Ley De Ohm (1).docx

Informe de Práctica de Laboratorio

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

FISICA: ELECTRICIDAD MAGNETISMO

Y

LEY DE OHM Docente: Beatriz Clemencia Gálviz García Monitor(a): Maria Camila Barrero William Andres Chimborazo, Juan Manuel Cardenas, Jose Luis Meza, Mesias Giraldo Tipas, Edwar Alexis Riascos Grupo de Trabajo N°2 Fecha de presentación: 16/03/2016 (Practica realizada) Horario: miércoles 10 – 12 m. ___________________________________________________________________________________________________________________________

Resumen Durante la práctica de laboratorio acerca de la ley de ohm, buscamos comprobar la relación lineal existente entre la diferencia de potencial y la corriente eléctrica, a través de un conductor, y por consiguiente la resistencia del mismo. Mediante el montaje de un circuito en donde se mide la resistencia de diferentes reóstatos con un óhmetro que se van a colocar en el circuito, variando el voltaje en la fuente y registrando los diferentes valores en una tabla, para luego mediante una graficar verificar la relación lineal entre la diferencia de potencial y la corriente eléctrica. __________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________

OBJETIVO ESPECÍFICO.  Comprobar la Ley de Ohm en circuitos resistivos analizando directamente el voltaje, la corriente y la resistencia eléctrica. OBJETIVOS GENERALES.  Reconocer los conceptos básicos referentes a la ley de ohm  Identificar algunos instrumentos de uso frecuente en laboratorios de física.  Medir resistencias, diferencias de potencial y corrientes en circuitos eléctricos simples,

1. Introducción Geor Ohm fue el primero en estudiar cuantitativamente los efectos de la resistencia al limitar el flujo de carga eléctrica. Descubrió que, para un resistor dado, a determinada temperatura la corriente es directamente proporcional al voltaje aplicado. Esta proporcionalidad se le conoce como la ley de Ohm. La unidad de resistencia es el OHM, que se define como la resistencia de un conductor que al aplicarle entre sus extremos una diferencia de potencial de 1Voltio, la corriente que se produce es de 1 Ampere. Las resistencias son elementos muy comunes en los circuitos, y son indispensables en cualquier diseño eléctrico o electrónico donde se necesitan regular el flujo eléctrico.

1

I.

MARCO TEORICO

La ley de Ohm explica que la diferencia de potencial que produce una corriente eléctrica en un circuito es constante. Se considera que la densidad de corriente es proporcional al campo eléctrico. La constante de proporcionalidad se denomina conductividad: La ley de Ohm en su forma microscópica se enuncia así: 𝐽 = 𝜎𝐸 Donde J = representa la densidad de corriente, E = la magnitud del campo eléctrico y σ = la conductividad. Otra forma de presentar la ley de Ohm es en términos de la resistencia: el flujo de corriente I que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional al potencial eléctrico V aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia R en ohm de la carga que tiene conectada y se conoce como la forma microscópica de la ley de Ohm: 𝑉 𝐼= 𝑅 bien despejando la resistencia 𝑉 𝑅= 𝐼 Para un circuito en serie conformado por n resistencias, la resistencia equivalente del circuito es la suma de las resistencias individuales: 𝑅𝑒 = 𝑅1 + 𝑅2 + ⋯ + 𝑅𝑛

𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =

II.

1 𝐼 = 𝑅 𝑉

𝐼 = 𝐹(𝑉)

EQUIPO UTILIZADO    

Resistencias Reóstatos Amperímetro Voltímetro

Y la resistencia equivalente de un circuito en paralelo conformado por n resistencias es el inverso de la suma de los inversos de las resistencias individuales: 1 1 1 𝑅𝑒 = + + ⋯+ 𝑅1 𝑅2 𝑅𝑛

2

III.

 DATOS # 2

CALCULOS Y ESULTADOS

1) Dibuje las gráficas I contra V con cada una de las tablas de datos ¿las resistencias que se colocaron en el circuito cumplen con la ley de ohm? Explique.

DATOS # 2 V[V] 2 3,6 5,5 6,6 7,7 9,3 11,1 13 16,1 17

 DATOS # 1

DATOS # 1 I[mA]

2,1 3,7 5,6 6,4 7,9 9,4 10,7 12,4 13,9 16

I[A]

33,04 58,9 89,1 102,1 126,1 150,7 169,2 196,2 220,7 255,7

0,03304 0,0589 0,0891 0,1021 0,1261 0,1507 0,1692 0,1962 0,2207 0,2557

I[A]

47,7 85,1 128,9 156,1 181 218,4 259,4 304,2 377,1 399,5

0,0477 0,0851 0,1289 0,1561 0,181 0,2184 0,2594 0,3042 0,3771 0,3995

Resistencia óhmetro #2 = 37,1 ohm

GRAFICA DE DATOS # 2 0.5 0.4

I[A]

V[V]

I[mA]

Resistencia del óhmetro #1 = 54.82 ohm

0.3 0.2 0.1

y = 0,0234x + 0,0008 R² = 1

0

GRAFICA DE DATOS # 1

0

5

10

15

V[V] 0.3 0.25

I[A]

0.2 0.15 0.1 y = 0,0159x - 9E-05 R² = 0,9999

0.05 0 0

5

10

V[V]

15

20

3

20

tres tablas, por tal razón se cumple con lo establecido por la ley de ohm. Donde la resistencia es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la intensidad.

 DATOS # 3 DATOS # 3 V[V]

I[mA]

2,1 3,7 5,1 7,8 9,4 11,2 13,3 15,6 18,2 21,2

I[A]

22,87 41,2 56,4 85,7 103,3 123,2 146,5 171,6 201,2 233,9

0,02287 0,0412 0,0564 0,0857 0,1033 0,1232 0,1465 0,1716 0,2012 0,2339

2-) halle la pendiente de cada una las gráficas que obtuvo. Por medio de la pendiente obtenga la resistencia de cada uno de los reóstatos Tomando la ecuación presentada en cada una de las grafica sacamos la pendiente:  GRAFICA DE DATOS # 1 Ecuación: 𝑦 = 0,0159𝑥 − 9𝑥10−5

Resistencia del óhmetro #3 = 85,2 ohm Pendiente: 𝑚 = 0,0159

GRAFICA DE DATOS # 3

Hallaremos la resistencia del reóstato por medio de la pendiente, con la siguiente ecuación. 1 𝑅= 𝑚

0.25

I[A]

0.2 0.15 0.1

𝑹 = 𝟔𝟐, 𝟖𝟗𝟑 𝒐𝒉𝒎

0.05

y = 0,011x - 0,0001 R² = 1

0 0

5

10

15

20

25

 GRAFICA DE DATOS #2

V[V]

Ecuación: 𝑦 = 0,0234𝑥 + 0,0008 Pendiente: 𝑚 = 0,0234 La ley de ohm establece una relación lineal entre la diferencia de potencial entre dos puntos de un conductor y la intensidad de la corriente que por el circula es una constante. Por lo anterior en las tres tablas donde se realizó la medición y el registro de los datos y con la posterior grafica de los datos, se obtiene una relación lineal en las

𝑅=

1 𝑚

𝑹 = 𝟒𝟐, 𝟕𝟑𝟓𝟎 𝒐𝒉𝒎

4

 GRAFICA DE DATOS # 3 Ecuación: 𝑦 = 0,011𝑥 − 0,0001 Pendiente: 𝑚 = 0,011 1 𝑅= 𝑚

Promedio de voltaje: 8,81 v Promedio de corriente: 0,14017 A 𝑅=

 Datos # 2

𝑹 = 𝟗𝟎, 𝟗𝟎𝟗𝟎𝟗 𝒐𝒉𝒎 3-) halle el porcentaje de error que se comete al calcular la resistencia para cada reóstato en forma experimental con la resistencia leída en el óhmetro.

V[V] 2 3,6 5,5 6,6 7,7 9,3 11,1 13 16,1 17

RESISTENCIA RESISTENCIA óhmetro experimental reóstato % DE ERROR (ohm) (ohm) DATOS # 1 54,82 62,893 13% DATOS # 2 37,1 42,735 13% DATOS # 3 85,2 90,909 6%

4-) para cada tabla halle la relación V/I de cada par de datos tomados ¿Qué se puede decir acerca del cociente V/I? Tomando cada par de datos se encuentra que la resistencia tiene un sostenimiento continuo:

2,1 3,7 5,6 6,4 7,9 9,4 10,7 12,4 13,9 16

I[A] 0,03304 0,0589 0,0891 0,1021 0,1261 0,1507 0,1692 0,1962 0,2207 0,2557

I[A] 0,0477 0,0851 0,1289 0,1561 0,181 0,2184 0,2594 0,3042 0,3771 0,3995

RELACIÓN V/I[ohm] 41,929 42,303 42,669 42,281 42,541 42,582 42,791 42,735 42,694 42,553

Promedio de voltaje: 9,19 v Promedio de corriente: 0,2157 A 𝑅=

9,19 = 42,59 𝑜ℎ𝑚 0,2157  Datos # 3

 Datos # 1 V[V]

8,81 = 62,85046 𝑜ℎ𝑚 0,14017

RELACIÓN V/I[ohm] 63,559 62,818 62,851 62,684 62,649 62,376 63,239 63,201 62,981 62,573

V[V] 2,1 3,7 5,1 7,8 9,4 11,2 13,3 15,6 18,2 21,2

I[A] 0,02287 0,0412 0,0564 0,0857 0,1033 0,1232 0,1465 0,1716 0,2012 0,2339

RELACIÓN V/I[ohm] 91,823 89,806 90,426 91,015 90,997 90,909 90,785 90,909 90,457 90,637

5

Promedio de voltaje: 10,76 v Promedio de corriente: 0,11858 A 𝑅=

10,76 = 90,7350 𝑜ℎ𝑚 0,11858

- Observamos que la resistencia presentan valores muy similares a los datos prácticos y se conserva la linealidad. - por lo tanto, a través de la ley de Ohm se puede observar que la relación existente entre la corriente y el voltaje en un resistor es siempre lineal por lo tanto, si la resistencia de un circuito aumenta la intensidad de la corriente disminuirá.

IV CUESTIONARIO 1-) si la relación I = f(v) para un conductor no es lineal, que ocurre con su resistencia explique si la relación I = f(v) para un conductor no es lineal la resistencia no sería una constante por lo tanto no se cumpliría la ley de ohm se dice entonces que el material son conductores no óhmicos los que no siguen esta ley, es decir los conductores para los cuales la caída de voltaje no es proporcional a la corriente. 2-) si la resistencia de un circuito aumenta, manteniendo el voltaje de la fuente constante ¿Qué le ocurre a la intensidad de corriente? Explique si la resistencia de un circuito aumenta, manteniendo el voltaje de la fuente constante la intensidad de corriente tiende a disminuir con una tendencia a cero puesto que cuando el valor de la resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa,

cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.

3-) si en un conductor, la densidad de corriente es directamente proporcional al campo eléctrico en el interior de este, se dice que dicho conductor cumple con la ley de ohm? Explique En muchos conductores la densidad de corriente j es proporcional al campo eléctrico en el interior del conductor que es el que produce la corriente eléctrica. El cociente entre la densidad de corriente y el valor campo eléctrico se denomina conductividad eléctrica del conductor y si dicha conductividad no depende del campo eléctrico, se dice que el material obedece la ley de ohm que establece que 𝑗 𝜎= 𝐸 La densidad de corriente es proporcional al campo eléctrico, es decir el cociente de los valores de la densidad de la corriente y de la del campo eléctrico es independiente de este último.

4-) la relación R = V/I es la ley de ohm? Explique. Para que la relación R = V/I sea considerada como la ley de ohm debe cumplir con la linealidad de esta relación, de lo contrario no es considerada como ley de ohm.

5-) si se triplica el voltaje aplicado en los terminales de un conductor, en cuanto aumentará o disminuirá la corriente?

6

resistencia constante, a la variación de la diferencia de potencial

si se triplica el voltaje aplicado en los terminales de un conductor la corriente eléctrica también aumentara en la misma proporción puesto que la relación voltaje e intensidad de corriente es directamente proporcional. por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

IV. 



CONCLUSIONES Se pudo comprobar gráficamente la ley de ohm que dice que la corriente es proporcional al voltaje concluimos que La ecuación matemática que escribe está relación es I= V/R; de la fórmula podemos concluir que la resistencia es inversamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula por un alambre con una diferencia de potencial constante



Analizamos la proporcionalidad entre la corriente eléctrica y la diferencia de potencial, en donde es directa para elementos óhmicos e indirecta para elementos no óhmicos.



Aplicamos técnicas de análisis gráfico, para concluir que un elemento óhmico presenta una

V.

BIBLIOGRAFIA 

http://www.profesorenline a.cl/fisica/Electricidad_ley _Ohm.html



http://www.asifunciona.co m/electrotecnia/ke_ley_oh m/ke_ley_ohm_1.htm



http://recursostic.educacio n.es/secundaria/edad/3esof isicaquimica/3quincena11/ 3q11_contenidos_5d.htm

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