2 - Cables de varias medidas. 3 1 Resistencias de diversos valores. 4 1 Multimetro digital y/o analógico

Transcripción

1 Universidad Don Bosco Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica Sistemas Eléctricos Lineales I Práctica No.2 Las Leyes de Kirchhoff Objetivos: a) Comprobar de forma analítica la veracidad de las Leyes de Kirchhoff. b) Comprobar de manera práctica las Leyes de Kirchhoff. c) Obtener de manera práctica la Potencia total de un circuito. Material y Equipo. Item Cantidad Descripción 1 1 Fuente de Vdc 2 - Cables de varias medidas 3 1 Resistencias de diversos valores 4 1 Multimetro digital y/o analógico 5 1 Vatímetro electrónico Introducción. La Ley de Voltajes de Kirchhoff establece que la suma de tensiones alrededor de la trayectoria descrita por una corriente de malla, es igual a cero. La siguiente ecuación es una forma generalizada de la Ley de Voltajes de Kirchhoff donde el signo (+) sobre un elemento pasivo indica que consume energía y el signo (-) sobre una fuente de tensión indica que entrega energía. V1 + V2 + V VN VFUENTE = 0 La Ley de Corrientes de Kirchhoff establece que la suma de corrientes que entran o salen por un nodo, es igual a cero. De la misma manera que en la LVK los signos indican el sentido asignado para el análisis, por ejemplo, entrando al nodo, la corriente es negativa y saliendo del nodo es positiva. Se puede asumir la convención o el sentido de las corrientes sin afectar el resultado final. i1 + i2 + i3 - i4 - i5 - i6 = 0 Donde i1, i2 e i3 son corrientes que salen del nodo e i4,i5 e i6 son corrientes que entran. Vale resaltar que de forma práctica, las Leyes de Kirchhoff se cumplen, aunque siempre se debe considerar cierto porcentaje de error en las mediciones, lo cual es válido cada vez que se tratan de analizar los parámetros a partir de datos medidos.

2 Universidad Don Bosco Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica Sistemas Eléctricos Lineales I Práctica No.2 Las Leyes de Kirchhoff Hoja de Resultados. Integrantes. Apellidos - Nombres Carné Firma 1. Ley de Voltajes de Kirchhoff. f. - Para el circuito mostrado en la figura, encuentre de manera teórica la corriente en cada una de las mallas, además del voltaje en cada resistencia. Para facilitar el análisis, considere las resistencias R5 y R6 como el valor equivalente de dos resistencias en paralelo. Compruebe la Ley de Voltajes de Kirchhoff en las Mallas I y II a partir de los valores medidos y calculados, para ello complete la tabla de datos No.1 a medida que vaya desarrollando la práctica. V1= 24Vdc R1= 330 ohm R2= 470 ohm R3= 600 ohm R4= 100 ohm R5= 1k ohm R6= 1k ohm

3 Parámetro eléctrico Valores calculados (1) Valores medidos Valores simulados Corriente de Malla I= Corriente de Malla II= IR2= VR1= VR2= VR3= VR4= VR5= VR6= Vfuente= Ptotal= ΣVs Malla I= ΣVs Malla II= Tabla No.1. Datos teóricos, medidos y simulados. (1) Los cálculos teóricos deberá desarrollarlos ANTES de iniciar la sesión de práctica. ca. Conclusiones: 2. Ley de Corrientes de Kirchhoff. - Considerando los valores obtenidos en la tabla de datos No.1, compruebe la Ley de Corrientes de Kirchhoff en el nodo a en base a los valores medidos, para ello compĺete la tabla de datos No.2. Parámetro eléctrico Valores calculados (1) Valores medidos Valores simulados IR1= IR2= IR4= ΣIs Nodo a= Tabla No.2. Datos teóricos, medidos y simulados.

4 Sistemas Eléctricos Lineales I Discusión de resultados 1. Para el circuito de la Figura 2.1, resuelva analíticamente las dos mallas y los nodos indicados. 2. Presente los resultados de los datos calculados en tablas, de forma similar a las presentadas en el procedimiento. 3. Calcule el porcentaje de error de medición que se introduce, al comparar los valores medidos (real) con los calculados (teórico), tanto para el análisis de mallas como para el análisis de nodos. Presente sus resultados en una tabla. Investigacion complementaria 1. Investigue si las leyes de KIRCHHOFF son aplicables a otros tipos de dispositivos, tales como condensadores y bobinas. 2. Resuelva analíticamente el circuito de la Figura 2.1, pero ahora utilice el sentido del flujo de la corriente de electrones para las corrientes de malla. Difiere el resultado?. Explique su respuesta. 3. Repita el punto anterior pero ahora aplicando análisis de nodos, tome otra convención para las corrientes entrantes y salientes. 4. Analice el circuito de la Figura 2.1 como un circuito de 4 mallas (tome los paralelos como una malla más), determine una representación matricial para la solución por mallas y por nodos del nuevo circuito. 5. Es correcto y usual el análisis del punto anterior? 6. Establezca una solución por medio de matrices para el sistema de 4 mallas del literal anterior. 7. Investigue acerca de los diferentes tipos de software que existen para simular circuitos eléctricos. Bibliografía Hayt, William. Kemmerly, Jack E. Análisis de circuitos en ingeniería. Sexta Edición. MCGRAW HILL. Alexander / Sadiku. Fundamentos de circuitos eléctricos. Skilling, Hugh. Circuitos en ingeniería eléctrica. Editorial CECSA 1987.

5 Sistemas Eléctricos Lineales I Hoja de cotejo: 2 Guía 2. Leyes de KIRCHHOFF. Análisis de nodos y análisis de mallas. Alumno: Puesto No: Docente: GL: Fecha: EVALUACION % Nota CONOCI- MIENTO Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos durante la evaluación previa de la práctica. Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos APLICA- CIÓN DEL CONOCI- MIENTO mediciones, entre el 0% y 45% son satisfactorias en términos de exactitud y precisión esperadas. mediciones, entre el 45% y 75% son satisfactorias en términos de exactitud y precisión esperadas. mediciones, entre el 75% y 100% son satisfactorias en términos de exactitud y precisión esperadas. complementaria es insuficiente. complementaria contiene menos elementos de lo solicitado. complementaria es suficiente. No interpreta correctamente todos los resultados obtenidos durante la práctica, aún con apoyo del docente. Interpreta correctamente, aunque con apoyo docente, los resultados que se obtienen durante la práctica. Interpreta correctamente los resultados obtenidos durante la práctica. ACTITUD 10% Se ha tardado un tiempo mucho mayor al esperado para realizar la práctica. Se ha tardado un tiempo poco mayor al esperado para realizar la práctica. El tiempo de realización de la práctica es mejor que el esperado. 10% No tiene actitud proactiva para realizar las mediciones durante la práctica Su actitud es parcialmente proactiva para realizar las mediciones durante la práctica Muestra claramente una actitud proactiva para realizar las mediciones durante la práctica TOTAL 100%