fisica experimental
Páginas: 5 (1120 palabras)
Publicado: 3 de octubre de 2014
OBJETIVOS: Mediante diferentes experiencias comprobaremos experimentalmente las leyes de Kirchhoff.
FUNDAMENTO TEORICO: Gustav Robert Kirchhoff (1824 – 1887), físico alemán, estableció dos leyes fundamentales en 1847 relativas a la relación entre las corrientes y las tensiones en una red eléctrica. Las leyes de Kirchhoff, junto con la ley de Ohm, constituyen la base de la teoría decircuitos.
Hijo de un abogado de Koningsberg, de Prusia Oriental, Kirchhoff ingresó a la universidad de esa misma ciudad a la edad de 18 años y después se convirtió en catedrático en Berlín. Su trabajo en espectroscopia, en colaboración con el químico Alemán Robert Bunsen, condujo al descubrimiento del cesio en 1860 y del rubidio en 1861. A Kirchhoff se le otorga también el crédito de la ley deradiación que lleva su nombre, por lo cual es famoso entre los ingenieros, los químicos y los físicos.
Las leyes de Kirchhoff no son otra cosa que casos particulares de la ley de la conservación de la energía.
Definiciones previas
Nudo: Es un punto del circuito en el cual se unen dos o más conductores.
Malla: Es cualquier recorrido cerrado por los conductores, de modo queninguno sea tocado dos veces al hacer recorrido. A una malla también se le llama “RED”
Primera ley de Kirchhoff o ley de nudos.- La primera ley de Kirchhoff se basa en la ley de la conservación de la carga, la cual establece que “La suma de las corrientes que entran a un nudo es igual a la suma de las corrientes que salen de dicho nudo”
Segunda ley de Kirchhoff o ley de lasmallas.- La segunda ley de Kirchhoff se basa en el principio de la conservación de la energía y establece: “Para una malla la suma algebraica de las fuerzas electromotrices es igual a la suma algebraica de las caídas de tensión en cada resistencia”
Ejemplo
Determine “ vo ” e “ i ” en el circuito que se muestra en la figura. Ώ
Aplicamos la ley de tensión de Kirchhoff alrededor del lazo.–12 + 4 i + 2 vo – 4 + 6 i = 0 ………………………….(1)
La aplicación de la Ley de Ohm al resistor de 6 Ώ da
vo = – 6 i ……………………………..(2)
La sustitución de la ecuación (2) en (1) genera:
– 16 + 10 i –12 i = 0 → i = – 8 A
vo = 48 V
MATERIAL Y EQUIPO.- El material utilizado en el experimento son los siguientes
Tablero de resistencias
Cables deconexión largos
Voltímetro
Cables de conexión cortos
Amperímetro
Tester
Fuentes de voltaje
PROCEDIMIENTO
Primera ley de Kirchhoff.- En primera instancia, con el tablero de resistores se armó el circuito mostrado en la figura:
Los valores de los resistores en el circuito se tomaron mediante el código de colores y un Tester; luego pusimos acorrer el circuito midiendo las intensidades con un amperímetro en cada nudo como lo muestra la grafica. Leímos también el voltaje y la intensidad que entregaba la fuente de voltaje.
Segunda ley de Kirchhoff.- En esta segunda experiencia, nuevamente con el tablero de resistores armamos el siguiente circuito:
Los resistores para este circuito son los mismos utilizados en elanterior; como esta en la figura procedimos a medir los voltajes de cada resistor, también anotamos el voltaje e intensidad de corriente que entregaba la fuente de voltaje.
Aplicaciones de las leyes de Kirchhoff.- Para esta última experiencia armamos en circuito de la figura:
Procedimos a medir la caída de tensión en cada resistencia, luego leímos el voltaje quesuministraba la fuente, finalmente medimos las intensidades de corriente que circulan por el ramal del circuito.
Los resultados de tales mediciones se muestran en la siguiente tabla:
Primera ley de Kirchhoff
Voltaje que entrega la fuente: ……………… 6 (V)
Intensidad de corriente suministrada: …….. 0,9 (A)
Segunda ley de Kirchhoff
Voltaje que entrega la fuente: ……………… 7...
OBJETIVOS: Mediante diferentes experiencias comprobaremos experimentalmente las leyes de Kirchhoff.
FUNDAMENTO TEORICO: Gustav Robert Kirchhoff (1824 – 1887), físico alemán, estableció dos leyes fundamentales en 1847 relativas a la relación entre las corrientes y las tensiones en una red eléctrica. Las leyes de Kirchhoff, junto con la ley de Ohm, constituyen la base de la teoría decircuitos.
Hijo de un abogado de Koningsberg, de Prusia Oriental, Kirchhoff ingresó a la universidad de esa misma ciudad a la edad de 18 años y después se convirtió en catedrático en Berlín. Su trabajo en espectroscopia, en colaboración con el químico Alemán Robert Bunsen, condujo al descubrimiento del cesio en 1860 y del rubidio en 1861. A Kirchhoff se le otorga también el crédito de la ley deradiación que lleva su nombre, por lo cual es famoso entre los ingenieros, los químicos y los físicos.
Las leyes de Kirchhoff no son otra cosa que casos particulares de la ley de la conservación de la energía.
Definiciones previas
Nudo: Es un punto del circuito en el cual se unen dos o más conductores.
Malla: Es cualquier recorrido cerrado por los conductores, de modo queninguno sea tocado dos veces al hacer recorrido. A una malla también se le llama “RED”
Primera ley de Kirchhoff o ley de nudos.- La primera ley de Kirchhoff se basa en la ley de la conservación de la carga, la cual establece que “La suma de las corrientes que entran a un nudo es igual a la suma de las corrientes que salen de dicho nudo”
Segunda ley de Kirchhoff o ley de lasmallas.- La segunda ley de Kirchhoff se basa en el principio de la conservación de la energía y establece: “Para una malla la suma algebraica de las fuerzas electromotrices es igual a la suma algebraica de las caídas de tensión en cada resistencia”
Ejemplo
Determine “ vo ” e “ i ” en el circuito que se muestra en la figura. Ώ
Aplicamos la ley de tensión de Kirchhoff alrededor del lazo.–12 + 4 i + 2 vo – 4 + 6 i = 0 ………………………….(1)
La aplicación de la Ley de Ohm al resistor de 6 Ώ da
vo = – 6 i ……………………………..(2)
La sustitución de la ecuación (2) en (1) genera:
– 16 + 10 i –12 i = 0 → i = – 8 A
vo = 48 V
MATERIAL Y EQUIPO.- El material utilizado en el experimento son los siguientes
Tablero de resistencias
Cables deconexión largos
Voltímetro
Cables de conexión cortos
Amperímetro
Tester
Fuentes de voltaje
PROCEDIMIENTO
Primera ley de Kirchhoff.- En primera instancia, con el tablero de resistores se armó el circuito mostrado en la figura:
Los valores de los resistores en el circuito se tomaron mediante el código de colores y un Tester; luego pusimos acorrer el circuito midiendo las intensidades con un amperímetro en cada nudo como lo muestra la grafica. Leímos también el voltaje y la intensidad que entregaba la fuente de voltaje.
Segunda ley de Kirchhoff.- En esta segunda experiencia, nuevamente con el tablero de resistores armamos el siguiente circuito:
Los resistores para este circuito son los mismos utilizados en elanterior; como esta en la figura procedimos a medir los voltajes de cada resistor, también anotamos el voltaje e intensidad de corriente que entregaba la fuente de voltaje.
Aplicaciones de las leyes de Kirchhoff.- Para esta última experiencia armamos en circuito de la figura:
Procedimos a medir la caída de tensión en cada resistencia, luego leímos el voltaje quesuministraba la fuente, finalmente medimos las intensidades de corriente que circulan por el ramal del circuito.
Los resultados de tales mediciones se muestran en la siguiente tabla:
Primera ley de Kirchhoff
Voltaje que entrega la fuente: ……………… 6 (V)
Intensidad de corriente suministrada: …….. 0,9 (A)
Segunda ley de Kirchhoff
Voltaje que entrega la fuente: ……………… 7...
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