UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR
EXPERIENCIA N° 5
DE SAN MARCOS INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELECTRICA
FACULTAD DE
LEY DE OHM – USO DEL VOLTIMETRO Y AMPERIMETRO INFORME PREVIO
I.
1) ¿Quién y cuan! cuan! "# #"$a%&#ci! &a &#y # '(* E& #nuncia! ac$ua& ac$ua& # &a L#y # '( #"+ La ley de Ohm es la ley bás!a "a#a el $%&' de la !'##e()e. La !'##e()e $%ye "'# %( !#!%)' el*!)#!' s+%e(d' ,a#as leyes de-(das. e'#+e Sm'( Ohm /01213024567 8%e el !#ead'# de es)a ley. Ohm 8%e %( 89s!' alemá( !'('!d' "'# s%s (,es)+a!'(es de las !'##e()es el*!)#!as. S% 8'#m%la!:( de la #ela!:( e()#e ()e(sdad de !'##e()e7 d8e#e(!a de "')e(!al y #ess)e(!a !'()#b%ye a la Ley de Ohm. La %(dad de #ess)e(!a el*!)#!a se de('m(: 'hm' e( s% h'('# y 8%e de-(da e( 02;< !'m' la #ess)e(!a es)á(da# de %(a !'l%m(a de me#!%#'. Ohm es)able!e e( s% ley =%e la !a()dad de !'##e()e =%e $%ye "'# %( !#!%)' 8'#mad' "'# #ess)e(!as "%#as es d#e!)ame()e "#'"'#!'(al a la 8%e#>a ele!)#'m')#> a"l!ada a %( !#!%)'7 e (,e#same()e "#'"'#!'(al a la #ess)e(!a )')al de !#!%)'. Es)a ley s%ele e?"#esa#se meda()e la 8:#m%la I @ VR7 d'(de I #e"#ese()a la ()e(sdad de la !'##e()e medda e( am"e#'s7 V la 8%e#>a ele!)#'m')#> e( ,'l)'s y R la #ess)e(!a e( 'hm's.
,) Ini-u# &a" $.#" $.#" /!.a" #n -u# "# 0u## 0u## #"c.i%i. &a &#y # '( Ecuaci2n # &a &#y # '(+ j= σ E
D'(deB & es la de(sdad el*!)#!a7 %(a ma+()%d ,e!)'#al =%e (d!a la !a()dad de !'##e()e /I6 =%e !#!%la "'# %(a se!!:( de á#ea á#ea S7 es la !'(d%!),dad el*!)#!a7 (,e#sa de la #ess),dad y E es el !am"' el*!)#!'. A(al>am's el !as' de e( %(a "'#!:( de %( !'(d%!)'# de l'(+)%d l. Sabem's =%eB e( la e!%a!:(B
j = ⃗
I n 7 d'(de ( es %( ,e!)'# %()a#'7 #em"la>a(d' S ⃗
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I n^ = σ E S ⃗
E= ⃗
El !am"' el*!)#!' es
−dV dl
7 d'(de d'(de V es el "')e(!al7 "')e(!al7 y l es la
⃗
l'(+)%d del !'(d%!)'#B I dV ∙ n^ =σ ∙− S dl ⃗
I ∙ n^ ∙ d l =−dV S ∙ σ ⃗
n ^
es %( ,e!)'# %()a#' e( la msma d#e!!:( =%e l 7 l%e+' n ^ ∙ d l =‖n ^ ‖∙‖d l‖cos0 ° = ( 1 ) ∙‖d l‖∙ ( 1 ) =dl ⃗
Rem"la>a(d' dl y
1
σ = ρ
⃗
⃗
('s =%edaB
I ∙ dl =− dV S ∙ σ
I()e+#a(d' amb's memb#'s e( l's e?)#em's a y b del !'(d%!)'#B b
b
I ∫ S ∙ σ ∙ d l =∫−dV a a I ∙ ( b −a ) = V a−V b S ∙ σ
b
b
I ∙ ∫ d l=−∫ dV S ∙ σ a a I ∙ l =V a −V b S ∙ σ
a
I ∙ ( b − a ) =∫ dV S ∙ σ b ρ I ∙ ∙l ∙ l =V a−V b S
Se+( la de-(!:( de #ess)e(!a el*!)#!a es)a es
ρ R= ∙ l 7 S
-(alme()e 'b)e(em's la 8'#m%la !'('!da a "a#)# de la 8'#ma +e(e#al de la ley de 'hmB I ∙ R =V a −V b
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I =
V ab R
La P#me#a 8'#ma es la =%e se de#,a de la e!%a!:( '#+(al7 las ')#as d's #es%l)a( de des"e&a# des"e&a# las ')#as d's ma+()%des. ma+()%des. V = IR
R =
V I
3) D#4na &!" $é.in!"+ !&$a6#7 In$#n"ia In$#n"ia # c!..i#n$#7 c!..i#n$ #7 I0#ancia 8R#"i"$#ncia) y P!$#ncia VOLTAJE
Es la d8e#e(!a "')e(!al el*!)#!' e()#e "%()'s de %( !#!%)'7 además es el )#aba&' =%e se #eal>a "a#a )#a(s"'#)a# !ada C%l'mb'G de !a#+a e()#e es's "%()'sB V a−V b=
W ab Q
El ,'l)a&e e( D.C e( %( !#!%)' se (d!a !'( l's s+('s y 37 y se seala !'( la le)#a.
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Tamb*( Tamb*( !'('!da !'m' )e(s:( )e(s:( el*!)#!a7 la "#'d%!da "#'d%!da "'# la llamada F.E.M. la !%al es la =%e "#'d%!e es)a d8e#e(!a de "')e(!al INTENSIDAD DE CORRIENTE
S e( %( !%e#"' hay a!%m%la!:( de !a#+as "'s),as /6 e( %( e?)#em' y !a#+as (e+a),as /36 e( el ')#' e?)#em'7 e?)#em'7 se "#'d%!e %( m',me()' de ele!)#'(es de la >'(a (e+a),a /36 ha!a la >'(a "'s),a /67 a es)e m',me()' de ele!)#'(es se le llama I()e(sdad de C'##e()eG7 y se le (d!a "'# la le)#a IG. E()'(!es se de-(e !'m' el $%&' de !a#+a /J6 "'# %(dad de )em"' y a es)a %(dad se le de('m(a AMPERIO /A6B I =
dQ dt
IMPEDANCIA
La m"eda(!a es %(a ma+()%d =%e es)able!e la #ela!:( /!'!e()e6 e()#e la )e(s:( )e(s:( y y la ()e(sdad de !'##e()e. !'##e()e. Te(e es"e!al m"'#)a(!a s la !'##e()e ,a#9a e( el )em"'7 e( !%y' !as'7 *s)a7 la )e(s:( y la "#'"a m"eda(!a se des!#be( !'( (me#'s !'m"le&'s ' 8%(!'(es del a(álss a#m:(!'. S% m:d%l' /a ,e!es m"#'"ame()e llamad' m"eda(!a6 es)able!e la #ela!:( e()#e l's ,al'#es má?m's ' l's ,al'#es e-!a!es de la )e(s:( y de la !'##e()e. La "a#)e #eal de la m"eda(!a es la #ess)e(!a #ess)e(!a y y s% "a#)e ma+(a#a es la #ea!)a(!a #ea!)a(!a.. La ley de 'hm +e(e#al>ada "a#a !#!%)'s de !'##e()e al)e#(aB ξ = ZI D'(de K Es la 8%e#>a ele!)#'m')#> /8em6 e( V'l)'s V'l)'s /V67 es la m"eda(!a POTENCIA ELECTRICA
La 0!$#ncia #&éc$.ica es la #ela!:( de "as' de e(e#+9a de %( $%&' "'# %(dad de )em"' es de!#7 la !a()dad de e(e#+9a e(e#+9a e()#e+ada e()#e+ada ' abs'#bda "'# %( eleme()' e( %( )em"' de)e#m(ad'. La %(dad e( el Ss)ema I()e#(a!'(al de U(dades es U(dades es el ,a)' ,a)' / /watt 6. 6. De la de-(!:( de "')e(!aB
P=
dW dQ ∙ dQ dt
P= I ∙ R
P=
dW dt
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56 De-(!:( De-(!:(77 Ca#a!)e#9s) Ca#a!)e#9s)!as !as y Us' de V'l)9m V'l)9me)# e)#'. '.
!&$9#$.!+
Es %( (s)#%me()' %)l>ad' "a#a med# la )e(s:( ' d8e#e(!a de "')e(!al e()#e d's "%()'s de %( !#!%)' el*!)#!'.
Ca.ac$#.9"$ica" •
•
El ,'l)9me)#' ,e(e 8ab#!ad' e( d's ,e#s'(es "a#a med# ,'l)a&e )a()' e( !'##e()e a&$#.na 8AC) !'m' e( c!n$inua 8CC) La unia %:"ica de medda e?"#esada e( l's ,'l)9me)#'s es el
;!&$i! •
•
L's ,'l)9me)#'s se "i%!&i
E( %( !#!%)'B
46 De-(!:(7 De-(!:(7 Ca#a!)e#9s Ca#a!)e#9s)!as )!as y %s' %s' del Am"e#9me Am"e#9me)#' )#' U( a0#.9#$.! es %( (s)#%me()' =%e s#,e "a#a med# la ()e(sdad de !'##e()e =%e !'##e()e =%e es)á !#!%la(d' "'# %( ds"'s),' el*!)#!'. E( la ele!)#:(!a es más hab)%al el %s' de de m!#'am"e#9me)#'s m!#'am"e#9me)#'s =%e es)á !alb#ad' e( mll'(*smas de am"e#' a m"e#' y %( mlam"e#9me)#' =%e es)a e( ml*smas de am"e#'. L's "#me#'s am"e#9me)#'s7 am"e#9me)#'s7 al +%al =%e l's ,'l)9me)#'s es)á( !'m"%es)'s "'# %( +al,a(:me)#' !'( %(a #ess)e(!a e( "a#alel'7 además debe( "'see# %(a #ess)e(!a ()e#(a m%y ba&a7 "a#a e,)a# !%al=%e# al)e#a!:( e( el !#!%)' a la h'#a de ha!e# la med!:(.
Ca.ac$#.9"$ica"
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El Am"e#9me)#' ,e(e 8ab#!ad' e( d's ,e#s'(es "a#a med# !'##e()e )a()' e( !'##e()e a&$#.na 8AC) !'m' e( c!n$inua
8CC) La unia %:"ica de medda e?"#esada e( l's Am"e#9me)#' es el Am"e#' L's ,'l)9me)#'s se "i%!&i
•
El Am"e#9me)#' sem"#e se !'(e!)a #n "#.i# ' e( de#,a!:(G e( el !#!%)'7 (%(!a e( "a#alel'. Pa#a Pa#a med# el am"e#a&e hay hay =%e #'m"e#
el !#!%)'7 E( %( !#!%)'
=) ¿Qué 0.#cauci!n#" 0.#cauci!n#" "# #%# #%# $!a. $!a. #n cu#n$a #n #& u"! #& #& A0#.9#$.! y #& !&$9#$.!* !&$9#$.!* 8#6 #& $i0! # c!..i#n$# -u# "# ;a a #i.) C'm' #e+la +e(e#al "'dem's de!# =%e7 !'m' al med# '"e#am's s'b#e !#!%)'s ba&' )e(s'(es evitar entrar en contacto con las partes bajo tensión. No conectar el circuito a la fuente antes de haber concluido y vericado todos los conexionados. Ell' e,)a#á +%alme()e =%e se dae( ' des)#%ya( (s)#%me()'s y' !'m"'(e()es del !#!%)' a med#. La se+%(da "#e!a%!:( de )"' +e(e#al es tener una idea aproximada del orden de magnitud de lo que queremos medir "a#a "'de# ele+# (s)#%me()'s de #a(+' ade!%ad'B s el
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,al'# a 8'(d' de es!ala /al!a(!e6 es (8e#'# a la l a ma+()%d de la ,a#able a med# *s)e se =%ema#á. S (' )e(em's se+%#dad s'b#e el '#de( de ma+()%d comenzar con la escala de mayor alcance "a#a l%e+' # ba&a(d'. Ve#-!a# =%e )"' de !'##e()e ,am's a med# J%e al med# el ,'l)a&e des!'('!d' se debe em"e>a# !'( (s)#%me()'s de may'# +ama ' !a"a!dad. J%e l's )e#m(ales es)*( be( !'(e!)ad's7 !'( l a "'la#dad !'##e!)aB el n#>.! #" n#>a$i;! y el .!6! #" 0!"i$i;! .
P.#cauci!n#" P.#cauci!n#" 0a.$icu&a.#" #n #& u"! # a0#.9#$.!" Conectar siempre en serie con la carga . C'm' "u .#"i"$#ncia in$#.na #" uy ?a6a /l' deal se#9a =%e 8%e#a (%la6 s se !'(e!)a e( "a#alel' #" #-ui;a&#n$# a un c!.$!ci.cui$! =%e "asa a )#a,*s del (s)#%me()' y lo destruirá. Te(e# e( !%e()a =%e en corriente continua se "%ede am"la# el #a(+' de med!:( e( 8'#ma !'(sde#able meda()e meda()e el %s' %s' de .#"i"$#ncia" #n 0a.a&#&! ! /e( corriente alternada se %sa( l's $.an"/!.a!.#" # in$#n"ia 6
P.#cauci!n#" 0a.$icu&a.#" #n #& u"! # ;!&$9#$.!"
Conectar siempre en paralelo con la carga. C'm' s% #ess)e(!a ()e#(a es m%y al)a /l' deal se#9a =%e 8%e#a (-()a6 s se !'(e!)a e( se#e es e=%,ale()e a ()e##%m"# el !#!%)' C'(e!)a#l' "#e8e#e()eme()e &! :" c#.ca 0!"i%&# # &a ca.>a 7 "'# l' ya ,s)' e( Te(e# e( !%e()a =%e se "%ede am"la# el #a(+' de med!:( e( 8'#ma !'(sde#able meda()e el u"! # .#"i"$#ncia" aici!na&#" #n "#.i# .
@) ¿Qué "uc## "uc## c!n &a in$#n"ia # # c!..i#n$# -u# ci.cu&a 0!. 0!. un .#"i"$!. cuan!+ a6 Se d%"l!a d%"l!a el ,'l)a&e ,'l)a&e a"l!ad' a"l!ad' a l's #ess #ess)'#e )'#es. s. V I = De la ley de 'hmB R I 2 =
D%"l!am's el ,'l)a&e7 'b)e(em's %(a I B
2 V
R
I 2 =2 I
Vem's =%e se d%"l!a el ,al'# de la !'##e()e =%e "asa "'# el #ess)'# b6 El ,al'# ,al'# del del #ess) #ess)'# '# se #ed%!e #ed%!e a la m)ad m)ad Red%!e(d' Red%!e(d' a la m)ad la #ess)e(!aB
I 2 =
V R 2
I 2 =2
V R
I 2 =2 I
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Al +%al =%e el !as' a()e#'# se d%"l!a el ,al'# de la !'##e()e =%e "asa "'# el #ess)'#. !"!#$%&'!&
h))"sBes."eda.'#+LeyQdeQOhm h))"sBes."eda.'#+V h))"sBes."e da.'#+V'l)C<ADme)# 'l)C<ADme)#' ' h))"B.m'('+#a-as.!'m)#aba&'s20%s'3del3,'l)me)#'3y h))"B.m'('+#a-as.!'m)#aba&'s20%s'3del3 ,'l)me)#'3y33 am"e#me)#'%s'3del3,'l)me)#'3y am"e#me)#'%s '3del3,'l)me)#'3y3am"e#me)#' 3am"e#me)#'.sh)ml .sh)ml
PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO DE LA EPERIENCIA I.
Mda Mda la ()e ()e(s (sda dad d de de la la !'# !'## #e( e()e )e =%e =%e !# !#!% !%la la e( el !#! !#!% %)' )' "a#a "a#a l's ,'l)a&es y #ess)e(!as dad's e( la Tabla 0. A(')e d!h' ,al'#es.
!&$a6#
In$#n"ia # C!..i#n$# 8A) R B@ R 1 R ,,
8) 5 1 15 , ,5 3 II. II.
0. 0.< <.<4 5<.4 44.< 1.1
4.00 0. 04.40 .20 .4 <.0
.4 4.4 .; ;.< .41 0<.;<
M'() M'()e e el el !# !#!% !%) )' ' de de la la -+% -+%#a #a 0. C'( C'( %( %( ,'l ,'l)a )a&e &e !'(s !'(s)a )a() ()e e de de 0,'l)'s. Mda y a(')e el ,al'# de la ()e(sdad de la !'##e()e =%e !#!%la e( el !#!%)'7 "a#a l's d8e#e()es ,al'#e de #ess)'#es e( la Tabla .
1 1 ;!&$ ;!&$i! i!"8 "8C! C!n" n"$a $an$ n$#) #) R 8 ) = 1 15 ,, 3
I 8A)
P!$# P!$#nc ncia ia -u -u# # "# "# i" i"i0 i0a a #n caa R#"i"$#ncia P I
0.< 05.4 1. 5.2 4.2
0.< a))s 0.54 a))s .1 a))s .52 a))s .42 a))s
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B@
0.<2
.05 a))s
III.
S'b#e S'b#e el msm msm' ' +#a+#a-!'7 !'7 db%&e db%&e )#es )#es !%#, !%#,as as de I ,s V. !'( !'( l's l's ,al' ,al'#e #es s de de R@ 51 R@0 R@ .Usa# "a"el mlme)#ad'. Da)'s de la )abla 0.
IV. IV.
Db% Db%&e &e %( +#a+#a-!' !' de I@8/ I@8/R6 R6 7 !%a !%a(d (d' ' V es !'(s !'(s)a )a() ()e e . Use Use "a" "a"el el mlme)#ad'. De l's da)' de la )abla .
