Puente Wheastone

LEYES DE KIRCHHOFF
1. OBJETIVOS:
Comprobar las leyes de Kirchhoff en forma cuantitativa, mediante aplicaciones directas.
Medición de la corriente y tensión en resistencias conectadas en serie y en paralelo.

2. EQUIPO Y MATERIALES:
* Una (01) Fuente de poder regulable de 0 a 12 Vdc
* Dos (02) Multímetros Digitales Prasek Premium PR-85
* Un (01) Tablero de conexiones.
*Seis (06) puentes de conexión
* Dos (02) conductores rojos, 25 cm
* Dos (02) conductores azules, 25 cm
* Tres (03) Resistencias de 100 Ω (2) y 47 Ω (1)
* Un (01) Interruptor 0 – 1 (switch off/on)

3. FUNDAMENTO TEORICO:
Para el cálculo de corrientes y tensiones parciales en circuitos ramificados son fundamentales las leyes de Kirchhoff.
Resistencias en Serie:

Sea tresresistencias situadas en serie, como se muestra en la figura#1

Esta conexión se caracteriza porque la corriente es la misma para todas las
Resistencias.

La diferencia de potencial entre ab es la suma de las caídas de potencial entre
los bornes de cada resistencia

* Vab =V1 + V2 + V3
* Vab = I R1 + I R2 + I R3

* Vab =I (R1 + R2 + R3 )

El sistema puede reducirseefectivamente a un resistor equivalente Req y que
satisfaga la relación FIGURA#2
Vab = I Re q

Luego:
* I (R1 + R2 + R3)= I Req.

* Req = R1 + R2 + R3 = L-13RI

En general:
* Req = L-10RI

Resistencias en Paralelo:
Sea tres resistencias situadas en paralelo, como se indica en la figura#3.

Las resistencias se conectan de tal modo que la diferencia de potencial Vab sea
la misma paratodos ellos.
La corriente total I está dada como la suma de las caídas de las corrientes en
cada resistencia.

* I total=I1 +I2 +I3.

* I total= VabR1 + VabR2 + VabR3

* I total =(1R1 + 1R1 + 1R1)Vab

También el sistema puede reducirse a una resistencia equivalente:
* I = VabR1
LUEGO:
* 1Req = i=131R1

Leyes de Kirchhoff:
El problema fundamental en un circuitoconsiste en que dados los valores de las fuerzas electromotrices de las fuentes y los valores de las resistencias, encontrar la intensidad de la corriente.
Consideremos un circuito elemental mostrado en la figura 4, donde r1 y r2 son resistencias internas de los generadores; ɛ1 y ɛ2 son las fuerzas electromotrices, y R3 y R4 las resistencias externas. Aunque la fuerza electromotriz, no es un vector,podemos asignarle convencionalmente un sentido que será de negativo a positivo por dentro del generador.
El circuito cerrado de la figura 4 se denomina malla o red. En esta malla el sentido de la corriente dependerá de los valores de ɛ 1 y ɛ 2; si ɛ2 es mayor que ɛ1, el sentido será antihorario, en caso contrario será horario. Sin embargo, en circuitos más complicados puede haber más de una mallay no es posible saber a priori el sentido de la corriente. Cuando este es el caso adoptaremos la siguiente regla:

1º Elegimos un sentido arbitrario de la corriente en una malla, a este sentido denominaremos positivo (+) (por ejemplo el sentido antihorario). Si el sentido de la intensidad de la corriente en una rama coincide con el elegido, se considera positivo, en caso contrario negativo.
2ºSi el sentido de la fuerza electromotriz coincide con el sentido elegido será positivo, en caso contrario se considera negativo. Las resistencias siempre serán positivas.

4. PROCEDIMIENTO:

1. Arme el circuito mostrado en la figura Nº 6, el interruptor debe estar en 0 (Off).
2. Hacer un chequeo minucioso de todos los instrumentos de medición y que además estos hayan sidocorrectamente conectados.
3. Active la fuente y cierre el interruptor (S) del circuito.
4. Seleccione un nivel de voltaje U, anote este valor de referencia en la tabla N° 1.
5. Mida el voltaje en las resistencias R1, R2, el voltaje total y la corriente que circula.
6. Anote sus datos en la tabla N° 1.
7. Repita los pasos (4), (5) y (6) para varias lecturas de U, anote sus resultados...