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INFORME DE LABORATORIO 3.
(Marzo de 2021)
Jeisson Ducuara Mora cod:
RESUMEN: En el presente informe se puede
observar el análisis del autor en el ámbito
experimental de las leyes de Kirchhoff, donde se
puede estudiar el montaje adecuado de circuitos, la
medición de variables físicas, el conocimiento de los
elementos necesarios para el montaje de circuitos, con
el fin de identificar cómo se relacionan el voltaje, la
corriente y la disposición física de los elementos del
circuito y cómo estos afectan la conservación de la
masa.
PALABRAS CLAVES: resistencia, multimetro,
protoboard, voltaje, corriente eléctrica, leyes de
Kirchhoff, nodo, malla y lazo.
I. INTRODUCCIÓN
La conservación de la energía y la
carga en los circuitos eléctricos se
relacionan por medio de las diferentes
combinaciones de los componentes que
conforman un circuito, que a su vez
generan una red, es allí donde se da el
sustento para las leyes de Kirchhoff, las
cuales nos permiten cuantificar las
corrientes y tensiones en cualquier parte de
un circuito o en todo el circuito, teniendo
en cuenta la disposición física de las
resistencias e identificando como estas
magnitudes físicas varían en cada punto de
conexión o nodo del circuito.
II. MARCO TEÓRICO.
A. PRIMERA LEY DE KIRCHHOFF O LEY DE
LA UNIÓN O NODO:
Imagen 1: Diagrama primera ley de Kirchhoff.[1]
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.[2]
B. SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF O LEY DE
LA ESPIRA O MALLA.
En un circuito cerrado, la suma de
todas las caídas de tensión es igual a la
tensión total suministrada. De forma
equivalente, la suma algebraica de las
diferencias de potencial eléctrico en un
circuito es igual a cero.[3]
Imagen 2: Diagrama segunda ley de Kirchhoff.[4]
C. ECUACIONES USADAS.
𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠
𝑛𝑜𝑑𝑜𝑠
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
𝑠𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠
𝑉 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
−𝑉 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑉 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
δ𝑅 δ𝑥
δ𝑅 δ𝑦
III. MONTAJE EXPERIMENTAL.
A. MATERIALES
● Multímetros
● Resistencias
● Protoboard
● Fuente de energía
B. PROCEDIMIENTOS Y ACTIVIDADES.
El objetivo de la práctica de este
laboratorio es experimentar y comprobar el
comportamiento de las leyes de Kirchhoff,
para lo cual se van a disponer de un
conjunto de circuitos, dentro de los cuales
tendrán una distribución de sus resistencias
en serie, en paralelo y mixto, donde se
comprobaran sus voltajes y corrientes.
IV. RESULTADOS
A. MEDICIONES Y RESULTADOS CIRCUITO
EN SERIE.
Imagen 3: Montaje circuito en serie.
Voltaje de salida de la fuente
V=(5.00 ± 0.001)V
R(Ω) ± Código Colores
R(Ω) ± Multímetro
Voltaje (V) ±
Corriente (A) ±
R1 763 ± 1^ 763 ± 0.1^ 2.74 ± 0.01^ 0.00359 ±
R2 247 ± 1^ 247 ± 0.1^ 0.89 ± 0.01^ 0.00359 ±
R3 382 ± 1^ 382 ± 0.1^ 1.37 ± 0.01^ 0.00359 ±
Tabla 1: Datos circuito 1
Imagen 4: diagrama mallas y nodos circuito en serie.
● LEY DE MALLAS.
𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠
● LEY DE NODOS.
𝑛𝑜𝑑𝑜𝑠
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
𝑠𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠
𝑖 1
2
𝑣 1 −𝑣 2 𝑅 1
𝑉 2 𝑅 2
5𝑉 763Ω
𝑉 2 763Ω
𝑉 2 247Ω
2
1 763Ω
1
5𝑉 763Ω
2
1 763Ω
1
𝑠
𝑅
𝑅
𝑠
1
2
2
1
1
2
2
B. MEDICIONES Y RESULTADOS CIRCUITO
EN PARALELO.
Imagen 5: Montaje circuito en paralelo.
Voltaje de salida de la fuente
V=(5.00 ± 0.01)V
R(Ω) ± Código Colores
R(Ω) ± Multímetro
Voltaje (V) ±
Corriente (mA) ±
R1 763 ± 1^ 763 ± 0.1^ 5.00 ± 0.01^ 0.0066 ±
R2 247 ± 1^ 247 ± 0.1^ 5.00 ± 0.01^ 0.0202 ±
R3 382 ± 1^ 382 ± 0.1^ 5.00 ± 0.01^ 0.0131 ±
𝐼 A
3
𝐼 𝑅
= 𝐼 1
− 𝐼 2
⇒ − 0. 0023789𝐴 − (− 0. 008932
𝐼 𝑅
= 0. 006531𝐴
𝐼 𝑅
= 𝐼 2
− 𝐼 3
⇒ − 0. 0089320𝐴 − (− 0. 011310
𝐼 𝑅
= 0. 0202429𝐴
𝐼 𝑅
= 𝐼 3
⇒ 0. 0131094𝐴
● DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE LOS
PUNTOS A-D.
Imagen 7: montaje circuito en paralelo puntos A-D. 𝑉 𝑎𝑑
= 𝐼 1
⇒ 0. 006553𝐴 * 763Ω = 4. 999𝑉
𝑉 𝑎𝑑
= 𝐼 2
⇒ 0. 020252𝐴 * 247Ω = 5. 002𝑉
● ERROR COMETIDO AL MEDIR LAS
CORRIENTES.
● CÁLCULO ERROR COMETIDO AL MEDIR
DIFERENCIAL DE POTENCIA.
Como este es un circuito en paralelo,
cualquier medición de voltaje en el
circuito será siempre la misma, ya que sus
líneas de energía son paralelas y los
componentes están dispuestos entre ellos.
C. MEDICIONES Y RESULTADOS CIRCUITO
MIXTO.
Imagen 8: Montaje circuito mixto.
Voltaje de salida de la fuente V=(5.00 ± 0.01)V
R(Ω) ± Código Colores
R(Ω) ± Multímetro
Voltaje (V) ±
Corriente (mA) ±
R1 763 ± 1^ 763 ± 0.1^ 1.35 ± 0.01^ 0.0018 ±
R2 247 ± 1^ 247 ± 0.1^ 1.35 ± 0.01^ 0.0055 ±
R3 382 ± 1 382 ± 0.1 2.76 ± 0.01 0.0072 ±
R4 123 ± 1^ 123 ± 0.1^ 0.89 ± 0.01^ 0.0072 ±
Diferencia de potencial entre los puntos nodales: 𝑉 = (1.35 ± 0.01 )
Tabla 6: Datos circuito 3
● LEY DE MALLAS.
Imagen 9: diagrama mallas circuito mixto.
𝑚𝑎𝑙𝑙𝑎𝑠
Malla 1:
𝑅 3
1
1
1
2
4
1
1
1
2
1
1
2
Malla 2:
𝑅 2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
I 1 I 2 V
Malla 1 1268𝐼 1
− 763𝐼 2
= 5
Malla 2 − 763𝐼 1
Tabla 7: Sistema de ecuaciones
1
2
𝐼 𝑅
= 𝐼 1
− 𝐼 2
⇒ 0. 0072297𝐴 − 0. 0054616𝐴
𝐼 𝑅
= 0. 0017681𝐴
𝐼 𝑅
= 𝐼 2
⇒ 0. 0054616𝐴
● LEY DE NODOS.
𝑛𝑜𝑑𝑜𝑠
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
𝑠𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠
𝐼 1
− 𝐼 3
= 0
Malla 1:
𝑉 + 𝑅 3
1
1
1
2
4
1
1
1
2
1
1
2
Malla 2:
𝑅 1
1
2
2
3
1
2
2
1
2
3
I 1 I 2 I 3 V
Nodo a (^) 𝐼 1
− 𝐼 3
= 0
Malla 1 − 258𝐼 1
= − 5
Malla 2 (^) − 763𝐼 1
= 0
Tabla 8: Sistema de ecuaciones
𝐼 A
1
𝐼 A
2
𝐼 A
3
𝐼 𝑅
= 𝐼 1
− 𝐼 2
⇒ − 0. 037933𝐴 − (− 0. 019380𝐴
𝐼 𝑅
= 0. 01855𝐴
𝐼 𝑅
= 𝐼 2
− 𝐼 3
⇒ − 0. 019380 − (− 0. 057313)
𝐼 𝑅
= 0. 005516𝐴
● DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE PUNTOS
NODALES.
Imagen 10: montaje circuito mixto puntos nodales. 𝑉 = 𝐼 1
- 𝑅 1 ⇒ 0. 0017681𝐴 * 763Ω = 1. 3490𝑉
𝑉 = 𝐼 2
⇒ 0. 0054616𝐴 * 247Ω = 1. 3490𝑉
● ERROR COMETIDO AL MEDIR LA
DIFERENCIA DE POTENCIAL.
D. RESULTADOS/PREGUNTAS
● ¿Cómo se debe conectar un
voltímetro, amperímetro y
ohmetro?
Voltímetro : Se debe realizar la
medición de la resistencia o
circuito en paralelo al componente,
haciendo que la carga positiva pase
por un lado y la negativa por el
otro.
Amperímetro : Se debe realizar la
medición de la resistencia o
circuito en serie.
Óhmetro : Se debe realizar la
medición de extremo a extremo de
la resistencia, no es necesaria una
fuente de poder.
● ¿Cuáles son las características de
un voltímetro, un amperímetro y un
ohmímetro ideales?
Voltímetro : mide las tensiones de
dos puntos de un circuito o de un
elemento del mismo, el voltímetro
ideal es aquel que no deja pasar
intensidad a través de él o sea que
tiene una resistencia infinita.
V. CONCLUSIONES.
El presente laboratorio sirvió para entender
el concepto de la ley de Kirchhoff, el
comportamiento de las resistencias, la
corriente y los voltajes para los diferentes
circuitos, identificando temas como:
● En los circuitos en serie la
corriente siempre va a ser la misma
en cualquier punto del circuito y la
suma de los voltajes debe ser el
voltaje original dado por la fuente
de poder.
● Para los circuitos en paralelo el
voltaje siempre va a ser el mismo
en cualquier punto del circuito (son
dos líneas paralelas que alimentan
el circuito) y la suma individual de
las corrientes debe ser las misma
que reporta la fuente de poder.
● Respecto a la leyes de Kirchhoff se
identificó la relación que existe
entre los elementos físicos del
circuito, su disposición, como estos
se agrupan en lazos, mallas y
nodos, y como estos dos pueden
dar solución a sistemas de
ecuaciones que representan las
intensidades y los potenciales del
circuito, a su vez como se pueden
llegar a comprobar los resultados
obtenidos por ley de mallas desde
la ley de nodos.
VI. BIBLIOGRAFÍA
[1][4]"Departamento de Física | Universidad Católica del
Norte", Fisica.ucn.cl , 2021. [Online]. Available:
http://www.fisica.ucn.cl/wp-content/uploads/2016/03/DAFI219-
05-Leyes-de-Kirchoff.pdf. [Accessed: 19- Mar- 2021].
[2][3] J. Serwey. Fisica para ciencias e ingenieria Vol 2 [Cengage]. Pag 168 Available: https://www-ebooks7-24-com.ucatolica.basesdedatosezproxy.co m/stage.aspx?il=6899&pg=168&ed= [Accessed: 20- Mar- 2021].
[5]"Mediciones eléctricas - Voltímetros, amperímetros, óhmetros, instrumental de lectura directa", Sapiensman.com ,
- [Online]. Available: http://www.sapiensman.com/electrotecnia/problemas30.htm. [Accessed: 22- Mar- 2021].
[6]"Óhmetro, Definición, tipos y características", ingenieriaelectronica.org , 2021. [Online]. Available: https://ingenieriaelectronica.org/ohmetro-definicion-tipos-caract eristicas/ [Accessed: 22- Mar- 2021].
[7]"Circuito en Serie - Concepto, elementos y ejemplos", Concepto.de , 2021. [Online]. Available: https://concepto.de/circuito-en-serie/. [Accessed: 21- Mar- 2021].
[8]"Circuito en paralelo - EcuRed", Ecured.cu , 2021. [Online]. Available: https://www.ecured.cu/Circuito_en_paralelo. [Accessed: 21- Mar- 2021].
