Práctica 02 - Leyes de Ohm y Leyes de Kirchoff

 

 

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS FÍSICAS Y FORMALES Escuela Profesional de Ingeniería Industrial

LEYES DE OHM Y LEYES DE KIRCHOFF ELECTROTECNIA INDUSTRIAL

INGENIERO:

ALUMNA: COLQUE GÓMEZ NAYELY VALERIA

Semestre Par 2021

 

“Electrotecnia Industrial” –   –  UCSM  UCSM

LEYES DE OHM Y LEYES DE KIRCHOFF

1.  Objetivos ✓ 

Conocer y aplicar la correcta forma de utilizar la ley de Ohm y las leyes de Kirchoff

✓ 

Reforzar los conocimientos teóricos mediante la experiencia práctica virtual

2.  Equipos y Materiales a Utilizar ✓ 

PC o LAPTOP con acceso a internet

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Software de simulación de circuitos eléctricos (Multisim, Proteus, entre otros) Plataforma virtual Blackboard

3.  Marco Teórico 3.1.Ley de OHM La ley de Ohm indica: La intensidad de corriente que circula a través de una resistencia es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada entre sus extremos e inversamente proporcional al valor de la l a resistencia. Cuando una resistencia es atravesada atravesada  por una corriente se se cumple que: que:

✓ 

Donde V es a la tensión que se mide en voltios (V).

✓ 

Donde I es la intensidad de la corriente que atraviesa la resistencia, se mide en amperios (A).

✓ 

Donde R es la resistencia que se mide en ohmios (R)

 

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3.2.Leyes de Kirchoff Las leyes de Kirchoff son utilizas pada resolver circuitos eléctricos complejos en los cuales existen interconectados varios generadores y receptores. Antes de detallar el  procedimiento para el análisis mediante mediante dichas leyes leyes es necesario recordar recordar lo siguien siguiente: te:

3.3.Primera Ley de Kirchoff o Ley de las Corrientes En un nudo, la suma de todas las intensidades que entrar es igual a la suma de todas las intensidades que salen. O lo que es lo mismo, la suma algebraica de las intensidades que entran y salen de un nudo es cero. Según esta ley las cargas eléctricas que llegan a un

 

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nudo tienen necesariamente necesariamente que salir del mismo, por lo tanto, la suma de las intensidades que entran tiene que ser igual a las que salen.

Tomando como convenio que las corrientes entrantes son positivas y las salientes son negativas se cumple siempre que la suma de las l as intensidades entrantes es igual a la suma de las salientes con lo que la suma algebraica de ambas es cero:

En el esquema eléctrico del circuito representaremos el sentido de las corrientes entrantes mediante flechas orientadas hacia el nudo y hacia fuera del nudo las salientes

3.2.2. Segunda Ley de Kirchoff o Ley de las Tensiones En toda malla o circuito cerrado , la suma de todas las FEM proporcionadas por los generadores es igual a la suma de las caídas de tensión producidas en la resistencia del circuito :

 

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O lo que es lo l o mismo, la suma algebraica de tensiones a lo largo de un camino cerrado es cero:

Establecemos el siguiente convenio convenio para las tensiones que intervienen en el circuito:

Representamos el sentido de las corrientes mediante las flechas y el de las tensiones mediante signos + y  –   según sea mayor o menor el potencial de los extremos de los elementos

 

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También podemos indicar el sentido de las tensiones mediante flechas orientadas hacen el punto de mayo potencial en cada elemento

4.  Procedimientos de Laboratorio 4.1.CASOS PRÁCTICOS: PRÁCTICOS: Resolver los siguientes sig uientes casos prácticos de la l a forma analítica CASO 1 Calcula la intensidad que circula por el filamento de una lampara incandescente de 10 Ω de resistencia cuando está sometida a 12 V.

I=1.2 A  Explicación:

Utilizando la ley de Ohm, Tenemos que el voltaje es 12 V y la resistencia es de 10 ohmios,

 

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Entonces: I=V/R Reemplazando los valores conocidos se tiene: I=12V/10Ω 

I=1.2 A

CASO 2 Se requiere determinar la resistencia eléctrica de filamento de una lampara incandescente. Para ello se somete a la lampara a una tensión 230 V.y mediante un amperímetro intercalado en serie, se mide el paso de una intensidad de corriente de 0.2 A.

 Explicación: 

R = V/I  R = 230v / 0,2 amp  R = 1.150 ohms 

 

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CASO 3 : Queremos conocer la intensidad que circula por una bombilla de 12 V cuyo filamento tiene una resistencia de 20 Ω .   =

12  =



 = 0.6

 

20Ώ

CASO 4 Queremos calcular la caída de tensión en un cable que tiene una resistencia de 0.05 Ω,  cuando pasa una intensidad de 20 A.

CASO 5 Queremos conocer la resistencia de una tostadora tostadora de 230 V. por la que circulan cir culan 4.8 A.

CASO 6 Calcula la intensidad que entrega la fuente de tensión al circuito.

 

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CASO 7 Calcular la tensión en los nudos A y B

CASO 8 Se conectan en serie tres baterías de acumuladores tal como se muestra en la figura,  para alimentar un horno de 5 Ω de resistencia. Determinar

horno, así como su tensión y potencia.

10 - 0.1 I + 12 - 0.2 I +13 –  0.3  0.3 I –  5  5 = 0 (10+12+13) –  I  I (0.1+0.2+0,3+5) = 0 Despeje: I=35/5.6 = 6.25 A

la tensión en los bornes del

 

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Tensión: V = RI = (5) (6.25) = 31.25 V Potencia: P = VI = 31.25 (6.25) = 195 W

4.2.Casos Prácticos  –  Simulación  Simulación Utilizando Multisim CASO 1 Armar el circuito de la figura fi gura 1.

Para el circuito de la l a figura 1 haga variar el voltaje según se indica en la tabla, en cada caso mida la corriente en R. Con los valores obtenido en la tabla anterior realice una gráfica de V vs. I de  preferencia utilizar utilizar el Excel.

CASO 2 Elabore el siguiente circuito utilizando MULTISIM , utilizar un potenciómetro de 10kΩ , una fuente de 12 V. y una resistencia de 1.2 kΩ. Haga variar el potenciómetro en

valores de porcentaje y utilizando un amperímetro registre los valores de corriente para cada caso. Complete la tabla solicitada elabore una grafica R vs I , haga los l os comentarios e interpretaciones pertinentes.

 

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CASO 3 Elabore el siguiente circuito utilizando MULTISIM, configurar las resistencias como se muestra en la figura y utilizando la metodología de las mallas se pide calcular los valores de I1, I2 e I3 además del error en porcentaje ((VALOR TEÓRICO-VALOR MEDIDO/VALOR MEDIDO/VALO R TEÓRICO) * 100).

 

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CUESTIONARIO DEL LABORATORIO 1.  Mencione algunos ejemplos de la vida diaria donde es posible observar y aplicar las leyes demostradas en la práctica.

- 

LEY DE OHM Un ejemplo en la vida diaria sería cuando uno conecta un aparato (como la nevera) a La Luz eléctrica, es decir, le l e aplicamos un voltaje. Internamente, la nevera tiene circuitos que, al recibir ese voltaje, inducen una corriente que ayuda al sistema de enfriamiento.

2.  ¿El cuerpo humano posee resistencia r esistencia eléctrica? -  El cuerpo humano actúa como un semiconductor, de ahí que su resistencia varíe con la tensión. El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (de valor medio) fija el valor de la resistencia eléctrica del cuerpo humano en 2.500 Ohmios. 3.  Explique por qué es peligrosa la energía eléctrica. -  Si la corriente eléctrica ingresa al cuerpo humano puede producir quemaduras graves y muerte por asfixia o paro cardiaco. El riesgo está relacionado a la resistencia resisten cia y al contacto pues hay que tener en cuenta que la corriente siempre toma to ma el camino más fácil. Los efectos de una descarga son soportables durante algunos milisegundos, pero pueden tener consecuencias irreversibles si el contacto es  prolongado. 4.  ¿Por qué necesitamos utilizar los l os métodos analíticos en circuitos? -  Cuando aprendes a hacer análisis del circuito, desarrollas tu capacidad para mirar un esquema y "ver" en tu mente como trabaja el circuito. Estudiar análisis de circuitos también te ayudará a tratar trat ar con las limitaciones y peculiaridades propias de los programas de simulación.

 

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5.  Defina el concepto de nudo -  Los nudos eléctricos son conjuntos de piezas conductoras que tienen el mismo  potencial eléctrico. Inicialmente, CCX combina todos los componentes conductores adyacentes en nudos comunes. 6.  Defina el concepto de Malla -  En un circuito eléctrico, una malla es un camino cerrado formado por elementos de circuitos. En un ejemplo hay 4 mallas, formadas por 4 caminos cerrados. Si multiplicamos las corrientes de malla por cada resistencia en la malla, al sumar los voltajes el total debe ser cero. 7.  Defina el concepto de Rama

-  Rama  –   Las Las ramas son las conexiones entre los nodos. Una rama es un elemento (resistor, capacitor, fuente, etc.). El número de ramas en un circuito es igual al número de elementos. 8.  Defina el concepto de resistencia de un conductor  

-

El conductor

es el encargado de unir eléctricamente cada uno de los componentes de un circuito. Dado que tiene resistencia óhmica, puede ser considerado como otro componente más con características similares a las de la resistencia eléctrica.

-  De este modo, la resistencia de un que presenta al movimiento de los

conductor eléctrico electrones

es la medida de la oposición

en su seno, es decir la oposición que

 presenta al paso ddee la corriente eléctrica. Generalm Generalmente ente su vvalor alor es m muy uy pequ pequeño eño y por ello se suele despreciar, esto es, se considera que su resistencia es nula (conductor

 

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ideal), pero habrá casos particulares en los que se deberá tener en cuenta su resistencia (conductor real).

9.  Investigue y muestre una tabla sobre la resistividad de los conductores y aislantes - 

La resistividad es la resistencia eléctrica específi específica ca de un determinado material. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohm•metro (Ω m).