UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ciencias Básicas Laboratorio de Física Física III I Periodo de 2016 2016
LEY DE OHM S. Sánchez, J. Bedoya, R. Ramírez.
RESUMEN En esta práctica de laboratorio pretendemos demostrar de forma práctica y teórica, la relación existente qe plantea !eor"e Simmons #hm en s teoría de la ley de #$% entre las & ma"nitdes el'ctricas( • • •
)ntensidad *)+ ensión *-+ Resistencia *R+
a cal dice qe la intensidad de corriente es directamente proporcional a la tensión el'ctrica e in/ersamente proporcional a la resistencia. Es decir decir entre entre más tensión, más corriente corriente circla circla y entre más resistencia se encentre en n circito menor será la intensidad de corriente. ambi'n pretendemos demostrar en este laboratorio qe la sma de resistencias parciales en n circito en serie prodce na o "enera na resistencia eqi/alente, y en n circito de resistencias en paralelo crean na resistencia eqi/alente menor a calqiera de las resistencias conectadas. conectadas. %edian %ediante te el so de las interfac interfaces es del laborato laboratorio rio,, realiz realizamo amoss el monta0 monta0ee de catro catro circito circitoss propestos por la "ía de laboratorio con el fin de comparar los resltados de )ntensidad -s -olta0e -olta0e y obtener las "ráficas qe permitan analizar la relación entre cada ma"nitd1 relacionadas con la ley de #hm.
CIRCUITOS ELÉCTRICOS PROPUESTOS: Para los circuitos 1 y
Resistencia de 233 #hmios Resistencia de 453 #hmios
Para %l circuito ,
!i"ura 1# Es$u%&a El'ctrico ( !u%)t% *% t%)si+) y u)a r%sist%)cia# r%sist%)cia#
Resistencia de 233 #hm y resistencia de 453 #hm en serie.
1
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ciencias Básicas Laboratorio de Física III I Periodo de 2016
!i"ura # Es$u%&a %l'ctrico ( !u%)t% *% t%)si+) y *os r%sist%)cias %) s%ri%#
Para %l circuito
Resistencia de 233 #hm y resistencia de 453 #hm en paralelo
!i"ura ,# Es$u%&a %l'ctrico ( !u%)t% *% t%)si+) y *os r%sist%)cias %) .aral%lo# En las "ráficas obtenidas de los circitos el'ctricos, encontramos la relación qe existe entre )ntensidad, -olta0e y Resistencia de acerdo a cada na de las confi"raciones propestas1 teniendo en centa qe en las confi"raciones de las resistencias en serie y paralelo, "eneran nas resistencias eqi/alentes de mayor o menor /alor.
INTRODUCCI/N En n circito el'ctrico inter/ienen al"nas ma"nitdes, entre ellas para referirnos a la le y de #$%. •
Corri%)t%( Es el fl0o de car"as el'ctricas qe /ia0an a tra/'s de n medio, se simboliza como *)+ y se mide en 6mperios *6+.
•
Volta0%( Es la ferza qe hace qe la corriente flya, se simboliza como *-+ y se mide en -oltios *-+.
•
R%sist%)cia( Es la ferza qe se opone al paso de la corriente, se simboliza como *R+ y se mide en #hmios *7+.
Se"8n la ey de #hm la corriente es directamente proporcional al -olta0e # tensión *-+ in/ersamente proporcionalmente a la Resistencia *R+ del elemento por el cal flye la 9orriente.
2
e
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ciencias Básicas Laboratorio de Física III I Periodo de 2016
Es decir qe al ser directamente proporcional al /olta0e, la corriente crece o decrece a medida qe el /olta0e amenta o disminye, y al decir qe es in/ersamente proporcional a la resistencia, la corriente disminye a medida qe amenta la resistencia en el circito.
!i"ura -# Es$u%&as El'ctricos ( Circuito S%ri% y %$uial%)t%#
!or&ula *% la l%y *% O2& I =V / R
:e la si"iente formla podemos despe0ar y obtener las ecaciones para el /olta0e - y la resistencia R, donde( R=V / I
I =V / R
:ado qe en n circito el'ctrico se peden presentar diferentes formas de asociación de resistencias, ya sea en serie o paralelo y calqiera de estas asociaciones "enera na ne/a resistencia con n /alor diferente a calqiera de las resistencias conectadas, tambi'n existe nas fórmlas matemáticas para determinar lo ne/os /alores se"8n la asociación.
R%sist%)cias %) S%ri%: a asociación de resistencias en serie "enera na resistencia eqi/alente con n mayor /alor a calqiera de las resistencias conectadas al circito, la corriente flye por n solo camino en el circito y es i"al en todas las resistencias. Se calcla mediante la fórmla( R total (resistencia total serie) = R1 + R2 + R3…Rn
R%sist%)cias %) Paral%lo: a asociación de resistencias en ;aralelo "enera na resistencia eqi/alente con n menor /alor a calqiera de las resistencias conectadas al circito, para este caso la corriente se di/ide y flye por diferentes caminos. Se calcla mediante la fór mla(
METODOLO34A os materiales y
Interfaz Universal 850: En el circito el'ctrico nos proporciona la fente de /olta0e y el sensor de corriente.
3
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ciencias Básicas Laboratorio de Física III I Periodo de 2016
-
-
Cables e cone!i"n: Son tilizados para interconectar las resistencias a la )nterfaz =ni/ersal >?3. R%sist%)cias *% 155 y 65 O2&: Son los elementos el'ctricos qe forman nestro circito serie o paralelo. Mult7&%tro *i"ital: Es n instrmento el'ctrico de medida, tilizado para conocer los /alores experimentales de cada resistencia.
MONTA8E Y CON!I3URACI/N DE LOS CIRCUITOS CIRCUITO 1: -
Se confi"ra el pro"rama 9apstone si"iendo las indicaciones del laboratorio, permiti'ndonos /isalizar el "ráfico 9orriente de Salida /s -olta0e del circito 2. 9on el mltimetro di"ital tomamos la medida de la resistencia. 9onectamos na resistencia de 233 #hm a na fente de tensión /ariable de @? a ? -oltios *)nterfaz =ni/ersal >?3+. a seAal se obtiene cambiando el /olta0e en pasos de 3.? - hasta lle"ar a ?.3 -.
I&a"%) 1# Circuito El'ctrico 19 Mo)ta0% y 3r;ica R%sist%)cia 155 O2&
CIRCUITO : -
Se confi"ra el pro"rama 9apstone si"iendo las indicaciones del laboratorio, permiti'ndonos /isalizar el "ráfico 9orriente de Salida /s -olta0e del circito 4. 9on el mltimetro di"ital tomamos la medida de la resistencia. 9onectamos na resistencia de 453 #hm a na fente de tensión /ariable de @? a ? -oltios *)nterfaz =ni/ersal >?3+. a seAal se obtiene cambiando el /olta0e en pasos de 3.? - hasta lle"ar a ?.3 -.
I&a"%) # Circuito El'ctrico 9 Mo)ta0% y 3r;ica R%sist%)cia 65 O2&
4
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ciencias Básicas Laboratorio de Física III I Periodo de 2016
CIRCUITO ,: -
Se confi"ra el pro"rama 9apstone si"iendo las indicaciones del laboratorio, permiti'ndonos /isalizar el "ráfico 9orriente de Salida /s -olta0e del circito &. 9onectamos las resistencias de 233 y 453 #hm en s%ri% a na fente de tensión /ariable de @? a ? -oltios *)nterfaz =ni/ersal >?3+. a seAal se obtiene cambiando el /olta0e en pasos de 3.? - hasta lle"ar a ?.3 -.
I&a"%) ,# Circuito El'ctrico , 9 Mo)ta0% y 3r;ica R%sist%)cias 155 y 65 O2& %) S%ri%#
CIRCUITO -: -
Se confi"ra el pro"rama 9apstone si"iendo las indicaciones del laboratorio, permiti'ndonos /isalizar el "ráfico 9orriente de Salida /s -olta0e del circito . 9onectamos las resistencias de 233 y 453 #hm en .aral%lo a na fente de tensión /ariable de @? a ? -oltios *)nterfaz =ni/ersal >?3+. a seAal se obtiene cambiando el /olta0e en pasos de 3.? - hasta lle"ar a ?.3 -.
I&a"%) -# Circuito El'ctrico - 9 Mo)ta0% y 3r;ica R%sist%)cias 155 y 65 O2& %) Paral%lo#
5
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ciencias Básicas Laboratorio de Física III I Periodo de 2016
RESULTADOS Y AN
3r;ico 1# Corri%)t% *% Sali*a s Volta0% ( To*as las co);i"uracio)%s# En los "ráficos "enerados 9orriente de Salida /s -olta0e para cada circito, podemos obser/ar qe la Resistencia *R+ es la constante qe acompaAa la /ariable *-+ por lo tanto R será la pendiente para cada circito de la "rafica.
1# El co&.orta&i%)to *% la Corri%)t% *% Sali*a s Volta0% co) u)a r%sist%)cia *% 155 O2&: a intensidad de corriente /aria proporcionalmente de acerdo a las /ariantes confi"radas en la tensión de @? a ? -oltios, para este caso tenemos los datos qe( R C 233 #hm donde R C pendiente de la ecación
6
I =V / R
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ciencias Básicas Laboratorio de Física III I Periodo de 2016
I&a"%) =# Mo)ta0% Circuito El'ctrico 1# 9alclamos la )ntensidad de 9orriente para los /alores de tensión 4 y /oltios1 para /erificar el resltado práctico /s el teórico. I =V / R
I =V / R
C 4<233 C 3.34 6 C <233 C 3.3 6
# El co&.orta&i%)to *% la i)t%)si*a* Vs Volta0% co) u)a r%sist%)cia *% 65 O2&: la intensidad de corriente /aria proporcionalmente de acerdo a las /ariantes confi"radas en la tensión de @? a ? -oltios, para este caso /emos como al cambiar la resistencia por na de mayor /alor la intensidad disminye considerablemente con respecto al /olta0e aplicado en la resistencia de 233 #hmios, /alidando de esta forma qe a mayor resistencia menor )ntensidad de corriente. R C 453 #hmios donde R C pendiente de la ecación
I =V / R
I&a"%) ># Mo)ta0% Circuito El'ctrico # 9alclamos la )ntensidad de 9orriente para los /alores de tensión 4 y /oltios para /erificar el resltado práctico /s el teórico. I =V / R
I =V / R
C 4<453 C 3.335 6 C <453 C 3.32> 6
7
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ciencias Básicas Laboratorio de Física III I Periodo de 2016
,# a confi"ración de resistencias en serie nos permiten obser/ar qe la intensidad de corriente es menor a la intensidad re"istrada en los anteriores circitos, conclyendo qe la resistencias conectadas en serie "eneran na resistencia eqi/alente mayor qe calqiera de las resistencias conectadas al circito. :onde( R2 C 233 #hm R4 C 453 #hm
R total ? R1 @ R ? ,65 O2&ios R total ? ,65 O2&ios *o)*% R ? .%)*i%)t% *% la r%cta
I&a"%) 6# Mo)ta0% Circuito El'ctrico ,# 9alclamos la )ntensidad de 9orriente para los /alores de tensión 4 y /oltios1 para /erificar el resltado práctico /s el teórico. I =V / R I =V / R
C 4<&53 C 3.33? 6 C <&53 C 3.323> 6
-# a confi"ración de las resistencias en paralelo nos permite obser/ar n mayor paso en la intensidad de corriente qe calqiera de los circitos anteriormente conectados, conclyendo qe la resistencias en paralelo "eneran na resistencia eqi/alente menor qe calqiera de las resistencias conectadas al circito. :onde( R2 C 233 #hm R4 C 453 #hm
1R total ?1R1@ 1R 1R total ?1155@ 165 ? 1R total ? 6#B6 R total ? 6#B6 O2&ios *o)*% R ? .%)*i%)t% *% la r%cta
8
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ciencias Básicas Laboratorio de Física III I Periodo de 2016
I&a"%) # Mo)ta0% Circuito El'ctrico -# 9alclamos la )ntensidad de 9orriente para los /alores de tensión 4 y /oltios1 para /erificar el resltado práctico /s el teórico. I =V / R I =V / R
C 4<54.D5 C 3.345 6 C <54.D5 C 3.3?? 6
DISCUSI/N DE 3RUPO Se cmple el ob0eti/o del laboratorio ya qe lo"ramos establecer la relación de las /ariables in/olcradas por la ley de #hm para n circito de na resistencia, o /arias resistencias conectadas en serie y paralelo, y como el comportamiento de las /ariables )ntensidad y -olta0e son directamente proporcionales. Si bien los resltados teóricos obtenidos con las formlas son my cercanos a los obtenidos con el softare, estos tienen /ariaciones ya qe los /alores experimentales de las resistencias tienen n "rado de tolerancia o error para s medición, por e0emplo(
Valor%s *% R%sist%)cias: E.%ri&%)tal: T%+rico:
R1 B= O2& 155 O2&
R 61= O2& 65 O2& CONCLUSIONES
•
En n circito el'ctrico formado por resistencias es posible calclar na resistencia eqi/alente qe pede ser de mayor o menor /alor a las resistencias conectadas en el circito dependiendo del modo de asociación sea serie o paralelo.
9
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE Facultad de Ciencias Básicas Laboratorio de Física III I Periodo de 2016
•
a intensidad de corriente es directamente proporcional al -olta0e aplicado, y en la ecación establecida por la ley de #hm el /alor de la resistencia es la pendiente del comportamiento lineal.
•
a resistencia en n circito el'ctrico es la ferza qe se opone al paso de la corriente.
•
En n circito de resistencias conectadas en serie la corriente el'ctrica /ia0a por n solo camino.
•
En n circito de resistencias conectadas en paralelo la corriente el'ctrica /ia0a por diferentes caminos del circito.
RE!ERENCIAS -
SE6RS, F#=G!, $=!$ :. y R#!ER 6. HREE:%6G. Física Universitaria -olmen 4. :ecimo se"nda edición ;E6RS#G E:=969)#G, %'xico, 433D.
-
http(<<.profesorenlinea.cl
-
http(<
-
http(<
10