LEY DE OHM Carlos Andrés Ordoñez, Astrid Carolina Ordoñez, Diego Fernando Sarmiento, Andrés Fernando Rúales
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[email protected] Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Ingeniería de Sistemas, Ingeniería Automática, Ingeniería Electrónica Laboratorio de Electromagnetismo Universidad del Cauca Popayán
Resumen: Durante la historia ha surgido la necesidad de estudiar los fenómenos físicos presentes en la naturaleza, entre estos fenómenos se encuentra la electricidad el cual fue estudiado en la práctica experimental que se realiza en base a la ley de Ohm , guiándose así en dicha ley para todos los montajes de los circuitos eléctricos, con sus respectivas medidas de corriente, voltaje y distintos tipos de resistencia, con el fin de desarrollar en el estudiante la destreza en el manejo de instrumentos de medición en electricidad y electrónica además de la comprobación experimental de la ley de Ohm. Palabras claves: corriente voltaje, resistencia, circuito, eléctrico,
INTRODUCCIÓN
es posible estudiar el comportamiento de un circuito reduciéndolo a una de dichas formas de conexión.
La presente practica hace referencia a la ley de Ohm aplicándola en distintos circuitos de montajes electrónicos junto con una serie de resistencias de distintos tipos, todo está alimentado por una fuente de energía, en donde en cada circuito representa variaciones en la corriente gracias al diseño de su montaje y capacidad de cada resistencia.
2.1 propiedades de un circuito serie. En la figura (1) se representan tres resistencias conectadas en series con una fuente de voltaje [V]. En esta conexión solo existe un camino para la corriente, de donde se deduce que dicha corriente es La misma para todo el circuito.
2. LEY DE OHM Se define como la corriente que circula a través de una resistencia y es igual a la diferencia de potencial aplicada entre sus extremos divididos por el valor de su resistencia.
(1) En donde ∆v es el voltaje expresado en voltios[v] R es la resistencia expresado en ohmios [Ω], e I es la corriente y se expresa en amperios [A]. En los circuitos eléctricos y electrónicos existen tres formas básicas de la conexión de las resistencias: en serie, en paralelo y disposición mixta; si bien existen combinaciones más complejas. No obstante, siempre
Figura 1. Resistencias en serie Puesto que la corriente debe circular por R1, R2, R3 y cada una de estas resistencias se opone al paso de la misma, la oposición total al paso de la corriente será la suma de R1,R2,R3; es decir pueden sustituirse dichas resistencias por otra cuyo valor sea igual a su suma: El valor de RT la corriente que circula se le puede obtenerse de distintas formas.
(2) La corriente que circulara por el circuito es según la ley de Ohm. (6) (3) Donde RT es la resistencia total. Desconectando la fuente de voltaje [V] y medir la resistencia entre dos puntos por medio de un multímetro. Medir la corriente y la diferencia de potencial entre los puntos a y b, y aplicar la formula.
Dado que el voltaje aplicado a cada una de las resistencias es el mismo, la corriente que circula por cada una de las resistencias es:
Por R1:
Por R2:
(4) Puesto que se conocen los valores de cada una de las resistencias, efectuar una simple suma.
Por R3:
2.2 PROPIEDADES DE UN CIRCUITO PARALELO
Por lo tanto la suma de estas corrientes será igual a la que suministra la fuente de voltaje V, es decir:
En el circuito de la figura (2) se representan tres resistencias en paralelo con una fuente de voltaje [V]. En esta disposición IT se divide y circula por cada una de las tres ramas formadas por R1, R2, R3. Obsérvese que el voltaje aplicado a cada una de estas resistencias es el mismo ya que eléctricamente los puntos a, c y f se reducen al punto X; así como b, d y g lo hacen al Y.
(7)
3. MATERIALES
1 Resistencia de 100 Ω (1 W, 5%). 1 Potenciómetro de 5 KΩ (2 W). 1 Fuente de alimentación variable de 0 a 15 cd regulada. Protoboard. Multímetro.
Figura 2. Resistencias en paralelo La corriente IT viene dada por la expresión.
(5) Factorizando [V] de la expresión anterior se obtiene.
4. PROCEDIMIENTO
7. Limpie y ordene los elementos y su sitio de trabajo. Haga entrega formal del material al laboratorista. 5. ANALISIS Y CALCULOS Figura 1. Arreglo experimental
1.
Para cada tabla elabore la gráfica voltaje vs corriente correspondiente; .que representa su pendiente Ajuste una función lineal. Interprete y justifique. R/:
Rxy=1k ohm Figura 2. Disposición potenciómetro
Vab (V) I(mA) Vab/I
1. De acuerdo con la configuración del potenciómetro de la Figura 2, ajústelo para que entre los terminales X y Y aparezca el ohmiaje indicado por RXY en la Tabla 1. Siempre mida la resistencia del potenciómetro desconectándolo del circuito. 2. Monte el circuito de la Figura 1 con la fuente de alimentación en su mínima tensión de salida y el interruptor S1 abierto. Para cada una de las tensiones a través del potenciómetro (VAB) especificadas en la Tabla 1, mida la corriente y calcule el correspondiente cociente VAB/I; registre sus resultados en la misma tabla. Abra el interruptor y apague la fuente. 3. Deduzca la fórmula que relaciona V, I y R. Diligencie la sección correspondiente en la Tabla 1. 4. A partir de las formulas del paso anterior, calcule el valor de la corriente para los valores VAB indicados en la sección “Prueba de la ecuación” de la Tabla 1; registre sus resultados en la misma tabla. 5. Encienda la fuente y cierre S1. Establezca las tensiones VAB del punto anterior y, para cada caso, mida la corriente correspondiente. Registre sus observaciones en la Tabla 1.Abra el interruptor S1 y apague la fuente. 6. Siguiendo el mismo procedimiento descrito en los pasos 1 a 5, efectué las medidas del caso ajustando el potenciómetro a 2 kΩ, 3 kΩ y 4 kΩ. En cada caso registre sus observaciones en la tabla correspondiente.
2 1.9 1.05
4 3.7 1.08
6 5.5 1.09
8 7.6 1.05
Rxy=2k ohm Vab (V) I(mA) Vab/I
4 1.6 2.5
6 2.56 2.34
8 3.38 2.36
10 4.26 2.34
2.
¿En que consiste el comportamiento óhmico de los elementos utilizados en el montaje del circuito? R:/Según el comportamiento óhmico de los elementos utilizados en el montaje de circuito estos se clasifican en:
Rxy=3k ohm Vab (V) I(mA) Vab/I
6 1.97 3.04
8 2.62 3.05
10 3.28 3.04
Conductores. Conducen bien la electricidad. Aislantes. No conducen o son malos conductores de la corriente eléctrica.
12 3.93 3.05
Semiconductores. Permiten el paso de corriente eléctrica solamente cuando son alimentados con un voltaje mínimo determinado. Se emplean en componentes electrónicos. Superconductores. Materiales de última generación que no ofrecen ninguna resistencia al paso de corriente. 6. BIBLIOGRAFIA
Rxy=4k ohm Vab (V) I(mA) Vab/I
8 1.95 4.10
10 2.43 4.11
12 2.93 4.09
14 3.48 4.02
Al ser una línea recta el mejor ajuste del modelo se concluye que son directamente proporcionales y que la resistencia (que en este caso toma el valor de constante de proporcionalidad) es efectivamente constante y su valor es la pendiente de la recta.
http://www.asifunciona.com/electrotecnia/k e_ley_ohm/ke_ley_ohm_1.htm http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/electric/ohmmic.html Fundamentos de circuitos eléctricos, 3ra Edición – Charles K. Alexander y Matthew N. O. Sadiku
