Laboratorio 1, ley de Ohm y de Kirchhoff (Corregido) (2).docx

Facultad de Ingeniería – Ingeniería Civil
Física, Electricidad y Magnetismo
Practica de Laboratorio 1: Ley de Ohm y de Kirchhoff
Práctica de Laboratorio 1: Ley de Ohm y de Kirchhoff
Michael Estiven Maldonado Alarcón (763679)
Miguel Ángel Gravito Núñez (305719)
Sebastián Unda Parrado ()
Fredy Rene Ospina ()
Ing. Jeison Arango Carrillo
Universidad Cooperativa de Colombia
Facultad de Ingeniería
Programa Ingeniería de Sistemas
Física Electricidad y Magnetismo
Villavicencio
2022

1. Introducción
2. Objetivos
2.1. Objetivo general
2.2. Objetivos específicos
3. Marco teórico
4. Materiales
5. Presupuesto
6. Procedimiento
6.1. Descripción del equipo para la toma de datos
6.2. Toma de datos
6.3. Cálculos matemáticos
7. Simulación
8. Conclusiones
9. Referencias

1. Introducción
El punto de partida de este laboratorio es el abordaje de dos temas los cuales son la Ley de Ohm y
la Ley de Kirchhoff, temáticas anteriormente estudiadas (teóricamente) en clases, posteriormente
pasándose a la práctica, se les entrega a grupos de estudiantes ejercicios los cuales son realizados
desde su montaje y toma de datos (parte de la práctica hecha en el laboratorio) hasta la resolución
de enunciados en cada uno ellos.

2. Objetivos
2.1. Objetivo General:
Crear un circuito eléctrico aplicando la ley de ohm y leyes de Kirchhoff con las pautas
estipuladas por el docente.
2. 2.Objetivos Específicos:
• Creación de circuitos eléctricos
• Relacionar las leyes de Kirchhoff con la ley de ohm mediante cálculos matemáticos
de corrientes y tensiones
• Verificar el cumplimiento de las leyes, en los nodos y mallas pertenecientes al
trabajo

3. Marco Teórico
Circuito Eléctrico
1- ¿Cuál es la definición de un circuito eléctrico?
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí que permite generar,
transportar y utilizar energía eléctrica con la finalidad de transformarla en otro tipo de energía.
¿Que son los elementos eléctricos de un circuito eléctrico?, llamamos elementos eléctricos
a todos los dispositivos eléctricos que interactúan en el circuito, como por ejemplo un interruptor,
un conmutador, una bombilla, un motor, cable, etc.
circuito cerrado Es cuando la corriente eléctrica puede circular ininterrumpidamente, por
ejemplo, en la imagen siguiente la corriente eléctrica o electrones circularían a través del cable
desde el polo positivo hasta el polo negativo de la pila pasando por el filamento metálico de una
bombilla de incandescencia.
2-Partes de un circuito eléctrico
Generador. Llamamos generador eléctrico a todo dispositivo que es capaz de generar y
mantener una diferencia de potencial (Tensión) entre dos puntos.
Existen dos tipos de generadores eléctricos: Generador de corriente continua y generador de
corriente alterna.
Generadores de corriente continua. Un generador de corriente continua mantendrá una tensión
entre dos puntos y la corriente eléctrica circulará en un solo sentido del circuito eléctrico. Los
electrones se moverán del polo negativo hacia el polo positivo (es posible encontrar en algunas
ocasiones lo contrario, en algunos sitios veremos la dirección descrita del polo positivo al polo
negativo).
Un ejemplo de generadores de corriente continua son las pilas: podemos encontrar pilas de 1.5
Voltios, 6 Voltios, 9 Voltios, etc.

Generador de corriente alterna. Un generador de corriente es una máquina que transforma la
energía mecánica en energía eléctrica.
Transporte. El transporte de la corriente eléctrica normalmente se realiza a través de cables, hay
que tener en cuenta que el cableado provoca una pérdida de eficiencia en cuanto al resultado
del dispositivo que queremos hacer funcionar con energía eléctrica, esta pérdida de eficiencia es
debido en mayor medida a la oposición o resistencia eléctrica que presenta al cable como medio
físico al transporte de la energía, debido a esta resistividad del cable tendremos que tener en
cuenta una serie de factores como por ejemplo caída de tensión, temperatura, etc.
Receptores o dispositivos eléctricos. Los receptores o dispositivos eléctricos son los encargados
de transformar la energía eléctrica en cualquier otra energía para la que ha sido diseñado el
receptor. Como por ejemplo energía lumínica, energía calorífica, energía mecánica, etc.
Elementos de maniobra. Otra parte importante de un circuito eléctrico que nos podemos encontrar
son los elementos de maniobra, con ellos podemos interaccionar con los circuitos eléctricos para
obtener diferentes resultados de los receptores.
3-Clasificación de los diferentes circuitos eléctricos
Dependiendo del tipo de fuente de energía empleada en circuito eléctrico podemos encontrarnos
con:
Circuitos eléctricos de corriente continua.
Circuitos eléctricos de corriente alterna.
a) Circuitos eléctricos de corriente continua
Se entiende como circuito eléctrico de corriente continua aquel en el que la corriente circula en
un solo sentido a lo largo de un conductor con un valor constante, como ejemplos de generadores
de energía de corriente continua tenemos las pilas, baterías, dinamos, etc. b) Circuitos eléctricos
de corriente alterna
Se entiende como circuito eléctrico de corriente alterna aquel en el que la corriente que circula
a través del conductor cambia de sentido de circulación de forma periódica con un valor variable
en el tiempo, como ejemplos de generadores de energía de corriente alterna tenemos los
transformadores, la red eléctrica, turbinas, etc.
4-Clasificación según el tipo de configuración de un circuito eléctrico
Existen tres tipos de circuitos eléctricos según la configuración de conexión de los dispositivos que
lo componen:

Circuito eléctrico en serie
Circuito eléctrico en paralelo
Circuito eléctrico mixto
a) Circuitos eléctricos en serie
Se conoce como circuito eléctrico conectado en serie aquel en el cual los dispositivos están
conectados secuencialmente, uno a continuación del otro. En la siguiente imagen se muestra un
ejemplo de un circuito conectado en serie.
b) Circuitos eléctricos en paralelo
Se conoce como circuito eléctrico conectado en paralelo donde la alimentación de los diferentes
dispositivos es la misma para todos, al igual que la salida de sus terminales. En la siguiente imagen
se muestra un ejemplo de un circuito conectado en paralelo.
c) Circuito eléctrico mixto
Los circuitos eléctricos mixtos son los circuitos eléctricos donde podemos encontrar dispositivos
conectados en serie o en paralelo. En la siguiente imagen se muestra un ejemplo de un circuito
eléctrico mixto.
Ley de Ohm
La ley de Ohm se usa para determinar la relación entre tensión, corriente y resistencia en un
circuito eléctrico.
La ley de Ohm recibió su nombre en honor al físico alemán Georg Ohm (1789-1854) y aborda las
cantidades clave en funcionamiento en los circuitos:
Cuando se enuncia en forma explícita, significa que tensión = corriente x resistencia, o voltios =
amperios x ohmios, o V = A x Ω.

Leyes de Kirchhoff
Las leyes de Kirchhoff describen el comportamiento de la corriente en un nodo y del voltaje
alrededor de una malla. Estas dos leyes son las bases de análisis de circuitos avanzados.
La ley de la corriente de Kirchhoff dice que la suma de todas las corrientes que fluyen hacia un
nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del nodo.
Ramas: es la parte del circuito que se encuentra entre dos nodos.
Mallas: es el camino cerrado que forma dos o más ramas del circuito.
Nodos: Es el punto de unión de 3 ramas.

Conexiones eléctricas:
4. Materiales
Para el desarrollo de este laboratorio se necesita los siguientes elementos:
Materiales
Protoboard
Las placas de prototipos se usan para hacer pruebas de circuitos, y comprobar que funcionan antes de
soldar los componentes en el circuito definitivo. Se utiliza para el montaje del circuito electrónico.

Foto tomada desde la celular
Cables: los cables están formados, en general, por un conjunto de hilos de cobre (conductor) y están
cubiertos por envoltura de plástico (aislante) .
Foto tomada desde el celular

Multímetro
30 de mayo de 2018 herramientas de medición y control
Un multímetro, también de nominado tester, es un dispositivo eléctrico y portátil, que le permite a
una persona medir distintas magnitudes eléctricas que forman parte de un circuito, como ser
corrientes, potencias, resistencias, capacidades, entre otras.
Puede medir magnitudes en distintos rangos, es decir, si sabemos que vamos a medir una corriente
de 10 A (Amper) entonces, elegiremos un rango de 1 A a 50 A. Puede medir corriente continua o
corriente alterna de forma digital o analógica.
Fuente de poder
Tecno Magazine figura 1
La fuente de poder o fuente de alimentación es componente electrónico que sirve para abastecer
de electricidad al computador. Un nombre más adecuado sería el de transformador, porque
convierte o transforma corriente alterna (AC) en corriente directa (DC), y baja el voltaje de 120
voltios AC a 12,5 voltios DC, necesarios para la PC y sus componentes. También asegura que esta

no opere a menos que la corriente que se suministre sea suficiente para que funcione de forma
adecuada.
Resistencias
La resistencia eléctrica es una escala de magnitud física que mide la tendencia de un cuerpo a
oponerse al paso de una corriente eléctrica cuando se somete a una tensión eléctrica. Éste término
también se utiliza para referirse un elemento de un circuito eléctrico que dificulta la circulación de
las cargas eléctricas.
Capacitadores
Un capacitor o también conocido como condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía
a través de campos eléctricos (uno positivo y uno negativo). Este se clasifica dentro de los
componentes pasivos ya que no tiene la capacidad de amplificar o cortar el flujo eléctrico. Lampara
de neón

Una lámpara de neón es una lámpara de descarga de gas que contiene principalmente gas neón a
baja presión. Este término se aplica también a dispositivos parecidos rellenos de otros gases nobles,
normalmente con el objeto de producir colores diferentes.
Led
Es un diodo emisor de luz. En su interior hay un semiconductor que, al ser atravesado por una
tensión continua, emite luz, lo que se conoce como electroluminiscencia. Existen distintos tipos de
led en función de las tecnologías usadas para su fabricación y montaje sobre circuitos electrónicos.
Switch
Un interruptor es un dispositivo eléctrico que nos permite realizar una función de on/off desde un
mando. Su funcionamiento consiste en dejar pasar o no la corriente en un circuito eléctrico. Por
ello, su función principal es el encendido y apagado de una luz.

Corta fríos
Se utilizan PRINCIPALMENTE para Cortar Cables y Alambres. Sirven aparte para Cortar las
Patillas de Componentes del circuito Impreso Una Vez soldados, como también para apretar y
sujetar fuertemente. Pueden usarse de forma para un corte lateral o diagonal.
Pinzas

Una pinza o pinzas1 es un ingenio simple cuyos extremos se aproximan para sujetar algo. Puede
funcionar con el mecanismo de palancas simples, accionado manualmente o, en modelos
profesionales o industriales con mecanismos hidráulicos, neumáticos o eléctricos. Se diferencian
pinzas para diferentes usos: corte, sujeción, prensa, etc.
Potenciómetro
Un potenciómetro es un resistor eléctrico con un valor de resistencia variable y generalmente
ajustable manualmente. Los potenciómetros utilizan tres terminales y se suelen utilizar en circuitos
de poca corriente, para circuitos de mayor corriente se utilizan los reóstatos.
El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios (símbolo Ω) como las resistencias, y el
valor del potenciómetro siempre es la resistencia máxima que puede llegar a tener. El mínimo
lógicamente es cero. Por ejemplo un potenciómetro de 10KΩ puede tener una resistencia variable
con valores entre 0Ω y 10.000Ω.
5. Presupuesto
Protoboard: $15.000
1m de cable UTP categoría 5: $2.400
Resistencias: $400 por unidad
Capacitadores: $3.000 por unidad
Lampara de neón: $2.000 por unidad
Led: $400 por unidad

Switch: $2.000 por unidad
Corta fríos: $10.990
Potenciómetro: $3.000
6. Procedimiento
Para el primer laboratorio usamos una protoboard, 5 resistencias de diferentes valores, un
potenciómetro, un switch y un led. Para ello los valores de las resistencias que usamos en este
primer punto del laboratorio 1 fueron para la resistencia 1 (R1) tiene un valor de 100 ohmios la
cual ubicamos de forma en serie, para la segunda resistencia (R2) usada para este primer circuito
tiene un valor de 5k o 5000 ohmios ubicada en paralelo, la resistencia 3 (R3) al igual que la
segunda resistencia tiene un valor de 5k o 5000 ohmios y de igual forma está ubicada en paralelo,
en la resistencia 4 (R4) que está ubicada en serie tiene un valor de 330 ohmios, en cuanto a la
resistencia 5 (R5) tiene un valor desconocido, lo cual usamos un potenciómetro para reemplazar
dicha resistencia y con ayuda de unos cálculos realizados hayamos que el valor de la resistencia
debe tener un valor 231.5 ohmios para que el led que usamos encienda correctamente, luego se
instaló un switch para controlar el paso de la corriente que pasa por el circuito llegando así a una
última resistencia (R6 ) con un valor de 220 ohmios.
Ya con el circuito montado y haciendo las debidas pruebas de funcionamiento y de forma correcta
nuestro led prende adecuadamente.
En el segundo punto del laboratorio 1 se usó el recubrimiento de un esfero en el cual lleva un neón
y una resistencia con un valor desconocido, y dicho valor tiene que ser suficiente para que la
corriente que pase por la persona no le cause una descarga eléctrica, el valor encontrado para que
esa condición se cumpla fue de 20 ohmios y llevamos el circuito a un fuente de 120V lo cual
poniendo un dedo en el extremos superior y en la punta saliente de la resistencia la conectamos a
la fuente de 120V y dicho neón enciende correctamente y no se sufre una descarga eléctrica.
Para el tercer circuito se utilizaron 4 condensadores un condensador de 220, y 3 de 10 μF en serie
para tener una suma total de 250 μF que corresponde al condensador necesario para el circuito,
luego de forma paralela se cola una resistencia de 50 KΩ y un switch de cuatro canales para
controlar el paso de la corriente y de esta forma poder ver la carga y la descarga de los
condensadores durante la práctica que realizamos.

Ejercicios:
Montaje:
Montaje del primer circuito eléctrico figura 1.
Resolver el siguiente circuito eléctrico:
Simulador: livewere

Hallar el valor de la resistencia R5 para que el led D1 alumbre en su 100% de intensidad lumínica.
Simulador: livewere Figura 4.
R6=491.7+220=711.7
Simulador livewere Figura 5.

R4=711.7*5000/711.7+5000=623.01
Simulador : livewere Figura 7.
R3=623+330=953
Simulador : Livewere Figura 8.
R2=953*5000/953+5000=800.43

Simulador : Livewere Figura 9.
Simulador : livewere

Retirar el LED D1 y la resistencia R6 (220 ohmios) y calcular IT, RT y WT.
Simulador: Livewere Figura 10.
Rt= 900.4*5000/900.4+5000 Rta=762.9
Simulador: Livere were Figura 11.
Rt= 762.9+330 Rta=1092.9

Rt=1092*5000/1092+5000 Rta=896.2
Simulador: livewere figura 13.
Rt=896.2+100 Rta=996.2

Simulador : livewere Figura 14.
V=I*R I=V/R
I=10V/996.2Ω
I=10.03mA
R=V/I
R=10V/10.03mA
R=997Ω
W=V*I
W=10V*10.03mA
W=0.1003W

¿Qué corriente transita por el diodo led en el inciso a).?
Figura 15.
I=Vt/Rt
I=10V/997Ω=10mA.
Simulador : Livewere
2. Implementar un proba fase o tester que me permita identificar línea viva fase en toma corriente
de 120VCA aproximadamente con el siguiente circuito:

Simulador : Livewere Montaje:
Figura 16.

Montaje del segundo circuito Figura 17.
a. Se debe calcular el valor de la RESISTENCIA para que circule por el operario una corriente
que NO supere el límite de corriente de seguridad para no sufrir una descarga eléctrica por
contacto directo.
Figura 19.
b. Mida las variables eléctricas V, I, y RT del circuito.
Figura 20.
Se conecta un condensador de 250 µF a un generador de 20 V a través de una resistencia de 50
KΩ.

Figura 21. Simulador:
livewere Montaje:
Montaje del tercer circuito eléctrico
Figura 22.

a) Hallar la carga del condensador al cabo de 0 s, 5 s, 10 s, 15 s, 30 s y 60 s después de haberlo
conectado.
Carga del condensador en los tiempos 0s,5s,10s,15s,30s y 60s después de conectarlo Figura
23.
b) Hallar la intensidad de la corriente de carga en esos mismos instantes.
Intensidad de corriente en los tiempos 0s,5s,10s,15s,30s y 60s Figura 24.

c) ¿Qué tiempo sería necesario para que el condensador adquiriese su carga final si la
intensidad de la corriente de carga fuese en todo momento igual a la inicial? Comparar este
tiempo con la corriente de tiempo del circuito.
Figura 26.
Tiempo del necesario para que el condensador adquiriese su carga final si la
intensidad de la corriente de carga fuese en todo momento igual a la inicial
figura 25.

d) ¿Qué tiempo será necesario para que la carga del condensador aumente del 63,2% al 100%?
Figura 27.
tiempo necesario para que la carga del condensador aumente del 63,2% al 100%
Trazar las gráficas de la carga y de la intensidad de corriente en función del tiempo utilizando los
datos correspondientes a los apartados a) y b).

Gráficas de los resultados del punto a y b
Análisis de resultados
Para encontrar las resistencias que faltaban utilizamos el método de prueba y error
trial and error method logrando hallar asi con lo que se requeria

Luego de hallar el anterior, logramos dar que con una resistencia correspondiente a 20, se
lograba conectar el circuito al voltaje, logrando así que al colocar un dedo en la punta pueda la
persona prender el led sin llegar a sufrir una corriente eléctrica.
Para este circuito por medio de un switch de 3 canales logramos hacer que se cargue y se
descargue el circuito en un lapso de 1 min

Conclusiones
Podemos comprobar los temas tratados en clase, demostrando por medio de los circuitos la ley de
ohm y de Kirchhoff, los cuales en su respectivo montaje demostramos por medio de la protoboard
y sus respectivas resistencias la demostración de estas leyes.
En este sentido, la ley de Ohn nos sirvió para hallar resistencia total con ayuda del voltaje y la
corriente demostrados en los procedimientos.
En relación con lo antes expuesto, la ley de Kirchhoff fue aplicada para la reducción de los nodos
mixtos mostrados en cada una de sus mallas correspondientes

Referencias
M. (2020, 19 agosto). Voltaje eléctrico. Definición, fórmula y ejemplos.
MiElectrónicaFácil.com. https://mielectronicafacil.com/electronica-
basica/voltaje/#voltajeexplicado-deforma-sencilla
F. (2021b, octubre 29). ¿Qué es la corriente? Fluke.
https://www.fluke.com/esco/informacion/blog/electrica/que-es-la-corriente
colaboradores de Wikipedia. (2021, 26 octubre). Placa de pruebas. Wikipedia, la enciclopedia
libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebas
Facade. (s. f.). Refactoring.Guru. Recuperado 14 de noviembre de 2021, de
https://refactoring.guru/es/design-patterns/facade

Facultad de Ingeniería – Ingeniería de Sistemas Física,
Electricidad y Magnetismo 3482
Skigin, D. (2016, 16 agosto). Ley de Ohm y de Kirchhoff. Laboratorio de Física II para Químicos.
http://materias.df.uba.ar/f2qa2016c2/files/2016/08/Guia_02_Ley_de_Ohm.pdf

Laboratorio 1, ley de Ohm y de Kirchhoff (Corregido) (2).docx

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Laboratorio 1, ley de Ohm y de Kirchhoff (Corregido) (2).docx

Similar a Laboratorio 1, ley de Ohm y de Kirchhoff (Corregido) (2).docx (20)

Último

Último (20)

Laboratorio 1, ley de Ohm y de Kirchhoff (Corregido) (2).docx