6. leyes de kirchhoff.docx
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UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
LEYES DE KIRCHHOFF
Guías de Prácticas de
Laboratorio
Codificación:
INGMCT-G-006
Número de
Páginas:
22
Revisión No.:
Fecha Emisión:
2013 - II
Laboratorio de:
CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
Título de la Práctica de Laboratorio:
LEYES DE KIRCHHOFF
Elaborado por:
WILKEN RODRIGUEZ
ESCOBAR
Revisado por:
LUIS HORACIO BERNAL
JORGE FORERO
Aprobado por:
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
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LEYES DE KIRCHHOFF
1. FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: INGENIERÍA
2. PROGRAMA: MECATRÓNICA
3. ASIGNATURA: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
4. SEMESTRE: TERCERO
5. OBJETIVOS
Aplicar la Leyes de Kirchhoff (mallas y nodos).
Aprender a medir corrientes eléctricas, valores de resistencias y de voltajes
de manera experimental.
Tener la capacidad de montar circuitos con más de una fuente de voltaje,
identificando propiedades de corriente y voltaje que se dan en cada tipo de
conexión, para comprobar experimentalmente las leyes de Kirchhoff.
Determinar las leyes de Kirchhoff.
Comparar los valores prácticos vs los valores teóricos en este tipo de
circuitos.
6. COMPETENCIAS A DESARROLLAR
Utilización del protoboard para montar los circuitos eléctricos con más de
una fuente de voltaje.
Aprendizaje y aplicación de las leyes de Kirchhoff.
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
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Interacción con la medición de dispositivos eléctricos, para su aplicabilidad
en su perfil ocupacional.
Destreza para analizar y montar circuitos eléctricos Aplicando las Leyes de
Kirchhoff.
7. INVESTIGACIÓN PREVIA1
¿Porque son tan importantes las leyes de kirchhoff en la teoría de circuitos?
¿Cuál principio físico se puede aplicar para explicar el comportamiento de
la corriente en un nodo de un circuito eléctrico?
¿Cuál principio físico se puede aplicar para explicar la relación entre las
caídas de tensión alrededor de una trayectoria cerrada (malla) en un
circuito eléctrico?
Describa algunos ejemplos cotidianos donde se evidencie circuitos mixtos.
8. MARCO TEÓRICO
LEYES DE KIRCHHOFF
Ley de Kirchhoff de Tensiones:
La suma de las caídas de tensiones de
todos los componentes de una malla
cerrada debe ser igual a cero.
−V +V1+V2+V3=0
Ley de Kirchhoff de Corrientes:
1 Desarrollar la Investigación Previa en las hojas de anexos.El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en
contra de los derechos de autor
Figura 1. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
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La suma de corrientes entrantes en un nodo es igual a la suma de
corrientes salientes del nodo.
−I+ I1+ I2+ I3+ I4+ I5=0
9. MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE
O EQUIPOS
Multímetro.
Resistencias.
Protoboard.
Fuente de Voltaje con sus respectivos cables.
Guía de laboratorio.
Pila de 9 voltios o fuente del voltaje anexa
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Figura 2. Circuito en serie realizado en Electronics WorkBench.
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10.PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS
Y EQUIPOS UTILIZAR
Tener presente la escala del Multímetro en la medida de la corriente
Trabajar con extremo cuidado con la fuente de voltaje
Verificar que los voltajes trabajados sean los adecuados para el trabajo que
vamos a hacer.
Tener cuidado al montar el circuito y revisar que todo esté en conducción.
11.CAMPO DE APLICACIÓN
A todo nivel de la Ingeniería aplicada y en la mayoría de cálculos teóricos que
involucran la corriente eléctrica para circuitos de cualquier complejidad. Las
leyes de Kirchhoff son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los
valores de la corriente y el potencial en cada punto de un circuito eléctrico.
Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía.
Estas leyes nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto de
ecuaciones al que ellos responden. El funcionamiento de este y de todos los
laboratorios conocidos se basa en la resolución automática del sistema de
ecuaciones que genera un circuito eléctrico.
Esto se traduce específicamente en la fabricación de unidades para la
emisión, la propagación y la detección de radiación en comunicaciones, en la
fabricación de unidades de memoria y procesadores para ordenadores lógicos
en la computación moderna. También en estructuras más complejas basadas
en las anteriores, como lo son sistemas de supervisión y control, la robótica y
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
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la inteligencia artificial. En nuestro entorno cotidiano los ejemplos van desde
los celulares a las antenas satelitales, el horno microondas, la radio y la
televisión, las memorias USB, las calculadoras personales y los PC. A nivel
industrial desde las líneas con automatización de bajo nivel hasta las líneas de
procesamiento con tecnología robótica.
12.PROCEDIMIENTO, MÉTODO O ACTIVIDADES 2
I. Para el desarrollo del laboratorio de las leyes de Kirchhoff construimos un
circuito utilizando las siguientes resistencias (el grupo elige sus propias
resistencias).
RCódigo del
ColorDato Teórico
(kΩ)Dato Práctico
(kΩ)Margen de Error
(%)
R1 68 67 1.49
R2 27 27.1 0.37
R3 20 20.3 1.48
R4 2 2.0 0
R5 1 1 0
R6 3 2.9 3.45
ç
2 El desarrollo teórico se realiza en las hojas de anexos.El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en
contra de los derechos de autor
Tabla 1. Valor teórico de los resistores.
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MEDICIÓN VOLTAJE, CORRIENTE Y POTENCIA
Medición Práctica:
II. Una de las fuentes de voltaje debe ser de 9V, y el voltaje de la otra fuente
es escogido por los estudiantes.
III. Montar en la protoboard el circuito de la Figura 3.
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Figura 3. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
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IV.
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Imagen del circuito montado en la protoboard.
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Imágenes de la medición de voltaje en cada resistencia:
Imágenes de la medición de corriente en cada resistencia:
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Imagen medición de voltaje en R1. Imagen medición de voltaje en R2.
Imagen medición de voltaje en R3. Imagen medición de voltaje en R4.
Imagen medición de voltaje en R5. Imagen medición de voltaje en R6.
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Medición Simulador:
V. Después de haber medido y/o hallado en cada una de las resistencias
voltaje, corriente y potencia. Simule y muestre la forma correcta de conectar
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Imagen medición de corriente en R1. Imagen medición de corriente en R2.
Imagen medición de corriente en R3. Imagen medición de corriente en R4.
Imagen medición de corriente en R5. Imagen medición de corriente en R6.
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el circuito de la Figura 3, para hallar los valores anteriormente nombrados
en cada una de las resistencias,
Simulación Corriente:
R1:
R2:
R3:
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Figura 5. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
Figura 4. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
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R4:
R5:
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Figura 6. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
Figura 7. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
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R6:
Simulación Voltaje:
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Figura 8. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
Figura 9. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
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R1:
R2:
R3:
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Figura 11. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
Figura 10. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
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R4:
R5:
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Figura 12. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
Figura 13. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
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R6:
VI. Realizar cuadro comparativo de mediciones y analizar resultados:
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Figura 14. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
Figura 15. Circuito realizado en Electronics WorkBench.
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Tabla 2. Datos teóricos, prácticos y simulados del valor del voltaje, corriente y potencia de cada resistencia.
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Medición de Voltaje, Corriente y Potencia:
Teórico (T)
Resistencia (Ω) Voltaje (V) Corriente (mA) Potencia (W)
R1:
R2:
R3:
R4:
R5:
R6:
Experimental (E)
Resistencia (Ω) Voltaje (V) Corriente (mA) Potencia (W)
R1:
R2:
R3:
R4:
R5:
R6:
Simulación
Resistencia (Ω) Voltaje (V) Corriente (mA) Potencia (W)
R1:
R2:
R3:
R4:
R5:
R6:
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
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Cálculo porcentaje de error entre valores teóricos y experimentales del voltaje, corriente y potencia.
% Error
Resistencia (Ω) V(T) vs V (E) I (T) vs I (E) P (T) vs P (E)
R1:
R2:
R3:
R4:
R5:
R6:
13.RESULTADOS ESPERADOS
Con la debida realización del laboratorio de Leyes de Kirchhoff, se espera
obtener valores muy similares a los que se encontraron usando el método de
mallas para así hallar las corrientes y además hallar las caídas de voltaje.
Esperamos además poder comprobar las Leyes de Kirchhoff, una de la cual
recita lo siguiente:
“En toda trayectoria de un circuito cerrado las sumas algebraicas de las
corrientes y de los voltajes son siempre igual a 0”
El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Tabla 3. Porcentaje de error entre valore teóricos y prácticos.
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14.CONCLUSIONES
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15.CRITERO DE EVALUACIÓN A LA PRESENTE PRÁCTICA
Asistencia obligatoria del estudiante.
Entrega en la siguiente sección del informe de laboratorio e investigación
previa con las características y condiciones propuestas en la primera clase.
Quices de control de lectura previa al laboratorio que se va a realizar.
16.BIBLIOGRAFIA
DORF. SVOBODA Circuitos eléctricos: Editorial Alfa omega. 6ª Edición 2006
TOCCI RONALD J. Circuitos y dispositivos electrónicos.
RAMÓN PALLÁS ARENY Instrumentos electrónicos básicos: Editorial
Alfaomega. 2007.
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ROBERT L. BOYLESTAD Electrónica: Teoría de Circuitos y dispositivos
electrónicos: Editorial Prentice Hall. 8ª Edición.
GÓMEZ GÓMEZ MANUEL Electrónica General: Editorial Alfaomega. 2007.
NILSSON JAMES Circuitos Eléctricos: Editorial Prentice Hall. 7ª Edición.
2005.
DALE R. PATRICK and STEPHEN W PARDO Electricity and Electronics
Fundamentals: Editorial CRC Press. 2a Edition 2008.
17.ENLACES DE INTERES
Values on regular games under Kirchhoff´s laws. Mathematical Social
Sciences, Volume 58, Issue 3, November 2009, Pages 322-340
Fabien Lange, Michel Grabisch.
Batteries, Kirchhoff´s Rules, and Complex Circuits. Electricity, Magnetism, and
Light, 2002, Pages 336-383. Wayne M. Saslow.
DC Circuits analysis. Introduction to Electric Circuits, 1995, Pages 40-65
RG Powell.
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