Leyes de voltajes y corrientes de Kirchhoff
Páginas: 6 (1391 palabras)
Publicado: 24 de diciembre de 2013
Universidad de Santiago de Chile
Facultad de ingeniería
Departamento de ingeniería eléctrica
Laboratorio de Redes Eléctricas – Sección: 11016
2° Experiencia:
“Leyes de voltaje y corrientes de Kirchhoff”
Introducción
Una de las principales leyes dentro del estudio de la electricidad y que acompañada a la ley de Ohm son las conocidas leyes de Kirchhoff. Estas leyes fueronestablecidas bajo la ley de conservación de la energía: “La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”.
Para las dos leyes de Kirchhoff se establece que la tensión y la corriente de la fuente que suministra un circuito cerrado serán iguales a la suma del consumo de ambos parámetros dentro las cargas que conforman el circuito.
Objetivo: Demostrar que se cumplen las leyes detensiones y corrientes de Kirchhoff mediante la implementación de equipos de medición de circuitos eléctricos, usando una fuente de alimentación continua DC para el caso de un circuito puramente resistivo y una fuente de alimentación AC para circuitos R-L-C.
Discusión bibliográfica
Las leyes de Kirchhoff se dividen en:
Ley de voltajes o tensiones: dentro de una malla cerrada, la suma de lascaídas de potenciales (tensiones V) de los elementos pasivos/cargas que conforman el circuito cerrado será igual a la suma de los voltajes que alimentan el circuito.
Matemáticamente se expresa como:
Esta ley se analiza mejor para circuitos de la configuración serie:
Para el caso de la figura adjunta:
Ley de corrientes: Para un nodo, la suma de las corrientes I que entran endicho nodo será igual a la suma de las corrientes que salen de él.
Dato: un nodo corresponde a la unión de uno de los extremos de uno o más componentes de un circuito eléctrico. Se representa por un punto.
Matemáticamente se expresa como:
Para el caso de la figura adjunta:
Para ambas leyes se confirma la ley de conservación de la energía puesto que no hay corriente o voltajeperdido ni ganado dentro de un circuito serie, paralelo o mixto.
Para circuitos que se manejan con tensiones DC, verificar estas leyes no representa ningún problema, todo lo contrario sucede para circuitos con tensiones AC debido a que las tensiones y voltajes varían en un periodo de oscilación dependiente de la tensión AC aplicada. A continuación veremos esto con mayor análisis:
Leyes devoltajes y corrientes en fuente DC (Direct Current):
Bajo un régimen permanente los parámetros de corriente y voltaje permanecen constantes a lo largo del tiempo. Bajo esta situación la suma o resta de los parámetros ya antes mencionados no representan problema alguno.
Leyes de voltajes y corrientes en fuente AC (Alternating Current):
En una fuente de corriente alternada en el tiempo, no es fácilsumar directamente los valores de las corrientes y voltajes debido a que dichos valores no permanecen constantes en un circuito eléctrico. Una de las formas clásicas de representar dichos parámetros en AC consiste en simbolizar el voltaje y la corriente en fasores.
Dato: un fasor es la representación vectorial de un número complejo de algún parámetro. Visto desde otra perspectiva es larepresentación de la magnitud y fase de un parámetro de naturaleza sinusoide. Sus características son:
a) Dominio en el tiempo:
b) Dominio fasorial:
Forma Rectangular:
Forma Polar:
Simulación
Circuito serie puramente resistivo con fuente DC
“Circuito paralelo puramente resistivo con fuente DC”
“Circuito serie con fuente AC”
Desarrollo experimental
Objetivo: Conocerla diferencia que hay ente el valor teórico y el valor práctico obtenido en el laboratorio
Elementos y equipos utilizados (para los 3 circuitos):
Interruptor Automático (En sala)
Multitester
Amperímetro de tenazas AC/DC
Resistencias de 100Ω/1Amps
Fuente DC 0-150V/35 Amperes (En sala)
Fasímetro “Dranetz”
Puente RLC
Carga Unelco (En sala)
Set Chicotes punta-punta
Set Chicotes Canadá...
Facultad de ingeniería
Departamento de ingeniería eléctrica
Laboratorio de Redes Eléctricas – Sección: 11016
2° Experiencia:
“Leyes de voltaje y corrientes de Kirchhoff”
Introducción
Una de las principales leyes dentro del estudio de la electricidad y que acompañada a la ley de Ohm son las conocidas leyes de Kirchhoff. Estas leyes fueronestablecidas bajo la ley de conservación de la energía: “La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”.
Para las dos leyes de Kirchhoff se establece que la tensión y la corriente de la fuente que suministra un circuito cerrado serán iguales a la suma del consumo de ambos parámetros dentro las cargas que conforman el circuito.
Objetivo: Demostrar que se cumplen las leyes detensiones y corrientes de Kirchhoff mediante la implementación de equipos de medición de circuitos eléctricos, usando una fuente de alimentación continua DC para el caso de un circuito puramente resistivo y una fuente de alimentación AC para circuitos R-L-C.
Discusión bibliográfica
Las leyes de Kirchhoff se dividen en:
Ley de voltajes o tensiones: dentro de una malla cerrada, la suma de lascaídas de potenciales (tensiones V) de los elementos pasivos/cargas que conforman el circuito cerrado será igual a la suma de los voltajes que alimentan el circuito.
Matemáticamente se expresa como:
Esta ley se analiza mejor para circuitos de la configuración serie:
Para el caso de la figura adjunta:
Ley de corrientes: Para un nodo, la suma de las corrientes I que entran endicho nodo será igual a la suma de las corrientes que salen de él.
Dato: un nodo corresponde a la unión de uno de los extremos de uno o más componentes de un circuito eléctrico. Se representa por un punto.
Matemáticamente se expresa como:
Para el caso de la figura adjunta:
Para ambas leyes se confirma la ley de conservación de la energía puesto que no hay corriente o voltajeperdido ni ganado dentro de un circuito serie, paralelo o mixto.
Para circuitos que se manejan con tensiones DC, verificar estas leyes no representa ningún problema, todo lo contrario sucede para circuitos con tensiones AC debido a que las tensiones y voltajes varían en un periodo de oscilación dependiente de la tensión AC aplicada. A continuación veremos esto con mayor análisis:
Leyes devoltajes y corrientes en fuente DC (Direct Current):
Bajo un régimen permanente los parámetros de corriente y voltaje permanecen constantes a lo largo del tiempo. Bajo esta situación la suma o resta de los parámetros ya antes mencionados no representan problema alguno.
Leyes de voltajes y corrientes en fuente AC (Alternating Current):
En una fuente de corriente alternada en el tiempo, no es fácilsumar directamente los valores de las corrientes y voltajes debido a que dichos valores no permanecen constantes en un circuito eléctrico. Una de las formas clásicas de representar dichos parámetros en AC consiste en simbolizar el voltaje y la corriente en fasores.
Dato: un fasor es la representación vectorial de un número complejo de algún parámetro. Visto desde otra perspectiva es larepresentación de la magnitud y fase de un parámetro de naturaleza sinusoide. Sus características son:
a) Dominio en el tiempo:
b) Dominio fasorial:
Forma Rectangular:
Forma Polar:
Simulación
Circuito serie puramente resistivo con fuente DC
“Circuito paralelo puramente resistivo con fuente DC”
“Circuito serie con fuente AC”
Desarrollo experimental
Objetivo: Conocerla diferencia que hay ente el valor teórico y el valor práctico obtenido en el laboratorio
Elementos y equipos utilizados (para los 3 circuitos):
Interruptor Automático (En sala)
Multitester
Amperímetro de tenazas AC/DC
Resistencias de 100Ω/1Amps
Fuente DC 0-150V/35 Amperes (En sala)
Fasímetro “Dranetz”
Puente RLC
Carga Unelco (En sala)
Set Chicotes punta-punta
Set Chicotes Canadá...
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