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Tarea
experimental: Comprobar experimentalmente las Leyes
de Kirchhoff's
Autor
del Applet: JavaPhysMath Applets, Sergey Kiselev, Tanya
Yanovsky-Kiselev , 1997.
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(Este ejemplo
de método de solución corresponde a Kirchhoff2, pero
le será útil para la aplicarlo a cualquier problema similar)
El circuito consiste en una vuelta ABCDEF y los componentes
siguientes atados a cada uno de las tres ramas: un Amperímetro que mide
la corriente a través de esa rama, una resistencia, y un Voltímetro que
miden el subida/caida del potencial en la resistencia. Una Fem para las
ramas. Los valores por cada uno de los componentes o puede verse al lado
de o puede escribirse en los componentes ellos. Debe hacerse claro que
se posicionan los Amperímetros y Voltímetros de tal manera que ellos mostrarán
una lectura positiva que cuando la corriente está fluyendo de la cima
para basar, aunque tal una selección es hecho en este circuito I habría
sido así como correcto escogerlo está opuesto.
Las tres leyes/formulas básicas son necesitan para resolver
el sistema de ecuaciones:
1. la Regla de la Unión de Kirchhoff, ley de las corrientes
2. la Regla de la Vuelta de Kirchhoff, o de las tensiones y
3. la Ley de ohm (es decir V/I = R dónde I es la corriente, V es el voltaje,
y R es la resistencia).
Para resolver las ecuaciones nosotros necesitaremos
nombrar nuestros componentes, nosotros hemos escogido un sistema en que
cada componente se nombra por una carta que lo indica es el tipo (yo para
la corriente, E para la Fem, y R para la resistencia) y un subíndice que
lo indica la rama (A, B, o C). Así la corriente en la rama del extremo
izquierdo sería (por la Ley de Ohm): IA = VA/RA. Ahora nosotros estamos
listos para formular el sistema.
Primero, nosotros tomamos el exterior más vuelta ACDF y usa la Regla de
la Unión. Tomemos la unión B, desde que nosotros asumimos que todas las
corrientes fluyen de arriba para abajo, la suma de las corrientes que
encabezan fuera de la vuelta es igual a cero (desde que ninguna corriente
está encabezando en) es decir,
IA + IB + IC = 0.
Luego nosotros tomamos la vuelta ABEF y aplicamos la Regla de la Vuelta
que dice que la suma de los levantamientos de los potenciales debe igualar
a la suma de las caidas de los potenciales es decir,
EA + IA*RA = IB*RB;
nosotros también aplicamos esta regla a la vuelta exterior, ACDF, consiguiendo,:
EA + IA*RA = IC*RC.
Permítanos resumir nuestro sistema de tres ecuaciones:
IA + IB + IC = 0;
EA + IA*RA = IB*RB;
EA + IA*RA = IC*RC;
Resolviendo para las corrientes nosotros conseguimos:
IB = EA/RB + IA*(RA/RB);
IC = EA/RC + IA*(RA/RC);
IA = - (EA/RB + EA/RC) / (1 + (RA/RB) + (RA/RC));
Por consiguiente, desde la resistencia, R, y la Fem, E, es conocido por
cada uno de las ramas, las corrientes, I, son calculadas por el método
anterior.
El voltaje por las resistencias ha llegado a como sigue: (permita a V
ser el voltaje por la resistencia, por la Ley de Ohm)
V = IR;
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