TEMA : LEYES DE KIRCHOFF OBJETIVOS

Establecer la relación matemática que existe entre diferencia de Potencial, Resistencia y la intensidad.

Comprobar las leyes de Voltaje y corrientes de Kirchoff.

Familiarizarse con el uso del Multímetro. MATERIALE Y EQUIPO

Un Módulo de Prueba.

Una fuente de Voltaje regulable.

Dos multímetros.

Doce alambres de doble conexión. TEORIA RESUMIDA

Cuando trabajamos con electricidad es necesario que conozcamos algunos elementos:

Y las leyes básicas:

1._La Ley de Ohm :

Donde R es la resistencia (Ω), I la corriente o intensidad (A) , V la diferencia de Potencial (V). 2._Las Leyes de Kirchoff : Ley de Voltajes , la sumatoria de todos los voltajes a lo largo de una trayectoria circuital cerrada (Malla) es

igual a cero. ( LVK )

Ley de Corrientes , la sumatoria de las corrientes que entran a un nodo es igual a la sumatoria de las

corrientes que salen de dicho nodo. (LCK )

Sin olvidar las conexiones entre las resistencias:

UIVERSIDAD ACIOAL AUTOOMA DE HODURAS CIUDAD UIVERSITARIA

Departamento de Física

Física General II ( FS-200 )

Laboratorio ° 4 Rediseñó : Ing. Addi Josué Elvir Carranza

PROCEDIMIETO EXPERIMETAL PARTE A Medición de Ohmiaje

Para conocer el valor de las resistencias de carbón utilizadas en la electrónica, se utiliza un código de

colores de la siguiente manera :

Colores A B C D (Tolerancia)

Negro 0 0

Marrón 1 1 1 1%

Rojo 2 2 2 2%

Naranja 3 3 3

Amarillo 4 4 4

Verde 5 5 5 0.5%

Azul 6 6 6

Violeta 7 7 7

Gris 8 8 8

Blanco 9 9 9

Oro -1 5%

Plata -2 10%

Celeste 20%

Valor = (AB x 10c ± D)Ω A.1_ Con tres Resistencias de diferentes colores, averiguar su Ohmiaje utilizando el código de colores.

Anótelo en la Tabla de valores de resistencias. ( Trabajar con las tres resistencias que se encuentran en la

Parte inferior derecha del módulo )

A.2_ Para que el Multímetro ( pequeño color amarillo ) se encuentre en función de Ohmímetro mover la

perilla hacia el lado inferior izquierdo y colocarlo en la escala que convenga según el valor que

hayan determinado por el código de colores. Las puntas se coloca en paralelo con la resistencia.

Anotar la medición en la segunda columna de la tabla.

Valores de Resistencias # Tabla de Colores( Ω ) Medidos( Ω ) 1 2 3

PARTE B

Ley de Ohm ( Fuente Constante )

B.1._ Colocaremos cada uno de los instrumentos en la escala adecuada a utilizar.

Empezaremos definiendo que el voltímetro será el multímetro pequeño . Rotaremos la

perilla hacia la izquierda hasta la escala de 20 V ( DC)

B.2._Encenderemos la fuente de voltaje e introduciremos las puntas de las mechas del

voltímetro en los bornes de la fuente. Luego moveremos ( hacia la derecha ) despacio la

perilla de la fuente de voltaje hasta que el voltímetro indique en la pantalla 5 V.

B.3_El Amperímetro será el multímetro Digital grande por tener una mejor presición.

La fotografía de abajo indica los botones que tenemos que apretar para su funcionamiento y

muestra los bornes donde colocaremos dos mechas largas de conexión. ( &o mediremos otro parámetro para evitar quemarlo si no hacemos la conexión correcta )

El dato que nos brindará la pantalla será en miliamperios ( mA ), puede ocurrir que le aparezca un valor negativo, eso significa que tiene mal conectada la polaridad de las mechas.

B.4_Realizaremos el siguiente montaje en la base de Prueba variando el valor de la resistencia de acuerdo a los

valores indicados en la tabla.( Puede hacer uso de la asociación de resistencias para obtener el valor

deseado ). Mediremos el valor de corriente conectando el amperímetro como se muestra en la figura y lo

anotaremos en la tabla 1. En el circuito R1= R2= R6 = 1kΩ y R3 = R4 = R5 = 2 kΩ

Tabla 1

Voltaje (v) Resistencia ( Ω ) Corriente (mA) 5 500

5 1000

5 1500

5 2000

5 3000

PARTE C Ley de Ohm (Resistencia Constante ) C.1_Ahora escojamos una resistencia de 2 kΩ y varíe el valor del voltaje (Con el mismo circuito anterior)

Anote sus resultados en la tabla N° 2 . Tabla 2

Resistencia ( Ω ) Voltaje ( v ) Corriente (mA) 2000 2

2000 4

2000 6

2000 8

2000 10

PARTE D Leyes de Kirchoff

D.1_Realice el siguiente montaje en la módulo de prueba.

D.2_Para completar la tabla de abajo empezaremos midiendo el voltaje de cada resistencia,

iniciaremos con la resistencia R1 colocando una de las mechas del Voltímetro pequeño en el

punto D y la otra en el punto E ( es una conexión en paralelo ), para los demás voltajes trasladar

las puntas del voltímetro a los puntos entre los cuales se encuentra la resistencia.

D.3_Para medir la corriente conectaremos el Amperímetro en serie con la resistencia. Para medir la

corriente de R1 ya tenemos colocado el amperímetro entre el punto C y D, y para medir el valor

de R2 primero quitaremos el cable que une al punto E con el L y luego colocamos el

amperímetro entre esos puntos. Para los valores restantes seguir el mismo procedimiento que se

hizo para R2.

Tabla 3

PARTE E Conexión de Foquitos (Parte inferior izquierda del módulo de bornes color rojo)

E.1_ Efectuar una conexión en serie de los tres foquitos con el valor indicado de voltaje, y apretar el interruptor.

E.2_Para entender el comportamiento de la conexión en serie hagamos las siguientes pruebas:

Casos Colocamos nuevamente Quitamos ¿Qué sucede con? Están (Marcar)

1 F1 F2 y F3 ___ Apagados

___Encendidos

2 F1 F2 F1 y F3 ___ Apagados

___Encendidos

3 F2 F3 F1 y F2 ___ Apagados

___Encendidos

Voltaje ( v ) Corriente (mA) V ( R1 ) I ( R1 )

V ( R2 ) I ( R2 )

V ( R3 ) I ( R3 )

V ( R4 ) I ( R4 )

V ( R5 ) I ( R5 )

V ( R6 ) I ( R6 )

E.3 Ahora realizar una conexión en paralelo, ver el comportamiento del circuito:

Casos Colocamos nuevamente Quitamos ¿Qué sucede con? Están (Marcar)

1 F1 F2 y F3 ___ Apagados

___Encendidos

2 F1 F2 F1 y F3 ___ Apagados

___Encendidos

3 F2 F3 F1 y F2 ___ Apagados

___Encendidos

AÁLISIS Y CUESTIOARIO

1. Con los datos de la tabla N° 1 construya una gráfica de la corriente en función de la resistencia.

2. Con los datos de la tabla N° 2 construya una gráfica de diferencia de Potencial ( V )

contra corriente.

3. A medida que aumentó el valor de R, que pasó con la corriente.

4. Si el valor de R tiende a infinito, que valor aventuraría para la corriente. Explique.

5. Calcule la pendiente de la gráfica N° 1.

6. El valor de la pendiente calculado en el inciso anterior es similar a algún parámetro usado en el

primer circuito.

7. ¿ Qué ocurrió con la corriente cuando aumentó el valor de la diferencia de potencial ?.

8. Calcule la pendiente de la gráfica N° 2.

9. Al comparar el valor de la pendiente calculada en el inciso anterior con el valor de uno de los

parámetros del circuito correspondiente a la tabla N° 2. Es similar a alguno de ellos. Explique.

10. Obtenga las ecuaciones de las gráficas de la tabla N° 1 y N° 2 . Usando Regresión Lineal o cuadrática de acuerdo al comportamiento del gráfica.

11. Llenar la siguiente tabla comparativa de acuerdo a los datos medidos y calculados

DT → Val. Similar

DP → Val. Regresión

Pendiente Val. Similar: Regresión: % E Val. Similar: Regresión %E

Tabla N°1

Tabla N°2

100% ×

−

=

T

PT

D

DDE

12.¿ Por qué al quitar un foquito en la conexión en serie se apagaron los restantes?

13. En paralelo ¿ Por qué no importaba cuál quitáramos los demás seguían funcionando?

14. ¿ Por qué al quitar un foquito en la conexión en paralelo, la intensidad ( cantidad de luz ) aumentaba en los dos restantes ?

LEYES DE KIRCHOFF

15. Verifique la ley de Voltajes en la malla I.

16. Verifique la Ley de Voltajes en la malla II.

17. Verifique la Ley de Corrientes en el nodo A.

18. Verifique la Ley de Corrientes en el nodo B.

19. Resuelva el circuito y haga una tabla comparativa de los valores Teóricos con los

obtenidos en el experimento ( según la tabla 3).

20. Calcule con los datos medidos la potencia de cada resistor y verifique que la suma de todas las

Potencias es igual a la potencia obtenida del circuito equivalente.

21. Obtenga la resistencia equivalente del circuito mixto a partir de los datos medidos.

A.J.E.C. mayo de 2008