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####### UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA####### FACULTAD DE CIENCIAS####### LABORATORIO N°2: “CURVAS CARACTERÍSTICAS VOLTAJE - CORRIENTE”####### PROFESOR:####### SANTIAGO CUSTODIO FERNANDEZ####### INTEGRANTES:Arnold Joseph Astocondor Maca 20192233C Joaquín Ignacio García Castillo 20190441H Charly ...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE CIENCIAS LABORATORIO N°2: “CURVAS CARACTERÍSTICAS VOLTAJE - CORRIENTE”

PROFESOR: SANTIAGO CUSTODIO FERNANDEZ INTEGRANTES: Arnold Joseph Astocondor Maca

20192233C

Joaquín Ignacio García Castillo

20190441H

Charly Carlos Mayhua Martínez

20190601E

Lima, Perú

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OBJETIVOS 1. Estudiar las características de elementos resistivos a partir de sus gráficas corriente-voltaje. 2. Medición de la corriente a través de un elemento resistivo para cierto voltaje aplicado usando el amperímetro. 3. Obtención de la gráfica corriente-voltaje de un elemento resistivo usando el osciloscopio como instrumento de medida.

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MARCO TEÓRICO Al aplicar una diferencia de potencial en los extremos de un elemento no aislante, se obtiene una intensidad de corriente que depende de la resistencia eléctrica de dicho elemento.

Dicha

resistencia

en

ciertos

materiales es independiente de la intensidad de corriente que por ellos circula. En estos casos al variar la tensión aplicada se obtendrá una variación de la intensidad de corriente que es directamente proporcional a la variación de la tensión; es decir, si, por ejemplo, se duplica el

Figura 1: Diferencial de Potencial

voltaje aplicado también se duplicará la respectiva intensidad de corriente. Existen otros materiales cuya resistencia depende de la intensidad de corriente; en ciertos casos la resistencia aumenta con el aumento de la intensidad de corriente y en otros casos disminuye con el aumento de corriente. Es decir, si se duplica la diferencia de potencial la nueva intensidad de corriente será menor que el doble de la original para ciertos materiales y para otros la nueva intensidad de corriente será mayor que el doble de la corriente original. LEY DE OHM: La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley básica de los circuitos eléctricos. Establece que la diferencia de potencial V que aplicamos entre los extremos de un conductor determinado es directamente proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica R; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V e I: V = I.R

Figura 2: V, I, R los parámetros de la ley de ohm

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EQUIPOS DE TRABAJO 1. Una fuente de corriente continua (6V). 2. Un reóstato para utilizarlo como potenciómetro. 3. Un amperímetro de 0-1 A. 4. Un voltímetro de 0-10 V. 5. Una caja con tres elementos y dos resistencias de valores dados. 6. Ocho cables. 7. Dos hojas de papel milimetrado. 8. Un osciloscopio de dos canales de 25 MHz, Elenco S1325. 9. Un transformador 220/6 V, 60 Hz.

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PROCEDIMIENTO 1. Colocar debajo de la cubeta un papel milimétrico con un sistema de coordenadas ya trazado, ubicando el centro del papel con el centro de la cubeta. 2. Armar el circuito tal cual está en la Figura 3. Y regule la fuente para que entregue 6V.

Figura 3: Disposición del circuito de este laboratorio. 3. Girar el cursor del reóstato para que el voltaje medido sea nulo. 4. Conectar los puntos a y b a la lámpara (E1) con el fin de averiguar el comportamiento de la resistencia de su filamento. 5. Variar el cursor del reóstato para medir la intensidad de corriente que circula por el filamento del foquito cuando la diferencia de potencial es de 1 voltio (LEER SUGERENCIAS PRIMERO). 6. Repetir el paso anterior para las siguientes diferencias de potencial: 2, 3, 4, 5 y 6 V. 7. Repetir para la resistencia del carbón los pasos 4 y 5 para la obtención de E2. 8. Repetir para la resistencia del diodo los pasos 4 y 5 para la obtención de E3. Obtenga los datos de voltaje para corrientes de 0,0; 0,1; 0,2; ... 0,9 A (LEER SUGERENCIAS ANTES DE REALIZAR ESTE PASO).

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TABLA DE DATOS FOCO

I (A)

V (V)

DIODO

I (A)

V (V)

1

0.072

0.6

1

0.000

0.1

2

0.096

1.2

2

0.000

0.2

3

0.117

1.8

3

0.000

0.3

4

0.136

2.4

4

0.000

0.4

5

0.156

3.0

5

0.002

0.5

6

0.171

3.6

6

0.058

0.6

7

0.189

4.2

7

0.168

0.7

8

0.200

4.6

8

1.083

0.8

RESISTENCIA

I (A)

V (V)

1

0.006

0.6

2

0.012

1.2

3

0.018

1.8

4

0.024

2.4

5

0.030

3.0

6

0.036

3.6

7

0.042

4.2

8

0.048

4.8

CÁLCULOS Y RESULTADOS 1. Grafique 𝐼 = 𝑓(𝑉) con los valores obtenidos del Amperímetro y el Voltímetro.

Ecuación 1: 𝐼 = 𝑓(𝑉) = 0.0315V + 0.0578

Ecuación 2: 𝐼 = 𝑓(𝑉) = 0.01V + 10−17

Ecuación 3: 𝐼 = 𝑓(𝑉)= 15.982V3 – 17.073V2 + 5.2017V - 0.4124 2. ¿En cuál de los elementos se cumple la Ley de Ohm y en cuales no? Explique su respuesta. De acuerdo con los resultados obtenidos del experimento y con la ayuda de los gráficos y

la

fórmula de la ecuación aproximada, los elementos que cumplen con la ley de Ohm (materiales Óhmicos) son el del Filamento del Foco (gráfico 1-E1) y el de la Resistencia (gráfico 2-E2), pues vemos que el voltaje depende linealmente de la corriente que pasa por dicha resistencia, es decir el gráfico de I vs V en ambos gráficos es aproximadamente una línea recta con pendiente positiva. El Diodo (gráfico 3-E3), no presentan un comportamiento similar como del Foco y la Resistencia, ya que dicha curva no es una recta y ni se aproxima a una recta.

3. Para una diferencia de 0.8 V, halle las resistencias de los tres elementos.

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E1:

𝐼 = 𝑓(0.8) = 0.0315(0.8) + 0.0578 𝐼 = 0.083 (A)

E2:

𝐼 = 𝑓(0.8) = 0.01(0.8) + 10−17 𝐼 = 0.008 (A)

E3:

𝐼 = 𝑓(0.8)= 15.982(0.8)3 – 17.073(0.8)2 + 5.2017(0.8) - 0.4124 𝐼 = 1.005024 (A)

OBSERVACIONES 1. En las gráficas E1 y E2 la unión de los puntos resultó ser muy semejante a una línea recta. 2. El diodo es muy fácil de hacerlo quemar si no se trabaja con cuidado.

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SUGERENCIAS 1. Tener cuidado de no pasar de 0,9 A (SE QUEMA). 2. Emplear una escala de 5 o 6 V en el voltímetro.

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CONCLUSIONES 1. Al revisar las gráficas, tanto E1, E2 son materiales óhmicos. Mientras que el Diodo (E3) resultó ser un material No Óhmico. 2. El diodo rectificador aparte de estar diseñado para circular una corriente en un solo sentido, también limita totalmente el paso de corriente para un determinado valor de voltaje. 3. Dependiendo de la forma en que se conecta una resistencia variable, esta se puede usar como potenciómetro o reóstato.

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REFERENCIA BIBLIOGRAFICA 1. YOUNG, HUGH D. y ROGER A. FREEDMAN, Física universitaria, con física moderna, Volumen II, Editorial Pearson Educación, páginas 846-856. 2. PAUL A. TIPLER, física para la ciencia y la tecnología, Volumen II, Editorial Reverté, páginas 694-716....