Laboratorio de fisica 102

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LABORATORIO Nº12
LEYES DE KIRCHHOF
Resumen.-
Se pretende comprobar las leyes de conservación de energía representadas en un circuito eléctrico en las leyes de Kirchhof. Se tienen varios circuitos de corriente directa (DC) de varias fuentes y resistencias; se comprueban los datos teóricos calculados a partir de las leyes de Kirchhof con los valores reales medidos en la práctica.
1.Objetivos.-

2.1. Objetivo General.-

Definir las leyes de Kirchhoff para circuitos en serie y en paralelo.

2.2. Objetivos Específicos.-

* Examinar la ley de mallas para un circuito en serie y la ley de nodos para un circuito en paralelo.

* Deducir experimentalmente la primera y segunda ley de Kirchoff.
2. Justificaciones.-

* Medir con el multímetro en modo deóhmetro tres resistencias en valores distintos. Medir con el multímetro en modo de voltímetro las fuentes A y C en valores distintos entre 10[V ] y 20[V ]. Armar con estos valores el circuito indicado.

3. Antecedentes.-

El físico Alemán Gustav Robert Kirchoff, hace mas de 100 años enunció dos leyes que empleamos a menudo en la resolución de circuitos combinados como el de la figura 1. Antesde la definición y aplicación de estas leyes es necesario presentar los siguientes conceptos

4. Marco Teórico.-
Leyes de Kirchhoff:
Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845, mientras aún era estudiante. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de la corriente y el potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen dela 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. En la lección anterior Ud. conoció el laboratorio virtual LW. El funcionamiento de este y de todos los laboratorios virtuales conocidos se basa en la resolución automática del sistema de ecuaciones que genera un circuito eléctrico.Como trabajo principal la PC presenta una pantalla que semeja un laboratorio de electrónica pero como trabajo de fondo en realidad está resolviendo las ecuaciones matemáticas del circuito. Lo interesante es que lo puede resolver a tal velocidad que puede representar los resultados en la pantalla con una velocidad similar aunque no igual a la real y de ese modo obtener gráficos que simulan elfuncionamiento de un osciloscopio, que es un instrumento destinado a observar tensiones que cambian rápidamente a medida que transcurre el tiempo.
En esta entrega vamos a explicar la teoría en forma clásica y al mismo tiempo vamos a indicar como realizar la verificación de esa teoría en el laboratorio virtual LW. 

La primera Ley de Kirchhoff
En un circuito eléctrico, es común que se generen nodos decorriente. Un nodo es el punto del circuito donde se unen más de un terminal de un componente eléctrico. Si lo desea pronuncie “nodo” y piense en “nudo” porque esa es precisamente la realidad: dos o más componentes se unen anudados entre sí (en realidad soldados entre sí).

Graf.1 Circuito básico con dos nodos
www.Fisicanet.com

Graf. 2 Aplicación de la primera ley de Kirchhoffwww.Fisicanet.com
Enunciado de la primera Ley de Kirchhoff

La corriente entrante a un nodo es igual a la suma de las corrientes salientes. Del mismo modo se puede generalizar la primera ley de Kirchhoff diciendo que la suma de las corrientes entrantes a un nodo son iguales a la suma de las corrientes salientes.

La razón por la cual se cumple esta ley se entiende perfectamente en forma intuitiva si unoconsidera que la corriente eléctrica es debida a la circulación de electrones de un punto a otro del circuito. Piense en una modificación de nuestro circuito en donde los resistores tienen un valor mucho más grande que el indicado, de modo que circule una corriente eléctrica muy pequeña, constituida por tan solo 10 electrones que salen del terminal positivo de la batería. Los electrones están...
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