Primera ley de Kirchhoff en un circuito en serie (I₁ = I₂)
Por una rama en serie fija R₁–R₂ circula una sola corriente de malla. Lea I₁ e I₂ en los amperímetros (con ruido) a varios voltajes de la fuente; el ajuste lineal de I₂(I₁) debe dar pendiente unitaria: primera ley de Kirchhoff en el nodo intermedio.
Objetivo
Comprobar que, en una rama en serie, la corriente que entra a un nodo es igual a la que sale: se espera I₁ = I₂ dentro del margen de error, es decir, pendiente de I₂(I₁) ≈ 1.
Material
- Fuente ideal de voltaje continuo
- Resistores R₁ = 220 Ω, R₂ = 330 Ω (fijos)
- Dos amperímetros en serie (modelo)
- Tierra común
Experimento
Teoría
En régimen estacionario de corriente continua, la primera ley de Kirchhoff afirma que la suma algebraica de las corrientes en un nodo es cero. En la conexión en serie simple de dos resistores entre dos nodos, la corriente de malla es la misma en toda la rama; por tanto, las lecturas de dos amperímetros puestos en serie deben coincidir (salvo el error de los instrumentos).
Procedimiento
- En el banco hay un par en serie fijo, R₁ = 220 Ω y R₂ = 330 Ω, entre una fuente ideal y tierra (como el modo «solo en serie» de la experiencia asociada).
- Fije el voltaje de la fuente V con el deslizador (varios valores, aproximadamente 5–22 V).
- Pulse «Registrar medición»: a la tabla llegan (V, I₁, I₂) con un poco de ruido independiente de los amperímetros.
- Repita para no menos de 6 voltajes distintos, repartidos de forma uniforme.
- Compruebe el ajuste lineal de I₂(I₁): la pendiente debe estar cerca de 1 (primera ley de Kirchhoff); la ordenada al origen, cerca de 0.
- Compare la pendiente con el valor ideal 1 y formule la conclusión.
Conclusión
La pendiente de la aproximación coincide con la unidad dentro de la tolerancia, lo que respalda la primera ley de Kirchhoff en esta rama en serie. El desajuste residual viene del ruido independiente de los amperímetros y del número finito de puntos.