LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Nº5 LEY DE OHM INTEGRANTES: HAIGER BLANCHAR MARTINEZ FREDY ARROYO OSPINO ORLANDO VILORIA ROLÓNG

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1 LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Nº5 LEY DE OHM INTEGRANTES: HAIGER BLANCHAR MARTINEZ FREDY ARROYO OSPINO ORLANDO VILORIA ROLÓNG LIC. JUAN PACHECO FERNÁNDEZ FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGIAS UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR VALLEDUPAR - COLOMBIA GRUPO:

2 INTRODUCCIÓN En la presente practica e comprobó experimentalmente la ley de Ohm; utilizando para esa un circuito sencillo de manera que nos dimos cuenta de que esta se cumple para los llamados materiales óhmicos. A través de esta experiencia buscamos aplicar los conceptos de ley de ohm aprendido en las clases, de una manera práctica y vivaz. Así mismo, se busca estar en la capacidad de identificar las características de un material a través de sus gráficas y de este modo encontrar las diferencias entre ellos y las razones de estas diferencias. Por otro lado, por medio de la experiencia de laboratorio, se notó la relación del voltaje, resistencia, corriente, entre aspectos que pueden llegar a definir el tipo de material. Un conductor recibe la denominación de "óhmico" o lineal si la diferencia de potencial Vab entre sus extremos es directamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula por él. La constante de proporcionalidad recibe el nombre de resistencia R del conductor. Por lo tanto: Vab = I * R Expresión conocida como la Ley de Ohm. La resistencia de los materiales óhmicos depende de la forma del conductor, del tipo de material, de la temperatura, pero no de la intensidad de corriente que circula por él. Hay materiales, sin embargo, cuya resistencia, obtenida con el cociente Vab/ I no es constante sino función de la intensidad I. Son los materiales "no óhmicos". La Ley de ohm, por tanto, no es una ley fundamental de la naturaleza sino una descripción empírica de una propiedad que es compartida por muchos materiales.

3 CONCEPTOS BÁSICOS La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán Georg Simon Ohm ( ). Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. 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. RESISTENCIA Propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso de una corriente eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina según la llamada ley de Ohm cuánta corriente fluye en el circuito cuando se le aplica un voltaje determinado. La unidad de resistencia es el ohmio, que es la resistencia de un conductor si es recorrido por una corriente de un amperio cuando se le aplica una tensión de 1 voltio. La abreviatura habitual para la resistencia eléctrica es R, y el símbolo del ohmio es la letra griega omega, Ω. RESISTIVIDAD ELÉCTRICA Resistividad eléctrica, magnitud característica que mide la capacidad de un material para oponerse al flujo de una corriente eléctrica. También recibe el nombre de resistencia específica. Es la inversa de la conductividad eléctrica, σ. La resistividad se representa por r y se mide en ohmio metro. La resistividad eléctrica de un material viene dada por la expresión R S/l, donde R es la resistencia eléctrica del material, l la longitud y S la sección transversal. La experiencia demuestra que la resistividad de un buen conductor es del orden de -8 Ω m. La resistividad de cualquier metal depende de la temperatura. Excepto a temperaturas muy 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. Este fenómeno, superconductividad, fue descubierto en 1911 por el físico holandés Heike Kamerling Onnes. CONDUCTIVIDAD Conducción, transferencia a través de una sustancia de electricidad por la influencia de un campo eléctrico o de calor por una diferencia de temperaturas.

4 OBJETIVO: Comprobar experimentalmente la Ley de Ohm.

5 - 2 Multímetros (UT33C.) MATERIALES - Resistencias entre 50 y 0 ohmios - 1 Fuente de alimentación DC variable (Entrenador básico de electrónica y física). - Cables de conexión - 2 caimanes pequeños metálicos. - 2 conectores de banana macho

6 PROCEDIMIENTO 4.1 En la base para armar circuitos conecte la resistencia y la fuente eléctrica, tal como se muestra en la figura 1, cerciorándose de que se encuentre apagada y con la perilla reguladora en cero volts. 4.2 Ponga uno de los multímetros en el modo de medición de corriente directa (amperímetro), seleccionando la escala de corriente mayor para no exceder su capacidad. 4.3 Bajo las condiciones indicadas, conecte el amperímetro en serie como se muestra en la figura. 4.4 Enseguida, coloque el segundo multímetro en el modo de medición de voltaje (voltímetro) y seleccione la escala de 0-20 volts. Observe que este medidor debe conectarse en paralelo con la resistencia, tal como se muestra en la figura número Una vez revisadas todas las conexiones del experimento encienda los medidores primero y, posteriormente, la fuente de voltaje. 4.6 A continuación, mediante la perilla de la fuente, aumente el voltaje hasta 2 voltios y mida la corriente que pasa por la resistencia, usando el amperímetro, en tanto que el voltaje mídalo con el voltímetro. No tome en cuenta la lectura que marca la carátula de la fuente ya que no son exactos los valores que indica. Si la corriente que pasa por la resistencia es tan pequeña que el medidor prácticamente no la registra, use la siguiente escala menor hasta que ésta pueda medirse sin dificultad. 4.7 Incremente el voltaje a 4 volts y lleve a cabo las mediciones descritas en el paso anterior. 4.8 Incremente el voltaje a 6, 8,, 12, 14, 16, 18 y 20 volts, midiendo para cada valor las cantidades indicadas en el paso 4.6. Registre estos valores en una tabla de datos.

7 Tabla de datos de valores Resistencia V(v) I (ma) R (Ω) (experimental) R (Ω) (teorica) (R RP) total promedio

8 4.9 Terminadas las mediciones, apague la fuente, desconecte los medidores y apáguelos. 4. Con cada pareja de valores de voltaje y corriente, obtenga el valor de la resistencia teórica. Por tanto I = V R R = V I R1 = 2 V 2.1mA 3 = Ω R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = R7 = R8 = R9 = 4 V = Ω 4.1mA 3 6V = Ω 6.1mA 3 8V = Ω 8.1mA 3 V = Ω.2mA 3 12V = Ω 12.2mA 3 14V = Ω 14.3mA 3 16V = Ω 16.3mA 3 18V = Ω 18.5mA 3 R = 20V = Ω 20.6mA 3

9 4.11 Obtendrá tantos valores de resistencia como parejas de corriente y voltaje haya medido. Con todos los valores de resistencia, calcule: * La resistencia promedio experimental. RPE = R RPE = Ω RPE = Ω La resistencia promedio teórica. RPT = R RPT = Ω RPT = Ω * La desviación promedio. (R RP)2 σ = σ = σ = σ = Ω * El error porcentual. E = M m M 0 Donde la M es el valor experimental tomado con el multímetro (976.85Ω), y la m es el valor teórico ( Ω).

10 V (voltaje) E = Ω Ω Ω E = Ω Ω 0 E = % 4.12 Realizar una gráfica de voltaje contra corriente: y = x R² = I (corriente) La grafica muestra la relación establecida de acuerdo a la ley de ohm. Análisis: En este tipo de gráficas, llegamos a la conclusión que la relación entre el voltaje y la corriente es siempre la misma, en cualquier punto que seleccionemos en la gráfica. Cada vez que encontremos una gráfica como esta, podemos decir con propiedad que estamos frente a un material óhmico. Se puede concluir que al graficar los valores de voltaje contra intensidad de corriente se obtienen una recta cuya pendiente corresponde al valor de la resistencia utilizada.

11 ANÁLISIS Y RESULTADOS La intensidad de corriente que circula por un conductor, es directamente proporcional a la diferencia de potencial existente entre sus dos bornes e inversamente proporcional a la resistencia que presenta ese conductor al paso de dicha corriente. Entonces, los valores de pendiente alto corresponde con valores de resistencia alto y como se induce de la curva, éstas darán menores valores de corriente correspondiendo a materiales que se oponen al paso de ésta y viceversa. La ley de ohm se cumplió en el circuito en serie; el elemento óhmico presento una resistencia constante; de acuerdo a la gráfica podemos concluir que a medida que se aumenta el voltaje hay un aumento proporcional de corriente. La ecuación matemática que describe esta relación es I = V/R; de la formula podemos concluir que la resistencia es inversamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula por el alambre con una diferencia de potencial constante.

12 BIBLIOGRAFÍA 1. Física Universitaria Novena Edición, Sears, Zemansky, Freedman y Young. Editorial Addison-Wessley Longman. Volumen Física Re Creativa, Salvador Gil y Eduardo Rodríguez. Prentice Hall Buenos Aires Alonso, M. Finn, J.E., Física, volumen 2, Addison-Wesley Iberoamericana, México, Serway, Raymond A. FÍSICA, tomo 2, cuarta edición, McGraw-Hill, México, 1997.