Laboratorio Fisica Electrica 4

Octubre 09, 2009 Código: 1033 Laboratorio de Física Eléctrica

_____________________________ Departamento de Física ©Ciencias básicas

Universidad del Norte – Colombia _____________________________

LEY DE OHM Sergio Arjona [email protected] Ingeniería Mecánica

Francisco Ariza [email protected] Ingeniería industrial

Abstract In the present time, where the technological development mainly needs electric energy for function, it’s necessary the greater advantage of that energy, that is why science world, has dedicated to design and use, the best transmission electric systems, to try to avoid the lost of energy. That’s why appears the curiosity for knowing, which are this designs and what are its bases, so to give an answer to these questions it’s necessary to learn about the ohm law, in addiction to another concepts that will help you to understand better. And we’ll concentrate in explain, in a physic sense, why the energy distribution companies use high tension cables for communicate electric stations that are separated with large distances, with the objective to reduce the lost of energy because of the transmission. Resumen En la actualidad, donde el desarrollo tecnológico en su gran mayoría, necesita de la energía eléctrica para su funcionamiento, se hace necesario el mayor aprovechamiento de la misma, por lo que el mundo de la ciencia se ha esmerado por diseñar y emplear, sistemas de transmisión eléctrica óptimos que reduzcan al mínimo las perdidas de energía. Es entonces cuando surge la curiosidad por saber, cuáles son estos diseños empleados y en que están basados, para darle respuesta a estos cuestionamientos se hace necesario el estudio de la ley de Ohm,

además de una serie de conceptos que nos permitirán saciar la curiosidad e incrementar nuestro conocimiento físico. Para lo que comprobaremos estas leyes experimentalmente, y estudiarlos en detalle lo que son resistencias, circuitos RC, etc. Y nos enfocaremos en explicar, en un sentido físico, por qué las compañías de distribución de energía eléctrica emplean líneas de alta tensión para interconecta estaciones eléctricas que se encuentran a grandes distancias, con el fin de reducir las pérdidas por transmisión. 1. INTRODUCCION Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para recorrerla. Su valor viene dado en ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω), y se mide con el Óhmetro. Debemos tener en cuenta también el valor de la resistencia equivalente a las resistencias conectadas en serie es igual a la suma de los valores de cada un a de ellas. La resistencia equivalente de un circuito de resistencias en paralelo es igual al recíproco de la suma de las resistencias individuales, ahora conociendo que es una resistencia, podremos entender la conocida ley de ohm. El científico Georg Simon Ohm, mientras experimentaba con materiales conductores, como resultado de su investigación, llegó a determinar que la relación entre voltaje y corriente era constante y nombró a esta constante resistencia. Esto se conoce como la ley de ohm y dice que la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un dispositivo es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo. Debemos tener en cuenta que esta relación no se aplica para todos los materiales, por lo que llamaremos óhmico a quien la cumpla y no óhmico a quien no. En los experimentos realizados, detallado a continuación se aplicaron corrientes continuas, que son aquellas que no cambian su dirección ni sentido. 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo General. • Analizar y afianzar los conocimientos de la ley de Ohm. 2.2 Objetivos Específicos

• Analizar el comportamiento de las resistencias en un circuito.

• Identificar las propiedades y la conducta del diodo.

3. MARCO TEORICO Para la presentación del siguiente informe nos basamos en los conceptos y ecuaciones físicas que se muestran a continuación y que son de gran importancia y ayuda para la resolución y desarrollo del contenido. LEY DE OHM: Es una propiedad específica de ciertos materiales. La relación •

Es un enunciado de la ley de Ohm. Un conductor cumple con la ley de Ohm sólo si su curva V-I es lineal; esto es si R es independiente de V y de I. La relación

sigue siendo la definición general de la resistencia de un conductor, independientemente de si éste cumple o no con la ley de Ohm. La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un dispositivo es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo, según expresa la fórmula siguiente:

Circuito mostrando la Ley de Ohm: Una fuente eléctrica con una diferencia de potencial V, produce una corriente eléctrica I cuando pasa a través de la resistencia R •

RESISTENCIA O RESISTOR:

Se denomina resistencia o resistor (en lenguaje técnico) al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. La corriente máxima de una resistencia viene condicionada por la máxima potencia que puede disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación.

4. PROCEDIMIENTO En esta experiencia, se indago sobre la relación entre la corriente y el voltaje para diferentes tipos de materiales (óhmicos y no óhmicos). Para obtener esto se llevo a cabo el siguiente procedimiento: Se utilizo la fuente de poder para proporcionar diferentes voltajes a una resistencia de 33 ohmios. Se usaron los sensores de voltaje y de corriente. •

MATERIALES: A. B. C. D. E.

Amplificador de potencia. Software DataStudio. Diodo. Resistencia. Sensor de voltaje.

4.1 Configuración • Se configura el ordenador y se realizan las respectivas conexiones con el amplificador de potencia y sensor de voltaje. • Configuración de Data Studio. • Se arma el montaje como se muestra en la figura. El circuito está compuesto por una resistencia de 10 Ω en serie con el diodo. • Se procede a conectar los sensores de voltaje en paralelo con la resistencia y el diodo. • Visualización de gráficas. • Toma de datos.

5. DATOS OBTENIDOS Y ANALISIS Experiencia I

Figura 1.

En la figura 1 se puede observar que la pendiente viene siendo la resistencia que se mantiene constante, entonces el material es óhmico, y la curva que se muestra es cuando la resistencia varia, entonces es un material no óhmico.

Experiencia II

Figura 2.

En la figura 2 observamos que a medida que se le va aumentando el voltaje al foco la intensidad de corriente se aumenta. Luego de efectuar las respectivas anotaciones y observaciones, lo cual se resume como una toma de datos, se procedió a analizar estos mismos y de esta manera se puede confirmar que las resistencias halladas son constantes y que cuando esta es constante se dice que el material es óhmico. También se puede decir que el voltaje es directamente proporcional a la intensidad de corriente.

6. CONCLUSIONES A partir de los datos y las observaciones hechas en el laboratorio podemos decir que la ley de ohm relaciona el valor de la resistencia de un conductor con la intensidad de corriente que lo atraviesa y con la diferencia de potencial en sus extremos.

7. BIBLIOGRAFIA [1] Física. Electricidad para estudiantes de Ingeniería. Notas de clase. Darío Castro. Ediciones Uninorte. [2] SEARS, Francis W. ZEMANSKY, Mark W, YOUNG; Hugh D; FREEDMAN, Roger A; física universitaria con física moderna. Undécima edición, México: Pearson Educacion 2005