una batería de 9V. Dos bombillas de igual resistencia conectados en serie a una batería de 9V. En qué caso es más eficiente la conexión en serie o en paralelo. Explique. La conexión más eficiente según el resultado de la simulación es en serie, ya que la corriente es superior en comparación al circuito paralelo. 4. Utilice el simulador para realizar los siguientes casos. ● ● Dos baterías de igual voltaje de 9V, en paralelo se conecta a una bombilla. Dos baterías de igual voltaje de 9V en serie, se conecta a una bombilla. En qué caso es más eficiente la conexión en serie o en paralelo. Explique. La conexión más eficiente con respecto a la simulación es en serie, debido a que la corriente es superior al circuito paralelo (Genera Más Corriente). CONCLUSIONES: 1. Logramos comprender que las leyes de Kirchhoff, es una herramienta adecuada para analizar los circuitos. 2. También logramos entender que un circuito es complicado y la LEY DE OHM que corta, podemos aplicar las leyes de Kirchhoff. 3. Las leyes de Kirchhoff resultan de fundamental trascendencia debido a que necesitamos el desempeño de técnicas que nos permitan solucionar circuitos complicados de forma instantánea y positiva, además estas leyes nos permiten examinar estos inconvenientes mediante 2 técnicas: Mallas y Nodos.
