Combinacion de resistencias y leyes de kirchhoff

COMBINACION DE RESISTENCIAS Y LEYES DE KIRCHHOFF
Cindy Bettin, Ana Calderín, José Carreño, Oscar Enamorado, Emilio Soto
Facultad de Ingenierías.
Programa de Ingeniería Ambiental.

OBJETIVOS
DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE EL COMPORTAMIENTO DE LA INTENSIDAD Y LA TENSIÓN EN CIRCUITO EN SERIE Y PARALELO.

1. TEORÍA RELACIONADA

LEYES DE KIRCHHOFF

Una red eléctrica es un circuitocomplejo que consiste de trayectorias cerradas o mallas por donde circula corriente. Es complicado aplicar la ley de Ohm cuando se trata de redes complejas que incluyen varias mallas y varias fuentes de fem. El científico alemán Gustav Kirchhoff desarrollo un procedimiento más directo para analizar circuitos de este tipo en el siglo XIX, su método se apoya en dos leyes.

Primera ley de Kirchhoff: Lasuma de las corrientes que llegan a una unión es igual a la suma de las corrientes que salen de esa unión.

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Segunda ley de Kirchhoff: La suma de las fems alrededor de cualquier malla cerrada de corriente es igual a la suma de todas las caídas IR alrededor de dicha malla.
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COMBINACION DE RESISTENCIAS

Aquí se combinan circuitos en serie y circuitos en paralelo. Estos se conocencomo circuitos combinados.
Se puede imaginar una rama en unos circuitos en paralelo, pero la cual contiene dos resistencias en serie. Por ejemplo, entre los puntos A y B en la Figura 1.

En esta situación se puede calcular la resistencia equivalente de la rama AB usando las reglas de circuitos en serie
Entonces,

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Figura 1 Combinación de Circuito 1.

Ahora se puede reemplazarlas dos resistencias con una sola, equivalente, sin ningún tipo de cambios en el circuito.

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Figura 2 Circuito 1 simplificado es un circuito en paralelo.

Como se puede ver en la Figura 2, el circuito ahora está en paralelo, con las resistencias RAB y R3 en paralelo. Este circuito se resuelve usando las mismas reglas que como otro circuito en paralelo.
Otra combinación ocurre concircuitos en paralelo conectados en serie. La figura 3 muestra un típico ejemplo de dos circuitos en paralelo (AB y CD) conectados en serie con otra resistencia, R3.
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Figura 3 Circuitos Combinados 2

Aquí, las resistencias en paralelo, circuito AB se pueden reemplazar con una resistencia equivalente. De nuevo, se usa la ecuación para circuitos en paralelo:
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Esto da:
[pic]Entonces, la resistencia equivalente entre los puntos A y B es RAB. Reemplazando el circuito en paralelo entre estos dos puntos con RAB da el siguiente circuito.
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Figura 4 Circuito 2, parcialmente simplificado.

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Figura 5 Circuito 2, simplificado.

Similarmente, se puede reemplazar el circuito en paralelo contenido entre R4 y R5 (entre los puntos C y D) con su resistencia equivalente,RCD, donde

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Reemplazando el circuito en paralelo entre CD con su equivalente se forma: en Figura 5 (arriba).

Ahora solo quedan resistencias en serie, RAB, R3, y RCD. La resistencia equivalente: 
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Ó Rtotal = RAB + R3 + RCD

2. MATERIALES

Placa reticular (panel de montajes)……1
Resistencia R1 de 100Ω………..……....1
Resistencia R2 de 470Ω…………….…1
Resistencia R3 de1kΩ…………….…..1
Resistencia R4 de 4.7kΩ……..….……1
Multímetro…….……….…………..…2
Cables: azul y amarillo……..………...8
Fuente de alimentación…….….……..1

3. MONTAJE Y PROCEDIMIENTO

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Figura 1. Circuito con resistencias en serie y en paralelo.

Parte 1

1. Se monto el circuito tal como se muestra en la figura 1.
2. Se encendió la fuente de alimentación y se fijo la tensión directa a 10 V.
3. Se midieron lascorrientes I1, I2, I3, I4, que circulaban por las diferentes ramas del circuito. También las respectivas tensiones U1, U2, U3, U4. Anotamos los valores correspondientes en la tabla 1 y 2.
4. Apague la fuente de alimentación.

Parte 2.

1. Monte el circuito tal como se muestra en la fig. 2.
2. Encienda la fuente de alimentación y fije la tensión directa a 10V, siempre que la...