ELECTROTECNIA ELECTROTE CNIA
.1 AP APLICA LICACIÓ CIÓN N DE LA LEY DE OHM OHM 1. •
OBJETIVOS
Demostrar en un circuito eléctrico resistivo la ley de OHM. Tomando como referencia un conductor que alimenta a un circuito.
2.
MARCO TEÓRICO
La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán eor! "imon Ohm, Ohm , es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estr es trec echa hame ment nte e vi vinc ncul ulad ada a a lo los s va valo lore res s de la las s un unid idad ades es #á #ás sic icas as presentes en cualquier circuito eléctrico como son$ %.
Tensi&n o volt lta a'e ()(, en en vo volt *+ *+.
-.
nte n tens nsid ida ad de la cor orri rie ent nte e ( (, en amp mper ere e */ */. .
0. 1esis isttencia (1( en oh ohm * al circuito.
de de la la ca car!a o co consumi mid dor co conectado
Circuito eléctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga eléctrica "R" y la. la.circulación de de una intensidad intensidad o flujo de corriente corriente eléctrica " I " suministrado por la propia pila .
De#ido a la e2istencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica a través de los mismos, cuando el valor de su resi re sist sten enci cia a va varía ría,, el va valo lorr de la in inte tens nsid idad ad de co corr rrie ient nte e en am ampe pere re tam#ién varía de forma inversamente proporcional. )s decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resist res istenc encia ia al pas paso o de la co corrie rriente nte dis dismin minuy uye e la cor corrie riente nte au aumen menta, ta, siem si empr pre e qu que e pa para ra am am#o #os s ca caso sos s el va valo lorr de la te tens nsi& i&n n o vo volta lta'e 'e se Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA
manten!a
constante.
3or otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensi&n o volta'e es directamente proporcional a la intensidad de la corriente4 por tanto, si el volta'e aumenta o disminuye, el ampera'e de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporci&n, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se manten!a constante. La relaci&n que tienen es$
)s un enunciado de la ley de Ohm. 5n conductor cumple con la ley de Ohm s&lo si su curva +6 es lineal4 esto es si 1 es independiente de + y de la relaci&n$
7omo ya di'imos antes 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, como e2presa la f&rmula si!uiente$
)n donde, empleando unidades del "istema internacional$ I 8 ntensidad en amperios */ V 8 Diferencia de potencial en voltios *+ R 8 1esistencia en ohmios *9.
El flujo de co!e"#e e" $%&ee 'ue c!cul$ &o u" c!cu!#o el(c#!co ce$do) e* d!ec#$%e"#e &o&oc!o"$l $ l$ #e"*!+" o ,ol#$je $&l!c$do) e !",e*$%e"#e &o&oc!o"$l $ l$ e*!*#e"c!$ e" o-% de l$ c$$ 'ue #!e"e co"ec#$d$.
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA
/ . ELEMENTOS A 0TILIAR •
Materiales. o o o o o o o o
+oltímetro /7 /mperímetro /7 :uente de alimentaci&n D7 varia#le /lam#re esmaltado ;<-0 1esistencias varia#les de = amp. Transformadores de potencia 7onductor de -.= mm -
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA
. PROCEDI MIENTO DE EJ EC0C3ON
>.% /rmar el circuito de la fi!ura, si!uiendo las indicaciones del profesor
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA
Medir la caída de tensi&n en el conductor de prue#a tomando como varia#le la intensidad de corriente que variará de %.? en %.? /mp, desde ? hasta %? amp. 1e!istramos la informaci&n en los si!uientes cuadros$ 4.2
Previamente debemos tener armado el circuito armado con la supervisión del jefe de prácticas.
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA TABLA 1- CABLE CONDUCTOR DE 2.5 mm E
∆V
VR
A
17.3
0.0316
17.1
0.5
16.6
0.0654
16.4
1.0
16.1
0.0971
15.8
1.5
15.5
0.131
15.4
2.0
14.3
2.5
14.9
0.167
2
TABLA 2- CABLE CONDUCTOR 25 AWG
E
∆V
VR
A
17.6
0.0058
17.4
0.5
16.6
0.0117
16.4
1.0
16
0.0172
15.7
1.5
15.4
0.0233
14.9
2.0
14.7
0.0291
14.4
2.5
TABLA 3 – CABLE CONDUCTOR 23 AWG
E
∆V
VR
A
17.4
0.1445
17.2
0.5
16.6
0.293
16.2
1.0
16
0.448
15.3
1.5
15.5
0.614
14.5
2.0
14.9
0.794
13.8
2.5
4.3
5tili@ando una escala adecuada !raficar los datos re!istrados.
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA GRAFICA 1- CABLE CONDUCTOR DE 2.5 mm
GRAFICA 2- CABLE CONDUCTOR 25 AWG
GRAFICA 3 – CABLE CONDUCTOR 23 AWG
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
2
ELECTROTECNIA
5tili@ando la ecuaci&n y8m2 donde m es la pendiente de la recta, demostrar la ley de OHM con los datos re!istrados. 4.4.
4.
C0ESTIONARIO
=.%. )2plique por qué el !ráfico o#tenido con los datos re!istrados no es e2actamente una línea recta. )l valor de la pendiente que hemos encontrado en la práctica reali@ada no será una línea recta es decir constante ya que la diferencia entre las mediciones echas de forma te&rica y las que reali@amos al poner en práctica el proceso nos da valores que son muy diferentes a los de la parte te&rica, esto se e2plica claramente ya que al tomar los datos de estos Altimos no han sido del todo acertados, es decir tienen un mar!en de error. =.-. Descri#a la utili@aci&n del c&di!o de colores para la identificaci&n de resistencias cerámicas de car#&n y pon!a tres e'emplos de aplicaci&n. 3ara poder conocer de forma práctica y muy sencilla el valor de una resistencia se utili@a el 7&di!o de colores. Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA 7omo hemos podido o#servar so#re estos resistores se suelen pintan unas #andas de colores. 7ada color representa un nAmero que es usado para tener el valor final del resistor. Las dos primeras #andas nos indican las dos primeras cifras del valor del resistor, la tercera #anda indica por cuanto hay que multiplicarle al anterior valor para o#tener el valor final de este. La cuarta #anda nos indica la tolerancia y si hay quinta #anda, ésta nos indica su confia#ilidad.
EJEMPLOS5 •
dentificar el valor de las resistencias$ a
La resistencia de la cual vamos a determinar su valor de#e colocarse de un modo en que el e2tremo hacia el cual las #andas coloreadas están recorridas quede a la i@quierda. /hora las identificamos de i@quierda a derecha. 7omo vemos la primera es verde. +emos que este color corresponde al nAmero =. La se!unda #anda es de color a@ul, es decir, corresponde al B. La tercera #anda es ne!ra, es el %. La cuarta es dorada, lo que implica un =C de tolerancia. l valor !uscado se escri!e como 5# $ 1% 1. l 5& de 5#% es
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA '( entonces el valor final es )5#% * '(+ Ω.
b)
O#tenemos los dí!itos %, y -. Lo que se escri#e como % 2 %? - Ω & %. E Ω. /quí no hay una cuarta #anda coloreada, lo que si!nifica una tolerancia de -?C. )l -?C de %?? es 0B?. )ntonces el valor final es *%. F ?.0B E Ω.
c)
O#tenemos los dí!itos %,? y - lo que escri#imos como %?2%? o % EΩ. )n este caso la Altima #anda es dorada lo cual implica un valor de tolerancia de =C. )ntonces el valor es de *%F ?.=? EΩ.
=.0. Descri#a el proceso de elecci&n de un conductor alimentador, si!uiendo las normas del c&di!o eléctrico nacional. 3ara seleccionar un conductor alimentador de#emos tener en cuenta que se construyen con una aleaci&n de níquel y cromo u otro material con las mismas características. )l alam#re es enrollado so#re un soporte aislante de cerámica y lue!o es cu#ierto con una capa de esmalte vítreo, con el prop&sito de prote!er el alam#re y la resistencia contra la corrosi&n. Las seleccionadas de#en ser capaces de soportar altas temperaturas sin que su valor cam#ie. )sto representa a los volta'es altos como =, -?, =?. 3ara las resistencias de % vatio en adelante es fácil escri#ir el valor en el mismo, en el caso de las resistencias que son muy pequeGas resulta complicado ya que su tamaGo lo impide. 3ara las resistencias pequeGas de car#&n, que son las más usadas en los circuitos, usamos el c&di!o de colores visto en el punto interior.
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA )ste método utili@a desde tres hasta = #andas de colores pintadas alrededor de la resistencia, al aprender a leer dicho c&di!o podremos conocer su valor en Ohmios y su tolerancia. =.>. ndique las características especiales que de#e tener$ )l alam#re que se usa para calefacci&n y el alam#re que se usa para fusi#le. )l alam#re usado para calefacci&n es fa#ricado con una aleaci&n de níquel *?C y cromo *-?C. )sta aleaci&n soporta temperaturas muy altas *%??? 7, es resistivo *condici&n necesaria para !enerar calor, es muy resistente a los impactos y es ino2ida#le. )n el caso de los que son usados para fusi#le están constituidos por un alam#re o cinta de aleaci&n de plomo y estaGo con un #a'o punto de fusi&n, que se funde cuando e2cede el límite para el que fue diseGado, interrumpiendo el circuito. =.=. /nali@ar la variaci&n de la resistencia de un circuito de calefacci&n con la temperatura. Hemos visto que la característica de tensi&n6intensidad en los resistores son lineales para valores de temperatura entre F-??<7 /l aumentar la temperatura la resistencia de los metales puros aumenta y en el caso de al!unos de cuerpo s&lido como el car#&n disminuyen, en al!unas desaparece la resistencia cuando están muy pr&2imas al cero a#soluto.
6 . OBSERVACIONES Y CONCL0CIONES
De#emos de cuidar el material de tra#a'o y se!uir las indicaciones del !uía ya que por un descuido los instrumentos van a descali#rarse, es decir sus lecturas no van a ser del todo correctas.
)l c&di!o eléctrico nacional nos indica tra#a'ar con un mar!en de error de =C4 sin em#ar!o se de#e tratar de #uscar tra#a'ar con un mar!en de error más pequeGo para o#tener me'ores resultados.
Mientras el valor de la resistencia vaya #a'ando el valor de la corriente va a aumentar.
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA
7.
"e!An el tipo de alam#re y su revestimiento su diferencia de potencial ha cam#iado en !randes proporciones4 sin em#ar!o su pendiente es del mismo sentido cumpliendo que la corriente es proporcional a la tensi&n o volta'e aplicado.
La !ráfica del tra#a'o echo no va a ser una línea recta ya que de#ido al mar!en de error los datos que vayamos a o#tener no serán e2actamente como los te&ricos
3ara poder hacer mediciones correctas y adecuadas se de#e hacer un tra#a'o eficiente y con #astante práctica ya que siempre va a e2istir un mar!en de error en el que nuestros datos no serán los que de#erían ser.
BIBLIO8RA93A5 RE9ERENCIAS :EB
;1
2?1) 11 Se#!e%@e. Elec#o#ec"!$ ;O"l!"e<. D!*&o"!@le e"5 http$IIJJJ.asifunciona.comIelectrotecniaIEeKleyKohmIEeKleyKohmK%.htm
;2<:!!&ed!$. Re*!*#o. ;O"l!"e<. D!*&o"!@le e"5 https$IIes.JiEipedia.or!IJiEiI1esistor
;/
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
ELECTROTECNIA http$IIJJJ.eie.fceia.unr.edu.arIpotenciaI7ontrolC-?deC-?Temperatura6 )lectronicaC-?+.pdf
;<9oo* 8$#!* >2?12) ? Jul!o. ;O"l!"e<. D!*&o"!@le e"5 http$IIJJJ.forosdeelectronica.comItutorialesIresistencia.htm
;4
;6
;7
Ingeniero Luis A. Chirinos
UCSM
