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Práctica 2: Leyes de Kirchhoff I. Breve introducción teórica de la práctica. II. Verificación de la reglas de asociación de resistencias en serie y paralelo II.1. A partir de los valores medidos de V e I, calcule el valor experimental de la resistencia equivalente, Requiv=V/I, de ambas asociaciones junto con su correspondiente error absoluto. Para calcular dicho error absoluto en el cociente V/I, parta del hecho de que el error relativo del cociente es la suma de los errores relativos del numerador y denominador, según se expone en la ecuación (A.22) de la sección A.3.2. No olvide redondear adecuadamente los resultados de acuerdo con lo expuesto en la sección A.4. Asociación en serie Valor medido de V = ____________________ Error en V = __________________ Valor medido de I = ____________________ Error en I = __________________ Requiv (experimental) = V/I = _____________ Error en Requiv (experimental) =______________ Requiv (experimental) con su error (una vez redondeados) = ____________________ 1 Asociación en paralelo Valor medido de V = ____________________ Error en V = __________________ Valor medido de I = ____________________ Error en I = __________________ Requiv (experimental) = V/I = _____________ Error en Requiv (experimental) =______________ Requiv (experimental) con su error (una vez redondeados) = ____________________ Nota: Los cálculos del error de Requiv deben hacerse en una hoja aparte y adjuntarla al final de la memoria. No deben presentarse aquí. II.2. Utilizando los valores nominales de las resistencias y la fórmula correspondiente, calcule el valor teórico de la resistencia equivalente en ambas asociaciones junto con su error absoluto. No olvide redondear los resultados y tenga en cuenta que el valor nominal de cada resistencia tiene un error dado por su tolerancia. Valor nominal de R1 = __________________ Error en R1 = __________________ Valor nominal de R2 = __________________ Error en R2 = __________________ Asociación en serie Requiv (teórico) = V/I = _____________ Error en Requiv (teórico) =______________ Requiv (teórico) con su error (una vez redondeados) = ____________________ Asociación en paralelo Requiv (teórico) = V/I = _____________ Error en Requiv (teórico) =______________ Requiv (teórico) con su error (una vez redondeados) = ____________________ 2 Nota: Los cálculos del error de Requiv deben hacerse en una hoja aparte y adjuntarla al final de la memoria. No deben presentarse aquí. 3 II.3 Compare ambos valores, experimental y nominal, en las dos asociaciones y compruebe si hay coincidencia teniendo en cuenta los márgenes de error calculados. Ambos valores deben ser similares. Comente sus propios resultados. Asociación en serie Requiv (experimental) con su error (una vez redondeados) = ____________________ Requiv (teórico) con su error (una vez redondeados) = _______________________ Diferencia entre Requiv (experimental) y Requiv (teórico) (%) = ____________________ Asociación en paralelo Requiv (experimental) con su error (una vez redondeados) = ____________________ Requiv (teórico) con su error (una vez redondeados) = _______________________ Diferencia entre Requiv (experimental) y Requiv (teórico) (%) = ____________________ 4 III. Comprobación de las leyes de Kirchhoff III.1. Utilizando los valores medidos para las tensiones, compruebe la ley de las mallas verificando que la suma algebraica de las tensiones en la malla es nula: VAB + VBC + VCD + VDA = 0 Tenga en cuenta que la tensión no medida, VDA, es nula, según se explica en el pie de la figura. Es de esperar que dicha ley se cumpla si se tienen en cuenta los márgenes de error en las medidas. Valores experimentales obtenidos con su error (presente estos valores redondeados): VAB ± VAB = ________________ VBC ± VBC = ________________ VCD ± VCD = ________________ VTOTAL VAB + VBC + VCD + VDA = __________________ Error de VTOTAL (VTOTAL) = __________________ Nota: Los cálculos del error de VTOTAL deben hacerse en una hoja aparte y adjuntarla al final de la memoria. No deben presentarse aquí. Teniendo en cuenta el valor obtenido para VTOTAL y para VTOTAL, indique si se cumple la ley de las mallas. 5 III.2. Utilizando los valores medidos para las intensidades, compruebe la validez de la ley de los nudos verificando que la intensidad total entrante en el nudo N es igual a la intensidad total saliente del mismo: I=I1+I2. Nuevamente, se espera que dicha igualdad se cumpla si se tienen en cuenta los márgenes de error en las medidas. Valores experimentales obtenidos con su error (presente estos valores redondeados): I1 ± I1 = ________________ I2 ± I2 = ________________ I ± I = _________________ I3 I1 + I2 = ___________________ Error de I3 (I3) = ______________ I3 ± I3 (una vez redondeados) = ____________________ Nota: Los cálculos del error de I3 deben hacerse en una hoja aparte y adjuntarla al final de la memoria. No deben presentarse aquí. Teniendo en cuenta los valores obtenidos para I e I3, indique si se cumple la ley de los nudos. 6 III.3. Utilizando los valores nominales para las resistencias y el valor medido para fem de la fuente, = -VCD, plantee y resuelva las ecuaciones del circuito a fin de determinar los valores teóricos de las tensiones e intensidades (al resolver el circuito, no se tienen en cuenta errores). Compare los valores teóricos obtenidos con los medidos indicando el porcentaje de diferencia entre ellos. VAB (experimental) ± VAB = ____________ VAB (teórico) = _____________ Diferencia entre VAB (experimental) y VAB (teórico) (%) = ___________ VBC (experimental) ± VBC = ____________ VBC (teórico) = _____________ Diferencia entre VBC (experimental) y VBC (teórico) (%) = ___________ I1 (experimental) ± I1 = ____________ I1 (teórico) = _____________ Diferencia entre I1 (experimental) y I1 (teórico) (%) = ___________ I2 (experimental) ± I2 = ____________ I2 (teórico) = _____________ Diferencia entre I2 (experimental) y I2 (teórico) (%) = ___________ I3 (experimental) ± I3 = ____________ I3 (teórico) = _____________ Diferencia entre I3 (experimental) y I3 (teórico) (%) = ___________ Nota: Los cálculos para la resolución del circuito deben hacerse en una hoja aparte y adjuntarla al final de la memoria. No deben presentarse aquí. IV. 7 Conclusiones