Consolidado Trabajo Colaborativo Fisica II

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS BÁSICAS TRABAJO COLABORATIVO FISICA II Institución Universitaria Politécnico Grancol

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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS BÁSICAS

TRABAJO COLABORATIVO FISICA II

Institución Universitaria Politécnico Grancolombiano

PROYECTO DE AULA FISICA II TRABAJO COLABORATIVO Ley de Ohm

PRESENTA DO POR: BOLAÑO GARCÍA JULIETH PAOLA COD: 1811981008 CARABALI JUAN FELIPE COD: 1811982646 JARABA OLASCOAGAS DELIA COD: 1811981169 JUAN DAVID LOZANO BECERRA COD: 1811983196 OBEZO MOLINA HECTOR ANDRES COD: 1711981347

PRESENTADO AL PROFESOR: FERNANDO ESPITIA

INSTITUCION UNIVERSITARIA POLITECNICO GRANCOLOMBIANO FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS 2019

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TABLA DE CONTENIDO

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

INTRODUCCION................................................................................................................. 3 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 4 ACTIVIDAD A REALIZAR PRIMERA FASE ........................................................................ 5 ACTIVIDAD A REALIZAR SEGUNDA FASE ....................................................................... 7 ACTIVIDAD A REALIZAR TERCERA FASE...................................................................... 11 CONCLUSIONES .............................................................................................................. 15 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................. 16

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1.

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INTRODUCCION

El siguiente trabajo se basa en la práctica en el laboratorio virtual para la aplicación de la ley de Ohm, ley fundamental de la electrónica que puede ser aplicado en cualquier circuito electrónico de modo que podamos hallar valores de voltaje (voltios), o intensidad de corriente (Amperios). Con el desarrollo del experimento mediante un simulador computacional de circuitos eléctricos, se pretende comprobar la relación que existe entre el voltaje aplicado a un elemento, como lo son las resistencias y la corriente que fluye por este elemento y así establecer una relación física mediante una ecuación que describe el comportamiento de la corriente respecto al voltaje. La ley de ohm es atribuida al físico y matemático Georg Simón Ohm, establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo". La fórmula general de la ley de ohm está dada por V=R * , donde I es la intensidad de la corriente en amperios (A), V la diferencia de potencial en voltios (V) y R la resistencia en ohmios (Ω).

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OBJETIVOS

Objetivo general ●

Conocer el comportamiento de un sistema al interactuar con las corrientes y las resistencias, de tal manera que logremos evaluación de la teoría de la ley de ohm, por medio de prácticas de laboratorio virtual

Objetivos específicos ● ● ● ●

Emplear a ley de Ohm para determinar valores de resistencias. Reconocer los conceptos básicos relativos a la ley de Ohm. Establecer la relación entre corriente, voltaje y resistencia. Plantear las conclusiones pertinentes, haciendo especial énfasis en los resultados más relevantes

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3. ACTIVIDAD A REALIZAR PRIMERA FASE 

Collage de imágenes de cada experimento:

 Resultados experimento: Amperímetro(A) 0.90 1.80 2.70 3.60 4.50

VBaterys(V) 9.00 18.00 27.00 36.00 45.00 5

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a. Realice la gráfica del voltaje total de las beterías en función de la corriente que registra el amperímetro:

b. Determine por regresión lineal el valor dela pendiente de la recta obtenida:

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4. ACTIVIDAD A REALIZAR SEGUNDA FASE 

Collage de imágenes de cada experimento:

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 Resultados experimento: Amperímetro(A)

VBaterys(V)

32.14 6.43 15

0.28 1.4 0.6

12.16 27.27

0.74 0.33

a. Se realiza una gráfica de Corriente total I vs. Resistencia equivalente R:

I vs R 1,6 1,4 1,2 1

Corriente (A)

0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

5

10

15

20

25

30

35

Resistencia equivalente (Ω)

b. Para el segundo punto dice que se calcule por regresión lineal el valor de la pendiente de la recta, Según la forma de la curva, la función que mejor se ajusta a los datos no es una función lineal sino una función potencial. Por lo tanto se realiza una regresión potencial:

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I vs R

Corriente (A)

0,6

0,2

I = 9,0037R-1 0

5

10

15

20

25

30

35

Resistencia equivalente (Ω)

c. Explicación significado físico. La función obtenida en el numeral 2 es: 𝐼 = 9.0037𝑅−1 Es decir: 9.0037 𝐼= 𝑅

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Comparando con la ley de Ohm: 𝑉 𝐼= 𝑅 Entonces el valor del coeficiente 9.0037 corresponde al voltaje.

d. Se Compara el valor de la pendiente con el valor del voltaje de la batería. Se puede ver que el valor obtenido para el voltaje experimental es: 𝑉𝑚𝑒𝑑 = 9.0037 𝑉 Mientras que el voltaje de la batería es: 𝑉𝑇 = 9 𝑉 e. De acuerdo con el numeral 4 se realiza el cálculo del error relativo porcentual en la determinación del voltaje de la batería. 𝐸𝑟𝑟(%) = |

𝑉𝑇 − 𝑉𝑚𝑒𝑑

| × 100%

𝑉𝑇

𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟(%) = |

9 − 9.0037 | × 100% 9

Error (%) = 0.041% f.

Repetir el numeral anterior, pero con el resultado para la resistencia en la parte individual.

En la parte individual se halló que el valor de la resistencia experimental (valor obtenido por regresión lineal) fue: 𝑅𝑚𝑒𝑑 = 10𝛺 Y el valor teórico de la resistencia utilizada fue: 𝑅𝑇 = 10𝛺 Entonces, el error relativo porcentual es: 10 − 10 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟(%) = | | × 100% 10

Error (%) = 0%

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5. ACTIVIDAD A REALIZAR TERCERA FASE

1. Considere el circuito mostrado a continuación:

A. Encuentre el valor de la resistencia equivalente entre los terminales a y b? El valor de la resistencia es, 4,0975609756098Ω

B. Si se aplica una diferencia de potencia entre a y b de 60 V, cuánta corriente circula por el resistor de 6 Ω, y por el resistor de 2 Ω. Para la de 6 ohm circula una corriente de 7,14A y para de 2 ohm circula una corriente de 2.86A.

C. En relación al enunciado b, cuánta potencia se disipa en el resitor 4 parte superior del circuito.

que está en la

La potencia que se disipa en la resistencia de 4 ohm es de 73,53W Esta resistencia maneja un voltaje de 17.14V y una corriente de 4.29A y la ley de potencia es P=V.I

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2. Considere el circuito de la figura abajo. La corriente a través del resistor de 6.00 Ω es de 4.00 A, en el sentido que se indica. (a) ¿Cuáles son las corrientes a través de los resistores de 25.0 Ω y 20.0 Ω?. (b) Cuál es el valor de la FEM? (c) Si ahora suponemos que una corriente de 10 A circula por el resistor de 20.0 Ω, cuál es la nueva corriente en el resistor de 6.00 Ω y de 25.0 Ω? (d) Para el punto anterior cuál es el valor de la nueva FEM?

3. a. Calcule la corriente a través de cada resistor en la figura de abajo si en cada resistencia R = 1.20 k Ω y V=12.0 V.

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b. ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los puntos A y B? La diferencia de potencial entre A y B es la misma que Vr8

Conociendo la corriente eléctrica y la diferencia de potencial entre los nodos o terminales AB calculamos las corrientes eléctricas de

c. Cuál es la resistencia total del circuito conectado a la batería? La resistencia R1 y R2 están en serie entre los nodos A,B estas resistencias se suman:

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e. ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los puntos B y C? La diferencia potencial en el Nodo B,C es la misma de la diferencia del potencial calculada para R4.

4. a. Determine la corriente en el resistor de 20 Ω

𝑉𝐴𝐵 = 5,68𝑉 𝑅6 Ω 𝐼4 =

𝑉𝐴𝐵 5,68 = 𝑅6 25 Ω

𝐼4 = 0,2272 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑠 𝐼4 ≃ 0,228 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑠 La corriente que pasa por la resistencia de 20 Ω es de 0,2272 amperios aproximando a (0,228 amperios).

b. Determine la diferencia de potencial entre los puntos a y b

𝑉𝐴𝐵 = 𝐼𝑇 ∗ 𝑅7 𝑉𝐴𝐵 = 1,932 𝐴 ∗ (

𝐼2 = 1,932 𝐴

𝑅7 =

50 17

Ω

50 )Ω 17

𝑉𝐴𝐵 = 5,68 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑖𝑜𝑠

c. Determine la potencia entregada por la fuente de voltaje

𝑃 = 𝐼𝑇 = 𝑉𝐵𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎

𝐼𝑇 = 1,932 𝐴

𝑉𝐵𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎 = 25𝑉

𝑃 = 1,932 𝐴 ∗ 25 𝑉 𝑃 = 48,3 𝑊𝐴𝑇𝑇𝑆. 14

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6. CONCLUSIONES

Por medio de este módulo se aplicó prácticas de laboratorio virtual donde se utilizó leyes y principios de la física eléctrica para analizar el comportamiento de los circuitos de corriente directa y alterna, se hizo comparaciones contrastando los resultados obtenidos con las leyes que rigen el comportamiento de estos circuitos.

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7. BIBLIOGRAFIA

g. https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuitconstruction-kit-dc-virtual-lab_es.html h. https://www.youtube.com/watch?v=3SOcuRW53C8 i.

https://sites.google.com/site/electronicadesdecero/tutoriales/circuitos-serie-y-paralelo

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