LABORATORIO N 8 “LEYES DE KIRCHHOFF”
Daniela Ramírez Estrada
Sergio Alejandro Reina
Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Civil
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informe de Laboratorio Kirchoff,
Tipo: Ejercicios
2018/2019
1 / 6
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LABORATORIO N 8 “LEYES DE KIRCHHOFF”
Daniela Ramírez Estrada
[email protected]
Sergio Alejandro Reina
[email protected]
Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Civil
Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Civil
RESUMEN: En el siguiente informe se habla sobre las leyes de Kirchhoff, se podrán encontrar algunas definiciones importantes como resistencia, las leyes de Kirchhoff (Ley de nodos y ley de mallas) y corriente eléctrica además se muestra información escrita y fotográfica de la práctica basada en los cálculos de las intensidades de corriente que se encuentran en un circuito proporcionado por la docente Ing. Carolina Valenzuela B. por medio de las dos leyes de la electricidad de Kirchhoff.
En el marco referencial se comprenderán de una mejor manera las definiciones y se comprenderá mejor lo relacionado con las leyes del físico alemán (leyes de Kirchhoff) y cómo usarlas para determinar valores precisos de intensidad y voltaje , también se realiza la aplicación de estas leyes mediante un circuito establecido, en el programa circuit maker 2000 y se hace el proceso matemático paso a paso en hojas de anexo para la comprobación de las corrientes del circuito.
PALABRAS CLAVE : Corriente eléctrica, Ley de mallas, Ley de nodos, Resistencia.
ABSTRACT : In the following report we talk about the laws of Kirchhoff, you will find some also Electrical Important definitions as resistance , Kirchhoff's laws ( Act nodes and law mesh) and current written and photographic information is Sample -Based Practice in calculations of currents found in a circuit provided by the teacher Ing. Carolina Valenzuela B. through the two laws of electricity of Kirchhoff.
In the frame of reference they will be understood in a better way the definitions and better understood as related to the Laws of Physics German ( Kirchhoff ) and how to use for determine S. Accurate values of current and voltage , the Enforcement is also made UN Through these established circuit in circuit maker 2000 Program and the mathematical process step by step sheets
Annex for checking circuit currents ago.
KEY WORDS: Electric current, Meshes law , law of
nodes, Resistance.
INTRODUCCIÓN
En el mundo moderno es común observar que todas las cosas que hacen parte de la cotidianidad y el ocio están relacionas directamente con la electricidad, basta con dar una mirada alrededor para comprender el impacto que ha generado el uso de la energía eléctrica en la evolución de la humanidad, de ahí la importancia que tienen las diferentes normas que rigen y facilitan entender como es su comportamiento. Las leyes de
Kirchhoff son herramientas que ayudan a la manipulación y comprensión de los circuitos eléctricos.
Estas leyes 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.
Además estas leyes también nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto de ecuaciones al que ellos responden.
MARCO REFERENCIAL
En este informe es importante ampliar la información creando un marco teórico en el cual se investigue más acerca de los temas tratados en la práctica.
Para reforzar conceptos se puede decir que la resistencia es la forma con la que se protegen los dispositivos pues tas regulan la corriente que pasa por los circuitos, pues en este laboratorio se trabajó con resistencias de ½ Watt, tratando que estas fueran de diferentes colores.
Según (García Álvarez, 2014) “La resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones”.
Es bien sabido que cualquier dispositivo o electrodoméstico conectado a un circuito eléctrico representa en sí, una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.
Otro concepto importante para la documentación en este informe es el de ley de nodos, un nodo es donde se cruzan dos o más elementos de circuitos, sea una fuente de voltaje o corriente, resistencias, capacitores, inductores, etc.
La ley anuncia que en cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero, como se observa en la imagen 1.
- (^) Al simular este circuito se va a mostrar el valor de cada intensidad y se puede hacer una comparación con lo obtenido matemáticamente y lo obtenido en la práctica.
TABLAS Y DATOS OBTENIDOS
En la tabla 1 se pueden observar los datos obtenidos con el multímetro, tomados al circuito instalado en la protoboard.
Tabla SEQ Tabla * ARABIC 1. Datos tomados en práctica.
Fuente: Tabla realizada por Daniela Ramírez, estudiante de Ingeniería Civil
En la tabla 2 se puede observar el valor de las corrientes medido
Tabla SEQ Tabla * ARABIC 2. Datos tomados en práctica.
CORRIENTE DATO TOMADO I1 0,013mA I2 0,008mA I3 0,005mA I4 0,004mA I5 1,3ᶙA I6 0,4ᶙA I7 1,6ᶙA I8 0,5ᶙA Fuente: Tabla realizada por Daniela Ramírez, estudiante de Ingeniería Civil
La siguiente información está relacionada con los datos obtenidos en la simulación en CircuitMaker, en la imagen 4 se puede ver el circuito dibujado en CircuitMaker.
Imagen 4. Circuito en CircuitMaker. Fuente. Programa CircuitMaker 2000.
Cada una de estas resistencias se le da un valor, y el circuito es simulado en el programa, de aquí se obtienen los valores de las corrientes, como se puede observar en la siguiente imagen.
Imagen 5. Circuito en CircuitMaker simulado. Fuente. Programa CircuitMaker 2000.
En este programa además se tuvo la oportunidad de obtener datos de los voltajes de cada resistencia, simulando el circuito con multímetros, como se puede ver en la imagen 6.
Imagen 6. Circuito en CircuitMaker simulado. Fuente. Programa CircuitMaker 2000
RECURSOS FÍSICOS
Los materiales usados para realizar la práctica son:
- 15 resistencia fijas de ½ Watt, entre los valores de 100 k y 500 k.
- 1 protoboard
- Lápiz
Las herramientas usadas para realizar este experimento son:
- Multímetro
- Fuente calibrada a 15V.
Para este laboratorio además se utiliza un programa llamado circuit market 2000 y calculadora científica.
RECURSOS HUMANOS
Este laboratorio fue realizado por dos estudiantes del programa de Ingeniería Civil tercer semestre de la Universidad del Quindío.
ARTÍCULOS
Para la fundamentación del presente informe se realizó la consulta de dos artículos publicados relacionados con el tema tratado a lo largo de este trabajo.
El primer artículo llamado “kirchhoff law and current
electricity networks” 1 que habla en redes eléctricas de
corriente continua, las leyes de Kirchhoff son utilizadas para resolver el problema de la distribución real de la corriente y por tanto el estado de la red. En este artículo se muestra como conociendo las resistencias y las fuerzas electromotrices en la red, esas leyes son suficientes para determinar la distribución buscada de las corrientes. Y la prueba matemática desarrolla puede ser útil para fines de enseñanza.
Se basan en los conceptos de red, que es un sistema finito de componentes orientadas s1,s2,...,sc , en este caso “alambres”, que se conectan en ciertos puntos A1,A2,...,An llamados nudos. (Herrera Jimenez, 2013,77).
El segunto articulo, llamado “ New conception of the
overall strategy of design of analog systems.” 2 que
presentan los principios básicos de una nueva metodología general para el diseño de sistemas analógicos no lineales por medio de la formulación de la teoría de control óptimo. Una de las metodologías implementadas fue la elaboración de ecuaciones, las cuales incluyen las funciones especiales de control que se introducen artificialmente para generalizar el proceso de diseño total y los resultados numéricos se generaron por medio de programas de computadora que permite ahorrar tiempo.
En la metodología tradicional para el diseño de sistemas analógicos, se utilizan ecuaciones algebraicas y esto no es de gran ayuda para la optimización del diseño.
Existen algunos métodos que reducen el tiempo para el análisis de circuitos, como técnicas de descomposición, el cual reduce el tiempo computacional requerido o también mediante métodos numéricos. Las ideas de diseño descritas anteriormente pueden nombrarse como concepción tradicional o como estrategia tradicional porque el método de análisis está basados en las leyes de Kirchhoff. (A.M Zemliak, 2005,37).
CONCLUSIONES
- Las leyes de Kirchhoff nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto de ecuaciones al que ellos responden.
- El programa Circuit maker 2000 es una herramienta que facilita el diseño y la simulación de circuitos eléctricos ahorrando tiempo y dinero.
- Se pueden corroborar los resultados obtenidos con este programa, realizando cálculos con las leyes de Kirchhoff..
BIBLIOGRAFÍA
A.M Zemliak, R. P. (2005). Nueva concepcion de la estrategia general de diseño de sistemas analogicos. Informacion tenologica, 37.
García Álvarez, J. A. (2014). Asi funciona. Recuperado el 25 de 11 de 2014, de Electrotecnia: http:// www.asifunciona.com/electrotecnia/ ke_resistencia/ke_resistencia_1.htm
García Gonzales, A. (26 de julio de 2013). Panama Hitek. Obtenido de Ley de los voltages de kirchhoff: Método de mallas: http:// panamahitek.com/ley-de-los-voltajes-de- kirchhoff-metodo-de-mallas/
Herrera Jimenez, R. (2013). Las leyes de kirchhhoff y las redes electricas de corriente continua. Revista de la Universidad de Costa Rica, 77.
ANEXOS
Al finalizar este informe se podrán encontrar una serie de anexos, que corresponden a los cálculos realizados manualmente, usando las leyes de Kirchhoff, para hallas 1 Traducción Las leyes de kirchhoff y las redes eléctricas de corriente continua.las corrientes del circuito.
2 Traducción Nueva concepción de la estrategia general de diseño de sistemas analógicos.