LEY DE OHM 1. OBJETIVOS 1.1 Verificar experimentalmente la ley de de ohm utilizando una resistencia y una lámpara. 1.2 Ejecutar la medición de los valores de intensidad de corriente eléctrica y caída de potencial a través de una resistencia eléctrica. 1.3 Graficar I=f (V) utilizando papel milimetrado.
2. EQUI EQUIPO PO Y ESQU ESQUEM EMA A a) Placa Placa de circuit circuito o y enchuf enchufee de de puen puente. te. b) Portalámparas y lámparas (L). c) Resistencia de 47 Ω.
d) Cabl Cables es de cone conexi xión ón.. e) Fuen Fuente te de tensió tensión n DC. DC. f) Volt Voltím ímet etro ro (V). (V). g) Ampe Amperí ríme metr tro( o(A) A).. h) Inte Interr rrup upto torr (S). (S).
3. PROCED PROCEDIM IMIEN IENTO TO EXPE EXPERIM RIMENT ENTAL AL
3.1 Instale Instale el circuito de la figura 1 del esquema. esquema. 3.2 Solicite al profesor la verificación de la instalación antes de conectar la
fuente de tensión a la toma de la red.
3.3 Verificar la posición de las escalas del amperímetro (A) y del voltímetro (V). 3.4 Manipulando el regulador de la fuente de tensión, seleccione los valores del voltaje. 3.5 La selección anterior se logra girando el regulador y observando la lectura del voltímetro. 3.6 Inicie la experiencia con un voltaje de 1,5 V y luego aumente este valor en 0,5 V cada vez hasta alcanzar un voltaje de 6V. 3.7 Toma la lectura de la intensidad de la corriente I en el amperímetro (A, para cada valor de V. 3.8 Anote los valores correspondientes de I y V en la tabla 1.
3.9 Reemplace la resistencia por la lámpara como muestra el circuito de la figura 2 y repita los procedimientos anteriores.
TABLA 1:Resistencia V(V) I(A) 0,02 1 1,0 0,03 2 1,5 0,04 3 2,0 0,05 4 2,5 0,06 5 3,0 0,07 6 3,5 0,08 7 4,0 0,09 8 4,5 0,10 9 5,0 0,11 10 5,5 0,12 11 6,0
R(Ω) 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
TABLA2: Lámpara V(V) I(A) 0,04 1 1,0 0,04 2 1,5 0,05 3 2,0 0,06 4 2,5 0,07 5 3,0 0,07 6 3,5 0,08 7 4,0 0,08 8 4,5 0,09 9 5,0 0,09 10 5,5 0,10 11 6,0
R(Ω) 25 37,5 40 41,7 42,9 50 50 56,3 55,6 61,1 60
4. ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES
4.1 Con los valores de la I y V anotados en las tablas 1y 2, calcule el valor de la resistencia para ambos casos.
TABLA1: Resistencia R(Ω)
TABLA2: Lámpara R(Ω)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
25 37,5 40 41,7 42,9 50 50 56,3 55,6 61,1 60
4.2 Construya la grafica I=f (V) para la resistencia, en papel milimetrado. 4.3 Calcule la pendiente de dicha grafica e interprete físicamente.
M = Pendiente M = Y2 − Y1 M = 6,0 – 1,0=5,0 X2 − X1= 0.12 − 0.02=0,1
4.4 Construya la grafica I=f (V) para la lámpara, en papel milimetrado.
5. COMPARACION Y EVALUACION EXPERIMENTAL
5.1 Compare el valor de la resistencia obtenida experimentalmente y el
valor obtenido de la grafica con el valor nominal (valor teórico) dado por el fabricante. Al comparar ambos valores, nos damos cuentas que el valor de la estimación interna es ligeramente mayor que la nominal (50 Ω y 47Ω respectivamente), esto se debe quizás a pequeños errores cometidos durante la experimentación.
5.2 Compare la grafica para la resistencia y la grafica para la lámpara. ¿la
lámpara obedece la ley de ohm? La pendiente representa la resistencia constante y como cumple la ley de Ohm podemos afirmar que la resistencia de prueba es un material óhmico. El comportamiento de la gráfica 02, es la de un material no óhmico, ya que la resistencia no es constante, y su gráfica de V frente a I no es una línea recta. Es decir no obedece la ley de Ohm. Entonces por lo tanto la lámpara no obedece a la ley de Ohm.
5.3 Explique porque el valor experimental de la resistencia difiere del valor nominal de la resistencia R. El valor nominal de la resistencia es de 47Ω ± 10 y el valor de la resistencia de prueba es de 50Ω ± 0.00, ambos valores son sumamente idénticos, solo se llevan por 3Ω entonces la práctica ha sido realizada con éxito, se han cometido ciertos errores de medición para la estimación interna de la resistencia, pero, la gráfica nos muestra el valor real de ésta. Esto nos muestra que siempre la resistencia experimental difiere un poco del nominal ósea que se aumenta o reduce en este caso reduce.
6. CONCLUSIONES •
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En la experiencia, se comprobó que la Intensidad es directamente proporcional al Voltaje, es decir, a mayor Voltaje, mayor Intensidad. Establecimos que la resistencia de prueba, es un material óhmico, ya que obedece la ley de Ohm; mientras que la lámpara de prueba es un material no óhmico. Para materiales no óhmicos la resistencia no es constante, en realidad, la resistencia disminuye cuando aumenta la corriente.
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Es probable que la temperatura existente en la lámpara de prueba durante la experiencia, haya influido en el cambio del valor de la resistencia de ésta. En las bombillas corrientes como la utilizada, al subir el voltaje, el filamento es llevado hasta aproximadamente 2500ºC, su resistencia se multiplica por un factor de 9 con respecto a su valor a la temperatura de 20ºC.
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A pesar de los ligeros errores cometidos, la gráfica nos muestra el valor real de la resistencia.
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En un conductor recorrido por una corriente eléctrica, el cociente entre la diferencia de potencial aplicada a los extremos del conductor y la intensidad de la corriente que por él circula, es una cantidad constante, que depende del conductor, denominada resistencia.
7. CUESTIONARIO FINAL
7.1 ¿Cuánto debe ser la caída de tensión a través de un conductor para: triplicar y reducir a la mitad la corriente eléctrica; manteniendo la resistencia constante?
La caída de la tensión a través de un conductor para que la corriente eléctrica triplique debe ser de 30º formando una paralela con el eje x ósea con el voltaje y para que sea la mitad debe ser 90º para que forme una perpendicular con la intensidad.
7.2 La ley de Ohm es aplicable para tensiones y corrientes alternas. La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias. Pero menos a las tensiones solo circuitos.
7.3 El valor de la resistencia varía con la temperatura. La resistividad de cualquier metal depende de la temperatura. Excepto a temperaturas demasiado bajas, la resistividad varía casi linealmente con la temperatura. Existen muchos metales para los cuales la resistividad es cero por debajo de cierta temperatura, denominada temperatura crítica. A temperatura ambiente, los mejores conductores ofrecen una resistencia muy baja al paso de la corriente y los mejores aislantes ofrecen una resistencia alta. Todos los elementos conductores de corriente eléctrica sufren una alteración en su composición molecular con los cambios de temperatura. Esta condición natural que poseen los elementos cambia la resistencia óhmica de los materiales, razón por la cual los valores establecidos por los diferentes fabricantes están determinados para una temperatura de 20 grados centígrados. En consecuencia, para los lugares donde la temperatura ambiente sea diferente de 20 grados es importante realizar los ajustes correspondientes, aplicando ésta expresión:
Ro =
Donde: Ro = Resistencia a 20º. Rm = Resistencia medida. T = Temperatura del medio ambiente. i = Variación de la temperatura. (0,00391) De esta expresión matemática podemos determinar que, cuando aumenta la temperatura, aumenta también la resistencia del conductor; y, si en caso contrario, disminuye la temperatura, disminuye la resistencia del conductor.
7.4 ¿Cómo verifica la aplicación de la ley de Ohm para resistencias en paralelo? En una conexión de resistencia en serie se verifica la siguiente ecuación
R = R1 + R2 + R3 Como se verifica cuando las resistencias que haiga en un circuito sumado me tienen que dar la resistencia. Y su grafica tiene que ser recta.
7.5 ¿Como influye la resistencia interna de los instrumentos de medida en el experimento?
Mas allá de la diferencia obtenida entre las mediciones realizas con el circuito I y el II, notamos que las lecturas entregadas por el instrumento analógico y el digital son muy distintas en las mismas circunstancias. Para comprender el motivo de esta diferencia debemos modelar al instrumento como un circuito que tiene una resistencia entre sus bornes. La diferencia entonces radica en que cada instrumento posee una resistencia interna diferente al del otro, lo cual influye en mayor o menor media en la medición dependiendo si esta resistencia interna es comparable o no con la resistencia presente en el circuito.
