Informe Ley de Ohm

7/17/2019 Informe Ley de Ohm

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INTRODUCCIÓN

En el siguiente laboratorio, evaluaremos las condiciones de la ley de Ohm y los

circuitos de corriente continua que es un excelente método para aprender a

manejar conexiones e instrumentos de medida como el multímetro, amperímetro y

fuente de alimentación y darse cuenta de que es fácil confundir una conexión, con

lo que la experiencia no funciona Esto pone de manifiesto la necesidad de tener

un esquema del montaje antes de iniciar cualquier manipulación !or medio del

análisis y preparación de esta práctica los estudiantes deben hacer muchas

medidas de voltaje, intensidad y resistencia, por lo que van a adquirir cierta soltura

en el manejo del multímetro "simismo les va a permitir darse cuenta de la

necesidad de tabular todas las medidas reali#adas para después hacer su

representación gráfica y la ecuación correspondiente

OBJETIVOS

Estudiar la ley de O$%

&eterminar la relación entre la corriente que pasa por un resistor y sus

diferencias de potencial Encontrar la ecuación matemática que relaciona la corriente y el voltaje

en un resistor



I. FUNDAMENTO TEÓRICO

I.1. LEY DE OHM

'a ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos

de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre

dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos

magnitudes &icha constante de proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que

es inversa a la resistencia eléctrica

Enunciado(

'a corriente que fluye a través de un conductor es proporcional al voltaje aplicado

entre sus extremos, teniendo en cuenta que la temperatura y demás condiciones

se mantengan constantes

$ay que tener en cuenta que no se menciona la resistencia, sino que simplemente

éste es el nombre dado a la constante de proporcionalidad involucrada

Fig. 1: Proporcio!"i#!# $%r$ $" &o"%!'$ ( "! corri$%$.

)onsiderando la resistencia como el inverso de la constante m, la corriente como

la variable y, y el voltaje como la variable dependiente x &e esta manera se

establece una relación de proporcionalidad entre el voltaje y la corriente(



I)V*R

'as unidades básicas presenten son(

*ensión o voltaje +-, en volt ./

0ntensidad de la corriente - 0 -, en ampere ."/ 1esistencia -1- en ohm .2/ de la carga o consumidor conectado al circuito

I.+. DENSIDAD DE CORRIENTE

'a densidad de corriente eléctrica se define como una magnitud vectorial que tiene

unidades de corriente eléctrica por unidad de superficie %atemáticamente, la

corriente y la densidad de corriente se relacionan como(

Fig. +: D$,i#!# #$ Corri$%$

'a densidad de corriente puede ser no uniforme y podemos expresar la corriente

que atraviesa un elemento de una superficie como( di 3 4d"

I.-. CONDUCTIVIDAD ELCTRICA

Es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente eléctrica a través

de sí *ambién es definida como la propiedad natural característica de cada



cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones pueden pasar por él

aría con la temperatura Es una de las características más importantes de 5o

confundir con la conductancia, que la inversa de la resistencia

'a conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto, y su unidades el 67m .siemens por metro/

Fig. -: Co#/c%i&i#!# $"0c%ric!

I.3.1. CONDUCTIVIDAD EN DIFERENTES MEDIOS

'os mecanismos de conductividad difieren entre los tres estados de la materia(



6ólidos los átomos como tal no son libres de moverse y la conductividad se

debe a los electrones %etales existen electrones cuasi8libres que se pueden mover muy

libremente por todo el volumen

"islantes, muchos de ellos son sólidos iónicos, apenas existen electroneslibres y por esa ra#ón son muy malos conductores

A. Co#/c%i&i#!# $ $#io, "23/i#o,

'a conductividad en medios líquidos .disolución/ está relacionada con la

presencia de sales en solución, cuya disociación genera iones positivos y

negativos capaces de transportar la energía eléctrica si se somete el líquido a

un campo eléctrico Estos conductores iónicos se denominan electrolitos o

conductores electrolíticos

Fig. 4: Co#/c%i&i#!# $ $#io, "23/i#o,.

B. Co#/c%i&i#!# $ $#io, ,5"i#o,

6eg9n la teoría de bandas de energía en sólidos cristalinos, son materiales

conductores aquellos en los que las bandas de valencia y conducción se

superponen, formándose una nube de electrones libres causante de la

corriente al someter al material a un campo eléctrico Estos medios

conductores se denominan conductores eléctricos



Fig. 6: Co#/c%i&i#!# $ $#io, ,5"i#o,.

I.4. POTENCIA ELCTRICA

!otencia es la velocidad a la que se consume la energía 6i la energía fuese un

líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo

contiene'a forma más simple de calcular la potencia que consume una carga activa o

resistiva conectada a un circuito eléctrico es multiplicando el valor de la tensión en

volt ./ aplicada por el valor de la intensidad .0/ de la corriente que lo recorre,

expresada en "mper !ara reali#ar ese cálculo matemático se utili#a la siguiente

fórmula(

! 3 x 0

'a potencia se mide en joule por segundo .47seg/ y se representa con la letra +!:

;n 47seg equivale a < =att .>/, por tanto, cuando se consume < joule de potencia

en un segundo, estamos gastando o consumiendo < =att de energía eléctrica

'a unidad de medida de la potencia eléctrica +!: es el +=att:, y se representa con

la letra +>:

!ara )onductores metálicos



I.6. RESISTENCIA ELCTRICA

1esistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de

las cargas eléctricas o electrones )ualquier dispositivo o consumidor conectado a

un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la

circulación de la corriente eléctrica

Fig. 7: E"$c%ro$, 8"/($#o por / 9/$ co#/c%or $"0c%rico.

En función del valor de esta propiedad, los materiales se clasifican en

conductores, semiconductores o aislantes( Co#/c%or$,: 6on los elementos que presentan una oposición muy

peque?a al paso de los electrones a través de ellos@ es decir, presentan una

resistencia eléctrica muy baja )omo ejemplo de buenos conductores

eléctricos podemos nombrar a los metales S$ico#/c%or$,: 6on un grupo de elementos, o compuestos, que tienen

la particularidad de que bajo ciertas condiciones, se comportan como

conductores )uando estas condiciones no se dan, se comportan como

aislantes )omo ejemplo podemos nombrar al germanio, al silicio, al

arseniuro de galio Ai,"!%$,: 6on los materiales o elementos que no permiten el paso de los

electrones a través de ellos )omo ejemplo podemos nombrar a los

plásticos

C"c/"o #$ "! r$,i,%$ci! $"0c%ric! #$ / !%$ri!" !" p!,o #$ "! corri$%$ ;I<



!ara calcular la resistencia .1/ que ofrece un material al paso de la corriente

eléctrica, es necesario conocer primero cuál es el coeficiente de resistividad o

resistencia específica + . .rho/ de dicho material, la longitud que posee y el área

de su sección transversal

!ara reali#ar el cálculo de la resistencia que ofrece un material al paso de la

corriente eléctrica, se utili#a la siguiente fórmula(

&e donde(

1 3 1esistencia del material en ohm . /

)o 3 Eficiente de resistividad o resistencia específica del material en, a una

temperatura dada l 3 'ongitud del material en metros

s 3 6uperficie o área transversal del material en mmA

I.6.1. C5o I8"/($ L! T$p$r!%/r! E L! R$,i,%$ci! D$" Co#/c%or

'a temperatura influye directamente en la resistencia que ofrece un conductor al

paso de la corriente eléctrica " mayor temperatura la resistencia se incrementa,

mientras que a menor temperatura disminuye

6in embargo, teóricamente toda la resistencia que ofrecen los metales al paso de

la corriente eléctrica debe desaparecer a una temperatura de B CD .cero grado

Delvin/, o -cero absoluto-, equivalente a AFG,<H I) .grados )elsius/, o JKL,HL

IM .grados Mahrenheit/, punto del termómetro donde se supone aparece la

superconductividad o -resistencia cero- en los materiales conductores



En el caso de los metales la resistencia es directamente proporcional a la

temperatura, es decir si la temperatura aumenta la resistencia también aumenta y

viceversa, si la temperatura disminuye la resistencia también disminuye@ sin

embargo, si hablamos de elementos semiconductores, como el silicio .6i/ y el

germanio .Ne/, por ejemplo, ocurre todo lo contrario, pues en esos elementos la

resistencia y la temperatura se comportan de forma inversamente proporcional, es

decir, si una sube la otra baja su valor y viceversa

I.6.+. Co9i!ci5 #$ r$,i,%$ci!,

A. Co9i!ci5 $ S$ri$

'a corriente es constante

El voltaje es la suma de los voltajes en cada una de las resistencias

'a resistencia equivalente resulta de la suma de las resistencias

1eq3 1<1A



B. Co9i!ci5 $ P!r!"$"o

El voltaje es constante

'a corriente es la suma de las corrientes en cada una de las resistencias

El inverso de la resistencia equivalente resulta de la suma del inverso de las

resistencias

n R R R Rq

1

...

111

Re

1

321 ++++=



C. Circ/i%o, i=%o,



II. E>UIPO? PROCEDIMIENTO Y FUNCIONAMIENTO

II.1. E>UIPOS:

< Muente de ME%

B< %ultímetro ;niversal



BA resistencias

)ables de conexión diversos

II.+. PROCEDIMIENTO:

"/ "rmar el siguiente circuito en serie

• En este paso, procederemos a armar un circuito en serie, pero teniendo las

siguientes consideraciones3Muente



131esistencia3voltímetro .este objeto debe estar siempre en paralelo/

Fig. @: S$ o9,$r&! / circ/i%o $ ,$ri$? p!r! po#$r o,%r!r "! "$( #$ OHM.

P/ $aciendo variar la fuente entre .<8 KKvoltios/, medir la corriente +0:

Fig. : H!r$o, &!ri!r "! 8/$%$? $ /$,%ro c!,o co$!o, $ 1 &o"%io.



En esos cambios de voltios iremos apuntando los resultados obtenidos, y a

continuación se verá el resultado

II.-. OPERACIONES Y RESULTADOS:

D!%o, D$ L! Pr/$9!:

VOLTAJE(FUENTE) CORRIENTE(I) VOLTAJE

1 v 1.6 mA 0.352 mV

1.5 v 2.72 mA 0.601 mV

2 v 3.6 mA 0.795 mV

2.5 v 4.45 mA 0.939 mV3 v 5.44 mA 1.2 mV

3.5 v 6.36 mA 1.401 mV

4 v 7.25 mA 1.598 mV

4.5 v 8.15 mA 1.791 mV

5 v 9.11 mA 2.005 mV

5.5 v 9.98 mA 2.194 mV

Op$r!ci5 #$ "o, D!%o,:

!ara hallar la resistencia del circuito se usa la ley de OhmV

I = R reempla#ando

los datos en la ley de Ohm para hallar la resistencia(



R1=0.352mV

1.6mA =0.22Ω

R2=0.601mV

2.72mA =0.22Ω

R3=0.795mV

3.6mA =0.22Ω

R4=0.939mV

4.45mA =0.22Ω

.

.

.

R10=2.194mV

9.98mA =0.22Ω

1esultado del de la resistencia del circuito(

VOLTAJE(FUENTE) CORRIENTE(I) VOLTAJE RESISTENCIA(Ω)

1 v 16 0352 022

1.5 v 272 0601 022

2 v 36 0795 022

2.5 v 445 0939 022

3 v 544 12 022

3.5 v 636 1401 022

4 v 725 1598 022

4.5 v 815 1791 022

5 v 911 2005 022

5.5 v 998 2194 022

C!"c/"!#o $" !rg$ #$ $rror $#i!%$ "! #$,&i!ci5 $,%#!r:

Mormula de la desviación(



( )

11

2

1

2

1

2

−

−

=−

−

=

∑∑==

n

X n X

n

X X

S

n

i

i

n

i

i

!rimero hallemos los valores que necesitaremos para reempla#ar en la fórmula(

El valor de +n: vendría a ser <B ya que es el n9mero de datos que hemos obtenido en el

laboratorio reali#ado

El valor de

∑=

n

i

i X

1

2

!" #"!!"$%m&' m' $*+& ,'"-+& E/%! +&-+% * v*%-%

'*%-+& /"+" v"!&$ +% !" RESISTENCIA (Ω) %' +%/*$ +%%m&' #"/%$ ,-"

',m"&$*" +% /,"+$"+&' +% /"+" +"& &%-*+& %- !" RESISTENCIA (Ω).

RESISTENCIA(Ω) *2

022 00484

022 00488

022 00488

022 00445

022 00487

022 00485

022 00486

022 00483

022 00484

022 00483

04813

"' &%-%m&' ,% %! v"!&$ +%

3481.01

2

∑=

=n

i

i X



E! v"!&$ +%

2

X

v*%-% " '%$ !" m%+*" & $&m%+*& +% !" RESISTENCIA (Ω) %!%v"+"

"! /,"+$"+&

RESISTENCIA(Ω)022

022 E:IA 0219

022

022(E:IA)

2 0048

022

022

022

022

022

022

"' %! v"!&$ +%

0,0482

= X

1eempla#ando en la formula(

0,002966729

048.0*10481.0=

−=S

QR 3 <BBS 0.00296672 0296672;

R$"!ci5 $%r$ "! corri$%$ 3/$ p!,! por / r$,i,%or ( ,/, #i8$r$ci!, #$

po%$ci!".



0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.00

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

<() = > 0 ? 0.22

RELACION ENTRE LA CORRIENTE RESISTENCIA

L*-%"$ ()

CORRIENTE (I)

RESISTENCIA (Ω)

Ec/!ci5 !%$%ic! 3/$ r$"!cio! "! corri$%$ ( $" &o"%!'$ $ / r$,i,%or.



0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.00

0.5

1

1.5

2

2.5

<() = 0.22 ? 0

RELACION ENTRE LA CORRIENTE EL VOLTAJE

L*-%"$ ()

CORRIENTE (I)

VOLTAJE



III. RESULTADOS

'os resultados obtenidos en esta práctica de laboratorio, no hay muchos

resultados de los cuales se pueda inferir y tratar de explicar el porqué de los

resultados, la variación, la diferencia entre una prueba u otra, etc "nali#aremos

la Operacionali#acion de datos y el margen de error .&esviación estándar/

'os datos que se obtuvieron al sacar la resistencia en cada uno de las veces que

se repitió el experimento .aumentando el voltaje en BK desde < KK/, presentan

una variación en los resultados de las resistencias a pesar de ser la misma

resistencia@ en vista de esto se procedió a buscar el margen de error

.Pasándonos en la desviación estándar 6/

El valor que se obtuvo de la desviación estándar que presenta la resistencia en

cada prueba es de

0,00296672

2, el cuál es el 0296672; Entonces este se

puede interpretar de la siguiente manera(

+El experimento reali#ado en la práctica de laboratorio, presenta una desviación

estándar de

0,00296672

2 en la resistencia registrada en las <B pruebas:

T la media de la resistencia es( 0.22Ω Esto se pude interpretar de la siguiente

manera(

+En la práctica de laboratorio la resistencia promedio o media fue de 0.22Ω :



IV. CONCLUSIONES

En esta práctica de laboratorio pudimos estudiar y comprender uno de los temas

tratados en la clase la ley de O$%, su aplicación en el mundo práctico e

experimental El cual es muy fascinante que nos permite estudiar y tratar las

resistencias

Pasándose en la varian#a registrada podemos concluir que el experimento fue

muy bueno con pocos errores, debido a la deviación estándar muy peque?a

registrado Entonces los resultados obtenidos son muy confiables



V. BIBLIORAFA

• Mísica Neneral ol 00, 4osé %aría de 4uana

• http(77===slidesharenet7freddyrodrigue#pdp7'eydeohm8UGK<FJAV

• Mísica ;niversitaria( 6ears WemansXy ol A Ed <<

• N0"5)O'0, & <LUU Mísica Neneral ol I ( II Ed !rentice8$all

• http(77===slidesharenet7nicoleXlinarlope#7leydeohm8AJ<KLFLJ

• $ispanoamericana 6 " %éxico <UUB p

• Mísica Neneral $éctor !ére# %ontiel !&M

• http(77===slidesharenet7"lbertB<LUL7leydeohm8GAGJKKJK

http://www.matematicaexercice.com/2014/03/fisica-general-vol-ii-jose-maria-de.html

http://wernercardenas.wordpress.com/2008/09/08/fisica-universitaria-sears-zemansky-vol-2-ed-11/



http://www.matematicaexercice.com/2014/03/fisica-general-vol-ii-jose-maria-de.html

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