Laboratorio LEY DE OHM FISICA GENERAL PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOFACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL“LEY DE OHM”ALUMNOS : BURGOS RAMÍREZ MANUEL GABRIELESPINOZA BABASTRE HENDER GEORGELAU CABRERA CARLOS SALVADORYUPANQUI CASTRO PIERO JHOSMELLINGENIERO: LUIS FERNANDO CÉSPEDES CAROEDUARDO MARCELO HUERTASCURSO : FÍSICA...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

“LEY DE OHM” ALUMNOS :

BURGOS RAMÍREZ MANUEL GABRIEL ESPINOZA BABASTRE HENDER GEORGE LAU CABRERA CARLOS SALVADOR YUPANQUI CASTRO PIERO JHOSMELL

INGENIERO:

LUIS FERNANDO CÉSPEDES CARO EDUARDO MARCELO HUERTAS

CURSO

:

FÍSICA GENERAL

FECHA

:

05/08/21

CICLO

:

III

SECCIÓN :

B

TRUJILLO, PERÚ 2021 pág. 1

ÍNDICE RESUMEN……………………………………………………..3 1. OBJETIVOS…………………………………………………3 1.1. GENERALES……………………………………………3 1.2. ESPECÍFICOS………………………………………….3

2. FUNDAMENTO TEÓRICO………………………………..3 3. INSTRUMENTOS Y MATERIALES………………………4 4. PROCEDIMIENTO………………………………………….4 5. RESULTADOS EXPERIMENTALES……………………10 6.ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS………….10 7.CONCLUSIONES………………………………………….11 8.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………….12

pág. 2

RESUMEN A través de esta experiencia buscamos aplicar los conceptos de ley de ohm aprendido en clases, de una manera práctica. Así mismo, se buscará identificar las características y relación de la intensidad - voltaje mediante graficas. Por otro lado, veremos las características de los circuitos en serie y paralelo. Además, analizaremos resultados comparando el voltaje del simulador y el voltaje promedio calculado, y también calcularemos la pendiente de una gráfica V vs I.

I.

OBJETIVOS: ➢ Determinar la relación existente entre el voltaje, la corriente y la resistencia eléctrica en un circuito de corriente continua ➢ Verificar la ley de Ohm

II.

FUNDAMENTO TEÓRICO: La ley de Ohm es una de las ecuaciones más importantes en el campo de la electricidad, puede aplicarse a cualquier red, en cualquier marco de tiempo. Es decir, puede aplicarse a circuitos de corriente continua, corriente alterna, circuitos digitales y de microondas, y a cualquier tipo de señal; tanto como para largos periodos de tiempo o para respuestas instantáneas. La ley de Ohm, en honor de George Simon Ohm, se define por la siguiente ecuación: 𝐼=

𝑉 𝑅

… (1)

Donde: • I: corriente eléctrica. • V: diferencia de potencial o voltaje. • R: resistencia eléctrica. La ley establece que, con una resistencia fija, cuanto mayor es el voltaje a través de un resistor, mayor es la corriente; y cuanto mayor es la resistencia manteniendo el voltaje constante, menor es la corriente (Boylestad, 2011). Dependiendo del autor, la diferencia de potencial o voltaje V es representado también con la letra E. Mediante operaciones matemáticas podemos determinar también el voltaje o la resistencia: 𝑅=

𝑉 𝐼

… (2)

𝑉 = 𝐼𝑅 … (3)

pág. 3

Para recordar esto nos podemos apoyar en el siguiente gráfico, en el que si tapamos la letra correspondiente a la magnitud que queremos encontrar, tenemos la relación de las otras dos magnitudes que nos llevará a encontrar el valor deseado:

III.

INSTRUMENTOS Y MATERIALES: Para desarrollar la práctica de ley de Ohm utilizaremos el simulador de Ley de Ohm de Phet Interactive Simulations de la Universidad de Colorado, para ingresar debes hacer clic en el ícono mostrado a continuación o copiar y pegar el siguiente enlace en el navegador: https://phet.colorado.edu/sims/html/ohms-law/latest/ohms-law_es.html

IV.

PROCEDIMIENTO: Veremos esta ventana en nuestra pantalla:

Aquí podremos variar el voltaje y la resistencia y visualizar como esto afecta a la cantidad de corriente eléctrica que circula por el circuito, para hacerlo solo debemos deslizar las barras del lado derecho hacia arriba para incrementar el valor y hacia abajo para disminuirlo.

pág. 4

Desliza para variar el voltaje

Desliza para variar la resistencia

El simulador también muestra el valor de corriente eléctrica resultante de los valores de voltaje y resistencia elegidos.

Valor de la corriente eléctrica en miliamperios

Con la ayuda de este simulador rellenaremos dos tablas de toma de datos que nos servirán para nuestro análisis. En la primera tabla mantendremos constante el voltaje y en la segunda tabla mantendremos constante la resistencia.

pág. 5

a) Experimento 1: • Establecemos un valor fijo de voltaje de 6 V. • Variamos la resistencia con valores de entre 200 y 800 Ohmios. • Para cada valor de resistencia elegido, registramos el valor de corriente eléctrica que visualizamos en el simulador.

Tabla 1: Voltaje=6V Muestra

Resistencia (Ohm)

Corriente(mA)

1

220

27.3

2

274

21.9

3

389

15.4

4

433

13.9

5

487

12.3

6

531

11.3

7

588

10.2

8

639

9.4

9

673

8.9

10

720

8.3

b) Experimento 2: • Establecemos un valor fijo de resistencia de 500 Ohmios. • Variamos el voltaje con valores de entre 2 y 9 voltios. • Para cada valor de voltaje elegido, registramos el valor de corriente eléctrica que visualizamos en el simulador.

pág. 6

Tabla 2: Resistencia=500 Voltaje (V)

Muestra

Corriente(mA)

1

2.4

4.8

2

3

6

3

3.6

7.2

4

4

8

5

4.9

9.8

6

5,7

11.4

7

6.5

13

8

7.1

14.2

9

7.9

15.8

10

8.5

17

c) Experimento 3: Encontrar las intensidades de los resistores

Entre las corriente 0.18 y 0.36, hallar la resistencia e intensidad resultante 1 1 1 + = 100 200 𝑅 𝑅=

200 3

pág. 7

Al encontrarse en paralelo, hallamos las intensidades proporcionales ➢ En la corriente 0.36A, la intensidad se le pone la variable i ➢ En la corriente 0.18A, la intensidad se le pone la variable 2i ➢ Sumamos las intensidades parciales para obtener la total i+2i = 3i

Aplicamos ley de Ohm y calculamos la intensidad total ∑𝑽 = ∑𝑰∑𝑹

𝟗𝟎 = (𝟑𝒊) (𝟏𝟎𝟎 +

𝟐𝟎𝟎 ) 𝟑

𝒊 = 𝟎. 𝟏𝟖

Hallamos la intensidad de cada resistor ➢ En la corriente 0.36A, la intensidad sería 𝟎. 𝟏𝟖 ➢ En la corriente 0.18A, la intensidad se le pone la variable 0.36 ➢ En el circuito eléctrico, la intensidad se le pone la variable 0.54 Experimento 4:

pág. 8

V.

PROCESAMIENTO DE DATOS:

Resistencia y corriente con voltaje constante •

Con los datos de la tabla 1, calcula el voltaje para cada muestra utilizando la ley de Ohm, no olvides que el valor de la corriente está en miliamperios y el valor de voltaje deberá ser calculado en Voltios. o Recuerda que: 𝑉 = 𝐼𝑅

Muestra

Resistencia (Ohm)

Corriente(mA)

Voltaje(V)

1

220

27.3

6.006

2

274

21.9

6.0006

3

389

15.4

5.9906

4

433

13.9

6.0187

5

487

12.3

5.9901

6

531

11.3

6.0003

7

588

10.2

5.9976

8

639

9.4

6.0066

9

673

8.9

5.9897

10

720

8.3

5.976

pág. 9

Voltaje y corriente con resistencia constante •

Con los datos de la tabla 2, realiza una gráfica Voltaje vs Corriente y calcula su pendiente, recuerda que la pendiente m es: 𝑚=

∆𝑦 ∆𝑥

Encontrándose El voltaje V en el eje de las y y la corriente I en el eje de las X. VI.

RESULTADOS: a) Resistencia y corriente con voltaje constante: Compara el valor de voltaje utilizado en el simulador con el valor promedio de los valores de voltaje calculados con la ley de ohm por cada muestra en la tabla 3. Voltaje del simulador (Vsim)

6V

Voltaje promedio calculado (V)

5.99816 V

6.006+6.0006+5.9906+6.0187+5.9901+6.0003+5.9976+6.0066+5.9897+5.976 10

Vp= Vp=5.99816 Hallando el error porcentual Vexp−Vp %e= 𝑥100 𝑉𝑒𝑥𝑝 %e=

6−5.99816 6

𝑥100

%e=0.000306 b) Voltaje y corriente con resistencia constante: Encuentre el valor de la pendiente en la gráfica y en qué unidades está dada. Analice lo que representa. m

m=

∆y

0.5

V

=0.5 =0.5𝐾𝛺 ∆𝑥 𝑚𝐴

pág. 10

A medida de que el valor de la intensidad aumenta el voltaje actúa de manera proporcional aumentando su valor .

VII.

CONCLUSIONES:

-Concluimos que 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 un alambre con una diferencia potencial constante -Según las gráficas podemos concluir que hay una proporción, entre la intensidad de la corriente y la diferencia de potencial, es decir, que al aumentar la diferencia de potencial aumenta la intensidad de la corriente. Con el grafico del experimento N2 se comprueba la Ley de Ohm que dice que la corriente es proporcional a la diferencia de potencial. - En una resistencia fija, cuanto mayor es el voltaje a través de un resistor, mayor es la corriente -La ley de Ohm se cumple para circuitos en serie y paralelo VIII. CUESTIONARIO: •

¿Qué relación de proporcionalidad encuentra entre la resistencia y la corriente?

Son inversamente proporcionales, ya que si despejamos cualquiera de las dos , podemos darnos cuenta que si una aumenta , la otra disminuye y viceversa

¿Qué relación de proporcionalidad encuentra entre el voltaje y la corriente? Son directamente proporcionales a medida que uno aumenta su valor el otro también •

pág. 11

•

¿El valor promedio de voltaje calculado es igual, muy próximo o alejado del valor de voltaje usado en el simulador? ¿Por qué?

Se encuentra demasiado cercano al valor, nos arroja un error casi nulo de 0.000306 % •

La pendiente calculada ¿es positiva o negativa? ¿Por qué?

Positiva porque los valores van aumentando progresivamente •

¿Qué representa la pendiente encontrada en la gráfica Voltaje vs Corriente?

Representa el valor de la resistencia en𝐾𝛺 , porque estamos dividiendo el Eje Y (Voltaje) y Eje x(Intensidad)

IX.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: •

BOYLESTAD, R. L. (2011). Introducción al análisis de circuitos (12a. ed.). México, México: PEARSON EDUCACIÓN.

•

E. BRENNER-M, Javid. (1977). Análisis de Circuitos en Ingeniería. Mc Graw Hill.

•

RAS, Enrique (1975). Transformadores de Potencia de Medida y de Protección Marcombo Boixareu Editores.

•

HAYT, William-KEMMERLY, Jack. Análisis de Circuitos en Ingeniería. Mc. Graw Hill

•

ZEINES, Benjamín. Análisis de Circuitos Eléctricos.

•

FITZGERALD-HIGGINBOTHAM-GRABEL. Fundamentos de Ingeniería Eléctrica.Mc Graw Hill.

pág. 12...