informe 03

5/11/2018 INFORME 03 - slidepdf.com

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALÁREA DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS E INTELIGENCIA ARTIFICIAL

LABORATORIO DE ANÁLISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

Práctica #: Tema: LEYES DE KIRCHHOFF

Realizado por: Daniel Gutiérrez. Grupo:

David Silva Mayorga.

Fecha de realización: 12/04/2011

OBJETIVO:

Verificar mediante mediciones de diferencial de potencia y/o intensidad de corriente elcumplimiento de las Leyes de Kirchhoff.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS:

Las Leyes de Kirchhoff

Las dos primeras leyes establecidas por Gustav R. Kirchhoff (1824-1887) sonindispensables para los cálculos de circuitos, estas leyes son:

1. La suma de las corrientes que entran, en un nudo o punto de unión de un circuito esigual a la suma de las corrientes que salen de ese nudo. Si asignamos el signo más (+) alas corrientes que entran en la unión, y el signo menos (-) a las que salen de ella,entonces la ley establece que la suma algebraica de las corrientes en un punto de uniónes cero:

(suma algebraica de I) Σ I = 0 (en la unión)

2. Para todo conjunto de conductores que forman un circuito cerrado, se verifica que lasuma de las caídas de tensión en las resistencias que constituyen la malla, es igual a la

suma de las f.e.ms. intercaladas. Considerando un aumento de potencial como positivo(+) y una caída de potencial como negativo (-), la suma algebraica de las diferencias depotenciales (tensiones, voltajes) en una malla cerrada es cero:

(Suma algebraica de E) Σ E - Σ I*R = 0 (suma algebraica de las caídas I*R, en lamalla cerrada)

Como consecuencia de esto en la práctica para aplicar esta ley, supondremos unadirección arbitraria para la corriente en cada rama. Así, en principio, el extremo de laresistencia, por donde penetra la corriente, es positivo con respecto al otro extremo. Si

la solución para la corriente que se resuelva, hace que queden invertidas laspolaridades, es porque la supuesta dirección de la corriente en esa rama, es la opuesta.

M11ACEI8

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Por ejemplo:

Fig. 12

Las flechas representan la dirección del flujo de la corriente en el nudo. I1 entra a launión, considerando que I2 e I3 salen. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO:

1.

Exposición del profesor sobre los objetivos y tareas.2. Armar el circuito de la figura 1 con los elementos de protección y

maniobra necesarios.3. Alimentar el circuito con el voltaje indicado, tomar las medidas

necesarias para demostrar el cumplimiento de las Leyes de Kirchhoff.(LVK en todas las mallas y LCK en todos los nodos)

DATOS EXPERIMENTALES:

Hoja de Datos

FIGURA 1



MALLA VOLTAJE SUMA

abdaVf R250 R100

20V 12,5V 7,4V

acbaR250 R50 R200

12,5V 7,96V 4,75V

bcdbR100 R200 R100

7,4V 4,75V 12V

NODO CORRIENTE SUMA

ac-a d-a b-a

0,138A 0,21A 0,052A

b

a-b c-b d-b

0,052A 0,024A 0,076A

ca-c b-c d-c

0,138A 0,024A 0,114A

da-d b-d c-d

0,21A 0,076A 0,114A

CUESTIONARIO:

1. Resolver analíticamente el circuito.



2. Presentar un cuadro en el que consten: los valores medidos, los valorescalculados, y sus respectivos errores de lectura expresados en %(adjuntar un ejemplo de cálculo para cada valor).

MALLA VOLTAJE

abdaVf R250 R100(I)

Medido Real Error% Medido Real Error% Medido Real Error%20V 20V 0% 12,5V 12,5V 0% 7,4V 7,5V 1,333%

acbaR250 R50 R200

Medido Real Error% Medido Real Error% Medido Real Error%12,5V 12,5V 0% 7,96V 7,5V 6,133% 4,75V 5V 5%

bcdbR100(I) R200 R100(II)

Medido Real Error% Medido Real Error% Medido Real Error%7,4V 7,5V 1,333V 4,75V 5V 5% 12V 12,5V 4%

NODO CORRIENTE

ac-a d-a b-a

Medido Real Error% Medido Real Error% Medido Real Error%0,138A 0,15A 8% 0,21A 0,2A 5% 0,052A 0,05A 4%

Ba-b c-b d-b

Medido Real Error% Medido Real Error% Medido Real Error%0,052A 0,05A 4% 0,024A 0,025A 4% 0,076A 0,075A 1,333%

ca-c b-c d-c

Medido Real Error% Medido Real Error% Medido Real Error%0,138A 0,15A 8% 0,024A 0,025A 4% 0,114A 0,125A 8,8%

da-d b-d c-d

Medido Real Error% Medido Real Error% Medido Real Error%0,21A 0,2A 5% 0,076A 0,075A 1,333% 0,114A 0,125A 8,8%



EJEMPLOS DE CÁLCULO:

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3. Interpretar y justificar los errores cometidos.

INTERPRETACIÓN:

El promedio de error porcentual esta más o menos entre el 3,861%. Estodetermina que los errores cometidos están dentro del rango determinado eningeniería que está entre 0-5%. Demostrando que los procedimientos realizadosen esta práctica fueron hechos con cuidado y responsabilidad lo que permitenser aceptados para probar que las leyes de Kirchhoff se cumplen con toda

totalidad y los resultados arrojados por esta práctica son válidos. JUSTIFICACIÓN:

Los errores cometidos en esta práctica pueden justificarse mediante:

Variaciones de temperatura del medio, lo que afecta las resistencias delos cables y los instrumentos usados en la práctica.

La pérdida de información al tomar medidas debido a los llamadoserrores de paralaje cometidos por los practicantes.

Las imprecisiones o fallas (que pueden ser mínimas) de los instrumentosque se ocupó. Los factores no evaluados en el cálculo de los errores como las

resistencias (siempre presentes) de los varios cables que se emplearon. La no evaluación de las tolerancias de las 5 resistencias utilizadas.



4. Aplicar las Leyes de Kirchhoff en cada nodo y/o malla y comprobar si secumplen, comentar la respuesta.

MALLAS:

abda

acba

bcdb () ()

NODOS:

a

b

c

d



COMENTARIO:

En los dos casos (LVK y LCK) los valores aproximados son realmenteaceptables, lo que demuestra 2 cosas: 1: Hay errores (aunque mínimos) de losinstrumentos y/o de los practicantes en el experimento realizado y 2: Las leyes

de corriente y de voltaje de Kirchhoff se cumplen sin duda alguna.

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y SUGERENCIAS:

Mediante el método analítico y experimental se comprobó de maneracabal que las Leyes de Kirchhoff se cumplen.

Sería bueno implementar resistencias nuevas dado que en algunas no sepueden determinar sus valores.

Se domino el reconocimiento de las mallas y los nodos donde se aplicanlas leyes de Kirchhoff.

Siempre se tubo en cuenta que antes de medir las corrientes entre losnodos se cerró primero sus respectivos interruptores.

Se ganó experiencia en la manipulación y medición de magnitudeseléctricas en C.A. sinusoidal.

POSIBLES APLICACIONES:

Las Leyes de Kirchhoff se pueden usar para toda la carrera y la vidaprofesional con respecto a la ingeniería eléctrica y electrónica dado quese usa como una de las herramientas más útiles para la resolución de

circuitos eléctricos y electrónicos. En la etapa de formación y de implementación profesional para

encontrar errores (ya sean humanos o no) en los diversos circuitos que seanalizan en estas dos etapas.

BIBLIOGRAFÍA:

http://www.fortunecity.es/felices/barcelona/146/3ds/tutores/leyesbasicas.htm

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