OBJETIVOS
Comprobar la ley de ohm, que es demostrada con la ayuda de un alambre cromo niquel y una resistencia.
Medir resistencias elctricas usando !olta"s y corientes.
#eterminar la resisti!idad de conductores ohmicos.
EQUIPOS Y MATERIALES •
$na %&'( )uente de poder re*ulable de & a '+ V
•
$n %&'( Mult-metro #i*ital
•
•
$n %&'( Tablero de coneiones y puentes de conei/n
0esistencias %123,'&&3,nicrom(
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MARCO TEORÍCO CO00IE4TE E5ECT0IC6 La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el fuo de car!a eléctrica "or unidad de tie#"o $ue recorre un #aterial% Se de&e al #o'i#iento de las car!as (nor#al#ente electrones) en el interior del #aterial%
Es ta#&ién la circulaci*n de car!as o electrones a tra'és de un circuito eléctrico cerrado+ $ue se #ue'en sie#"re del "olo ne!ati'o al "olo "ositi'o de la ,uente de su#inistro de ,uera electro#otri (.EM)%
Si la intensidad "er#anece constante+ en cu/o caso se denota %Im(+ utiliando incre#entos 0nitos de tie#"o se "uede de0nir co#o1
2e&ido a la di,erencia de "otencial creada "or un !enerador de corriente% La ecuaci*n $ue la descri&e en electro#a!netis#o es1
2onde es la densidad de corriente de conducci*n+ es el 'ector "er"endicular al di,erencial de su"er0cie+ es el 'ector unitario nor#al a la su"er0cie+ / es el di,erencial de su"er0cie% La car!a eléctrica "uede des"laarse cuando esté en un o&eto / éste es #o'ido+ co#o el electr*,oro% Un o&eto se car!a o se descar!a eléctrica#ente cuando 3a/ #o'i#iento de car!a en su interior%
7En la pr8ctica, los dos tipos de corrientes elctricas m8s comunes son Corriente directa %C#( o continua / corriente alterna %C6(. La corriente directa circula sie#"re en un solo sentido+ es decir+ del "olo ne!ati'o al "ositi'o de la ,uente de ,uera electro#otri %)EM( $ue la su#inistra% Esa corriente #antiene sie#"re 0a su "olaridad+ co#o es el caso de las "ilas+ &ater4as / dina#os% La corriente alterna se di,erencia de la directa en $ue ca#&ia su sentido de circulaci*n "eri*dica#ente /+ "or tanto+ su "olaridad% Esto ocurre tantas 'eces co#o ,recuencia en 5ert (5) ten!a esa corriente •
La #edici*n de la corriente $ue fu/e "or un circuito cerrado se realia "or #edio de un a#"er4#etro o un% Milia#"er4#etro+ se!6n sea el caso+ conectado en serie en el "ro"io circuito eléctrico% Para #edir% A#"ere se e#"lea el 7a#"er4#etro7 / "ara #edir #ilési#as de a#"ere se e#"lea el #ilia#"er4#etro
5E9 #E O:M La le/ de O3# dice $ue la intensidad de la corriente $ue circula entre dos "untos de un circuito eléctrico es "ro"orcional a la tensi*n eléctrica entre dic3os "untos% Esta constante es la conductancia eléctrica+ $ue es la in'ersa de la resistencia eléctrica% Es una de las le/es ,unda#entales de la electrodin8#ica+ estrec3a#ente 'inculada a los 'alores de las unidades &8sicas "resentes en cual$uier circuito eléctrico co#o son1
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Tensi*n o 'oltae ;E;, en 'olt %V(. Intensidad de la corriente ; I ;, en a#"ere %6(. Resistencia ;0; en o3# ( ) de la car!a o consu#idor conectado al circuito%
La ecuaci*n #ate#8tica $ue descri&e esta relaci*n es1
2onde+ I es la corriente $ue "asa a tra'és del o&eto en a#"erios+ V es la di,erencia de "otencial de las ter#inales del o&eto en 'oltios+ G es la conductancia en sie#ens / R es la resistencia en o3#ios %<(. Es"ec40ca#ente+ la le/ de O3# dice
$ue R en esta relaci*n es constante+ inde"endiente#ente de la corriente%
5a/ $ue tener en cuenta $ue no se #enciona la resistencia+ sino $ue si#"le#ente éste es el no#&re dado a la (constante de) "ro"orcionalidad in'olucrada% Al!o i#"ortante $ue se o&tiene de esta de0nici*n es •
•
En un circuito "asi'o+ la corriente es el resultado del 'oltae a"licado9 / E:isten e,ectos tér#icos de0niti'os en la resistencia (o la resistencia e,ecti'a) en los conductores%
RESISTENCIA ELECTRICA:
Se le lla#a resistencia elctrica a la i!ualdad de o"osici*n $ue tienen los electrones "ara des"laarse a tra'és de un conductor% La unidad de resistencia en el Siste#a Internacional es el o3#io+ $ue se re"resenta con la letra !rie!a o#e!a (;)+ en 3onor al ,4sico ale#8n
En donde = es el coe0ciente de "ro"orcionalidad o la resisti!id ad del #aterial%
La resistencia de un #aterial de"ende directa#ente de dic3o coe0ciente+ ade#8s es directa#ente "ro"orcional a su lon!itud (au#enta con,or#e es #a/or su lon!itud)1
Es in'ersa#ente "ro"orcional a su secci*n trans'ersal (dis#inu/e con,or#e au#enta su !rosor o secci*n trans'ersal)%
=or#al#ente los electrones tratan de circular "or el circuito eléctrico de una ,or#a #8s o #enos or!aniada+ de acuerdo con la resistencia $ue encuentren a su "aso% Mientras #enor sea esa resistencia+ #a/or ser8 el orden e:istente en el #icro #undo de los electrones9 "ero cuando la resistencia es ele'ada+ co#ienan a c3ocar unos con otros / a li&erar ener!4a en ,or#a de calor% Esa situaci*n 3ace $ue sie#"re se ele'e al!o la te#"eratura del
conductor / $ue+ ade#8s+ ad$uiera 'alores #8s altos en el "unto donde los electrones encuentren una #a/or resistencia a su "aso% •
6SOCI6SI>4 #E 0ESISTE4CI6S •
RESISTE=CIA E= SERIE1 2os o #8s resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al a"licar al conunto una di,erencia de "otencial+ todas ellas son recorridas "or la #is#a corriente.
La resistencia e$ui'alente 0e de al!unos resistores conectados en serie es i!ual a la su#a de las resistencias indi'iduales%
•
RESISTE=CIA E= PARALELO1 2os o #8s resistencias se encuentran en "aralelo cuando tienen dos ter#inales co#unes de #odo $ue al a"licar al conunto una di,erencia de "otencial+ UA>+ todas las resistencias tienen la #is#a ca4da de tensi*n+ UA>%
6plicando la ley de Ohm
1
•
N
=∑
56 6465O?@6 65 )5$JO #E 6?$6
Los electrones fu/en a tra'és de los ala#&res o ca&les co#o el a!ua fu/e a tra'és de tu&er4as% Entendiendo esta si#ilitud nos a/uda a a"reciar la corriente+ el 'oltae / la resistencia en el conte:to de la Le/ de O3#% A,ortunada#ente+ entender la le/ de O3# es #8s ,8cil $ue el a!ua+ de&ido a $ue la le/ de O3# es lineal #ientras las le/es $ue !o&iernan el a!ua+ no lo son%
1.7 A60TE EAE0IME4T65 6(E$IAOS 9 M6TE0I65ES
B(SISTEM6 EAE0IME4T65 1.
Asegúrese que el alambre de nicróm, se encuentre enroscado en el porta muestras cerámico y lo llamaremos R, según el circuito.
2.
Armamos el circuito mostrado en la Figura N° 2 el interruptor debe estar en 0 !""#
3.
$acer un c%equeo minucioso de todos los instrumentos de medición y que estos $ayan sido correctamente conectados.
4.
5.
&ierre el interruptor '# del circuito. Acti(amos la "uente y seleccionamos un ni(el de (olta)e *, y tomamos este (alor en la +abla N° .
6.
-edimos con el (oltmetro la cada de potencial el (olta)e a tra(/s de resistencia#, anote su resultado en la +abla N° .
7.
-ida la corriente con el ampermetro que circula por la resistencia, anote sus resultados en la +abla N° .
8.
Repetimos los pasos # y 1# para (arias lecturas de *, y anotamos los resultados en la +abla N .
9.
10.
3onga el (olta)e a cero y desacti(e la "uente. Reemplace en el circuito del "igura N2, el porta4muestra cerámico de resistencia R, con una resistencia de (alor conocida, por e)emplo de 00 o%m y 51 o%m.
11. Acti(e
la "uente y repita todas las lecturas anteriores en la tabla N 2 y tabla N
6.
S
$
7
6
C(TOM6 #E #6TOS Tabla ' Aara el alambre de 4icrom Volta"e de la )uente Voltimetro 6mperimetr o I $ V %!oltio( %amperios( %Voltios( ? @%B %D F % %@?@ D G%DF %@HF B H%B %?DF @ % %@? @? @?%? %DF
0elaci/n VDI %Ω( ?%B ?%F@ %? ?%? %G?
Tabla + Aara la resistencia de 12Ω
Volta"e de 6mperimetr la )uente Voltimetro o I $ V %!oltio( %amperios( %Voltios( ? @%B %F@G F %B %BF D D%? %@? B H% %@DHG @ %H %?? @? @?%@ %?D
0elaci/n VDI %Ω( FH%H@ FH%H? FB%F FH%H FG%? FD%@
Error 0elati!o porcent ual @%G@? @%GD F%@F @%F -%GHB -@%H@B
Tabla F Aara la resistencia de '&& Ω Volta"e de Voltimetr 6mperimetr la )uente oV o I $ %Voltios( %!oltio( %amperios( ? F D B @ @?
#(
@% %B G%B H%B @%@ @@%G
%@B %B %GF %HG %@? %@F
0elaci/n VDI %Ω( @%G@ @% %@D @%B B%F? BG%D
Error 0elati!o porcentua l %G@ % -%BF %B -@D%GB -@F%DF
T06T6MIE4TO #E #6TOS
1.7C$ESTIO460IO '.7GC/mo cambia la corriente la tra!s de un alambre %4icrom(si se triplica el !olte"e VH La intensidad ca#&ia "ro"orcional#ente al 'oltae a"licado cuando la resistencia / la te#"eratura del conductor #antienen su 'alor% Si tri"licas el 'oltae se tri"licar8 la corriente $ue "asa "or el ala#&re% Lo $ue si de&er8s tener en cuenta es $ue si el conductor se calienta au#entar8 su resistencia interna 3aciendo $ue la corriente dis#inu/a% En el caso del =icro# el coe0ciente de te#"eratura a C es de % / $ue con la si!uiente ecuaci*n "odr8s deter#inar la resistencia real del ala#&re en ,unci*n de la te#"eratura $ue alcance1 RJResistencia $ue tiene el ala#&re a C (tendr4as $ue #edirla) : (@ K (% : te#"eratura $ue alcana))%
+.7GCu8l es la relaci/n entre el !olta"e V y la intensidad de corriente I usando los !alores de las tablas 4' y 4+H.Calcule el promedio
de estos cocientes para cada muestra.%para los c8lculos use la teor-a de propa*aci/n de errores( El promedio seria
Aara la tabla ' 0A0OM %FFF+.KLF+.1'F&.+FF+.&+FF.+(DN 0A0OM F+.FN
Aara la tabla + 0A0OM %12.2'12.2+1L.K112.2&1.F+1N.'K(DN 0A0OM 12.+N F.7 Gu condici/n debe satisacer el !alor de 0 en el alambre de 4icrom, sometido al ensayo elctricoH R@ J R? @ K a ( t? - t@) / (ro N l A) Ro nicro# o3#sN#etroa ?C J @B@-B a J coe0ciente de resisti'idad a la te#"eratura t
1.75a relaci/n entre la corriente I. !olta"e V y resistencia elctrica 0. represntelos como una ecuaci/n. GEs lineal o cuadr8ticaH En un circuito al a"licarle un 'oltae alto+ éste tiende a #o'er una !ran cantidad de electrones "or los conductores+ /a $ue es #uc3a la ,uera eléctrica $ue los e#"uar8 a circular9 en ca#&io si el 'oltae es "e$ueo+ tender8 a "ro'ocar una corriente de electrones #u/ &aa% Pero si se a"lica el 'oltae a un #aterial aislante+ "osi&le#ente no 3ar8 #o'er a los electrones+ /a $ue los 8to#os de estos #ateriales eercen una ,uera de atracci*n #u/ ,uerte $ue no los dean circular% Por tal #oti'o+ la corriente $ue "uede circular "or un circuito o conductor+ de"ender8 del 'oltae a"licado / del 'alor de la resistencia eléctrica% En un circuito al au#entar el 'oltae ta#&ién au#entar8 la corriente eléctrica+ #anteniendo 0o el 'alor de la resistencia+ si au#enta el do&le ta#&ién au#entar8 al do&le la corriente eléctrica+ es decir+ la corriente 'ar4a en "ro"orci*n directa al 'oltae% En ca#&io+ si se #antiene 0o el 'oltae / se au#enta la resistencia del circuito+ la corriente dis#inu/e+ /a $ue e:iste una #a/or o"osici*n a $ue fu/an los electrones+ "or el contrario+ si dis#inu/e la resistencia au#entar8 la corriente9 "or $ue la corriente 'ar4a en "ro"orci*n in'ersa al 'alor de la resistencia% Esto es lo $ue esta&lece la le/ de O3#+ la corriente 'ar4a en "ro"orci*n directa al 'oltae+ e in'ersa#ente al 'alor de la resistencia% EJIR o IJER
.7 #e la eperiencia de este laboratorio. Opine usted Gu si*niPca resistencia elctricaH Resistencia eléctrica es toda o"osici*n $ue encuentra la corriente a su "aso "or un circuito eléctrico cerrado+ atenuando o ,renando el li&re fuo de circulaci*n de las car!as eléctricas o electrones% Cual$uier dis"ositi'o o consu#idor conectado a un circuito eléctrico re"resenta en s4 una car!a+ resistencia u o&st8culo "ara la circulaci*n de la corriente eléctrica%
L.7 0E)E0E4CI6S httpDDbooQs.*oo*le.com.peDbooQsH idT2IE6666C66JRdqPsicauni!ersitariaRhlesRsaRei&"r2Tr J?si+t7TB*R!ed&C#N6E6 httpDDbooQs.*oo*le.com.peDbooQsH idc?TlKKQoQK$CRprintsecrontco!erRdqPsicauni!ersitariaRhl esRsaRei&"r2TrJ?si+t7 TB*R!ed&CCN6E66!onepa*eRqPsica U+&uni!ersitariaRalse
