CARACTERISTICAS DE LOS ELEMENTOS L INEALES – LEY DE OHM I.INTRODUCCIÓN. La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán alemán Georg Simon Ohm, Ohm , es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:
ensi!n o volta"e "E", en volt #$%& 'ntensidad de la corriente " I ", en ampere #(%& )esistencia "R" en ohm ohm #
II.
% de la car carga ga o con consum sumido idorr cone conecta ctado do al al circu circuito ito&&
OBJETIVOS. (nali*ar y verificar verificar en forma e+perimental e+perimental la relaci!n que que e+iste entre la tensi!n tensi!n y la la corriente en un elemento puramente resistivo )- de un circuito eléctrico, verificando así la ley de Ohm. utili*ando el método indirecto del voltímetro y amperímetro& /onocer el funcionamiento de un puente de diodos&
III.
MATERIALES 0 12 )esistencia $ariable 1033 ohmios, 3&3amp& 0 2 (mperímetro c&c&, anal!gico, 10204 amp& 0 2 variac monofásico 0 15 6ultímetro digitales 0 2 7uente de diodos& 0 conductores de cone+i!n&
IV.
ESQUEMA
V.
PROCEDIMIENTO. • • •
• •
•
VI.
/alibrar la resistencia a 33 ohmios (rmar el circuito circuito de la la figura 2, ad"unta& )egular en el variac monofásico hasta obtener en el voltímetro $2, la tensi!n de 24$ de corriente continua& $erificar la polaridad de los instrumentos del circuito #8 0%& 6anteniendo constante la tensi!n de 24$ en dicho voltímetro, variar la resistencia )L- desde un valor má+imo 33 ohmios hasta un valor mínimo 24 ohmios, tomando un "uego de 4 valores de $olta"e, /orriente y el valor de la resistencia, #/uidando de no llegar al valor de resistencia mínima, porque se producirá un corto0circuito%& 6anteniendo constante la resistencia #33 ohmios%, variar la tensi!n desde un valor mínimo 4 $ hasta un valor má+imo 9 $ en corriente continua, tomando un "uego de 4 valores de $olta"e, /orriente, #/uidando de no llegar al valor má+imo de corriente que puedan soportar los componentes del circuito%&
ANAL NALISIS DE RESULTADOS.
Punto 1 % ! 4
TABLA TABLA N° 1 Rlme Rlmedi dido do(Ω (Ω)) A(am A(amp) p) V(v) V(v) 44. !4. !." %'.#
.!" .44 .4& ."4
1" 1".#$ 1" 1".%! 1" 1"." 1" 1".!
RLe( RLe(Ω) Ω)=V =V / I 44.$ !4.#1 !.'1 %'.$!
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Punto Punt o 1 % ! 4 "
VII.
1".1
1.1 1" 1".1
14.$#
TABLA TABLA N° % Rlme Rlmedi dido do(Ω (Ω)) A(am A(amp) p) V(v) V(v) 44. .11 ".# 44. .%% 1 1.! 44. .!! 1" 1".1 44. .#% %' %'.! 44. .$% !# !#.%
RLe( RLe(Ω) Ω)=V =V / I 4#. 4"."& 4".4$ 44.! 44.1"
CUESTIONARIO 2& ;efina ;efina la Ley de de O<6, =Se =Se comprueb comprueba a con la práctic práctica a reali*ad reali*ada> a> “La corriente eléctrica que fluye por un circuito es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia”
?ste concepto es el mismo que se reali*! en la práctica y fue evidente la ley de ohm& 5& =@ué importancia tiene la Ley de O<6 en el estudio estudio de los circuitos circuitos eléctricos> eléctricos> La ley de Ohm nos dice que la corriente eléctrica es directamente proporcional al volta"e e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica& 0 'A$B) ' es la corriente eléctrica $ la diferencia de potencial ) la resistencia eléctrica ?sta e+presi!n toma una forma mas formal cuando se anali*an las ecuaciones de 6a+Cell, sin embargo puede ser una buena apro+imaci!n para el análisis de circuitos de corriente continua& 9& /on los los datos tomados en el laboratorio laboratorio #de la primera tabla%, tabla%, graficar graficar la curva curva de variaci!n de corriente a volta"e constante y resistencia variable, tomando como abcisa la resistencia y como ordenada la corriente&
1.% 1.1
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/omentario&0 ?n la siguiente grafica se puede observar que a medida que la resistencia aumenta la intensidad de corriente disminuye esto sucede por la formula de la ley de ohm siendo así también que la resistencia sea variable& 3& /on los datos datos tomados tomados en el el laboratorio laboratorio #de la segunda segunda tabla%, graficar graficar la curva curva de resistencia, tomando como abcisa la corriente y como ordenada la tensi!n& )LA$B'&
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/omentario&0 ?n la siguiente grafica se puede observar que a medida que el volta"e aumenta también aumenta la y esto se da por la ley de ohm siendo así también que la resistencia no varie&&
4& ?numere ?numere y e+pliqu e+plique e todos los los tipos de resiste resistencia ncias s e+istentes e+istentes&&
Resistencias de i! ##inad.$ Dueron de los primeros tipos en fabricarse, y aEn se utili*an cuando se requieren potencias algo elevadas de disipaci!n& ?stán constituidas por un hilo conductor bobinado en forma de hélice o espiral #a modo de rosca de tornillo% sobre un sustrato cerámico&
Resistencias de ca%#&n '%ensad&0 ?stas fueron también de las primeras en fabricarse en los albores de la electr!nica& ?stán constituidas en su mayor parte por grafito en polvo, el cual se prensa hasta formar un tubo como el de la figura
Resistencias de 'e!(c)!a de ca%#&n.$ ?ste tipo es muy habitual hoy día, y es utili*ado para valores de hasta 5 Catios& Se utili*a un tubo cerámico como sustrato sobre el que se deposita una película de carb!n tal como se aprecia en la figura
Resistencias de 'e!(c)!a de &*id +et!ic.$ Son muy similares a las de película de carb!n en cuanto a su modo de fabricaci!n, pero son más parecidas, eléctricamente hablando a las de película metálica& Se hacen igual que las de
película de carb!n, pero sustituyendo el carb!n por una fina capa de !+ido metálico #estaFo o lat!n%& ?stas resistencias son más caras que las de película metálica, y no son muy habituales& Se utili*an en aplicaciones militares #muy e+igentes% o donde se requiera gran fiabilidad, porque la capa de !+ido es muy resistente a daFos mecánicos y a la corrosi!n en ambientes hEmedos&
Resistencias de 'e!(c)!a +et!ica.$ ?ste tipo de resistencia es el que mayoritariamente se fabrica hoy día, con unas características de ruido y estabilidad me"oradas con respecto a todas las anteriores& ienen un coeficiente de temperatura muy pequeFo, del orden de 41 ppmB/ #partes por mill!n y grado /entígrado%& ambién soportan me"or el paso del tiempo, permaneciendo su valor en ohmios durante un mayor período de tiempo& Se fabrican este tipo de resistencias de hasta 5 Catios de potencia, y con tolerancias del 2H como tipo estándar&
Resistencias de +eta! -id%iad.$ Son similares a las de película metálica, pero sustituyendo la película metálica por otra compuesta por vidrio con polvo metálico& /omo principal característica cabe destacar su me"or comportamiento ante sobrecargas de corriente, que puede soportar me"or por su inercia térmica que le confiere el vidrio que contiene su composici!n& /omo contrapartida, tiene un coeficiente térmico peor, del orden de 241 a 541 ppmB/& Se dispone de potencias de hasta 9 Catios& Se dispone de estas resistencias encapsuladas en chips tipo ;'L #dual in line% o S'L #single in line%&
Resistencias Resistencias dependientes de la temperatura.- Aunque todas las resistencias, en mayor
o menor grado, dependen de l a temperatura, temperatura, existen unos dispositivos específicos que se fabrican expresamente para ello, de modo que su valor en ohmios dependa "fuertemente" de la temperatura. Se les denomina termistores y como cabía esperar, poseen unos coeficientes de temperatura muy elevados, ya sean positivos o negativos.
I& ;efina ;efina el volta"e volta"e o tensi!n tensi!n e indiq indique ue sus sus unidades unidades&& La tensi!n eléctrica o diferencia de potencial #también denominada volta"e% es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos& ambién se puede definir como el traba"o por unidad de carga e"ercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas& Se puede medir con un voltímetro& Su unidad de medida es el voltio& J& ;efina ;efina la corriente corriente e indiqu indique e sus unidade unidades& s& La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flu"o de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material& Se debe al movimiento de las cargas #normalmente electrones% en el interior del material& ?n el Sistema 'nternacional de Knidades se e+presa en /Bs #culombios sobre segundo%, unidad que se denomina amperio& Kna corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fen!meno que puede aprovecharse en el electroimán& ?l instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvan!metro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir& & =@ué =@ué es un un diodo diodo y qué qué es un puente puente de diodo diodos> s>
DIODO.$ /omponente electr!nico que permite el paso de la corriente en un solo sentido& La flecha de la representaci!n simb!lica muestra la direcci!n en la que fluye la corriente&
?s el dispositivo semiconductor más sencillo y se puede encontrar prácticamente en cualquier circuito electr!nico& electr!nico&
PUENTE DE DIODOS.$ Los diodos rectificadores de puente son rectificadores que se utili*an para convertir la corriente alterna #(/% de seFales a la de la corriente
directa #;/%& ambién son conocidos como los rectificadores de puente de onda completa, ya que son capaces de rectificar tanto las partes positivas y negativas de la seFal de entrada& ?l puente de diodos se hace comEnmente de cuatro diodos rectificadores dispuestos en una estructura de puente& & =@ué =@ué es es un cortocircu cortocircuito> ito> ?+pliqu ?+plique& e& Kn cortocircuito es una cone+i!n entre dos terminales de un elemento de un circuito eléctrico, lo que provoca una anulaci!n parcial o total de la resistencia en el circuito, lo que conlleva un aumento en la corriente que lo atraviesa& Kna cone+i!n de este tipo en una carga la desconectaría del circuito, causando que esta no sea atravesada por ninguna corriente y por consiguiente no disipe ninguna potencia& 7ara este caso la carga también de"a de generar una caída de tensi!n en el circuito& 21& ?n forma tabulada tabulada dar la divergencia o diferencia de valores te!rico y e+perimentales, indicando el error absoluto #$alor te!rico M $alor e+perimental% y relativo porcentual&# #$alor te!rico M $alor e+perimental%B$alor te!rico N211H%
TABLA TABLA N° 1 VALR TRI* Rlmedido (Ω) 44. !4. !." %'.# 1".1
RRR VALR RRR RLATIV +PRI,N AB-LT PR*NT TAL TAL AL RLe(Ω)=V / I 44.$ .$ 1.$%0 !4.#1 .#1 1.$0 !.'1 .%1 .'0 %'.$! .%! .$"0 14.$# .%4 1."$0
TABLA TABLA N° % RRR VALR RRR VALR RLATIV +PRI,N AB-LT TRI* PR*NT TAL TAL AL Rlmedido RLe(Ω)=V / (Ω) I
44. 44. 44. 44. 44.
VIII.
%. 1."& 1.4$ .! .1"
4.""0 !.#%0 !.!'0 .'0 .!!0
OBSERV ERVACIONES
I.
$erificar que el volta"e de la fuente no está en actividad, antes de que intentemos conectar el instrumento al circuito& (l momento momento de armar armar el circuito recordar todas todas las indicacione indicaciones& s& 6antenga las fuentes de volta"e o corriente apagadas mientras reali*amos los cambios al circuito& /uando modificamos alguna cone+i!n consultar con el encargado cualquier duda antes de encender las fuentes&
CONCLUSIONES
.
4#. 4"."& 4".4$ 44.! 44.1"
Luego de reali*ar la práctica observamos que los resultados medidos fueron casi e+actos, con pequeFas variaciones en decimales& La corriente será mayor cuanto mayor sea su volta"e& O cuando se disminuya la resistencia& La corriente disminuirá cuando disminuya la tensi!n o se eleva la resistencia& /omo se había dicho en la introducci!n, este es un circuito muy simple y se observ! que con una sola resistencia, aunque variemos el volta"e de entrada, esa resistencia va a consumir todo el volta"e, por lo tanto el volta"e de la resistencia siempre va a ser igual al volta"e de entrada& ( mayor diferencia diferencia de potencial potencial que que e"erce una fuente fuente de suministro suministro de energía eléctrica, mayor es el volta"e e+istente en el circuito al que corresponde ese conductor&
BIBLIO/RA0IA GK'( ;? ?L?/)O?/'( S?)P(Q, )aymond. R?P? R)& #511%& Física II #9 edici!n%& homson S?)P(Q, )a )aym ymon ond. d. T?'/<?) #5111%& Fí Físi sica ca pa para ra Ci Cien enci cias as e In Inge geni nier ería ía II #4 edici!n%& 6cGraC
http:BBmantenimientoelectrico"ep&blogspot&peB5122B22Bconcepto0de0corto0circuito&html http:BBCCC&asifunciona&comBelectrotecniaBafUcircuitoBafUcircuitoU9&htm http:BBCCC&academia&eduBJI4JJ5BS?S'OU5U/()(/?)'S'/(SU;?ULOSU?L? 6?OSUL'?(L?S0L?QU;?UO<6 SOT)?$'L(, 6arcelo (ntonio #511%& Electrotecn Electrotecnia ia - ivel inicial !"# edición$& edición$ & Tuenos (ires: (lsina& http:BBCCC&lcardaba&comBarticlesB)UtiposB)Utipos&htm http:BBCCC&artinaid&comB5129B13Bque0es0el0volta"eB
