Laboratorio 2 - Ley de Ohm PDF

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LEY DE OHMElías Morales (4-802-2334), Alan Camargo (4-776-500), Erica Montenegro(4-801-2009), Juan Degracia(4- 800-349)1 Universidad Tecnológica de Panamá – Centro Regional de Chiriquí – Facultad de Ingeniería EléctricaResumen- En esta práctica de laboratorio trataremos la “ley” de Ohm, para entende...

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Informe de laboratorio – Ley de Ohm – Universidad Tecnológica de Panamá

LEY DE OHM Elías Morales (4-802-2334), Alan Camargo (4-776-500), Erica Montenegro(4-801-2009), Juan Degracia(4800-349) 1

Universidad Tecnológica de Panamá – Centro Regional de Chiriquí – Facultad de Ingeniería Eléctrica

Resumen- En esta práctica de laboratorio trataremos la “ley” de Ohm, para entender la propuesta expuesta por el científico Georg Simon Ohm el cual estableció una proporcionalidad entre la corriente y el voltaje, así como la inversa proporcionalidad entre la resistencia y la corriente que circula por un conductor. Entendiendo que la corriente eléctrica es todo el movimiento de carga de una región a otra y que para que estas se muevan se necesita de un material conductor pero su vez entender que por buen conductor que sea los materiales tienen una resistividad al flujo de carga y que esta dependerá de factores como la temperatura entre otros.

1. INTRODUCCIÓN La ley de Ohm establece que, a una temperatura dada, existe una proporcionalidad directa entre la diferencia del potencial aplicada entre los extremos de un resistor y la intensidad de la corriente que circula por dicho conductor. La “ley” de Ohm no es una propiedad de la materia ya que no todas las sustancias y dispositivos obedecen la ley de Ohm, una sustancia que obedece la ley de Ohm se le denomina material óhmico o “conductor lineal” y de la misma manera uno que no la obedece se le denomina no óhmico.

3. CONCEPTOS 3.1. Reóstato

Un reóstato deslizante (o reóstato deslizante) (Figura 1.1) es un elemento de circuito que puede cambiar su resistencia para actuar como un circuito de control. Durante un análisis de circuito, un reóstato deslizante puede ser una resistencia de valor constante o una resistencia variable. El reóstato deslizante generalmente Para un material óhmico el grafico de voltaje en función consta de cinco partes, poste terminal, pieza de de la corriente mostrara una línea recta, de aquí que se le deslizamiento, alambre de resistencia, varilla de metal y denomine conductor lineal, indicando una resistencia barril de porcelana. El cable de resistencia del reóstato constante, y por tanto la pendiente de esta recta deslizante se enrolla en el cilindro de porcelana aislado, representara el valor de la resistencia. Para un material y el cable de resistencia se reviste para aislarlo. El no óhmico el grafico de voltaje en función de la corriente reóstato deslizante es para el experimento físico de los estudiantes, para ajustar la resistencia del circuito, el se mostrará una curva de pendiente variable. equipo básico de enseñanza para la clase de la escuela y la física.

2. OBJETIVOS 

Observar la relación entre la diferencia de potencial y la corriente, manteniendo la resistencia constante.



Relación entre la diferencia de potencial y la resistencia manteniendo la corriente constante Representar los resultados en gráficas V vs I y V vs R de las cuales establece “Ley de Ohm”.



1

Informe de laboratorio – Ley de Ohm – Universidad Tecnológica de Panamá

Figura 1.2

Figura 1.1

5. DATOS Y EXPERIMENTACION 5.1. Experimento 1: Relación entre el voltaje y la corriente eléctrica. 3.2. Resistencia Para esta experimentación recreamos un reóstato, Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al gracias a uno de los simuladores de la página phet flujo de corriente eléctrica a través de un conductor. La (Figura 1.3) donde se mantuviese la resistencia unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el constante y viésemos la variación entre la diferencia de ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), potencial o tensión eléctrica y la corriente. en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, quien Figura 1.3 descubrió el principio que ahora lleva su nombre. A través de esta experimentación, con una resistencia 3.3. Corriente La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior de este. Al caudal de corriente (cantidad de carga por unidad de tiempo) se le denomina intensidad de corriente eléctrica (representada comúnmente con la letra I). En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en culombios por segundo (C/s), unidad que se denomina amperio (A). Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un constante de 10Ω recolectamos los datos mostrados en la fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán. siguiente tabla. Corriente ( I ) Medición Voltaje ( V ) 1 4.50 0.45 La tensión eléctrica o diferencia de potencial es una 2 3.00 0.30 magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial 3 2.25 0.22 eléctrico entre dos puntos. También se puede definir 4 1.18 0.11 como el trabajo por unidad de carga ejercido por el 5 1.50 0.15 campo eléctrico sobre una partícula cargada para Tabla 1.1 moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro.3 Su unidad en el Sistema A través de estos datos construimos la siguiente Internacional de Unidades (SI) es el voltio. gráfica:

3.4. Diferencia de Potencial

V vs I

4. MATERIALES 0.5

f(x) = 0.1 x − 0.01

0.4 0.3 V(V)

Al no contar con la posibilidad de hacer el experimento de forma presencial y no contar con las herramientas, debemos realizarlo de manera virtual, para esto elaboramos un reóstato virtual contingente (Figura 1.2).

0.2 0.1 0

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

I(a)

Gráfico 1.1 2

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5.3. Experimento 3: Relación entre Resistencia, Resistividad, Longitud y Área. 5.2. Experimento 2: Relación entre el voltaje y la En esta parte de la experimentación nos fue de utilidad resistencia. el simulador “Resistencia en un alambre” (Figura 1.5) Para esta segunda parte del experimento, modificamos el para deducir y encontrar la relación que existe entre la reóstato de manera que la corriente permaneciera Resistencia, la Resistividad, la Longitud y el Área. constante (Figura 1.4), de este modo determinar la relación que existe entra estas dos.

Figura 1.5 Figura 1.4

6. CALCULOS

A través de este experimento, permaneciendo la Los datos reunidos fueron comprobados teóricamente corriente constante con una intensidad de 0.18 Amperios, con la ley de Ohm. Que establece: logramos recabar los siguientes datos. Medición

Voltaje ( V

1 2 3 4 5 Tabla 1.2

)

Resistencia ( Ω ) 50 40 30 20 10

9.00 7.20 5.40 3,60 1,80

R=

V I

1. Cálculos del experimento 5.1 Mediciónes:

R1 =

V vs R

( 4,50 V ) ; R =10 Ω ( 0 45 A ) 1

R2 =

( 3,00 V ) ; R =10 Ω ( 0 30 A ) 2

R3 =

( 2,25 V ) ; R =10 Ω ( 0 22 A ) 3

R4 =

( 1,18 V ) ; R =10 Ω ( 0 11 A ) 4

R5 =

( 1,50 V ) ; R =10 Ω ( 0 15 A ) 5

10 f(x) = 0.18 x

r(� )

8 6 4 2 0 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

r(� )

A través de estos datos construimos la siguiente gráfica: Gráfico 1.2

Comprobando que la resistencia permanece constante en todas las mediciones realizadas.

2. Cálculos del experimento 5.2 3

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“X”: Mediciones:

(9 V ) I1 = ; I =0.18 A ( 50 Ω ) 1

m=

0,45−0,30 4,50 −3,00

( 7,2 V ) I2 = ; I =0.18 A ( 40 Ω ) 2

m=

1 10

I3 =

( 5,4 V ) ; I =0.18 A ( 30 Ω) 3

I 4=

(3,6 V ) ; I =0.18 A ( 20 Ω ) 4

I5 =

( 1,8 V ) ; I =0.18 A ( 10 Ω ) 5

7. ANALISIS DE RESULTADOS 1. El diagrama que se presenta (En la figura 1.2) es útil para determinar la relación V vs I. ¿Puedes decir por qué? R/: Es muy útil para determinar la relación que existe entre estas 2 variables, ya que la resistencia permanece constante en este circuito, y lo único que varía es el voltaje y la intensidad de la corriente. 2. ¿Cuál es la relación funcional entre el voltaje y la intensidad de corriente eléctrica? R/: Podemos observar que existe una relación lineal entre el voltaje y la intensidad de 3. ¿Qué valor debe tener la resistencia inferior, si las mediciones son las que se presentan en el video? R/: Utilizando la ley de Ohm

R=

6.60 V 0 24 A R=27,5 Ω

4. ¿Cuál es el valor numérico y las unidades de la pendiente del gráfico? R/: El valor numérico de la pendiente en el grafico es:

m=

5. Comenta sobre la resistencia y resistividad de un conductor R/: La resistencia es la oposición a la corriente eléctrica, en un conductor, mientras que la resistividad es una propiedad que tienen los conductores. 6. Que indican los puntos en la simulación. R/: Los puntos negros que se observan en el alambre de la simulación representan la resistividad del material, si esta crece también lo hace proporcionalmente la resistencia. 7. ¿Qué es Resistencia? R/: La Resistencia es aquella que se opone al flujo de la corriente electrica 8. ¿Qué es Resistividad? R/: La resistividad es la resistencia eléctrica específica de un determinado material. 9. ¿De qué depende la Resistividad? R/: Esta depende del tipo de conductor de su resistencia, le la longitud y del diámetro o área por donde se conducirá el flujo de corriente.

8. CONCLUSION El voltaje la corriente y la resistencia se relacionan a través de la ley de ohm la cual establece que la corriente que fluye en un circuito es directamente proporcionar al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito. Luego de la elaboración de los gráficos llegamos a la conclusión de que la relación que conservan estas magnitudes es una relación lineal, esto quiere decir que ambas o más variables aumentan o disminuyen simultáneamente a un ritmo constante, conservando la proporción del sistema.

y 2− y 1 x 2− x 1

Tomando 2 puntos consecutivos cualquiera en “Y” y en 4

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REFERENCIAS [1]

Física universitaria. YOUNG • FREEDMAN. SEARS • ZEMANSKY. Decimotercera edición volumen 2

[2]

Raymond Serway, Física para ciencias e ingeniería volumen 2

[3]

University Of Colorado Boulder: Simulations: https://phet.colorado.edu

Phet

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