PROGRAMA DE FÍSICA
FÍSICA ELECTROMAGNÉTICA – GUÍAS DE LABORATORIOS
CÓDIGO 21142
INFORME No. 7 REGLAS DE KIRCHHOFF
Alfonso Mattos, Robert Mejía, Cristian Mendoza, Bleydis Narvaez y Cristian Taborda
Profesor: Álvaro Enrique Pérez Tirado. 23-07-2020
Laboratorio de Física Experimental III, Universidad Del Atlántico, Barranquilla
Resumen Gustav Kirchhoff (1824-1887) trabajó junto
En esta experiencia se analizó las leyes de con Robert Bunsen (el inventor del mechero
Kirchhoff a partir de la ley de corrientes y la de Bunsen) en Heidelberg e hizo
ley de los voltajes, lo cual afirma que la importantes contribuciones a la teoría
suma algebraica de todas las corrientes que eléctrica y al estudio de las frecuencias
entran a un nodo es cero. Así como la suma luminosas emitidas por las sustancias
de las caídas de tensión en una malla es calientes. En la teoría eléctrica, las leyes de
cero. Kirchhoff son esencialmente un esquema
Esta práctica consiste en armar un circuito descriptivo para satisfacer los requisitos de
compuesto de dos mallas y una fuente de la conservación de la carga y de la energía.
voltaje. Para medir la tensión y corriente Las leyes o reglas de Kirchhoff establecen
sobre cada resistencia, y así luego postulados de mucha importancia para el
comparar estos valores con los calculados a estudio de la física eléctrica y por
partir de la aplicación de las leyes de consiguiente, para el estudio de los
Kirchhoff, poniendo de cara los datos circuitos. En esta se afirma que la suma de
experimentales obtenidos por mediciones y las corrientes que entran a un nodo es igual
los datos teóricos obtenidos por medio de un a las que salen y a partir de la teoría de
arreglo matricial que soluciona un sistema conservación de la energía analiza algunos
de ecuaciones lineales. aspectos como a relación de las corrientes
Palabras claves en distintos puntos del sistema.
Resistencia, circuito, voltaje, malla, nodo.
El objetivo de esta práctica es comparar los
Abstract resultados obtenidos experimentalmente
In this experience, Kirchhoff's laws were con los planteamientos de Kirchhoff y así
analyzed from the law of currents and the afianzar conocimientos en cuanto a las
law of voltages, which affirms that the relaciones y conservaciones en los circuitos
algebraic sum of all the currents entering a eléctricos.
node is zero. Just as the sum of the voltage
drops in a mesh is zero.
This practice consists of assembling a circuit 2. Fundamentos Teóricos
composed of two meshes and a voltage
source. To measure the voltage and current Leyes de Kirchhoff
on each resistance, and thus then compare Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron
these values with those calculated from the formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845.
application of Kirchhoff's laws, putting face Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica
to face with the experimental data obtained para obtener los valores de intensidad de
by measurements and the theoretical data corriente en ramas de un circuito eléctrico y
obtained by means of a matrix arrangement potencial eléctrico en cada punto del
which solves a system of linear equations. circuito.
Key words Dichas leyes surgen de la aplicación de la
Resistance, circuit, voltage, mesh, node. ley de conservación de la carga (ley de
1. Introducción los nudos) y de la conservación de la
energía (ley de las mallas).
1
,En circuitos complejos, estas leyes se Se dice que el material conductor de
pueden aplicar utilizando un algoritmo resistencia R es óhmico si la relación entre
sistemático, programable en sistemas de V e i es proporcional (Ley de Ohm). La ley
cálculo informatizado mediante matrices. de Ohm, es una propiedad específica de
ciertos materiales. Un conductor cumple
con la ley de Ohm sólo si su curva V-i es
Algunos conceptos claves en las reglas de lineal; esto es si R es independiente de V y
Kirchhoff son los siguientes: de i:
- Nudo o nodo: es el punto donde
concurren varias ramas de un V=Ri
circuito (más de 2 ramas). El sentido
de las corrientes es arbitrario y debe En donde, empleando unidades del
asignarse previamente al planteo Sistema internacional:
del problema. i = Intensidad a través de la resistencia, en
amperios (A)
- Rama: es el fragmento de circuito V = Diferencia de potencial en los extremos
eléctrico comprendido entre dos de la resistencia, en voltios (V)
nodos consecutivos. R = Resistencia del conductor, en ohmios
- Malla: es un recorrido cerrado del En un conductor recorrido por una corriente
circuito que resulta de recorrer el eléctrica, el cociente entre la diferencia de
esquema eléctrico en un mismo potencial aplicada a los extremos del
sentido regresando al punto de conductor y la intensidad de la corriente que
partida, pero sin pasar dos veces por él circula, es una cantidad constante,
por la misma rama que depende del conductor, denominada
- Celda: es aquella malla cuyo resistencia.
recorrido define una superficie que
no contiene en su interior ninguna 3. Desarrollo experimental
otra rama.
Teniendo en cuenta los siguientes
Enunciado de las Leyes esquemas se realizó el desarrollo
experimental.
Ley de los nudos o ley de corrientes de
Kirchhoff (1a. Ley de circuito de
Kirchhoff): En todo nudo, la suma de
corrientes entrantes es igual a la suma de
corrientes salientes.
Ley de las "mallas" o ley de tensiones
de Kirchhoff (2a. Ley de circuito de
Kirchhoff): En toda malla la suma de todas
las caídas de tensión (voltajes en las
resistencias) es igual a la suma de todas
las fuerzas electromotrices.
Un enunciado alternativo es: en toda malla
la suma algebraica de las diferencias de
potencial eléctrico debe ser cero.
Figura 7.1. Esquema del montaje
experimental reglas de Kirchhoff
Ley de Ohm
Cuando en los extremos de un conductor
de resistencia R se mantiene una
diferencia de potencial V, por dicha
resistencia circulará una corriente i.
2
, 7.1.
● Se armó el circuito que se muestra
en la Figura 7.1, teniendo el
interruptor abierto.
● Se colocaron las fuentes y se
graduaron con el voltaje indicado
por su profesor.
● Se cerró el interruptor y se hizo una
captura del diagrama esquemático
del circuito.
● Usando la herramienta texto, se
colocaron los puntos según se
muestra en la Figura 7.1.
● Se procedió a realizar las
mediciones de corriente y voltaje.
Figura 7.2. Esquema del montaje ● Se registró con el amperímetro la
experimental reglas de Kirchhoff corriente total y la corriente a través
de cada resistor. Y se anotaron
Parte No 1: Circuito de la Figura 7.1 estos resultados en la tabla 7.2.
● Se registró con el voltímetro el
● Utilizando el simulador DC- voltaje a través de cada resistor. Se
Circuit20. (es el mismo que utilizo anotaron estos resultados en la
para la resistividad en la ley de tabla 7.2.
Ohm).
● Se tomaron 8 resistencias de
valores diferentes y llene la tabla
Tabla 7.1 Resistores a utilizar en los dos circuitos (Figura 7.1 y Figura 7.2)
Resistor Color Color Color R/Ω
(1afranja) (2afranja) (3afranja) (por el código)
R1 Rojo Rojo Marrón 220
R2 Amarillo Violeta Negro 47
R3 Marrón Verde Rojo 1500
R4 Marrón Negro Marrón 100
R5 Rojo Rojo Rojo 2200
R6 Naranja Blanco Negro 39
R7 Amarillo Violeta Negro 47
R8 Marrón Negro Marrón 100
Tabla 7.2 Valores para el circuito de la Figura 7.1
Resistor Experimentales Teóricos
Voltaje/V Corriente/A Potencia/W Voltaje/V Corriente/A Potencia/
W
R1 6.7 0.030 0.201 6.6 0.030 0.198
R2 0.5 0.012 0.006 0.46 0.010 0.0046
R3 6.1 0.00405 0.0247 6.09 0.00406 0.0248
R4 3.2 0.034 0.1088 3.2 0.032 0.1024
R5 17.4 0.00794 0.13815 17.38 0.00790 0.1373
V1 10
V2 8
Potencia total de los resistores/W
Los datos teóricos para la primera configuración fueron calculados de la siguiente manera:
3
FÍSICA ELECTROMAGNÉTICA – GUÍAS DE LABORATORIOS
CÓDIGO 21142
INFORME No. 7 REGLAS DE KIRCHHOFF
Alfonso Mattos, Robert Mejía, Cristian Mendoza, Bleydis Narvaez y Cristian Taborda
Profesor: Álvaro Enrique Pérez Tirado. 23-07-2020
Laboratorio de Física Experimental III, Universidad Del Atlántico, Barranquilla
Resumen Gustav Kirchhoff (1824-1887) trabajó junto
En esta experiencia se analizó las leyes de con Robert Bunsen (el inventor del mechero
Kirchhoff a partir de la ley de corrientes y la de Bunsen) en Heidelberg e hizo
ley de los voltajes, lo cual afirma que la importantes contribuciones a la teoría
suma algebraica de todas las corrientes que eléctrica y al estudio de las frecuencias
entran a un nodo es cero. Así como la suma luminosas emitidas por las sustancias
de las caídas de tensión en una malla es calientes. En la teoría eléctrica, las leyes de
cero. Kirchhoff son esencialmente un esquema
Esta práctica consiste en armar un circuito descriptivo para satisfacer los requisitos de
compuesto de dos mallas y una fuente de la conservación de la carga y de la energía.
voltaje. Para medir la tensión y corriente Las leyes o reglas de Kirchhoff establecen
sobre cada resistencia, y así luego postulados de mucha importancia para el
comparar estos valores con los calculados a estudio de la física eléctrica y por
partir de la aplicación de las leyes de consiguiente, para el estudio de los
Kirchhoff, poniendo de cara los datos circuitos. En esta se afirma que la suma de
experimentales obtenidos por mediciones y las corrientes que entran a un nodo es igual
los datos teóricos obtenidos por medio de un a las que salen y a partir de la teoría de
arreglo matricial que soluciona un sistema conservación de la energía analiza algunos
de ecuaciones lineales. aspectos como a relación de las corrientes
Palabras claves en distintos puntos del sistema.
Resistencia, circuito, voltaje, malla, nodo.
El objetivo de esta práctica es comparar los
Abstract resultados obtenidos experimentalmente
In this experience, Kirchhoff's laws were con los planteamientos de Kirchhoff y así
analyzed from the law of currents and the afianzar conocimientos en cuanto a las
law of voltages, which affirms that the relaciones y conservaciones en los circuitos
algebraic sum of all the currents entering a eléctricos.
node is zero. Just as the sum of the voltage
drops in a mesh is zero.
This practice consists of assembling a circuit 2. Fundamentos Teóricos
composed of two meshes and a voltage
source. To measure the voltage and current Leyes de Kirchhoff
on each resistance, and thus then compare Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron
these values with those calculated from the formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845.
application of Kirchhoff's laws, putting face Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica
to face with the experimental data obtained para obtener los valores de intensidad de
by measurements and the theoretical data corriente en ramas de un circuito eléctrico y
obtained by means of a matrix arrangement potencial eléctrico en cada punto del
which solves a system of linear equations. circuito.
Key words Dichas leyes surgen de la aplicación de la
Resistance, circuit, voltage, mesh, node. ley de conservación de la carga (ley de
1. Introducción los nudos) y de la conservación de la
energía (ley de las mallas).
1
,En circuitos complejos, estas leyes se Se dice que el material conductor de
pueden aplicar utilizando un algoritmo resistencia R es óhmico si la relación entre
sistemático, programable en sistemas de V e i es proporcional (Ley de Ohm). La ley
cálculo informatizado mediante matrices. de Ohm, es una propiedad específica de
ciertos materiales. Un conductor cumple
con la ley de Ohm sólo si su curva V-i es
Algunos conceptos claves en las reglas de lineal; esto es si R es independiente de V y
Kirchhoff son los siguientes: de i:
- Nudo o nodo: es el punto donde
concurren varias ramas de un V=Ri
circuito (más de 2 ramas). El sentido
de las corrientes es arbitrario y debe En donde, empleando unidades del
asignarse previamente al planteo Sistema internacional:
del problema. i = Intensidad a través de la resistencia, en
amperios (A)
- Rama: es el fragmento de circuito V = Diferencia de potencial en los extremos
eléctrico comprendido entre dos de la resistencia, en voltios (V)
nodos consecutivos. R = Resistencia del conductor, en ohmios
- Malla: es un recorrido cerrado del En un conductor recorrido por una corriente
circuito que resulta de recorrer el eléctrica, el cociente entre la diferencia de
esquema eléctrico en un mismo potencial aplicada a los extremos del
sentido regresando al punto de conductor y la intensidad de la corriente que
partida, pero sin pasar dos veces por él circula, es una cantidad constante,
por la misma rama que depende del conductor, denominada
- Celda: es aquella malla cuyo resistencia.
recorrido define una superficie que
no contiene en su interior ninguna 3. Desarrollo experimental
otra rama.
Teniendo en cuenta los siguientes
Enunciado de las Leyes esquemas se realizó el desarrollo
experimental.
Ley de los nudos o ley de corrientes de
Kirchhoff (1a. Ley de circuito de
Kirchhoff): En todo nudo, la suma de
corrientes entrantes es igual a la suma de
corrientes salientes.
Ley de las "mallas" o ley de tensiones
de Kirchhoff (2a. Ley de circuito de
Kirchhoff): En toda malla la suma de todas
las caídas de tensión (voltajes en las
resistencias) es igual a la suma de todas
las fuerzas electromotrices.
Un enunciado alternativo es: en toda malla
la suma algebraica de las diferencias de
potencial eléctrico debe ser cero.
Figura 7.1. Esquema del montaje
experimental reglas de Kirchhoff
Ley de Ohm
Cuando en los extremos de un conductor
de resistencia R se mantiene una
diferencia de potencial V, por dicha
resistencia circulará una corriente i.
2
, 7.1.
● Se armó el circuito que se muestra
en la Figura 7.1, teniendo el
interruptor abierto.
● Se colocaron las fuentes y se
graduaron con el voltaje indicado
por su profesor.
● Se cerró el interruptor y se hizo una
captura del diagrama esquemático
del circuito.
● Usando la herramienta texto, se
colocaron los puntos según se
muestra en la Figura 7.1.
● Se procedió a realizar las
mediciones de corriente y voltaje.
Figura 7.2. Esquema del montaje ● Se registró con el amperímetro la
experimental reglas de Kirchhoff corriente total y la corriente a través
de cada resistor. Y se anotaron
Parte No 1: Circuito de la Figura 7.1 estos resultados en la tabla 7.2.
● Se registró con el voltímetro el
● Utilizando el simulador DC- voltaje a través de cada resistor. Se
Circuit20. (es el mismo que utilizo anotaron estos resultados en la
para la resistividad en la ley de tabla 7.2.
Ohm).
● Se tomaron 8 resistencias de
valores diferentes y llene la tabla
Tabla 7.1 Resistores a utilizar en los dos circuitos (Figura 7.1 y Figura 7.2)
Resistor Color Color Color R/Ω
(1afranja) (2afranja) (3afranja) (por el código)
R1 Rojo Rojo Marrón 220
R2 Amarillo Violeta Negro 47
R3 Marrón Verde Rojo 1500
R4 Marrón Negro Marrón 100
R5 Rojo Rojo Rojo 2200
R6 Naranja Blanco Negro 39
R7 Amarillo Violeta Negro 47
R8 Marrón Negro Marrón 100
Tabla 7.2 Valores para el circuito de la Figura 7.1
Resistor Experimentales Teóricos
Voltaje/V Corriente/A Potencia/W Voltaje/V Corriente/A Potencia/
W
R1 6.7 0.030 0.201 6.6 0.030 0.198
R2 0.5 0.012 0.006 0.46 0.010 0.0046
R3 6.1 0.00405 0.0247 6.09 0.00406 0.0248
R4 3.2 0.034 0.1088 3.2 0.032 0.1024
R5 17.4 0.00794 0.13815 17.38 0.00790 0.1373
V1 10
V2 8
Potencia total de los resistores/W
Los datos teóricos para la primera configuración fueron calculados de la siguiente manera:
3
