Laboratorio fisica iii ley de ohm

Laboratorio de Física IIIElectricidad y Magnetismo

Ley de OhmFecha: Octubre 07 de 2013.

LABORATORIO N-2 07- OCTUBRE -2013

LEY DE OHM EN CIRCUITOS MIXTOSOhm's Law In Mixed Circuits

Diego Andrés Lara.a, Brandon Torres.b, Joel Yesid Garrido.c, Lizeth Escobar.d.

a UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA.b UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA.c UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA.d UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA.

Resumen

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A través de esta experiencia buscamos aplicar los conceptos de ley de ohm aprendido en las clases, de una manera práctica y vivaz. Así mismo, se busca estar en la capacidad de identificar las características de un material a través de sus graficas y de este modo encontrar las diferencias entre ellos y las razones de estas diferencias. Por otro lado, por medio de la experiencia de laboratorio, se verá la relación del voltaje, resistencia, corriente, entre aspectos que pueden llegar a definir el tipo de material.

Palabras Claves: Ley de Ohm, Corriente, Resistencia Eléctrica, Intensidad, Circuito Eléctrico, Circuitos en Serie y Paralelo, Circuito Mixto.

Abstract

Through this experience we try to apply the concepts of Ohm's law being taught in class, in a practical and lively way. Likewise, we try to be able to

Autor principal et al.: Título

identify the characteristics of a material through its graphics and thus find the differences between them and the reasons for these differences. In addition, through laboratory experiment, we can see the relationship between voltage, resistance, current, including issues that may come to define the type of material.

Keywords: Ohm's Law, Power, Electrical Resistance, Current, Electric Circuit, Series and Parallel Circuits, Circuit Board.

1. Introducción

Con este laboratorio se quiere caracterizar e identificar las aplicaciones que definen y comprueban la ley de Ohm. El estudio de la ley de Ohm y los circuitos de corriente continua es un excelente método para aprender a manejar conexiones e instrumentos de medida como el voltímetro, 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. Por medio del análisis y preparación de esta práctica los estudiantes realizaron medidas de voltaje, intensidad y resistencia, por lo que lograron adquirir cierta soltura en el manejo de los circuitos eléctricos y los montajes que se realizaron durante el experimento.

Para ello el objetivo primordial de esta práctica es determinar el valor de unas corrientes determinadas, mediante la utilización de esta ley la cual establece una relación lineal entre la tensión aplicada entre los extremos de la resistencia y la corriente eléctrica que la atraviesa. La constante que relaciona ambas magnitudes es precisamente el valor de la resistencia eléctrica, de forma que se cumple:

V = R • I

Introduccion Teorica

Ley De Ohm

La Ley de Ohm establece que La intensidad de la corriente eléctrica que pasa por un conductor en un circuito es directamente proporcional a la

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diferencia de potencial aplicado a sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor.

I = V / R

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).

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

V = I * R

Al despejar la resistencia de la expresión matemática de la ley de Ohm tenemos que

R = V / I

R (en Ohm)= V (en volts)/I (en amperes) es decir 1ohm=V/A

La ley de Ohm presenta algunas limitaciones como son:

Se puede aplicar a los metales pero no al carbón o a los materiales utilizados en los transistores.

Al utilizarse esta ley debe recordarse que la resistencia cambia con la temperatura, pues todos los materiales se calientan por el paso de corriente.

Algunas aleaciones conducen mejor las cargas en una dirección que otra.

Circuitos En Serie

La distribución usual de resistencias en serie, determina que la corriente en este tipo de conexión está igual en todos los puntos y que la suma de los voltajes parciales son el voltaje total.

I = V / Rtotal Rtotal = R1 + R2 + R3 … + Rn

Vtotal = VR1 + VR2 + VR3 … + VRn

Circuitos En Paralelo3


En una distribución en paralelo de resistencias o consumidores en un circui-to en todas las partes está aplicado el mismo voltaje.V = VR1 = VR2 = VRn

Por cada una de las ramas de corriente para una corriente parcial, la suma de las corrientes parciales es la corriente total.

I total = I1 + I2 + I3

El valor de la corriente total depende de la tensión aplicada y de la resistencia total:

I total = V / Rtotal

La adición de las conductancias individuales de las resistencias representa otra posibilidad de calcular la resistencia total de una conexión en paralelo.

G total = 1 / Rtotal Gtotal = G1 + G2 + G3

… + Gn

2. OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES.

Comprobar la ley de Ohm mediante un circuito mixto de resisten-cias en serie y paralelo.

Desarrollar algunas capacidades básicas necesarias para utilizar de manera correcta los equipos del laboratorio, construir circui-tos electrónicos y describir el comportamiento y rendimiento de dichos circuitos.

Identificar la norma estándar para dibujar esquemas electrónicos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:4


Emplear la ley de Ohm para determinar valores de corrientes.

Establecer la relación empírica entre el voltaje V y la resistencia R, para determinar corrientes.

Comprobar la ley de ohm y verificar las fórmulas para determinar asociaciones de resistencias en serie y paralelo.

Familiarizarse con los elementos electrónicos básicos - pasivos.

MARCO TEORICO

Resistencia:

“La resistencia R se define como la oposición al flujo de carga eléctri-ca. Aunque la mayor parte de los metales son buenos conductores de la electricidad, todos ofrecen alguna oposición al flujo de carga eléc-trica que pasa a través de ellos. Esta resistencia eléctrica es estable para muchos materiales específicos de tamaño, forma y temperatura conocidos.”

Voltaje: “Trabajo que realiza el campo eléctrico por uni-dad de carga que se desplaza entre dos puntos.”

Corriente eléctrica: “Movi-miento de cargas eléctricas, positivas o negativas, a través de un conductor. “

Amperio: “Unidad de corrien-te en el sistema internacio-nal.”

Circuito: “Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, in-ductores, condensadores, fuentes, interruptores y semi-

conductores) que contiene al menos una trayectoria cerra-da. Los circuitos que contie-nen solo fuentes, componen-tes lineales (resistores, con-densadores, inductores) y ele-mentos de distribución linea-les (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para de-terminar su comportamiento en corriente directa o en co-rriente alterna. Un circuito que tiene componentes elec-trónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mu-cho más complejos.”

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Ley de Ohm: “La tensión en una resistencia es igual al producto del valor de dicha resistencia por la corriente que fluye a través de ella.”

Nodo: “Punto de un circuito donde concurren más de dos conductores. A, C, B, D, E son nodos. Nótese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de poten-cial o tener tensión 0 (VA - VC = 0).”

Rama: “Conjunto de todas las ramas comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete rama-les: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Ob-viamente, por un ramal sólo puede circular una corrien-te.”

Malla: “Cualquier camino ce-rrado en un circuito eléctri-co.”

Fuente: “Componente que se encarga de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de ten-sión, E1 y E2.”

Conductor: “Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el cir-cuito.”

Circuito en Serie: “Un circui-to en serie es un circuito don-de solo existe un camino des-de la fuente de tensión (co-rriente) o a través de todos los elementos del circuito, hasta regresar nuevamente a la fuente. Esto indica que la misma corriente fluye a tra-vés de todos los elementos del circuito, o que en cual-quier punto del circuito la corriente es igual.”

Circuito en Paralelo: “Un cir-cuito en paralelo es un circui-to que tiene dos o más cami-nos independientes desde la fuente de tensión, pasando a través de elementos del cir-cuito hasta regresar nueva-mente a la fuente.”

Corriente Electrica: “La co-rriente eléctrica o intensi-dad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. 1 Se debe al movi-miento de las cargas (nor-malmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina am-perio.”

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


Multimetro:” Un multímetro, también denominado polí-metro, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como co-rrientes y potenciales (ten-siones) o pasivas como resis-tencias, capacidades y otras.”

Protoboard o Breadbord: “Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componen-tes electrónicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experi-mentar con circuitos electró-nicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo.”

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Materiales Utilizados

Fuente de alimentación variable

Multimetro digital

Protoboard

Resistencias

2 diodos LED.

Conductores

Cables de conexión

Montaje.7


Procedimiento

1. Se realiza el montaje del circuito indicado en la figura.2. Elegir una de las resistencias, considerar la potencia permitida.3. Realizar mediciones ajustando la fuente para tensiones de 5V, 10V, 15V, y 20V.4. Reemplazar la resistencia y realizar todo el procedimiento ante-rior.5. Con los datos obtenidos y para cada resistencia, dibujar la relación voltaje – corriente y calcular su valor realizando la regresión lineal.

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i=VR

METODOLOGIA

En la práctica de laboratorio se de-sea experimentar demostrando por medio de la construcción de un cir-cuito, como poco a poco va variando la intensidad o corriente cuando a esta se le modifica el valor del vol-taje. Lo que conlleva a que podamos variar el voltaje que le es aplicado a una de estas resistencias, para lue-go conectar el multimetro el cual nos arroja el valor de la resistencia o si no empleando la valor que se le da a cada uno de los colores para poder también

calcular el valor de estas mismas que se supone es muy cercano al valor que puede arrojar el multime-tro, hecho que es suficiente para emplear la ley de ohm la cual nos permite calcular el valor de la co-rriente en uno de los puntos cual-quiera del circuito. Por último to-mando el respectivo valor de cada corriente y colocando en una tabla de datos la relación entre el voltaje y la corriente, se realiza una grafica la cual permite determinar si el vol-taje es inversa o directamente pro-porcional a la corriente.

TOMA DE DATOS:

TABLA DE DATOSMasa Periodo Cuadrado el

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oscilanteM(kg)

ExperimentalTexp(S)

periodo Texp^ (S)

40 gr 1,550 2,402550 gr 1,636 2,676560 gr 1,765 3,115280 gr 1,803 3,2508

100 gr 1,866 3,4819

Datos del carro con una misma masa.

TABLA DE DATOSMasa oscilante

M(gr)polea

Masa oscilante del carrito

m(gr)

Periodo experimental

Texp (S)

40 gr 40 1,82210


50 gr 40 1,74560 gr 40 1,87280 gr 40 1,919

100 gr 40 1,957

Datos del carro con diferentes masas.

TABLA DE DATOSMasa oscilante

M(gr)

Masa del carritom(gr)

Periodo experimental

Texp (S)

Cuadrado del periodo T exp^2(s) ^2

60 gr 40 1,876 3.51960 gr 100 2,036 4.14560 gr 120 2,097 4.39760 gr 140 2,138 4.57160 gr 160 2,187 4.782

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T exp^2 =f(m)( periodo experimental al cuadrado en función de la masa.

Calcular el valor numérico.∏= 3.14K=17 cm

4(3.14) ^2/17 cm= 2.32cm

La relación de proporcionalidad entre la masa y el periodo es que a mayor masa aumenta el periodo experimental.

Formula que permite calcular el periodo de oscilación.

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CONCLUSIONES

La ley de OHM se cumple tanto en circuitos en serie como en cir-cuitos en paralelo.

La ecuación matemática que describe la relación entre la co-rriente y el voltaje es I= V/R; de la fórmula podemos concluir que la resistencia es inversamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula por un alambre con una diferencia de potencial constante.

Los conocimientos de la ley de Ohm recibidos en clase fueron llevados a la práctica de laborato-rio y se ha observado como la ley se cumple.

En un circuito en serie los volta-jes generados por las resistencias no permanecen constantes. Sin

embargo, la suma de estos tiene que ser igual al voltaje emitido por la fuente. La corriente en un circuito en serie es constante, es decir que cada resistencia, expe-rimenta la misma corriente.

En un circuito en paralelo el vol-taje tiene que ser el mismo para cada una de las resistencias, es decir que debe permanecer cons-tante.

Se aprendió hacer mediciones de voltajes, resistencias y corrientes eléctricas y a establecer relacio-nes entre estos valores según el tipo conexión con la que se esté trabajando.

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BIBLIOGRAFIA

Guía de Laboratorio de Física Electricidad: (LEY DE OHM III)

Física Electricidad_Para estu-diantes de Ingeniería-(Apuntes de clase)

http://grupo13inge.blogspot.com/p/guia-de-laboratorio-ley-de-ohm.html

http://www.slideshare.net/gueste5d249d/experiencia-no-4-ley-ohm

http://www.ual.es/~mnavarro/Practica18.pdf

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

http://josecolo.blogspot.com/2013/01/circuitos-electricos-serie-paralelo-y.html

http://www.slideshare.net/felipenieto1818/ley-de-ohm-17434050

http://www.slideshare.net/diego_fer/savedfiles?s_title=ley-de-ohm-laboratorio&user_login=isabellafilth

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http://www.taringa.net/posts/info/6540281/Circuitos-

electricos-en-serie-y paralelo.ht-ml

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Engineering

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