UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL ORIENTE

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL ORIENTE SIMULACIÓN VIRTUAL DE LA LEY DE OHM MEDIANTE EL PROGRAMA EWB (V. 5.12) Presentado por: Prof. Yuri Posadas Velázquez Marzo de 2011

2 UBICACIÓN Asignatura: Física II Unidad: Segunda (Fenómenos electromagnéticos) Temática: Ley de Ohm Aprendizaje: Mostrar experimentalmente la relación que existe entre la corriente y el voltaje en un resistor eléctrico (Ley de Ohm). OBJETIVOS Mostrar, por medio de la simulación, la relación existente entre la corriente eléctrica (I) y el voltaje (V) en un resistor virtual. Encontrar el modelo matemático entre V e I, y compararlo con la ley de Ohm. MATERIAL Y EQUIPO Una computadora El programa EWB versión PROCEDIMIENTO 1. Enciende la computadora y abre el programa Electronics Workbench (v. 5.12) o da doble clic sobre el ícono mostrado enseguida (búscalo en los programas de la computadora). Electronics Workbench.lnk 2. Se desplegará la siguiente pantalla: Rotate Flip horizontal Flip vertical Sources Basic Indicators Figura 1. Paleta de elementos de EWB.

3 3. Para armar el circuito, con el cursor nos posicionaremos en los íconos del segundo renglón de la paleta Sources, Basic e Indicators para obtener, en ese orden, la batería, el resistor y el potenciómetro, y el voltímetro y el amperímetro (ver la figura anterior). 4. Da clic en el ícono Sources y se desplegará esta paleta de elementos: Batería Resistor Potenciómetro Voltímetro Amperímetro Figura 2. Selección de elementos. 5. Posiciónate con el cursor en la batería y arrástrala hasta la zona blanca de la pantalla. Realiza la misma operación con el resto de los elementos (ver las figuras anteriores), es decir, arrástralos hacia la zona blanca de la pantalla.

4 6. Cuando ya tengas todos los elementos mostrados enseguida, podrás armar el circuito. Figura 3. Elementos en la pantalla. 7. Para unir los elementos, simplemente lleva el cursor hacia el extremo de uno de los elementos, por ejemplo, la batería y, cuando aparezca un punto, dirígelo al extremo de otro elemento (como el resistor de 1KΩ); ambos quedarán unidos por medio de una línea (ver la figura 4). 8. Si deseas cambiar el valor de un elemento, sólo tienes que hacer doble clic sobre él, seleccionar la opción Value y colocar en el recuadro correspondiente el valor deseado. Si quieres rotar o alterar la posición de un elemento, coloca el cursos sobre éste y selecciona alguno de los íconos del primer renglón de la paleta Rotate, Flip horizontal o Flip vertical (ver la figura 1). 9. Arma el circuito mostrado en la figura 5. Figura 4. Unión de dos elementos.

5 Figura 5. Circuito para la ley de Ohm 10. Haz doble clic sobre el potenciómetro y en la casilla Setting de la opción Value, cambia el valor a 0%. (Esto equivale a girar el vástago del potenciómetro para cambiar el valor de su resistencia eléctrica). Dale Aceptar y activa la simulación según se muestra en la secuencia de la figura 6. ANÁLISIS Figura 6. El botón de simulación antes y después de su activación. 11. Registra el valor de la corriente eléctrica y del voltaje para este caso. Para obtener otros valores, vuelve a dar doble clic sobre el potenciómetro. Ahora cambia a 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% y 100%. Registra tus valores en la tabla siguiente. Voltaje V (Volts) Corriente eléctrica I (A)

6 12. Grafica los datos anteriores en forma manual o con la ayuda de una hoja de cálculo como Excell. V (Volts) I (A) 13. Ajusta los datos a una recta. Escribe los valores de la pendiente y la ordenada al origen: m = V/A b = Volts Qué representa el valor de la pendiente? Y la ordenada al origen? 14. Escribe el modelo matemático de la recta anterior: Qué relación de proporcionalidad (directa, inversa, cuadrática, etc) tienen el voltaje y la corriente eléctrica? Por qué?

7 Escribe el enunciado de la ley de Ohm. El modelo matemático que obtuviste coincide con la ley de Ohm? Por qué? Con el simulador pudiste verificar la ley de Ohm? Por qué? CONCLUSIONES 15. Escribe tus conclusiones sobre esta actividad.