Fisica II Kirchhof

1. PRACTICA DE LABORATORIO Nº 5
FÍSICA: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
LEYES DE KIRCHHOFF
Johana Yadira Acosta, 412001
Martha Liliana Erazo, 512020
Edin Romeiro Cuaran, 412017
PROFESOR: CARLOS PITRE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
SEDE PALMIRA
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN
08 de Abril de 2014

2. INTRODUCCIÓN
Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la
energía y la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez por
Gustav Kirchhoff. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para
hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico, las dos
expresiones fueron desarrolladas por el físico alemán Gustav Robert Kirchhoff.
Las dos leyes de Kirchhoff son todo lo que se necesita para resolver una amplia
variedad de problemas de redes. Ya que por lo general, algunas de las corrientes
y resistencias no son conocidas y es necesario medirlos y/o calcularlos. En
síntesis lo que se trabajara y evaluara en este informe es: ley de corriente de
Kirchhoff y ley de tensiones de Kirchhoff.
El objetivo de la práctica es comprobar experimentalmente las leyes de Kirchhoff
que nos permiten conocer las medidas de corrientes y de voltajes de un circuito,
analizando su comportamiento al formar parte de un circuito en paralelo.
MARCO TEÓRICO
Hasta ahora se ha descrito el comportamiento de los circuitos simples, en base a
los conceptos de potencial, corriente, resistencia y se ha utilizado la ley de Ohm
esencialmente. En esta práctica se utiliza un conjunto más general de principios
conocidos como leyes de Kirchhoff, para circuitos en redes eléctricas más
complejas.
Las leyes de Kirchhoff son una consecuencia directa de las leyes básicas del
Electromagnetismo. Para poder enunciar la primera Ley de Kirchhoff hay que definir:
 Rama: uno o más elementos de circuitos conectados en serie en camino abierto.
 Nodo: como el punto de unión de dos o más ramas de un circuito.
 Malla: La unión de dos o más ramas en camino cerrado.
Figura 1: Nodos Figura 2:
Malla
La primera ley de Kirchhoff
Se basa en la ley de conservación de la carga eléctrica, y establece que: "la suma de la
corrientes en todo nodo debe ser siempre igual a cero"

3. La segunda ley de Kirchhoff
La segunda regla se deduce de la conservación de la energía. Es decir, cualquier
carga que se mueve en torno a cualquier circuito cerrado (sale de un punto y llega
al mismo punto) debe ganar tanta energía como la que pierde.
Se basa en la conservación de la energía, y establece que: " la suma de las
diferencias de potencial en cualquier entorno conductor cerrado de la red eléctrica,
debe ser siempre igual a cero". Recuérdese que la diferencia de potencias entre
dos puntos a y b es el trabajo (energía) por unidad de carga que adquiere o se
pierde al mover la carga desde a hasta b. matemáticamente.
Para aplicar correctamente la segunda ley de Kirchhoff, se recomienda asumir primero un
sentido de recorrer la malla. Una vez hecho esto se asigna signos positivos a todas las
tensiones de aquellas ramas donde se entre por el terminal positivo en el recorrido de la
malla y se asigna signos negativos cuando entre por el terminal negativo de la rama.
Un circuito simple puede analizarse utilizando la ley de Ohm y las reglas de
combinaciones en serie y paralelo de resistencias. Muchas veces no es posible reducirlo a
un circuito de un simple lazo. El procedimiento para analizar un circuito más complejo se
simplifica enormemente al utilizar las Leyes de Kirchhoff. Normalmente, en tales
problemas algunos de las fem, corriente y resistencias son conocidas y otras
desconocidas. El número de ecuaciones obtenidas de las reglas de Kirchhoff ha de ser
siempre igual al número de incógnitas, para poder solucionar simultáneamente las
ecuaciones.
MATERIALES Y MÉTODOS
 Fuente de voltaje
 Protoboard
 Multímetro
 Cables conductores
 Resistencias

4. El procedimiento de laboratorio consistió en medir el valor de 3 resistencias
experimentalmente, posteriormente conectar una fuente de poder, y armar un
circuito paralelo que contenía las resistencias anteriormente medidas; este
procedimiento se realizó con 5 voltios para evitar el calentamiento excesivo de los
conductores. El siguiente paso consistió en medir el voltaje (V) en 6 nodos del
circuito y posteriormente la corriente (A) en 3 nodos del circuito, determinando la
sumatoria de cada variable.
TABLAS DE DATOS
Tabla N.1 valores experimentales de resistencias.
Resistencia Color 1 Color 2 Color 3 Resistencia
(Ω)
R1 café negro café 9870
R2 rojo negro café 198,3
R3 naranja negro café 291,6
Tabla N.2
Vab (V) Vbc(V) Vcd(V) Vde(V) Vef(V) Vfa(V)
0 0 5,017 0 0 -5,017
Tabla N.3
Nodo I I1 I2
b 0.025 0.025 0
Tabla N.4
Nodo I4 I5 I6
e -0.025 -0.025 0
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN
1. Que resultado se puede concluir de las medidas de potencial. Investigue la
regla
de Kirchhoff sobe el potencial en un circuito de red y compare sus resultados.
La energía que gana la unidad de carga al recorrer la malla debe ser igual a la
energía convertida en calor, mecánica o cualquier otro tipo de energía.
La regla de las mallas establece que la suma de las consecuencias de la
diferencia de potencial encontrada en el recorrido de cualquier camino cerrado
(malla) de un circuito es cero. Como el potencial está directamente relacionado
con la energía potencial de los portadores, la regla de las mallas no es sino una
forma de expresar la conservación de la energía.
2. ¿Hay relación entre las corrientes en el nodo b y las del nodo e?
I1 con I4 Se parecen en: Su Magnitud, Se diferencian en: Signo.

5. I2 con I5 Se parecen en: Su Magnitud, Se diferencian en: Signo.
I3 con I6 Se parecen en: x, Se diferencian en: x
Según Kirchhoff la sumatoria de los nodos de un circuito eléctrico siempre debe
ser igual a cero, esto nos explica el por qué las corrientes que están ubicadas al
otro lado del circuito tienen el mismo valor numérico pero distinto signo,
corroborando así la veracidad de la regla de Kirchhoff.
3. En el nodo b determine la suma de las corrientes I1 + I2 +I3, como hay
corrientes con signo positivo y negativo sume las que tengan signo positivo
y compárela con las de signo negativo. ¿Qué relación podemos deducir?
I +I1 = (0,025 + 0,025)= 0,050
I2 = 0 (el valor de la resistencia fue muy alto, 98,7 kΩ)
Lo que podríamos deducir es que la suma de las corrientes que llegan al nodo es
igual a la suma de las corrientes que salen de él, ya que la carga no se puede
acumular en ningún punto de los conductores, según la conservación de la carga.
4. Tomemos ahora el nodo e, de igual forma determine la suma I4 + I5 + I6,
sume las corrientes que tengan el mismo signo ¿Qué relación podemos
deducir?
I4+I5 = -0,025 - 0,025= 0,050
I6 = 0 (el valor de la resistencia fue muy alto, 98,7 kΩ)
Al igual que en el punto anterior se cumple la regla de los nodos establecida por
Kirchhoff, según la conservación de las cargas.
5. Determine el porciento de diferencia entre:
a) I Y I2 + I3
(El valor de la resistencia fue muy alto, 98,7 kΩ)
b) I6 Y I4 +I5
(El valor de la resistencia fue muy alto, 98,7 kΩ)

6. CONCLUSIONES
 Se cumple la primera regla de Kirchhoff, La regla de las mallas, que dice
que la sumatoria de los Voltajes a lo largo del circuito es igual a cero, de
esta manera se conserva la energía.
 El principio de conservación de la carga eléctrica, se demuestra a partir del
cumplimiento de la segunda regla de Kirchhoff, La regla de las mallas,
donde I1=I2+I3, es decir, que la corriente del circuito es igual a la suma de las
corrientes que se dispersa de un nodo a través de una o más mallas.
 Se confirma que en un circuito eléctrico se conserva la carga, ya que la
suma de las corrientes que entran en un nodo es igual a la suma de las
corrientes que salen del mismo.
BIBLIOGRAFÍA
Anónimo, Electrónica Books. Disponible en línea
[http://electronicabooks.wikispaces.com/file/view/LEYES+DE+KIRCHHOFF.pdf]
SERWAY R.A. Física. Tercera Edición, Editorial Mc Graw Hill, Vol.11, 1997.
SEARS, f; Semansky, M; Young, H.; freedman, R. Fìsica Universitaria. Novena
Edición. Editorial Pearson Educación, Volumen 2. 1996