Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas
Laboratorio de ingeniería eléctrica y electrónica Práctica No.3
Ley de Ohm
Profesores: Lilia Victoria Hernández Juan Arturo Sánchez Pascualli Grupo: 2IM32
Equipo: No. 6 ELABORADO POR: Andrade Kim Ana Karen. Covarrubias GalIote Javier Alain. Martínez López Sara Edith.
Entrega: 16 / OCTUBRE /2015
OBJETIVO GENERAL. El alumno comprobará la Ley de Ohm, y su no generalidad en los elementos electrónicos, por medio de gráficas de voltaje y corriente.
MATERIAL Y EQUIPO.
Resistencias: 680 Ohms ½ w
azul-gris-café-dorado
1000 ohms ½ w café--negro-rojo-dorado 2200 ohms ½ w rojo-rojo-rojo-dorado 100 ohms ½ w
café-negro-café-dorado
Diodo Rectificador 1N4004 o 1N4007 o 1N4006 Voltmetro Ampermetro Ohmetro Fuente de energía de C.D. variable Conectores necesarios (caimanes) Protoboard.
INTRODUCCIÓN.
En los inicios del siglo XIX, George Simon Ohm da un gran impulso a los estudios de la electricidad al desarrollar la ley que hoy lleva su nombre; esta ley relaciona el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito eléctrico. V= I R
Esta ley no es de carácter general, ya que sólo se cumple para ciertos elementos. Es decir, que si a un elemento conductor se le aplica un voltaje se tendrá entonces una corriente fluyendo a través de él. Si este voltaje se varía se tendrán diferentes valores de corriente.
Haciendo las gráficas de voltaje contra corriente se podrá observar que:
1.
La gráfica resultante será una línea recta: O sea que las variaciones de corriente son proporcionales al voltaje aplicado y, por lo tanto, se cumple la Ley de Ohm, a este elemento se le llama OHMICO o RESISTIVO.
2.
La gráfica resultante será una curva: Esto significa que para diferentes valores de voltaje se tiene determinados valores de corriente, sin tener una relación proporcional; o sea, no se cumple la Ley de Ohm, a estos elementos se les llama NO OHMICOS.
DESARROLLO.
I.
Ley de Ohm
1.
Mida con su ohmetro las resistencias indicadas en la Tabla 1; anote sus mediciones en la columna indicada como Valor Medido.
Resistencia Valor nominal
Valor Medido
Corriente Valor Calculado
Valor Medido
()
()
(mA)
(mA)
R1
4700
4667
0.00214 mA
0.0021 mA
R2
1000
1001
0.01 mA
0.0099 mA
R3
2200
2190
0.0045 mA
0.0045 mA
TABLA NO.1
2.
Con sus valores medidos de la resistencia y utilizando la Ley de Ohm calcule la corriente del circuito de la Figura 1; para cada resistencia considere que se tiene una fuente de energía E = 10 volts. Anote sus resultados en la columna Valores de Corriente Calculados.
Figura no.1 circuito
1.
Construya el circuito mostrados en la Figura 1, con la resistencia de 100 Ohms. Ajuste la fuente de energía hasta obtener una lectura de 10 volts. Anote la lectura obtenida en el miliamperímetro, en la columna indicada como Valores de Corriente Medidos.
2.
Repita el punto 3 sustituyendo la resistencia de 14700 ohms por la de 100 ohms.
3.
Repita el punto 3 sustituyendo, ahora, la resistencia del circuito por la de 2200 ohms.
a) ¿Los valores de corriente calculados son iguales de los valores medidos? ¿Por qué? No, varían por decimales ya que al medir la resistencia con el multímetro vario por la tolerancia que tiene cada resistencia. b) ¿En un circuito, con una resistencia como carga, se puede saber el valor de la corriente conociendo el voltaje de la fuente y el valor de la resistencia? Efectivamente, en un circuito con una resistencia conocida y un
voltaje de fuente conocido se puede saber la corriente que circula sin necesidad de medirla. 6.
Utilizando el circuito del punto 3 (R = 2200 ohms) calcule la corriente para los valores de voltaje indicados en la Tabla 2. Es decir ahora mantenga la resistencia de 2200 sin cambiar y varíe el voltaje de su fuente anote los valores.
E (Volts)
Corriente Calculada (mA)
Corriente Medida (mA)
5
0.0022mA
0.0022 mA
10
0.0045 mA
0.0045 mA
15
0.0068 mA
0.0068 mA
20
0.0090 mA
0.0087 mA
25
0.011 mA
0.010 mA
TABLA NO.2
7.
Con el circuito del punto 3 ajuste la fuente para medir cada uno de los valores de voltaje indicados. Mida la corriente y anótela en la Tabla 2 (Valor Medido), conserve el circuito.
a) ¿La corriente aumentó cuando el voltaje aumentó? ¿Por qué? Sí, porque entre más voltaje la corriente también aumenta. b) ¿En este caso se dice que la corriente es directa o inversamente proporcional al voltaje? La corriente es directa.
c) Para el caso de la Tabla 1, ¿La corriente aumentó cuando la resistencia aumento? ¿Por qué? No, porque es inversamente proporcional a la resistencia.
d) ¿En este caso se dice que la corriente es Directa o inversamente proporcional a la resistencia? inversamente proporcional a la resistencia.
e) Existe también una proporcionalidad entre el voltaje y la resistencia que se puede expresar en la forma siguiente: El voltaje es directamente proporcional a la resistencia. f) Complete los siguientes enunciados poniendo la palabra MAYOR O MENOR en los espacios indicados: Para aclarar los conceptos inversamente proporcional y directamente proporcional se puede decir que:
A voltaje constante, una mayor resistencia implica una menor corriente; y una menor resistencia implica una mayor corriente. (INVERSAMENTE PROPORCIONAL)
A corriente constante, una mayor resistencia implica un mayor voltaje. (DIRECTAMENTE PROPORCIONAL)
A resistencia constante, una Mayor corriente implica un mayor voltaje; y una menor corriente implica un menor voltaje. (DIRECTAMENTE PROPORCIONAL).
g) Lo enunciado en el inciso f puede ser sintetizado en el principio que es la Ley de Ohm que dice: Establece que la diferencia de potencial V que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente I que
circula por el citado conductor. Su expresión matemática es: V=R * I Esta Ley permite conocer, sin necesidad de realizar mediciones, un tercer valor a partir de dos ya conocidos, cualquiera que sea, en circuitos ohmicos.
II. 1.
LEY DE OHM EN FORMA GRÁFICA.
Vacíe en la columna correspondiente a R= 4700ohms, las lecturas obtenidas de la Tabla 2 en la Tabla 3. 2. Realice el procedimiento del punto I-7 sustituyendo la resistencia de 4700 ohms por la de 1000 ohms. Anote sus resultados en la columna R = 1000 de la Tabla 3. 3. Ahora, repita el punto 2 con la resistencia de 2200 ohms.
Corriente Medida (mA) para: V (Volts)
R = 4700Ω
R = 1000 Ω
R = 2200 Ω
5
0.009 mA
0.0049 mA
0.0022 mA
10
0.002 mA
0.01 mA
0.0045 mA
15
0.0031 mA
0.0152 mA
0.0068 mA
20
0.0039 mA
0.019 mA
0.0087 mA
25
0.0053 mA
0.024 mA
0.010 mA
TABLA NO.3
4.
Con los datos obtenidos en la Tabla 3, realice la gráfica para cada una de las resistencias. Utilice las coordenadas indicadas en la
Figura 2. Una los puntos a partir del origen. Anote en cada curva el valor de la resistencia que le corresponda. I(mA)
a) ¿Qué tipo de curva se obtuvo? Se obtuvieron rectas a exención de la resistencia 4700 que por ser un valor grande quedo dispersa la recta Explique por qué
b) ¿Qué pasaría, gráficamente, si la resistencia del circuito fuera mayor de 2.2 kilohms ? c) ¿Qué pasaría gráficamente, si la resistencia del circuito fuera menor de 4700 ? Quedaría una pendiente recta.
d) Explique qué significado tienen las gráficas siguientes: I
I
V Gráfica A
V Gráfica B
Gráfica A : _________________________________________________________ __________________________________________________________________
Gráfica B : _________________________________________________________ __________________________________________________________________
e) ¿Se formaría una gráfica similar a las obtenidas si la resistencia del circuito fuera de 1 megaohm y la fuente variara entra o y 100 volts ? si podrían quedar similares ¿Por qué?
Al igual que aumento la resistencia aumenta el voltaje y la gráfica sería similar. La representación gráfica de la Ley de Ohm es:
Esto se debe a: Para tres valores de resistencia diferentes, un valor en el eje vertical (corriente) corresponde un valor en el eje
horizontal (voltaje).Las pendientes de estas líneas rectas representan el valor del resistor. Con ayuda de estos gráficos se puede obtener un valor de corriente para un resistor y un voltaje dados. Igualmente para un voltaje y un resistor dados se puede obtener la corriente
En la siguiente tabla están anotados los valores de voltajes y corriente obtenidos experimentalmente a partir del circuito anterior,
con estos valores construya una gráfica de voltaje y corriente en donde pueda observarse el comportamiento del diodo. Voltaje
Corriente
Volts
mA
0.2
15.46µA
Voltaje en el diodo
Voltaje en R1
mV
Volts
198.45mV
1.55 mV
0.4
265.72µA
373.4mV
26.57 mV
0.6
1.28 mA
471.61 mV
128.38 mV
0.8
2.80 mA
520.24 mV
279.72 mV
1.0
4.50 mA
549.97 mV
449.98 mV
1.25
6.75 mA
575.3 mV
674.59 mV
2.0
13.79 mA
620.24 mV
1.38 V
3.0
23.46 mA
653.77 mV
2.35 V
4.0
33.23 mA
675.91 mV
3.32 V
5.0
43.05 mA
692.49 mV
4.31 V
6.0
52.91 mA
705.77 mV
5.29 V
8.0
72.68 mA
726.41 mV
7.27 V
10.0
92.48 mA
742.29 mV
9.25 V
12.0
112.31 mA
755.25 mV
11.23 V
14.0
132.15 mA
766.24 mV
13.22 V
16.0
152 mA
775.82 mV
15.2 V
CALCULOS TABLA No. 1 RESISTNCIA VALOR
CALCULO
VALOR E CORRIENTE
NOMINAL 4700Ω 1000Ω 2200Ω
CALCULADO (mA) 10 4700 10 C 2= 1000 10 C 3= 2200 C 1=
0.00214 0.01 0.0045
RESISTNCIA VALOR NOMINAL 4667Ω 1001Ω
CALCULO
10 44667 10 C 2= 1001 C 1=
VALOR E CORRIENTE CALCULADO (mA) 0.0021 0.0099
2180Ω
CALCULOS TABLA No. 2
C 3=
10 2180
0.0045
E ( VOLTS)
5 10
CALCULOS
5 2200 10 C 2= 2200 C 1=
CORRIENTE CALCULADA (mA) 0.0022 0.0045
15 20 25
15 2200 20 C 4= 2200 25 C 5= 2200 C 3=
0.0068 0.0090 0.011
CONCLUSIONES.
Andrade Kim Ana Karen
En esta práctica llamada La ley de Ohm puedo concluir que es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica , que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre e :
La fórmula anterior se conoce como ley de Ohm incluso cuando la resistencia varía con la corriente, y en la misma, corresponde a la diferencia de potencial, a la resistencia e a la intensidad de la corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema internacional de unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A). Otras expresiones alternativas, que se obtienen a partir de la ecuación anterior, son:
Por ultimo puedo decir que en la toma de mediciones de esta práctica en el experimento fueron tomadas con cuidado y exactitud ya que al
realizar los cálculos teórico y experimentales son salieron muy parecidos, ya que al tomar la medición de las resistencia con el multímetro fue donde cambio el resultado debido a su tolerancia del 5% de cada resistencia, por lo tanto la práctica estuvo bien realizada.
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Andrade Kim Ana Karen
Covarrubias Galiote Javier Alain
____________________________________ Covarrubias Galiote Javier Alain
Martínez López Sara Edith
La ley de ohm, es muy útil en toda la parte eléctrica y electrónica, es la base de ellas. Esta ley se expresa atreves de una ecuación, la corriente, resistencia y potencial eléctrico. V=I*R con esto, uno puede averiguar, teniendo la corriente y la resistencia de un circuito, cual es el potencial eléctrico. La corriente es una factor independiente, no podemos controlar la corriente para que exista un potencial deseado, aunque en
forma teórica, se hacen, y se llaman fuentes de corrientes como las que ocupamos en la experimentación. En general la ley sirve para averiguar, a partir de una resistencia o varias, conectadas a un potencial eléctrico, la corriente que circulara, esta corriente tiene una correspondencia a la cantidad de electrones que estén circulando por el conector.
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Martínez López Sara Edith
BIBLIOGRAFIA.
Allan H. Robbins, Wilhelm C. Miller Análisis de Circuitos Teoría y Práctica Editorial CENGAGE CHESTER L. DAWES Tratado de Electricidad. Tomo I y II JOHNSON DAVID Análisis Básicos de Circuitos Eléctricos.
Prentice Hall, México 1991
