Anlisis de un circuito resistivo sencillo con una fuente de tensin directa DCUniversidad de San Carlos de GuatemalaFacultad de IngenieraDepartamento de FsicaLaboratorio de Fsica DosResumenObjetivosMarco TericoDiseo Experimental

Resultados

Datos experimentalesResistencia Diferencia de potencial en cada resistencia Corriente en cada resistencia

Tabla 1

Voltaje de Fuente: 4.99VResistencia equivalente: 2,860 Ohm.

1. Resultados ley de voltaje de KirchhoffMalla 1

Fig. 1.1Diferencia de potencial en malla 1

Tabla 1.1

Ley de mallas (Malla 1):

4.99 -3.00 - 1.36 0.40 0.19 = 0.04V

Malla 2

Fig. 1.2Diferencia de potencial en malla 2

Tabla 1.2

Ley de mallas (Malla 2):

4.99 -3.00 0.82 - 0.68 0.17 0.09 0.19 = 0.04V

Malla 3

Fig. 1.3Diferencia de potencial en malla 3

Tabla 1.3

Ley de mallas (Malla 3):

0.40 - 0.14 0.17 0.09 = 0

Malla 4

Fig. 1.4Diferencia de potencial en malla 4

Tabla 1.4

Ley de mallas (Malla 4):

1.36 + 0.14 0.82 0.68 = 0

Malla 5

Fig. 1.5Diferencia de potencial en malla 5

Tabla 1.5

Ley de mallas (Malla 5):

4.99 - 3.00 1.36 0.14 0.17 0.09 0.19 = 0.04V

2. Ley de corriente de KirchhoffNodo 1

Fig. 2.1Corriente que sale del nudo 1

Tabla 2.1

Ley de nodos (Nodo 1)

1.48mA 0.50mA - 0.97mA = 0.01mA

Nodo 2

Fig. 2.2Corriente que sale del nudo 1

Tabla 2.2

Ley de nodos (Nodo 2)

0.97mA 0.20mA 0.69mA = 0.08mA

Nodo 3

Fig. 2.3Corriente que sale del nudo 3

Tabla 2.3

Ley de nodos (Nodo 3)

0.50mA 0.20mA 0.39mA = -0.09mA

Nodo 4

Fig. 2.4Corriente que sale del nudo 1

Tabla 2.4

Ley de nodos (Nodo 4)

0.69mA 0.40mA - 1.19mA = 0.09mA

3. Potencia disipada y potencia entregada

Resultado de potencia disipada en cada resistencia, (usando dos modelos)

R

Total

Tabla 3

Resultado de potencia entregada por la fuente:

Potencia entregada (utilizando modelo 1):

Potencia entregada (utilizando modelo 2):

Discusin de Resultados: Al aplicar la ley de voltaje de Kirchhoff en la malla 1 (fig. 1) dio como resultado 0.04V, en un experimento ideal la suma de los voltajes en una malla ha de dar cero. A pesar esto, la diferencia entre el resultado esperado y el resultado experimental no supera el orden de las decimas de voltio, lo cual hace pensar que la incerteza en las mediciones junto con errores propios del experimento produjeron tal variacin en el resultado. En la malla 2 (fig. 2) y malla 3 (fig. 3) el resultado de la ley de voltaje de Kirchhoff es igual al de la malla 1 (fig.1) mientras que en la malla 3 y 4 (fig. 3 y 4), mallas en las que se tiene un sistema cerrado de resistores, el mismo ha sido exactamente cero, lo que indica la consistencia en la LVK o ley de mallas. La incerteza en los resultados en parte se debe al hecho de que en las mediciones correspondientes tanto voltaje, corriente como de resistencia, el multimetro se comportaba inestable con el resultado mostrado. En un instante se tena un dato y pasado unos segundos el mismo ascenda o descenda, esto puede repercutir directamente en los resultados, haciendo que los estos varen, ya que se hicieron varios cambios en las anotaciones de los datos al ver que el multimetro mostraba diferentes lecturas.Los resultados de aplicar la ley de corriente de Kirchhoff a cada nodo del circuito no son los esperados, idealmente en cada nodo la suma algebraica debera de ser cero. Para determinar porque los resultados varan se han de tomar en cuenta varios factores. El resultado de LCK en el nodo 1 (ver figura y tabla 2.1) es muy cercano a cero, es de resaltar que este es primer lugar en donde se divide la corriente, en los dems nodos la diferencia aumenta porque a que existe perdida de corriente en cada nodo, debido a que el cable no es conductor ideal, es decir, que no conduce en su totalidad la corriente, este hecho adicionado a los errores e incerteza propios de un experimento contribuyen a que existan diferencias entre resultados. La suma de la potencia disipada por las resistencias del sistema se obtuvo utilizando dos modelos equivalentes regidos por la ley de Ohm. Mediante el primer mtodo el resultado fue 7.16mW (ver tabla 3) y en el segundo 5.15mW. Existe una variacin considerable entre resultados que puede ser a causa de las escalas utilizadas en las mediciones, por ejemplo para medir resistencia y potencial se utilizan escalas naturales, mientras que para la corriente escala reducida, por lo que una mnima variacin en el valor de la R y el V causara una gran diferencia en el resultado de potencia.La potencia entregada se calcula igualmente utilizando dos modelos el primero dio como resultado 7.39 por 10 elevado a la -3 Watts, tal dato coincide muy acertadamente con la suma de las potencias disipadas por cada R, siendo mnima la diferencia entre ambos.

Conclusiones

Fuentes de consulta

Diagramas diseados en ProfiCAD Home Manual de laboratorio de Fsica Bsica y Fsica 2

Anexos:Muestra de clculoClculo de potencia disipada por elementos resistivos (modelo 1)

Utilizando :

Clculo de potencia disipada por elementos resistivos (modelo 2)

Utilizando :

Clculo de potencia entregada por la fuente de poder (modelo 1)

Clculo de potencia entregada por la fuente de poder (modelo 1)(Utilizando resistencia equivalente)

Clculo de incerteza de potencia (modelo 1):

Utilizando R1