LABORATORIO DE FISICA ELECTROMAGNTICAFacultad de IngenieraUNIVERSIDAD DEL ATLANTICO

Laboratorio De Resistencia y Ley De Ohm

Barranquilla ColombiaJulio del 2015

Pgina 4 de 4ResumenEn este laboratorio se llevo a cabo en 3 fases y el objetivo principal fue interpretar el concepto de resistores hmico y reconocer materiales que atribuyen a la ley de ohm. Primero se analizo el comportamiento para un valor de resistencia fijo, variando el voltaje y midiendo la corriente, en segundo lugar se armo el mismo circuito pero cambiando la resistencia por un bombillo y en tercer lugar se mantuvo el voltaje constante, variando la resistencia y midiendo la corriente. Se comprob que los materiales hmicos poseen una relacin lineal entre la corriente y el voltaje. Tambien se comprobo que el bombillo a una tensin menor a la requerida por este, se comporta como un resistor no hmico lo cual es lo mismo que decir que su resistencia no permanece constante, pero solo es ese periodo en el cual est expuesto a dicha tensin .Palabras Claves: Resistores hmico, Ley de Ohm, Resistencia.AbstractIn this lab I was carried out in 3 phases and the main objective was to interpret the concept of ohmic resistors and recognize materials that attribute to Ohm's law. First the behavior was analyzed for a fixed resistance value, by varying the voltage and measuring the current, second the same circuit but was armed resistance by changing a light bulb and thirdly the constant voltage is maintained, varying the resistance and measuring the current. It proved com-ohmic materials have a linear relationship between current and voltage. It was also found that the bulb to less than that required by this tension, com-behaves as a non-ohmic resistor which is the same as saying that their resistance is not constant, but it is only the period in which it is exposed to this tension.Keywords: Ohmic resistors, Ohm's Law, Resistance.1. Introduccin y objetivosEn los materiales conductores existen cargas capaces de moverse libremente bajo la accin de un campo elctrico. Si se crea una diferencia de potencial entre dos puntos del conductor se puede hacer que dichas partculas se muevan. Las cargas mviles se denominan portadores de corriente y al nmero de cargas que pasan por un mismo lugar en un segundo se le llama intensidad de corriente y se expresa, segn el Sistema Internacional, en amperios (A). Para que las cargas se muevan en una direccin se necesita energa, esto se obtiene de un generador o batera que produce una diferencia de potencial llamada fuerza electromotriz (fem). La fem de una batera es el trabajo que esta efecta por la cantidad de carga que pasa a travs de ella y se mide en voltios (V). Si se aplica un voltaje en los extremos de un material conductor, se esperara que se produzca una corriente de la misma magnitud. Sin embargo, hay muchos factores que influyen en el flujo de una corriente. As como es difcil atravesar una habitacin llena de personas o como la viscosidad de un lquido afecta el flujo a travs de un tubo, la resistencia del material por el cual pasa la corriente afectar el flujo descarga. Cualquier objeto que ofrece una resistencia considerable a la corriente elctrica se llama un resistor, la mayora de los artefactos elctricos que utilizamos todos los das son considerados resistores. Para cuantificar la resistencia se puede aplicar un gran voltaje a travs de un objeto y si produce solo una pequea corriente, ese objeto presenta una elevada resistencia; y si la corriente producida tiene la misma magnitud del voltaje, entonces el objeto no presenta resistencia o es muy pequea. Las unidades de la resistencia son voltio por amperio (V/A), tambin llamado Ohmios en honor al fsico George Ohm. [1]2. Discusin TericaPara la correcta realizacin de esta experiencia y para comprender lo propuesto a realizar es necesario tener en cuenta aspectos tales como:La resistividad es una propiedad intrnseca de cada material la resistencia no, Con materiales de diferente resistividad se pueden obtener resistencias de igual valor, en donde la resistividad es un valor fijo, y la resistencia depende del rea de la seccin transversal y de la longitud del material. [2]Existen varios factores que afectan la resistencia de un alambre o conductor, entre los cuales tenemos:1. Material del que est hecho.2. Grueso o rea (dimetro).3. Largo.Adems de estos 3 factores, existe otro que afecta al conductor, la temperatura, la resistencia de este es mayor,cuanto mayor sea la temperatura.[2]Laleyde Ohm establece que"la intensidad de la corriente elctrica que circula por un conductor elctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemticamente en la siguiente frmula o ecuacin: [3]Donde, empleando unidades del sistema internacional de medidas, tenemos que:I= Intensidad enamperios(A)V= Diferencia de potencial envoltios(V)R= Resistencia enohmios()La resistencia elctrica es toda oposicin que encuentra la corriente a su paso por un circuito elctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulacin de las cargas elctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito elctrico representa en s una carga, resistencia u obstculo para la circulacin de la corriente elctrica. [3]De acuerdo con la Ley de Ohm, un ohmio (1 ) es el valor que posee una resistencia elctrica cuando al conectarse a un circuito elctrico de un voltio (1 V) de tensin provoca un flujo o intensidad de corriente de un amperio (1 A).La resistencia elctrica, por su parte, se identifica con el smbolo o letra (R) y la frmula general (independientemente del tipo de material de que se trate) para despejar su valor (en su relacin con la intensidad y la tensin) derivada de la frmula general de la Ley de Ohm, es la siguiente:

Un circuito elctrico es una serie de elementos, conectados elctricamente entre s con el propsito de generar, transportar o modificarseales elctricas, en el que existe, al menos, un generador que produce una corriente elctrica. Un circuito elctrico proporciona una trayectoria cerrada continua para la circulacin de una corriente elctrica. [4]Los instrumentos utilizados en la realizacin de la experiencia permitieron tomar todas las medidas las cuales fueron importantes para cumplir con los objetivos de la prctica.Unmultmetrotambin denominadopolmetro, es un aparato usado para medir magnitudes elctricas, cuenta con un selector que segn la posicin puede trabajar como voltmetro, ampermetro y ohmmetro. Es utilizado bsicamente para medir las diferentes reacciones de los electrones en lo componentes electrnicos. [4]Son provistos generalmente con una caja protectora de un tamao aproximado a las 25 pulgadas cbicas. [4]Cuentan con dos terminales cuyas polaridades se caracterizan por colores: Negro (-) y Rojo (+).Es importante prestar especial atencin a las polaridades, deben ser observadas bien para poder conectar apropiadamente el multmetro.El multmetro cuenta con una llave que sirve para seleccionar el tipo de medida que se realizar. Su diseo es exclusivamente para hacer medidas de corriente, resistencia y tensin elctrica.En el caso de nuestra experiencia se hizo necesario el uso de dos multmetro. Cuando se usa el multmetro como ampermetro, para la medida de intensidades, se debe conectar el ampermetro en serie y cuando se usa el multmetro como voltmetro para la medida de diferencias de potencial entre los extremos de un conductor, se debe conectar el voltmetro en paralelo.La fuente de poder, puede describirse como unafuente de tipo elctricoque logra transmitir corriente elctrica por la generacin de una diferencia de potencial entre sus bornes. Se desarrolla en base a una fuente ideal, un concepto contemplado por la teora de circuitos que permite describir y entender el comportamiento de las piezas electrnicas y los circuitos reales.La fuente de alimentacin tiene el propsito de transformar la tensin alterna de la red industrial en una tensin casi continua. Para lograrlo, aprovecha las utilidades de un rectificador, de fusibles y de otros elementos que hacen posible la recepcin de la electricidad y permiten regularla, filtrarla y adaptarla a los requerimientos especficos del equipo.Materiales hmicos y no hmicos Para muchos materiales conductores, se cumple que la densidad de corriente en el conductor es proporcional al campo elctrico en el conductor. Es decir,

Donde la constante de proporcionalidad se denomina conductividad del conductor, y es independiente del campo elctrico aplicado E.Los materiales en los cuales se cumple esta relacin de proporcionalidad se denominan materiales hmicos. No todos los materiales tienen esta propiedad. Los materiales que no obedecen la ley de Ohm se denominan no hmicos. Por ejemplo, en el tema de elementos semiconductores estudiaremos el diodo y el transistor que son elementos que no obedecen este comportamiento lineal.3. Mtodos ExperimentalesSe mont el circuito mostrado en la figura, se intercal el ampermetro en serie con a la resistencia y el voltmetro en paralelo con esta.

Parte A: Para un valor de resistencia fijo se vari el voltaje y se midi la corriente a travs de la resistencia se anot los valores en una tabla.Parte B: Se arm el circuito utilizando esta vez un bombillo en vez de una resistencia, se vari el voltaje y se midi la corriente a travs del circuito. Se anot los datos en una tabla.Parte C: Se mantuvo el voltaje constante, se vari la resistencia del circuito y se midi la corriente a travs de este; se anot los valores en una tabla. Se ajust el voltaje de la fuente por las variaciones que se obtuvieron al cambiar la resistencia. 4. Anlisis De Resultados y DiscusinLos resultados y observaciones obtenidas en la experiencia, se encuentran tabuladas a continuacin: Parte A

VOLTAJE (V)CORRIENTE (A)

20,009

40,0183

60,0273

80,0365

90,0453

Tabla 1, Corriente elctrica para un circuito elctrico a diferentes voltajes y una resistencia de 220 .

Grafica 1, Corriente en el circuito como funcion del voltajeTeniendo en cuenta la Ecuacion 1 que nos dice que:

Donde esta ecuacin describe un trayectoria de una lnea recta, de la forma donde y . Debido esto la pendiente de la ecuacin obtenida de la grfica es: por lo tanto , . Sin embargo se sabe que la resistencia terica es entonces el error es: El valor obtenido tiene un porcentaje de error del 9% y este puede deberse a que las resistencias difieran de su valor real entre 5% y 10% dichos porcentajes son conocidos como la tolerancia de la resistencia. Al observar esta grafica se comprob que los materiales hmicos poseen una relacin lineal entre la corriente y el voltaje. Parte B

VOLTAJE (V)CORRIENTE (A)

2,000,00020

4,000,00032

6,000,00041

8,000,00048

10,000,00054

Tabla 2, Corriente elctrica para un circuito elctrico a diferentes voltajes y un bombillo de resistencia.

Grafica 2, Corriente como funcion del voltaje para el bombilloA medida que se va aumentando la tensin que se le est suministrando el bombillo este emite ms luz y un momento la luz se hace constate por lo que decimos que el bombillo es un resistor hmico pero cuando se alcanza una tensin mnima para que este obedezca la ley de ohm y tambin indagamos que el bombillo a una tensin menor a la requerida por este se comporta como un resistor no hmico lo cual es lo mismo que decir que su resistencia no permanece constante pero solo es ese periodo en el cual est expuesto a dicha tensin . Parte C

Teniendo en cuenta la Ecuacion 1 que nos dice que:

Donde esta ecuacin describe un trayectoria de una lnea recta, de la forma donde y . Debido a esto varia en funcin de 1/R.

1/RESISTENCIA (OHM)CORRIENTE (A)

0,01000,0979

0,00450,0463

0,00300,0313

0,00240,0318

0,00230,0239

0,00180,0188

0,00150,0159

0,00100,0104

Tabla 3, Corriente elctrica para un circuito elctrico variando la resistencia y manteniendo el voltaje constante en 10V.

Grafica 3, Corriente como funcion de la resistenciaSegn la grfica la pendiente de la recta entonces, como tenemos que: .Ya que se conoce que el voltaje terico que es 10V entonces podemos hallar el porcentaje de error. El valor obtenido tiene un porcentaje de error del 4% y este puede deberse a que las resistencias difieran de su valor real y que la corriente en el laboratorio a veces fluctuaba.5. Conclusin Se logra ver por mtodos de variacin de resistencia el cambio de intensidad (corriente) en el ampermetro, y potencial en el voltmetro, demostrando as unos de los postulados de la ley de ohm. Tambin, se ve un material hmico, como es el alambr que presenta la bombilla cuando se altera (sube al intensidad de corriente) se logra ver un aumento en la luminosidad de la bombilla.Bibliografa

[1] S. Zemansky, Fisica Universitaria Con Fisica Moderna 12va Edicin, de Fisica Universitaria Con Fisica Moderna 12va Edicin, Pearson Educacin, 2009, pp. 853,854,852.[2] E. Unicrom, Electronica Unicrom, [En lnea]. Available: http://unicrom.com/Tut_resistividad.asp.[3] J. A. E. G. lvarez, ASI FUNCIONA, [En lnea]. Available: http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_ley_ohm/ke_ley_ohm_1.htm.[4] F. Way, Academia.Edu, [En lnea]. Available: https://www.academia.edu/6822567/LA_LEY_DE_OHM.