Ley de Ohm

Materiales ohmnicos. Unidades de medida. Objetivos. Materiales. Marco teórico. Desarrollo de la práctica. Interpretación resultados. Análisis. Conclusiones

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PRACTICA Nº 5

LEY DE OHM

Electricidad y Magnetismo

Universidad Francisco de Paula Santander

Facultad de Ciencias Agrarias y del Ambiente

Ingeniería Biotecnológica

Cúcuta

2 de Noviembre del 2008

INTRODUCCION

Con la realización de esta practica podremos experimentar que materiales son ohmnicos y cuales no, retomando el tema de circuitos, resistencias, intensidad de corriente eléctrica, ya que todo se encuentra directamente relacionado con la Ley de Ohm.

Emplearemos unidades del sistema internacional, I(intensidad en amperios); V(diferencia de potencial en voltios) y R(para resistencias en Ohmnios).

También encontraremos que existe una relación entre la tensión de la batería, el valor de la resistencia y la corriente que entrega la batería y que circula a través de dicha resistencia, esta relación es I=V/R, y se conoce como la Ley de Ohm.

OBJETIVOS

  • Comprobar experimentalmente la Ley de Ohm
  • Comprobar experimentalmente que no todos los materiales son óhmicos.

MATERIALES

  • Multímetro
  • Cinco resistencias
  • Bombillo
  • Fuente
  • Caja de conexiones
  • Conectores

MARCO TEORICO

La Ley de Ohmestablece que "La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un dispositivo es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la siguiente ecuación:

Donde, empleando unidades del Sistema internacional, tenemos que:

  • I = Intensidad en amperios (A)
  • V = Diferencia de potencial en voltios (V)
  • R = Resistencia en ohmios (Ω).

Esta ley define una propiedad específica de ciertos materiales por la que se cumple la relación:

Un conductor cumple la Ley de Ohm sólo si su curva V-Ies lineal, esto es si Res independiente de Vy de I.

Sin embargo, la relación:

Sigue siendo la definición general de la resistencia de un conductor, independientemente de si éste cumple o no con la Ley de Ohm.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más el paso de la corriente eléctrica que otros, cuando el valor de la resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, si la resistencia aumenta, la corriente disminuye y, viceversa, si la resistencia disminuye la corriente aumenta, siempre y cuando, en ambos casos, el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.

Por otro lado, de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

Se dan 3 Casos:

V = I x R          I = V / R           R = V / I

- Con la resistencia fija. La corriente sigue a la tensión. Un incremento en la tensión, significa un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento en la tensión.
- Con el voltaje fijo. Un incremento en la corriente, causa una disminución en la resistencia y un incremento en la resistencia causa una disminución en la corriente.
- Con la corriente fija. El voltaje sigue a la resistencia. Un incremento en la resistencia, causa un incremento en el voltaje y un incremento en el voltaje causa un incremento en la resistencia

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

1. Mida con el milímetro las diferentes resistencias que va a utilizar en este experimento.

2.Relación entre el potencial y la corriente (R constante)

Consigne los datos en la tabla 1.

2.1. Monte el circuito de la figura 1. Verifique que las polaridades de los instrumentos de medida que sean las correctas. (en todos los casos pida al instructor el visto bueno antes de encender la fuente de voltaje).

2.2.Encienda la fuente y ponga el control de tensión en mínimo voltaje. Mida la diferencia de potencial V y la intensidad de corriente Ia través de las resistencias.

2.3.Ahora mueva el control de tensión para crear una diferencia de potencial diferente de cero (por ejemplo i voltio) entre los extremos de la resistencia y lleve estos valores ala tabla 1

2.4. Repita la operación anterior para unas 4 tensiones diferentes (aumentando en 2 o3 voltios cada vez) y tabule los resultados.

2.5. Repita los pasos anteriores con otra resistencia y elabore una nueva tabla de datos para ella tabla1.

3. Relación entre la intensidad de corriente y la resistencia (V constante)

3.1. Ahora vuelva montar el circuito de la figura 1.Escoja un valor de voltaje en la fuente (12V) y manteniendo el voltaje fijo escogido, coloque una por una las resistencias y mida la corriente cada vez y registre la corriente para cada resistencia en la tabla 2.

4. Relación entre V e I para cada elemento no lineal

Consigne los datos en la tabla 2

4.1. Mida el valor de la resistencia del bombillo

4.2.Monte nuevamente el circuito de la figura 1 conectado un bombillo (resistencia de tungsteno) en lugar de la resistencia R

4.3.Moviendo el control de tensión varié la caída de potencial en el bombillo. Mida la corriente en el bombillo para cuatro diferentes valores de la tensión sin sobrepasar 12 V. Apague la fuente y espere unos segundos antes de hacer cada lectura para que la resistencia del filamento se estabilice.

4.4.Establezca un voltaje en la fuente (10Voltios) y deje el bombillo conectado un lapso se tiempo considerable. Retire el bombillo e inmediatamente mida con el ohmnimetro la resistencia del bombillo caliente.

INTERPRETACION DE RESULTADOS

5.1. Represente en la misma grafica los resultados experimentales obtenidos en la 4.2 para las dos resistencias, llevando la tensión V a la ordenada y la corriente I a la abscisa (tabla 1). Calcule el valor de cada una de las resistencias a partir de las graficas (pendiente) y compare con el valor medido.

5.2. Represente gráficamente los valores experimentales obtenidos en 4.3.1 (tabla 2), llevando la corriente I a la ordenada y la resistencia R a la abscisa.

5.3 Represente gráficamente V vs. I con los datos obtenidos en 4.3.

5.4 Para cada valor de V aplicado al bombillo calcule la resistencia R y la potencia P (P=) CORRESPONDIENTE. Consigne sus datos en una tabla y grafique R en función de P.

DATOS OBTENIDOS

Resistencias:

R1= 983 Ω

R2= 260 Ω

R3= 249 Ω

R4= 316 Ω

R5= 522 Ω

Tabla 1. Tabla 1.

Resistencia Nº 1 Resistencia Nº 2

Valor: 983Ω Valor: 260Ω

V

I

1.9 V

1.8 μ A

3.93 V

3.9 μ A

6.1 V

6.1 μ A

7.9 V

7.8 μ A

V

I

2.6 V

7.4 μ A

4.05 V

14.7 μ A

5.96 V

21.9 μ A

8.04 V

30.1 μ A

Tabla 2. Tabla 3.

Voltaje: 11.35 V Resistencia bombillo frío: 38 Ω

Resistencia bombillo caliente: 26Ω

R

I

R1= 983 Ω

12 μ A

R2= 522 Ω

23 μ A

R3= 316 Ω

36 μ A

R4= 260 Ω

40 μ A

R5= 249 Ω

53 μ A

V

I

2.03 V

106 μ A

4.02 V

155.4 μ A

6.2 V

181 μ A

8 V

197 μ A

ANALISIS DE LOS RESULTADOS

6.1. A partir del grafico obtenido en 5.1. Que relación existe entre I y V?

  • Existe una relación directamente proporcional ya que a medida que el la corriente aumenta también aumenta el voltaje en la resistencia, sus valores fueron casi iguales, por esto se cumple la Ley de Ohm.

6.2.Podemos considerar que todas las resistencias empleadas en esta práctica se comportan como resistencias óhmicas?

  • Las 5 resistencias utilizadas en las tablas 1 y 2 cumplen la Ley de Ohm pues su resistencia no variaron, en cambio el bombillo en la tabla 3 no cumple la ley de ohm por que su resistencia varía.

6.3. Que clase de curva es la representada en la grafica obtenida en 5.2? que relación existe entre I y R cuando V es constante.

  • Es una parábola que significa que la corriente es inversamente proporcional a la resistencia, esto quiere decir, que a medida que el valor de la resistencia aumenta el de la corriente disminuye.

6.4.Es posible calcular el valor de una resistencia con ayuda de un multímetro que no posea ohnimetro? Como?

  • Si se puede calcular el valor de la resistencia (R) midiendo el valor del voltaje (V) y el de la corriente (I) y estos se reemplazan en la formula.

R = V / I

6.5. Existe discrepancia entre la forma de la curva obtenida en 5.1 y la obtenida en 5.2 por que?

  • Por que al ser directamente proporcional el voltaje con la corriente producen una línea recta pues sus valores aumentan, en cambio en la figura 5.2 la corriente es inversamente proporcional a la resistencia formando una parábola por que los valores de la resistencia aumenta mientras que los de la corriente disminuye.

6.6.Que concluye con la grafica obtenida en 5.4?

  • Presenta un margen de error y por esto la curva no da lineal.

6.7.El valor de la resistencia medida en 4.4. Es igual a la medida en 4.1? Explique.

  • No, es diferente ya que la resistencia del bombillo frío es mayor que la resistencia con el bombillo caliente por que la temperatura afecta la resistencia en el bombillo.

6.8.Los artículos periodísticos con frecuencia contienen oraciones como “10.000 voltios de electricidad recorrieron el cuerpo de la victima”¿Por qué es errónea esta expresión?

  • Por que lo que atraviesa a la persona no es el voltaje sino la corriente eléctrica y es la que causa el daño en el cuerpo humano; los voltios es el voltaje que manda el aparato.

6.9.Si la corriente que circula por un cuerpo es la que determina que tan serio seria un choque eléctrico en una persona ¿Por qué se ven anuncios de “alto voltaje”en vez de “alta corriente”cerca de los equipos eléctricos?

  • Por que el “el alto voltaje” advierten que es la magnitud de los voltios que puede desprender el equipo y puede desprender la misma corriente que es lo que recorre el circuito, pues los valores son casi los mismos ya que son directamente proporcionales.

CONCLUSIONES

  • El bombillo utilizado en esta practica es un material no ohmnico, debido a que su voltaje y su corriente no son directamente proporcionales, por tal motivo observamos una curva en la grafica.
  • Con los datos obtenidos en la práctica, y después de realizar la grafica podemos decir que la relación que existe entre el potencial (V) y la intensidad de corriente (I), es directamente proporcional, ya que las dos aumentaban en una misma razón.
  • También observamos que

BIBLIOGRAFIA

http://www.unicrom.com/Tut_leyohm.asp

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm

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