UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
Nuestra practica en el laboratorio fundamentada en la ley de Ohm se baso en la comprobación de la relación inversa existente entre la corriente que circula por un material conductor resistivo y su resistencia; y de la relación directamente proporcional entre intensidad y corriente. Así mismo, fue posible establecer la los diferentes efectos de los materiales Óhmicos y no-Óhmicos dentro de un circuito, utilizando graficas y cálculos para realizar los análisis. Estudiar la relación de proporcionalidad entre la intensidad de la corriente y la diferencia de potencial Verificar el cumplimiento de la ley de Ohm a partir de la práctica en el laboratorio. Comparar los resultados teóricos obtenidos durante la experiencia. Observar experimental como la variación de la resistencia afecta la intensidad. Analizar y compara los valores experimentales con los valores teóricos aceptados. Inicialmente se nos dio a conocer los instrumentos requeridos para la realización de la práctica, estos fueron: la fuente de tensión de corriente alterna, voltímetro, amperímetro, bombillo, reóstatos y los cables de conexión. Teniendo identificado tanto los instrumentos como los pasos a seguir, procedimos a realizar la práctica, la cual se dividió en 3 partes. p artes. En la primera parte, mantuvimos constante la resistencia variando el voltaje, tomamos la corriente; en la segunda parte, por cada valor de resistencia tomamos un valor de corriente dejando el voltaje constante. Para finalizar, en la tercera parte con la resistencia constante de un bombillo, variamos el voltaje para hallar la intensidad. Registramos Registramos los datos en las respectivas tablas.
Escala utilizada del Voltímetro: Voltios R utilizada: 91.8Ω # me. V (V) IMEDIDO (A) ICALCULADO (A)
1 10 0.09 0.108
2 20 0.19 0.216
3 30 0.30 0.325
4 40 0.40 0.433
Escala utilizada del Amperímetro: x10 A
5 50 0.51 0.542
6 60 0.62 0.650
7 70 0.73 0.759
8 80 0.83 0.867
9 90 0.94 0.976
10 100 1.05 1.084
11 110 1.16 1.193
Voltaje utilizado: 15 (V) I (A)
1 14.9
R (Ω)
0.61 24.4
0.51 29,0
0.41 36.3
0.37 40.2
0.32 45.4
0.29 50.3
0.26 55.9
Resistencia de la bombilla: 16,6 (Ω) # me. V (V) I (A)
1 10 0.12
2 20 0.17
3 30 0.21
4 40 0.25
5 50 0.28
6 60 0.31
7 70 0.34
8 80 0.37
9 90 0.39
10 100 0.42
11 110 0.44
12 120 0.46
Este gráfico representa una línea recta, la cual indica que tiene una resistencia constante. Del gráfico obtenido a partir de la variación de la corriente en función del voltaje con resistencia constante se puede apreciar que existe una relación de proporcionalidad entre la intensidad de la corriente y la diferencia de potencial, es decir, al aumentar el voltaje aumenta la corriente.
12 120 1.27 1.301
I = 1/R * V Donde la pendiente inversa de la recta o btenida de la grafica representa el valor de la resistencia. Y = mX+b Por lo tanto I= (0.0105)V + (-0.03501) b= -0.03501 m= 0.0105 r= 0.9998
Por lo tanto, la resistencia equivale al inverso de la pendiente obtenida de la R=1/m= 1/(0.0105) =94.9543 regresión lineal
%error= [(91.8 - 94.9543) / 91.8 ] x 100%
%Error = 3.4360% %Exactitud = 96.5639%
El porcentaje de error tomando como valor teórico el medido con el ohmímetro (91.8 [Ω]) y como valor experimental la resistencia obtenida de la pendiente ( 93.457[ Ω]) equivale a 3.4360%
En el gráfico de corriente contra resistencia, resistencia, es posible concluir concluir que son inversamente proporcionales cuando se mantiene una diferencia de potencial constante. La curva obtenida refleja que a mayor intensidad de corriente, menor es la resistencia que se opone a ella. Esto significa que cuando la resistencia aumenta, la oposición que presenta un cuerpo al paso de la corriente para circular a través de ella también se hace mayor, por lo tanto los valores de la corriente que circula se hacen menores.
La pendiente de la recta obtenida de la gráfica anterior, representa representa el valor del voltaje, en donde y=mx+b (I es Y, V es m, y es x). Por lo tanto, el voltaje equivale la pendiente obtenida de la regresión lineal
%Error = 0.50% %Exactitud = 99.5%
El porcentaje de error tomando como valor teórico el medido con el voltímetro (15 [V]) y como valor experimental la resistencia obtenida de la pendiente (14.924[V]) equivale a 0.50%
De la curva obtenida de la gráfica podemos analizar que voltaje vs corriente debería dar una recta si el material es óhmico, pero nos da una curva debido al hecho de utilizar un bombillo como resistencia de carga, ya que éste actúa como una resistencia no-óhmica, es decir, variable. Entonces cuando la resistencia no tiene un valor constante y no cumple con la Ley de Ohm, el gráfico de voltaje en función de la corriente no será una línea recta, sino mostrará una curva de pendiente variable como la obtenida anteriormente. En este caso el bombillo no cumple la Ley de Ohm.
Un corto circuito sucede cuando la resistencia que ofrece dicho circuito es tan baja que provoca un paso de corriente tan alta que supera sus posibilidades de conducir la corriente. Cuando más baja es la resistencia, mas alta es la corriente, por consiguiente si pasa por el filamento de una lámpara hay un paso de corriente normal, pero si se unen los contactos de la lámpara, la corriente se incrementaría, produciendo el corto. El cortocircuito se produce normalmente por fallos en el aislante de los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes vientos o rotura de los apoyos. Debido a que un cortocircuito puede causar importantes daños en las instalaciones eléctricas e incluso incendios en edificios, estas instalaciones están normalmente dotadas de fusibles, interruptores o diferenciales a fin de proteger a las personas y las cosas.
Teniendo en cuenta la Ley de Ohm se tiene que , entonces al producirse un corto circuito significa que la corriente pasa por una resistencia demasiado baja o nula, lo cual quiere decir que la resistencia debe tener un valor de cero. Entonces, utilizando la ecuación y partiendo del hecho de que la resistencia equivale a cero, se tiene que , R=0. Por lo cual el valor de la corriente tiene a infinito y se produce un corto circuito.
Una resistencia se puede determinar si es óhmica o no-óhmica según su gráfica, ya que un gráfico de voltaje en función de la corriente mostrará una recta para cualquier material óhmico, y mostrará una curva para cualquier material no-óhmico.
El material óhmico tiene un comportamiento lineal (con R= cte), mientras que el no-óhmico es fuertemente no lineal (R ≠ cte).
Con la realización del laboratorio se pudo comprobar experimentalmente el teorema formulado por Ohm (V=I*R), estableciendo una relación proporcional directa entre voltaje y corriente, e inversa entre corriente y resistencia, sin despreciar los errores obtenidos debidos a la sensibilidad del instrumento o al operario.
SERWAY, RAYMOND A. Física, Tomo II. Editorial McGraw-Hill. SEARS, ZEMANSKY. Física, Volumen II. Ed. Aguilar
