Informe circuitos electricos

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PRACTICA N° 3: ANALISIS DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS

1. Objetivo

Conocer y aplicar las leyes fundamentales del análisis de circuitos eléctricos.

2. Marco teórico

• Ley de kirchhoff

Las Leyes de Kirchhoff de voltaje y corriente son dos métodos muy utilizados en el análisis de circuitos eléctricos. Al aplicar estos métodos podemos determinar valoresdesconocidos de corriente, voltaje y resistencia en circuitos resistivos.
La Primera Ley de Kirchhoff o Ley de Kirchhoff de Corrientes establece lo siguiente:

La suma algebraica de las corrientes en cualquier nodo en un circuito es cero. Las corrientes que entran al nodo se toman con un mismo signo y las que salen con el signo contrario.

La Segunda Ley de Kirchhoff o Ley de Kirchhoffde voltajes se aplica a las trayectorias cerradas y establece lo siguiente:

En una malla, la suma algebraica de las diferencias de potencial en cada elemento de ésta es cero. Las caídas de voltaje se consideran con un mismo signo, mientras que las subidas de voltaje se consideran con el signo contrario.

• Ley de ohm

El movimiento de los electrones en un metal se veentorpecido por los continuos choques que experimentan con los cationes (inmóviles). En condiciones usuales, y para la mayor parte de las sustancias, la corriente que circula a través de un tramo de material es directamente proporcional a la diferencia de potencial que existe entre sus extremos.

Esto constituye la ley de Ohm. Se denomina RESISTENCIA a la constante de proporcionalidad entre ladiferencia de potencial V y la intensidad de corriente I: V = R I
La unidad de resistencia eléctrica en el sistema internacional es el OHMIO (Ω).

Por otro lado, como se ha comentado anteriormente la resistencia en metales surge debido a la agitación térmica de los iones, y por lo tanto a la energía térmica (temperatura). El efecto del movimiento de los iones es el de crear unafuerza de tipo viscoso (proporcional a la velocidad) que se opone al desplazamiento de los electrones.

Esta fuerza de fricción disipa la energía cinética ganada por los electrones entre choques y por lo tanto contribuye al aumento de la temperatura del conductor, es el conocido como efecto Joule (este es el fundamento de los calefactores eléctricos). La potencia así disipada viene dada apartir de la energía eléctrica de una carga en una diferencia de potencial (qV) como:

P = dE/dt =d(qV)/dt = dq/dt= V I

Además si se cumple la ley de Ohm se obtiene: P=I2R=V2/R (comprobarlo).

• Ley de Lenz

El sentido de la corriente inducida se puede obtener de la ley de Lenz que establece que, el sentido de la corriente inducida será tal que su flujo se opone a lacausa que la produce.
En las figuras se puede observar que cuando el imán se acerca a las espiras, el flujo magnético a través de las espiras aumenta. De acuerdo con la Ley de Lenz, las corrientes inducidas deben crear flujos,[pic], que se deben oponer al aumento del flujo inicial, y los sentidos de las corrientes serán los indicados.

[pic]
• Ley de Faraday

En 1801,Michael Faraday realizó una serie de experimentos que lo llevaron a determinar que los cambios temporales en el campo magnético inducen un campo eléctrico.
Esto se conoce como la ley de Faraday. La fuerza electromotriz, definida como el rotacional a través de un diferencial de línea esta determinado se la expresa así:
[pic]
donde el signo menos indica la Ley de Lenz y Φes el flujo magnético en una superficie, determinada por:
[pic]
reemplazando (12) en (11) se obtiene la ecuación integral de la ley de Faraday:
[pic]
Aplicando el teorema de Stokes se encuentra la forma diferencial:
[pic]
La ecuación completa la descripción del campo eléctrico, indicando que la variación temporal del campo magnético induce un campo...
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