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¿Cómo se puede demostrar experimentalmente que en un circuito mixto (serie y paralelo) se cumple que la suma de las caídas de voltaje es igual al voltaje de la fuente y que la corriente se distribuye de acuerdo a la ley de nodos?

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¿Cómo se puede determinar experimentalmente la permeabilidad magnética mediante el análisis de la relación lineal entre el campo inducido y la corriente en un montaje rectangular de 8 espiras, y qué tan cercano resulta este valor a la permeabilidad teórica del vacío?

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¿De qué manera se puede analizar la refracción y dispersión de la luz en un prisma, así como la identificación de las longitudes de onda presentes mediante una rejilla de difracción y una lámpara de mercurio?

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Comprobar las ecuaciones que dan la resistencia equivalente de resistencias en serie y paralelo.

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Comprobar la dependencia con la corriente y la distancia del campo magnético cerca de una corriente recta

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Medir la longitud de onda de varias de las líneas del espectro de emisión del mercurio.

Observar un espectro de emisión continuo y otro de líneas.

Medir el índice de refracción de un prisma para dos colores.

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Un campo magnético es un campo de fuerza creado como consecuencia del movimiento de cargas eléctricas.

Los polos del campo magnético terrestre son el polo norte magnético (polo sur geográfico - Antártida) y el polo sur magnético (polo norte geográfico - océano Ártico). La Tierra se comporta como un imán gigante con estos polos.

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Gustav Robert Kirchhoff ​ fue un físico prusiano, cuyas principales contribuciones científicas se centraron en los campos de los circuitos eléctricos, la teoría de placas, la óptica, la espectroscopia y la emisión de radiación del cuerpo negro.

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"describen el comportamiento de la corriente en un nodo y del voltaje alrededor de una malla"

Las corrientes en un nodo:

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Equipo:

Fuente Protek

Multímetro Fluke

Tablero de resistencias

5 cables de 30 cm

2 cables de 50 cm

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Equipo:

Espectrómetro

Lámpara de Hg y soporte

Rejilla de 300/mm

Triplex de 10x14 cm

Lámpara

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Donde la ecuación utilizada es: Vf=V1+V2+V3

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Donde se utiliza la regla del nodo que dice:

IEntrante = Isaliente

Como la corriente que pasa por I1 se bifurca y pasa a I2 e I3 se cumple por la conservación de la carga:

I1 = I2+I3

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De la imagen, tenemos los siguientes valores:

Pendiente b=3.50212×10−5

Radio r=0.05

Número de espiras N=8

El valor calculado para la permeabilidad magnética es aproximadamente 1.38 x10 -6 N/A-2.

Este valor está cercano al valor teórico de la permeabilidad magnética del vacío (1.26 X 10-6 N/A-2), lo que indica que el experimento y ajuste lineal son precisos.

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Con el sistema utilizado, se evidenció una descomposición de la luz por medio de la refracción en un prisma, que llevó a observar diferentes colores con una longitud de onda en el espectro visible, entre estos estaban rojo, naranja, amarillo, verde, azul, y violeta, y dependiendo del ángulo en el que se lograban visualizar se logró conocer el índice de refracción del prisma, muy cercano al teórico de 1.52. Por otro lado, con una lámpara de mercurio y una rejilla se observaron los colores característicos, verde, morado, y 2 bandas amarillas y, de igual forma con los ángulos encontrados en diferentes modos, encontrar las longitudes de onda de los mismos.

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Para la conservación de la energía confirmamos que en un circuito en serie, la energía suministrada por la fuente se distribuye completamente entre los demás elementos del circuito.  Esto implica que la energía entregada al sistema es completamente absorbida o disipada por cada uno de estos, sin pérdidas en condiciones ideales.

Los datos experimentales muestran que la corriente medida en I1 es exactamente igual a la suma de las corrientes medidas en I2 y I3 para cada uno de los conjuntos de valores. Esto confirma la regla de los nodos y por ende la conservación de carga o corriente.

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El valor experimental obtenido para la permeabilidad magnética, se acerca notablemente al valor teórico para el vacío, con un error relativo de 9.5%. Esto indica que el montaje experimental y el método utilizado (basado en la relación lineal entre Bi Vs. I) son adecuados y precisos.

Aunque el valor obtenido es muy cercano al teórico, es normal que existan pequeñas diferencias debido a errores de medición, imperfecciones en el montaje, o condiciones ambientales (por ejemplo, la presencia de campos magnéticos externos)

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En biología tiene distintas aplicaciones como en la Neurobiología y Potenciales de Membrana, donde la Ley de Voltajes de Kirchhoff y la Ley de Corrientes de Kirchhoff ayudan a modelar la transmisión del impulso nervioso y en la membrana celular los canales iónicos y la diferencia de potencial funcionan bajo la Ley de Voltajes.

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Una de las aplicaciones más importantes conocidas es la imagen por resonancia magnética (MRI) donde se generan gracias a campos magnéticos imágenes detalladas del cuerpo humano.

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Calibración de Instrumentos Espectroscópicos:
Las lámparas de mercurio emiten líneas espectrales muy definidas, las cuales se utilizan como fuentes de referencia para calibrar la longitud de onda de instrumentos de medición espectral, lo cual es crucial en experimentos biológicos.

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Campos Magnéticos: Que son, fórmula y unidades. (s/f). StudySmarter ES. Recuperado el 11 de febrero de 2025, de https://www.studysmarter.es/resumenes/fisica/interaccion-electromagnetica/campos-magneticos/

Glosario: Campo magnético. (s/f). Europa.eu. Recuperado el 11 de febrero de 2025, de https://ec.europa.eu/health/scientific_committees/opinions_layman/es/campos-electromagneticos/glosario/abc/campo-magnetico.htm

Khan Academy. (s/f). Khanacademy.org. Recuperado el 11 de febrero de 2025, de https://es.khanacademy.org/science/physics/circuits-topic/circuits-resistance/a/ee-kirchhoffs-laws

Magnetic field of the earth. (s/f). Gsu.edu. Recuperado el 11 de febrero de 2025, de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/MagEarth.html