SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA
LABORATORIO Nº 4
FISICA III
CICLO: 2009-A
DOCENTE:
JUAN MENDOZA NOLORBE TEMA:
LEY DE OHM
TURNO: 92G
ALUMNOS:
BULNES TIJERO, David 072578J
CASTILLO ALDANE, Percy 072617E GAMARRA QUISPE, Saúl Abel 072567H
GUERRA POMA, Luis 072057J
NAVARRO VELASQUEZ, Daniel 072569K
LIMA - PERU
MAYO - 2009
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
1
ÍNDICE GENERAL
INTRODUCION....................................................................................................................... 2
1. OBJETIVOS.........................................................................................................2 2. EXPERIMENTO ...................................................................................................2
2.1 FUNDAMENTO TEORICO:.................................................................. 2 2.2 TIPOS DE CIRCUITOS A CONSIDERAR:............................................... 5 2.2.1 CIRCUITO EN SERIE......................................................................... 5 2.2.2 CIRCUITO EN PARALELO................................................................... 5 2.2.3 EN NUESTRO CASO UNA FUENTA VARIABLE:........................................ 6 2.3 PROCESO EXPERIMENTAL:................................................................ 6
3. DISEÑO: .............................................................................................................6 4. EQUIPOS Y MATERIALES: ..................................................................................7 5. VARIABLES INDEPENDIENTES ..........................................................................7 6. VARIABLES DEPENDIENTES: .............................................................................7 7. PROCEDIMIENTO ...............................................................................................7 8. CUESTINARIO ..................................................................................................10 9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..........................................................12 10. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................12
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
2
LEY DE OHM
1. OBJETIVOS
Introducir al estudio de circuitos elementales.
Verificar experimentalmente la ley de Ohm para un trozo de conductor utilizando para este
fin valores constantes para la resistencia, luego par el voltaje y por ultimo para la intensidad
de corriente.
Pretender conseguir con la realización de esta práctica es poner en evidencia la relación que
hay entre la tensión aplicada a un conductor y la intensidad de la corriente que circula por él.
Se pretende familiarizarse con los instrumentos y hacer un correcto uso de ellos.
2. EXPERIMENTO
2.1 FUNDAMENTO TEORICO:
El termino corriente eléctrica, o simplemente corriente, se emplea para describir la tasa de
flujo de carga que pasa por alguna región de espacio
La corriente continua es un movimiento de electrones. Cuando los electrones circulan por un
conductor, encuentran una cierta dificultad al moverse. A esta "dificultad" la llamamos
Resistencia eléctrica.
La resistencia eléctrica de un conductor depende de tres factores que quedan recogidos en
la ecuación que sigue:
Un campo eléctrico puede existir en el conductor en este caso debido a que estamos
tratando con cargas en movimiento, una situación no electrostática.
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
3
Considere un conductor de área transversal A que conduce una corriente I. La densidad de
corriente J en el conductor se define como la corriente por unidad de área.
Donde J tiene unidades del Sistema Internacional A/m2. La expresión es válida sólo si la
densidad de corriente es uniforme y sólo si la superficie del área de la sección transversal A
es perpendicular a la dirección de la corriente.
Es muy común que la densidad de corriente sea proporcional al campo eléctrico. Donde la
constante de proporcionalidad σ recibe el nombre de conductividad del conductor
I= ƒj.n.da n= vector unitario normal
J= I/A J= densidad de corriente
J= σ.E σ = Conductividad del conductor
También:
E = d.J d = Resistividad
Ahora consideremos un trozo de un de conductor:
Fig. Nº1: Trozo de un conductor
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
4
Una forma de la ley de Ohm útil en aplicaciones prácticas puede obtenerse considerando un
segmento de un alambre recto de área de sección transversal A y longitud e.
Una diferencia de potencial V =Vb — Va se mantiene a través del alambre, creando un
campo eléctrico en éste y una corriente.
Se cumple que:
V=(d.L / A).I = R.I
Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el siguiente triángulo que
tiene mucha similitud con las fórmulas analizadas anteriormente.
Triángulo de la ley de Ohm
V=IxR I=V/R R=V/I
Fig. Nº2: Ley de Ohm
Se dan 3 Casos:
Con la resistencia fija. La corriente sigue a la tensión. Un incremento en la tensión, significa
un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento en la
tensión.
Con el voltaje fijo. Un incremento en la corriente, causa una disminución en la resistencia y
un incremento en la resistencia causa una disminución en la corriente.
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
5
Con la corriente fija. El voltaje sigue a la resistencia. Un incremento en la resistencia, causa
un incremento en el voltaje y un incremento en el voltaje causa un incremento en la
resistencia.
2.2 TIPOS DE CIRCUITOS A CONSIDERAR:
2.2.1 CIRCUITO EN SERIE
Fig. Nº3: Circuito en Serie
2.2.2 CIRCUITO EN PARALELO
Fig. Nº4: Circuito en Paralelo
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
6
2.2.3 EN NUESTRO CASO UNA FUENTA VARIABLE:
Fig. Nº5: Circuito con fuente variable
2.3 PROCESO EXPERIMENTAL:
Realizaremos algunas actividades en el campo de la electricidad como, en este caso para la
ley de Ohm armamos el circuito de acuerdo al esquema mostrado en el diseño. Con la
ayuda del potenciómetro vamos a variar la intensidad de corriente I y la diferencia de
potencial V. Los resultados serán anotados correspondientes a la tabla 1.
3. DISEÑO:
Fig. Nº6: Diseño del circuito
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
7
4. EQUIPOS Y MATERIALES:
• Un potenciómetro de 50Ω . • Una caja de resistencias. • Cables de conexión con cabeza tipo cocodrilo • Un reóstato. • Una fuente de voltaje. • Un amperímetro. • Un voltímetro.
5. VARIABLES INDEPENDIENTES
La resistencia que se obtuvo gracias al reóstato que actuó como resistencia fija.
6. VARIABLES DEPENDIENTES:
Serian el voltaje (V) y la corriente (I), medidas con el voltímetro y amperímetro
respectivamente.
7. PROCEDIMIENTO
Procedemos a calibrar los instrumentos de medición, luego armamos el circuito de acuerdo
al diseño. Se realiza la experimentación.
Manteniendo constante la resistencia, con la ayuda del primer reóstato variar la corriente y la
diferencia de potencial.
Los diversos valores que nos da la lectura del amperímetro y voltímetro se anotan en la
tabla Nº 1.
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
8
7.1 MEDICIONES
7.2 Mediciones Directas
Tabla Nº 1
R = 7 Ohms Nº V(mV) I(mA)1 0.1 0.02 2 0.5 0.08 3 1 0.15 4 1.5 0.23 5 2 0.30 6 2.5 0.37 7 3 0.44 8 3.5 0.52 9 4 0.60 10 5 0.75
7.3 Mediciones indirectas
Nº Resistencias (Ω)1 5 2 6.25 3 6.67 4 6.52 5 6.67 6 6.75 7 6.82 8 6.73 9 6.67 10 6.67
Resistencia Promedio: 6.48 Ω
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
9
7.4 Error Experimental
1007
48.67×
− % = 15.43%
7.5 Grafica en papel milimetrado
Fig. Nº7: Grafica V vs I
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
10
7.6 Análisis de datos
7.6.1 Al aumentar la corriente eléctrica ¿Cómo varia la diferencia de potencial para una resistencia constante?
La diferencia de potencial disminuye ya que según la formula iRV = , es directamente
proporcional a la corriente cuando se mantiene constante la resistencia.
7.6.2 ¿Para que materiales se cumple Ley de Ohm y en que condiciones puede no cumplirse?
La ley de Ohm, es una propiedad específica de ciertos materiales, y no una ley general del
electromagnetismo, como los es, por ejemplo, la ley de Gauss.
La ley de Ohm depende del material de la resistencia y donde a la vez dicha resistencia se
mantiene con un valor constante donde lo que se puede hacer variar es la tensión para
poder hacer así relacionar óptimamente las variables que nos conduzcan a analizar la
proporcionalidad y los inversos entre las variables que son voltaje y corriente, y la constante
que es la resistencia.
Los materiales que cumplen con la relación lineal de Ohm reciben el nombre de materiales
ohmicos, mientras que a los materiales que no cumplen con la ley de Ohm se les llama
materiales no ohmicos.
8. CUESTINARIO
8.1 ¿Como varia la diferencia de potencial entre los terminales de una fuente al aumentar la densidad de la corriente? ¿Por qué?
Según la ley de Ohm para un trozo de conductor (V Ljρ= ) se puede apreciar que la
densidad de la corriente en directamente proporcional a el voltaje o a la diferencia de
potencial, esto quiere decir que si aumenta la densidad de corriente, aumenta el diferencial
de potencial.
8.2 Analizar la diferencia entre resistividad y resistencia.
Todas las sustancias se oponen en mayor o menor grado al paso de la corriente eléctrica,
esta oposición es a la que llamamos resistencia eléctrica. A los materiales buenos
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
11
conductores de la electricidad tienen una resistencia eléctrica muy baja, los aisladores
tienen una resistencia muy alta.
Se le llama resistividad al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus
desplazamientos. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohms por
metro (Ω·m, a veces también en Ω·mm²/m).
En conclusión la resistivilidad es una propiedad del material y la resistencia es una
propiedad del objeto.
8.3 Explique la semejanza de conductividad eléctrica con la conductividad térmica.
La conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente
eléctrica a través de sí. También es definida como la propiedad natural característica de
cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones (y huecos en el caso de
los semiconductores) pueden pasar por él. Varía con la temperatura. Es una de las
características más importantes de los materiales.
La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de
conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de
una sustancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas
adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto.
En conclusión las semejanzas son que las dos varían conforme aumenta la temperatura y
que las dos son dos formas de cómo pasa diferentes formas de energías por diferentes
cuerpos.
8.4 Analizar las conducciones eléctricas en los metales.
La conducción eléctrica es el movimiento de partículas eléctricamente cargadas a través de
un medio de transmisión (conductor eléctrico). El movimiento de las cargas constituye una
corriente eléctrica. El transporte de las cargas puede ser a consecuencia de la existencia de
un campo eléctrico, o debido a un gradiente de concentración en la densidad de carga, o
sea, por difusión. Los parámetros físicos que gobiernan este transporte dependen del
material en el que se produzca.
SOLO
PAR
A IN
FORM
ACIO
N
Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ciclo 2009-A
Laboratorio de Física III Experiencia Nº 4 – Ley de Ohm
12
La conducción en metales y resistencias está bien descrita por la Ley de Ohm, que
establece que la corriente es proporcional al campo eléctrico aplicado.
Los metales son buenos conductores de la electricidad y del calor porque tienen espacios
sin rellenar en la banda de energía de valencia. En ausencia de campos eléctricos, la
conducción eléctrica se produce en todas direcciones a velocidades muy elevadas. Incluso a
la temperatura más fría posible - en el cero absoluto - la conducción eléctrica puede aún
darse. Cuando se aplica un campo eléctrico, un ligero desequilibrio desarrolla un flujo de los
electrones móviles. Los electrones de esta banda pueden verse acelerados por el campo
porque hay multitud de estados cercanos sin rellenar en la banda.
9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• Realizar la conexión de los instrumentos para protección de ellos mismos
• Reconocer el orden y funcionamiento del potenciómetro y sus tres terminales.
• Los resultados teóricos de los valores de las distintas resistencias han sido satisfactorios lo
que nos lleva a la conclusión de que la ley de Ohm se cumple claramente en las
experiencias llevadas a cabo.
10. BIBLIOGRAFIA
• Resnick – Halliday. Física Parte II. Editorial Continental. Edición Actualizada. 1971.
España. Pág. 971 - 973
• Humberto Leyva Naveros, Electrostática y Magnetismo, Ed. Publicaciones Moshera, 1999,
Lima, Pag: 120-134.
• Física Tomo II Raymond A. Serway
• http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm
• www.wikipedia.com
• www.tecnoedu.com
Top Related