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Universidad Nacional De IngenieraFacultad de Ingeniera Mecnica 2015

Introduccin:

En esta experiencia buscamos averiguar qu tan ciertas son estas leyes que obviamente, satisfacen los enunciados tericos pero que por causa de factores ajenos a nosotros, generan pequeos errores que tal vez pensemos, desvirten nuestros resultados o en su defecto,las leyes de Kirchhoff, sinembargo, se explicara todo adecuadamente para no caer en la falacia de desvirtuar algo ya demostrado no solo tericamente, sinotambin experimentalmente pornuestros predecesores.

Para esta experiencia nuestro grupo recibi los materiales de laboratorio que consta bsicamente de una serie de cables que van a servir para conectar los resistores, un generador elctrico que va a abastecer al circuito de corriente continua y un multmetro que servir de medidor de voltajes y resistencias.Por ultimo con los instrumentos dados vamos a medir los voltajes y las resistencias en cada elemento resistivo en los diferentes arreglos que designe el profesor para ver como es el comportamiento experimental.

Objetivos:

Verificar experimentalmente las leyes de Kirchhoff

Leyes de Kirchhoff: Son tiles para encontrar las corrientes que circulan por las diferentes partes de un circuito o las cadas de potencial que existen entre dos puntos determinados de dicho circuito.

CONCEPTOS PREVIOS 1. Nodo: Interseccin de dos o ms conductores. 2. Malla: Todo recorrido cerrado en un circuito. 3. Rama: Es un elemento o grupo de elementos conectados entre dos nodos.

CONEXIONES

LEYES DE KIRCHHOFF

Fig.2.2.

Fig.2.3.

1. Se pas a conectar la fuente y seleccionar un voltaje de 12 V.

Fig.2.4.

1. Luego se midi con el multmetro las corrientes y voltaje de cada resistencia del circuito armado, tomando en consideracin el sentido de los mismos. Se selecciona la escala adecuada.(*1)

Fig.2.5.

1. Finalizada la experiencia con el circuito N1 se midi de nuevo las resistencias del panel resistivo.

1. Luego se arm el circuito N2 (fig.2.6.) y se tom el mismo proceso realizado en el circuito N1 pero con una fuente de tensin de 25 voltios y se volvi a medir las resistencias una vez finalizada la experiencia.(*2)

Fig.2.6.

Fig.2.7.

1. Finalmente se volvi a repetir el mismo proceso con el circuito N3 (fig.2.8.) pero esta vez con una tensin de 15 voltios, y al terminar la experiencia en este circuito se midi las resistencias del panel resistivo como se hizo anteriormente.

Fig.2.8.

Fig.2.9.

PROCEDIMIENTO DEL CLCULOUna vez medida las resistencias y las diferencias de voltaje se pueden hallar las intensidades (el multitester no pudo hallarlas).Ya teniendo todos los datos que caracterizan al circuito resistivo, se procede a comprobar ambas leyes de Kirchhoff.Para la primera se eligen los nodos y las intensidades, entrantes y salientes a estas. Se debe comprobar que la suma de las intensidades entrantes es igual a las suma de las intensidades salientes-Para comprobar la segunda ley se eligen los lazos, se debe comprobar que la diferencia de voltaje en un lazo cerrado es nula.

CUESTIONARIO1. Diagrama de los circuitos, corrientes y polaridades.

2. Con los valores medidos de tensin, comprobar la Ley de voltajes en cada malla, indicando el error experimental.

Esquema Nro 1Malla 1 :V = E + V1 + V2 V = 19.87 - 15.87 - 3.995 V = 19.87 - 19.865V = 0.005 vMalla 2:V = V2 + V3 + V4 + V5 V = 3.995 - 2.081 - 0.206 - 1.706 V = 3.995 - 3.993V = 0.002 VEsquema Nro 2Malla 1:V = V1 + V2 + VrvV = 0.082 + 0.022 - 0.103V = 0.006 VMalla 2:V = Vrv + V3V = 0.103 - 0.103V = 0Malla 3:V = E + V3 + V4V = 19.87 0.103 19.76 V = 0.007 VEsquema Nro 3Malla 1:V = E + V1 + V2 + V5V = 19.87 9.13 2.105 8.63V = 0.005 VMalla 2:V = V2 + V3 + V4V = 2.105 2.751 + 0.647V = 0.001 VMalla 3:V = V4 + V5 + VrvV = -0.647 + 8.63 - 7.98V = 0.003 V

3. Verificar la ley de corrientes en cada nodo, haciendo notar el error en las mediciones.

Esquema Nro 1 Nodo 1: I = I1 + I2 + I3 I = 2.854 2.684 0.1724 I = -0.0024 mANodo 2: I = I1 + I2 + I3 I = 2.854 2.684 0.1724 I = -0.0024 mAEsquema Nro 2Nodo 1: I = I1 + I2 + I3 + I4 I = 16.605 0.0147 8.53 -9.923 I = -1.8627 mANodo 2: I = I1 + I2 + I3 + I4 I = 16.605 0.0147 8.53 -9.923 I = -1.8627 mAEsquema Nro 3Nodo 1: I = I1 + I2 + I3 I = 1.6420 1.4146 0.2279 I = 0.0005 mANodo 2: I = I2 + I4 + I5 I = 1.4146 0.54278 0.8717 I = 0.00012 mANodo 3: I = I3 + I4 + I6 I = 0.54278 + 0.2279 0.76878 I = 0.0019 mANodo 4: I = I1 + I5 + I6 I = 1.64208 0.8717 0.76878 I = 0.0016 mA

4. Explicar algunas justificaciones de los errores para los pasos anteriores.

Los errores pueden haber sido causados por los las resistencias de los conductores, y por el calentamiento de las resistencias.

5. Con las resistencias medidas, solucionar el circuito en forma terica, indicando las tensiones y corrientes en cada elemento en un diagrama similar al punto 1.

Resistencia (K)TericaExperimental

R15.565.552

R21.4881.397

R312.0711.98

R41.1921.135

R59.909.77

Rv10.38

Esquema Nro 1Voltaje (v)Intensidad (mA)

R116.0602.8928

R23.80872.7264

R31.99220.1663

R40.18870.1663

R51.62470.1663


R10.0800.01438

R20.0200.01344

R30.10530.00872

R419.01315.9505

Rv0.1080.01040


R19.20851.6586

R22.00951.4385

R32.63670.2201

R40.62750.5529

R58.65230.8856

Rv8.02370.7730

6. Comparar los valores tericos y experimentales, indicando el error absoluto y relativo porcentual, comentando.

Esquema Nro 1VOLTAJE (V)

RESISTENCIAV. TEORICOV. EXPERIMEN.ERROR ABSOLUTOERROR PORCENTUAL

R116.06015.870.191.1830%

R23.80873.9950.18634.8914%

R31.99222.0810.08884.457%

R40.18870.2060.01739.1679%

R51.62471.7060.08135.0040%

INTENSIDAD (mA)


R12.89282.8540.03881.3412%

R22.72642.6840.04241.5551%

R30.16630.17240.00613.6680%

R40.16630.17280.00653.9085%

R50.16630.17230.0063.6079%



R10.08020.0820.00182.244%

R20.02030.0220.00178.374%

R30.10530.1030.00232.184%

R419.01319.760.7473.928%

Rv0.1080.1030.0054.629%

INTENSIDAD (mA)


R10.014380.014790.000412.851%

R20.013440.014790.0013510.04%

R30.008720.008530.000192.178%

R415.950516.6050.65454.103%

Rv0.010400.0099230.0004774.586%



R19.20859.130.07850.852%

R22.00952.1050.09554.752%

R32.63672.7510.11434.334%

R40.62750.6470.01953.107%

R58.65238.630.02230.257%

Rv8.02377.980.04370.544%

INTENSIDAD (mA)


R11.65861.642080.016520.996%

R21.43851.414650.023851.657%

R30.22010.22790.00783.543%

R40.55290.542780.010121.830%

R50.88560.87170.01391.569%

Rv0.77300.768780.004220.545%

7. Comentar sobre las posibles fuentes de error y observaciones sobre la experiencia realizada.Las posibles fuentes de error pueden haber sido ocasionado por el desgaste de los contactos en las uniones, ya que algunos hacan falso contacto. Una fuente de error adicional seria la variacin del valor de las resistencias debido al calentamiento de estas.Las mediciones habran sido ms precisas si el ampermetro hubiera estado en ptimas condiciones (el ampermetro del multmetro se encontraba daado).

OBSERVACIONES:Algunas observaciones que el grupo pudo percatarse en la experiencia fueron las siguientes. Al medir los voltajes de la fuente de energa o generador con el multmetro, se presentaba una diferencia de centsimas en el voltaje. Los contactos en las uniones del circuito presentaban desgaste. Los valores de las resistencias medidos antes y despus de la experiencia presentan una ligera variacin. Se puede simplificar los circuitos sin provocar un cambio en las respuestas halladas. Al cambiar los bornes del multmetro conectados a los extremos de la resistencia el valor del potencial cambia de signo. Debido a que los multmetros se encontraban en mal estado y no poda medir la corriente, esta se tuvo que medir usando la ley de Kirchhoff. En esta ocasin no se trabaj con una resistencia variable que nos sugera el circuito N2, entonces se opt por usar otras resistencias arbitrarias.

RECOMENDACIONES Revisar el correcto entramado en el circuito estudiado, adems de que los contactos respectivos sean efectivos.

Para la medicin de corriente, efectuar la medicin del voltaje impedancia en los bornes requeridos, luego por la segunda ley de Kirchhoff determinar el valor de la intensidad.

Las lecturas del ampermetro para corrientes pequeas son defectuosas, se recomienda renovar este equipo.

Tomar las medidas necesarias de

CONCLUSIONES: Se concluye que las resistencias presentan un cierto desgaste cuando pasa por ella corriente elctrica, ya que cuando se hacen las mediciones antes de cerrar el circuito y despus de cerrar el circuito se presenta una pequea disminucin en el valor numrico de la resistencia.

Se logra demostrar las leyes de Kirchhoff, pero con cierto margen de error.

BIBLIOGRAFA MANUAL DE LABORATORIO. Autor: LOS PROFESORES - Universidad Nacional de Ingeniera- Lima. Fundamentos De Circuitos Elctricos ; Charles K. Alexander &Matthew N.O.Sadiku ; 3ra.Edicin ;McGraw Hill O. Morales G. (2011) Circuitos Elctricos Teora y Problemas (6ta.Edicin. Lima, Per. Editorial CIENCIAS. INTRUCCIONES DE LABORATORIO DE CIRCUITOS I. Autor: Eleodoro Agreda Vsquez. 2 EDICIN 1980 LIMA-PERU.

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