Informe Fisica 3 ley Ohm

INSTRUMENTACIÓN Y LEY DE OHM A) INSTRUMENTACIÓN 1.- OBJETIVOS 1. Conocer el manejo de instrumentos y materiales de uso de corriente en los experimentos de electricidad y magnetismo. 2. Conocer el área de operación de los instrumentos y determinar sus lecturas. 3. Aprender a montar circuito sencillo y medición de Tensión y corriente eléctrica. 4. Identicación de los !alores de "esistencia. 2.# $AT%"IA&%'

3.# ()*+A$%*T, T%-"IC, &a corriente o intensidad eléctrica es el ujo de carga por unidad de tiempo /ue recorre un material. 'e de0e al $o!imiento de los electrones en el interior del material. %n el 'istema Internacional de )nidades se expresa en Cs culom0ios so0re segundo unidad /ue se denomina amperio. )na corriente eléctrica puesto /ue se trata de un mo!imiento de cargas produce un campo magnético un 5enómeno /ue puede apro!ec6arse en el electroimán. %l instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el gal!anómetro /ue cali0rado enamperios se llama amper7metro colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir. medir. &os electrones se pueden mo!er con mayor !elocidad mientras mayor sea la intensidad de la tensión aplicada y menor sea s ea la resistencia /ue la red de átomos oponga a su paso. &a intensidad de corriente I se dene como la carga 8 /ue uye por una unidad de tiempo a tra!és de una sección trans!ersal del conductor esto es9 4.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTO 1ª

Circuito sencillo1a. de corriente %n el siguiente siguiente experimento se de0e  %xperimento mostrar en primer lugar /ue una corriente puede circular cuando el circuito de corriente se encuentra cerrado. :ara ello se empleara el circuito /ue se encuentra en la parte superior de la tarjeta de Circuito de resistencias ',42;3# se acti!a automáticamente una !e? /ue la tarjeta se 6a insertado en el experimentador. experimentador. )na lámpara •

incandescente ser!irá como carga de este circuito. %l circuito de corriente se puede a0rir o cerrar por medio de la inserción de di5erentes conectores. $edición de Tensión &a tensión eléctrica se mide con el !olt7metro. !olt 7metro. &a siguiente representación muestra el s7m0olo graco de un !olt7metro

%l diagrama de la i?/uierda representa en este caso la conexión del !olt7metro para la medición de la tensión de la 5uente@ el del centro la conexión para la medición de la tensión a tra!és del interruptor y nalmente el de la derec6a la conexión para la medición de la tensión de carga.

EJECUCION DEL EXPERIMENTO

$onte el circuito experimental representado representado a continuación9 &as guras siguientes ilustran la estructura de la conexión

directa de la corriente eléctrica. &a EXPERIMENTO 1B. $edición directa corriente eléctrica se mide con un amper7metro. %l diagrama siguiente muestra di5erentes posi0ilidades de integrar el amper7metro al circuito mostrado.

$edición indirecta de la corriente 'i no se tiene a disposición un amper7metro sino nicamente un !olt7metro se puede determinar tam0ién de manera indirecta la intensidad de la corriente por medio de una medición de tensión. :ara ello se apro!ec6a la relación /ue existe entre la corriente y la tensión en una carga# esto es la ley de o6m. &a intensidad de corriente 8ue nos interesa se o0tiene entonces a partir de la ecuación9 &a imagen de la i?/uierda muestra la medición directa de corriente por medio de un amper7metro la de la derec6a la medición indirecta por medio de una resistencia "$ y un !olt7metro.

EXPERIMENTO 1C %jecución del experimento con la resistencia de medición y el instrumento !irtual $onte el circuito experimental representado a continuación.

"esistencia eléctrica 'i una corriente eléctrica circula ci rcula a tra!és de un conductor los portadores de carga li0res electrones li0res se mue!en entre los átomos de la red. %n este caso siempre se producen colisiones entre los átomos por lo cual los electrones li0res se !en rec6a?ados y de esta manera se 5rena su mo!imiento. %l conductor opone una resistencia a la corriente eléctrica /ue de0e ser !encida por la tensión9

&a constante de material B indica la resistencia espec75ica del material conductor en la unidad  Dmm2 m l es la longitud del conductor en m y A la sección trans!ersal del conductor en mm2 . SIMBOLOGÍA DE LAS RESISTENCIASLAS

Imágenes siguientes muestran los s7m0olos grácos de di5erentes tipos de resistencias %xisten resistencias en muc6os diseEos. Codicación por colores de las resistencias. %l siguiente graco ilustra la codicación

:ara la resistencia representada representada en la parte superior a partir de los dos primeros aros amarillo y !ioleta se o0tiene un !alor decimal de 1F y  a partir del tercer aro rojo un 5actor de 1;2 con lo /ue se o0tiene un !alor total de resistencia de9 "G1;.1;2 G1;;; G1H . &a codicación de colores para la tolerancia esta indicada en la siguiente ta0la9 %n la resistencia representada en la página anterior el aro derec6o es de color dorado@ la resistencia posee por tanto una tolerancia de =J.&a ta0la siguiente indica los !alores codicados de las resistencias9

PROCEDIMIENTO &lenar la ta0la 1 con los !alores de las resistencias del ta0lero de resistencias con sus respecti!as tolerancias K&os !alores de la ta0la 1 se o0tu!ieron del siguiente ta0lero de resistencias9

B) LEY DE OHM ,6m. #  1.- OBJETIVOS # >ericar experimentalmente la ley de o # ,6m. ,0tener los datos de !oltaje y corriente eléctrica en elementos resisti!os con el n de iniciar el estudio de circuitos eléctricos simples. # +iseEar y $ontar circuitos eléctricos con resistencias en 'erie :aralelo. 2.-MATERIALES $ódulo de enseEan?a 'I'T%$A )*IT"LI* con resistencia s6unt y el amper7metro !irtual .- !UNDAMENTO TEÓRICO  'i se /uiere resumir por medio del cálculo los procesos electrónicos /ue ocurren en un circuito sencillo de corriente o en circuitos más complejos es necesario conocer por una parte la

dependencia /ue existe entre la intensidad de corriente I y la tensión ) y por otra parte entre la corriente I y la resistencia ". %sta dependencia está descrita por la ley de ,6m /ue de0e su nom0re al 5amoso 57sico alemán. :ara ello se o0ser!ará en primer lugar el circuito sencillo de corriente representado anteriormente. &ey de ,6m9

PROCEDIMIENTO  &os siguientes componentes son necesarios para la ejecución de los experimentos expuestos dentro del marco de este curso9 &A tarjeta inserta0le )niTrain#I )niTrain#I de Circuitos de resistencias resistencias ',42;3#
1. Circuito Circuito sencillo sencillo de corriente corriente con tensió tensión n continua continua y lámpara lámpara incandescente con carga resisti!a. 2. Circuito en serie compuesto por un máximo de tres resistencias. 3. Circuito en paralelo compuesto por un máximo de tres resistencias. 4. )n máximo de seis resistencias conectadas en grupo. =. Condensador con resistencia de carga. <. Mo0ina de resistencia a carga.

A6ora ajuste en el instrumento (uente (uente de tensión continua una tensión de 1 >. >. $ida el !alor de la corriente resultante en miliamperios y anote el !alor o0tenido en la correspondiente la de la ta0la siguiente. A6ora ele!e la tensión en pasos de 1 > y anote de la misma manera el resultado de la intensidad de corriente medida en la ta0la. 'i pulsa la pestaEa N+iagramaN de la ta0la podrá !isuali?ar grácamente la caracter7stica caracter7s tica I) resultante.

COMPROBACIÓN ANALÓGICA DE LA LEY DE OHM VARIACIÓN DE VOLT VOLTAJE Y CORRIENTE MANTENIENDO MANTE NIENDO LA RESISTENCIA CONSTANTE

VARIACIÓN DE LA CORRIENTE Y LA RESISTENCIA MANTENIENDO CONST CONS TANTE EL VOLT VOLTAJE

)sando el mismo cursor de la gura 1 o0ser!e y anote en la ta0la 2 los !alores de corriente cuando cam0ian los !alores " de la caja de resistencia conser!ando constante la di5erencia de potencial entre los terminales de la misma. :ara conseguir esto !arié la posición del cursor del reóstato para cada lectura.

VARIACIÓN DE LA DI!ERENCIA DE POTENCIAL Y LA RESISTENCIA MANTENIENDO CONSTANTE LA CORRIENTE

Arme el circuito de la gura 2 !arié los !alores de las resistencias en la caja y para cada !alor o0ser!ado anote en la ta0la 3 los !alores del !oltaje conser!e constante un determinado !alor de la corriente para las distintas lecturas de > y " !ariando la posición del cursor de reóstato.

CUESTIONARIO 1.-"CUANTAS ESCALAS POSEEN LOS INSTRUMENTOS#$DESCRIBA CADAUNO DE ELLOS)% INDI&UE SU MÍNIMA Y M'XIMA LECTURA EN CADAESCALA.

V(*+,*(/ 0 un instrumento /ue se utili?a para medir la di5erencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico .%xisten !arios tipos de !olt7metros segn su 5uncionamiento como9 los !olt7metros electromecánicos !olt7metros digitales osciloscopios y potenciómetros .%l !olt7metro siempre de0e colocarse en paralelo con respeto a los elementos /ue se miden para e5ectuar la medida de la tensión. %l !olt7metro con /ue se tra0ajo tiene 4 escalas y son las siguientes9 1> 1.=> 3> y 3;>.

A,+,*(/ aparato /ue intercalado en un 6ilo conductor mide la intensidad de la corriente eléctrica /ue circula por él. Consta de un imán jo entre cuyos extremos se encuentra una 0o0ina mó!il capa? de girar alrededor de un eje. Al pasar la corriente por la 0o0ina se crea un campo magnético /ue 6ace mo!erse a la 0o0ina. )na aguja unida a esta seEala en una escala las des!iaciones de la 0o0ina /ue son proporcionales a la intensidad de corriente. %l gal!anómetro usado en el la0oratorio usado para medir la intensidad de corriente conta0a con 4

escalas y son9 1A 1.=A 3A y 3;A. 2.- INVESTIGUE DE &UE OTRA MANERA SE DETERMINA EL VALOR DE UNA RESISTENCIA. ,tra manera de determinar el !alor de la resistencia es el código de marcas el o0jeti!o del código código de marcas es el marcado del !alor !alor nominal y tolerancia del componente y aun/ue se puede aplicar a cual/uier tipo de resistencias es t7pico encontrarlo en resistencias 0o0inadas y !aria0les. Como !alor nominal podemos encontrarnos con tres cuatro o cinco caracteres 5ormados por la com0inación de dos tres o cuatro nmeros y una letra de acuerdo con las ci5ras signicati!as del !alor nominal. &a letra del código sustituye a la coma decimal y representa el coeciente multiplicador segn la siguiente correspondencia9

Como se puede normalmente marcado de condensadores. el &a tolerancia !aen indicada mediante una letra segn la siguiente ta0la. Como se puede apreciar aparecen tolerancias asimétricas aun/ue estas se usan normalmente en el marcado de condensadores.

a omo partir ejemplo del estas código Como ejemplo demarcas9 estasson sonalgunas algunasdedelos losposi0les posi0lesmarcados marcadosenenresistencias resistencias a partir delcódigo de marcas9

3.# %& >A&," >A&," +% &A :%*+I%*T% %'9 %'9 ;.;;3 &a ecuación /ue se 5orma en la gráca es9  y G ;.;2O2x P ;.;;3=

4.- Qra/ue e intérprete > !ersus I  I !ersus " y > !ersus "  en papel milimetrado y compare compare los !alores !alores encontrados a partir del análisis análisis del gráco con los !alores !alores de de " I y > de las ta0las 1 2 y 3

una lámpara /ue tiene tiene aproximadamente aproximadamente =;.= o6mios o6mios y por . Considere una la cual pasa una corriente de 2= $a RCuál es el !oltaje aplicadoS R'e cumplirá la ley de o6mS 'e cumple la ley de o6m  >GI" 3 .C( 05*( 6 6 7 8 (9, (8,(0 85:/

i'e cumple en materiales conductores y semiconductores iila pendiente de la gráca !oltaje !s intensidad da como resultado el !alor de la resistencia iii8ue la ley matemática /ue la go0ierna es IG>" y sir!e tanto para corriente continua como alterna A>>>

M>>(

C(>(

+>>>

%>((

SOLUCION/ i> :uesto /ue la &ey se cumple en la mayor 7a de los resistores metálicos a con diciones ordinarias ii> cumple

'egn nuestros resultados o0tenidos experimentalmente  se

iii( &a ley de o6m solo sir!e para corriente continua ya /ue en corriente alterna la intensidad !aria "espuesta/ B) VV!

CONCLUSIONES  &a resisti!idad eléctrica es directamente proporcional proporcional a la densidad de corriente /ue uye por un cuerpo de0ido a /ue cuanto mayor sea la resisti!idad mayor de0erá ser la intensidad de campo eléctrico para tratar de esta0lecer y mantener una cantidad o ujo de corriente atra!esando dic6o cuerpo.

•

 %xisten cierto tipo de elementos cuyas caracter7sticas atómicas permiten el paso con mayor o menor dicultad de la corriente eléctrica como es el caso de los conductores y aisladores. %n los primeros la 5uer?a ejercida por los campos eléctricos pueden romper 5ácilmente los enlaces co!alentes entre los electrones 5acilitando el ujo de los mismos

•

por el cuerpo mientras /ue en el segundo caso las 5uer?as de co6esión entre estos electrones impiden impiden la ruptura de dic6os enlaces.  &a relación > G I" no es un enunciado de la ley de ,6m. )n conductor cumple con la ley de ,6m sólo si su cur!a >#I es lineal@ esto es si " es independiente de > y de I. &a relación dada " G >I sigue siendo la denición general de la resistencia de un conductor independientemente de /ue si éste cumple o no con la ley de ,6m.

•

 %xisten ciertos materiales cuyo comportamiento es relati!amente di5erente a a/uellos /ue cumplen con la ley de o6m en donde la resisti!idad disminuye 0ruscamente al descender la temperatura tal es el caso de los superconductores. •

 'e 6a demostrado experimentalmente /ue en todo circuito simple la di5erencia de potencial > entre dos puntos cuales/uiera de un cuerpo es proporcional a la corriente /ue pasa a tra!és de este as7 como a la

•

resistencia ejercida por el mismo SUGERENCIAS  Tener  Tener cuidado con el uso de los dispositi!os de medición como el !olt7metro amper7metro@ amper7metro@ e!itar mo!er el instrumento para una una correcta lectura ya /ue dic6os dispositi!os son muy sensi0les a medir. medir. •

 :re!ia a la experiencia conocer el manejo adecuado de los instrumentos para una 0uena medición y e!itar 5allas del instrumento.

•

 :ara o0tener una mejor pendiente en las grácas se necesita un nmero representati!o de datos aproximadamente aproximadamente 1; datos

•

BIBLIOGRA!IA 

Qu7a de &a0oratorio de (7sica III



(7sica

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