Teoría: Ley de Ohm

La ley de Ohm es la ley básica para el flujo de la corriente. La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. George Simon Ohm (1787-1854), fue el creador de esta ley. Ohm fue un físico alemán conocido por sus investigaciones de las corrientes eléctricas. Su formulación de la relación entre intensidad de corriente, diferencia de potencial y resistencia contribuye a la Ley de Ohm. La unidad de resistencia eléctrica se denominó ohmio en su honor y fue definida en 1893 como la resistencia estándar de una columna de mercurio.

Ohm establece en su ley que la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada a un circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total de circuito. Esta ley suele expresarse mediante la formula I = V/R, donde I representa la intensidad de la corriente medida en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios.

Un circuito en serie es aquel en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación en circuitos paralelos.

La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto de la corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de corriente alterna deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitan cías.

Como en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias. Si las resistencias están en paralelo, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la formula:

Total = 1

1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +…

El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de la resistencia en su componente y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o en circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la resistencia. En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están dispuestas de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos se unen en un único conductor, y todos los negativos en otro, de forma que cada unidad se encuentra en realidad en un derivación paralela.

Procedimiento

a. Relación entre la diferencia de potencial y la corriente manteniendo la resistencia constante.

Se tomaron dos resistencias variables, cada una con un valor de 1000 Ω, la resistencia dividió en espacios de 4 centímetros y se obtuvieron 8 espacios.Luego se armó el circuito correspondiente, colocando en serie l fuente, la resistencia variable y el amperímetro. Después se conectó el voltímetro en la resistencia estudiada.

Luego se ajusta la fuente a 10 V y la resistencia variable 1 se le variaba la longitud para comprobar si la resistencia se mantenía constante.

b. Relación entre la diferencia de potencial y la resistencia cuando la corriente se mantiene constanteSe armó el circuito correspondiente, se mantuvo constante el valor de la fuente.Es este circuito se comenzaba a medir a los 4 centímetro la corriente que marcaba en ese punto tenía que mantenerse constante y para eso se movía la otra resistencia ajustando la misma para que la corriente fuese igual al valor.Por último se calculó la resistencia del reóstato por tramos de 4 centímetros esto para poder comprobar que la corriente se mantiene constante.

Materiales

Resultados

a. Relación entre diferencia de potencial y la corriente manteniendo la resistencia constante.

Con RV1 trabaje con valor constante. Luego disminuya la longitud de Rv2 en pasos sucesivos de 4 cm. Y anote os valores en la siguiente tabla N.° 1

Tabla N. °1

L₂(cm) 32 28 24 20 16 12 8 4I(mA) 5.00 5.30 5.70 6.20 6.70 7.30 8.00 8.90V₁(v) 5.00 5.30 5.70 6.20 6.70 7.30 8.00 8.93

Haga una gráfica que muestre la variación de la corriente en función de la diferencia de potencial

4 5 6 7 8 9 100123456789

10

I vs V

voltaje(V)

corr

ient

e(m

A)

¿Qué relación hay entre la corriente y la diferencia de potencial?

La relación entre la diferencia de potencial y la corriente se basa en que estas son directamente proporcionales; 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.

La pendiente de dicho gráfico representa el valor de la resistencia

¿Puede usted expresar matemáticamente una relación matemática entre estas dos variables?

V = I x R 

R= V / I

Donde I es la corriente, R es la resistencia y V el voltaje.

Esta relación matemática nos permite encontrar la resistencia del circuito.

¿Cuál es el valor y unidad, de la constante de proporcionalidad?

K=8.9875x 109 N .M 2/C2

b. La relación entre la diferencia de potencial y la resistencia cuando la corriente se mantiene constante.

Sobre un tramo sucesivo sobre RV1, le la diferencia de potencial. Conserve corriente constante ajustando RV2.Valor de la constante en el circuito: 8.6mA

Tabla N. °2

L₁(cm) 4 8 12 16 20 24 28 32V₁(v) 1.35 2.47 3.40 4.30 5.50 6.34 7.55 8.85

Haga una gráfica de la diferencia potencial en función de la longitud del alambre

0 5 10 15 20 25 30 350123456789

10

V vs ltud

longitud (cm)

volta

je (V

)

¿Qué relación hay entre la resistencia y la longitud?

La relación que existe entre ambas es que la resistencia es directamente proporcional a la longitud de un material (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su grosor (disminuye conforme aumenta su grosor).

¿Qué relación matemática puede establecerse entre estas variables?R = (L / A) · ρ 

L es la Longitud del conductor A es el área transversal del conductor A= (Pi) r ^ 2 y r= φ/2 ρ se llama coeficiente de resistividad 

Tabla n. °3

L₁(cm) 4 8 12 16 20 24 28 32V₁(v) 1.35 2.47 3.40 4.30 5.50 6.34 7.55 8.85

RV1(Ω )

145.8 637.38 1203.38 2051.1 3283.5 4564.8 6342 8549.1

Grafique la diferencia potencial en función del valor de la resistencia

0 200 400 600 800 1000 12000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

V vs R

resistencia(Ω)

volta

je(V

)

¿Cuál es el valor numérico y la unidad de la pendiente de esta grafica?

Valor numérico Pendiente=5.5−4.3625−477

=8 x10−3

Unidad de medida= V/Ω

Análisis de resultados

1. Determinar la resistencia del circuito y utilizando la teoría de errores, y el error en la medición

%Error=|2000Ω−1932Ω2000Ω |=3.4%

Resistencia medida en el circuito: valor experimental 1932 Ω  El reóstato 1 media 968El reóstato 2 media 964

Resistencia calculada manualmente: valor teórico 2000 Ω