1. FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
PROGRAMA DE FÍSICA
LABORATORIO DE FÍSICA
ELECTROMAGNÉTICA
EXP. 5: REGLAS DE KIRCHHOFF
1. OBJETIVOS
 Estudiar teórica y experimentalmente las reglas de Kirchhoff.
 Comprobar las reglas de combinación de resistencias en serie y en paralelo.
 Explicar cómo las leyes de Kirchhoff son consecuencia de la conservación de la
carga y la energía
2. EQUIPO Y MATERIALES :
 Fuente de voltaje de (0 -25) V DC  Protoboard
 Voltímetro DC  Resistencias de (50, 100, 150Ω)
 Amperímetro DC  Cables de conexión
3. TEMAS RELACIONADOS
Corriente, Voltaje, Resistencia, Circuitos eléctricos, Circuitos en serie, Circuitos en
paralelo, Reglas de Kirchhoff
4. SISTEMA EMPLEADO
Para el estudio y medición de la corriente se utiliza A (amperios) y el voltaje V (voltios)
en un circuito eléctrico como se muestra en la figura 1
5. MODELO TEÓRICO
Un circuito eléctrico o red consiste en una serie de elementos simples, como los descritos
en la práctica anterior, interconectados entre sí. El circuito debe tener al menos o una fuente
de tensión o una fuente de intensidad. La interconexión de estos elementos y la fuente
conduce a unas nuevas relaciones entre las corrientes eléctricas y las tensiones de los
mismos. Estas relaciones y sus ecuaciones correspondientes, junto con la relación corriente-
tensión de cada elemento individual, permitirá resolver cada circuito. Entre los diseños de
circuitos tenemos:
Profesor: ALVARO ENRIQUE PEREZ TIRADO Experimento 5, REGLAS DE KIRCHHOFF1

2. Circuito en Serie
Está constituido por más de dos componentes o elementos colocados en serie y se nota
que un extremo no concuerda con el otro, ver figura Nº 1, la tensión total es igual a la
suma de cada tensión que posee el componente por ejemplo: VAB + VCD + VEF = VT,
mientras que la corriente es igual en toda la rama.
Circuito en Paralelo
Está constituido por más de dos componentes o elementos colocados en paralelo y se
nota ya que sus extremos concuerdan con cada componente, por ejemplo:
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3. Ley de nodos o ley de corrientes de Kirchhoff
En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en el tiempo, la suma de la corriente
entrante es igual a la suma de la corriente saliente.
Donde Ie es la corriente entrante e Is la corriente saliente.
De igual forma, La suma algebraica de todas las corrientes que pasan por el nodo (entrante
y saliente) es igual a 0 (cero).
.
Ley de mallas o ley de tensiones de Kirchhoff
En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas
de tensión.
Donde, V+ son las subidas de tensión y V- son las caídas de tensión.
La segunda ley de Kirchhoff es una consecuencia de la ley de la conservación de energía.
Imagine que mueve una carga alrededor de una espira de circuito cerrado. Cuando la carga
regresa al punto de partida, el sistema carga-circuito debe tener la misma energía total que
la que tenía antes de mover la carga. La suma de los incrementos de energía conforme la
carga pasa a través de los elementos de algún circuito debe ser igual a la suma de las
disminuciones de la energía conforme pasa a través de otros elementos. La energía
potencial se reduce cada vez que la carga se mueve durante una caída de potencial – en un
resistor o cada vez que se mueve en dirección contraria a causa de una fuente negativa a la
positiva en una batería.
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4. De forma equivalente, En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial
eléctrico debe ser 0 (cero).
Puede utilizar la ley de la unión con tanta frecuencia como lo requiera, siempre y cuando
escriba una ecuación incluya en ella una corriente general, el número de veces que pude
utilizar la ley de la unión es una menos que el número de puntos de unión del circuito.
Puede aplicar la ley de la espira las veces que lo necesite, siempre que aparezca en cada
nueva ecuación un nuevo elemento del circuito (un resistor o una batería) o una nueva
corriente. En general, para resolver un problema de circuito en particular, el número de
ecuaciones independientes que se necesitan para obtener las dos leyes es igual al número de
corrientes desconocidas.
Ley de Kirchhoff para las intensidades de corriente
La unión de dos o más elementos de un circuito constituye una conexión denominada nodo. La
unión de dos elementos se llama unión simple y en él no hay derivación de corriente. La unión
de tres o más elementos se llama nodo principal, y en este caso si hay derivación de corriente.
La Ley de Kirchhoff para las intensidades de corriente establece que la suma algebraica de las
corrientes en un nodo es igual a cero. Expresándolo de otra manera, significa que la suma de las
intensidades que entran en un nodo es igual a la suma de las intensidades que salen del mismo.
6. DISEÑO EXPERIMENTAL
 Tome 4 resistencias de valores diferentes y determine sus valores nominales
 Arme el circuito que se muestra.
 Desconecte la fuente y mida con el multímetro los valores de cada una de las
resistencias.
 Encienda la fuente de voltaje, gradúela en 6V y conéctela al circuito.
 Mida el voltaje de entrada y la corriente de entrada y de salida
 Mida la caída de potencial y la corriente a través de cada resistencia
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5. 7. MEDICIONES
RESISTENCIA 1 2 3 4
Valores Nominales 150 100 220 330
Valores Medidos 150 100 225 370
Corriente (mA) 47,5 63,5 47,5 16,6
Voltaje (V) 7,12 6,62 10,50 5,40
8. ANÁLISIS
Por medio del experimento se logran analizar los resultados obtenidos con los obtenidos
con la teoría. Por donde se pueden sacar como conclusiones que obviamente como
normalmente ocurre se obtienen valores diferentes que varían entre valores muy
pequeños. De igual forma se verificamos la regla de los circuitos en serie y paralelo, de
manera que vemos que en serie en las resistencias transcurre la misma corriente
mientras que el voltaje varia, y en los circuitos en paralelo es la corriente quien varía y
los voltajes son iguales para las resistencias.
.
• Dados tres focos y una batería, dibuje todos los circuitos
diferentes que pueda.
, con Circuito en Paralelo
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6. Circuito en Serie
Circuito Mixto
Circuito Mixto
• ¿Cuál es la resistencia interna de un voltímetro y de un amperímetro ideal?
Para un voltímetro ideal la resistencia interna es infinita, siendo así, el medidor no interfiere o
provoca alguna variación eléctrica en el circuito a censar, siendo la caída de tensión que provoque
igual a cero.
Para un amperímetro ideal, la resistencia interna es de valor igual a cero, de esta forma la corriente
entrante y saliente del medidor es igual, no alterando el circuito a censar.
• ¿Los medidores reales llegan a este caso ideal?
Un voltímetro ideal, seria aquel no tomase corriente alguna del circuito a medir, para esto las dos
puntas del medidor deberían parecer como un circuito abierto, pero en realidad esto no es así, la
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7. mayoría de los medidores alcanzan a tomar una pequeña y finita corriente del circuito, alterando el
circuito.
En forma similar, en un amperímetro el carácter ideal no es absoluto, para que un amperímetro sea
ideal, este debería parecer como en corto circuito respecto al flujo de corriente, sin embargo los
amperímetros reales tienen algo de resistencia interna y provocan que la corriente en el circuito a
medir varié.
• ¿Un fusible trabajaría apropiadamente si se pusiera en paralelo con un dispositivo que
supuestamente protege?
No, pues para que verdaderamente exista la protección en el circuito, el fusible debe estar
conectado en serie con el circuito o dispositivo.
Esto es así debido a que el fusible está diseñado para abrir el circuito cuando el consumo de
corriente sea mayor al fijado en su fabricación. Si el fusible soporta una intensidad de 5A, y el
circuito al que protege supera este valor, el fusible se abriría protegiendo de esta manera los
componentes del circuito.
• Discutir un método para medir la resistencia interna de una batería o de una fuente de
voltaje.
Partiendo de que toda batería y fuente de alimentación posee una resistencia interna, tiene validez
y damos por cierta la siguiente gráfica:
En la que representamos simbólicamente la resistencia interna de una batería. A este resistencia
interna le hemos dado un valor arbitrario de 10 Ω.
Paso seguido, armamos un circuito sencillo con una resistencia, un par de voltímetros y un
amperímetro:
Vemos que en el circuito la resistencia externa Re, y la resistencia interna Ri, se encuentran en
serie, la resistencia externa provoca una caída de tensión de 9.09 voltios, y una intensidad de
90.91mA.
Aplicando la ley de las mallas de Kirchhoff en el circuito se tiene:
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8. Despejamos VRi:
Entonces, ya conocemos la caída de tensión que provoca la resistencia interna, y al estar ésta en
serie con la resistencia externa y por la Ley de Ohm, tienen el mismo valor de intensidad.
Aplicando la Ley de Ohm conocemos la resistencia interna:
En conclusión, hemos hallado el valor de la resistencia interna de la batería, y el valor encontrado
coincide con el valor arbitrario dado a la resistencia, por lo que el método resulta ser válido.
REFERENCIAS:
1. [1] SERWAY, Raymond. Física. Tomo II. 7º edición. Ed. Mc Graw Hill.
2. [2] FISICA UNIVERSITARIA CON FISICA MODERNA, Sears - Zemansky. Tomo
II. 12° edición. Ed. Addison – Wesley.
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