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TRABAJO COLABORATIVO FISICA II Ley de Ohm

PRESENTADO POR:

GONZALES CARDONA JEISSON ESTEBAN FRANCO BEDOYA DANIELA CIFUENTES BERNAL CRISTIAN EDUARDO LOPEZ ARIAS HECTOR JULIAN

PRESENTADO A: NARVAEZ JOSE

POLITECNICO GRANCOLOMBIANO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS INGENIERIA INDUSTRIAL 2019

1

INTRODUCCION En el siguiente desarrollo del trabajo colaborativo donde se realizó la práctica de laboratorio basada en la ley de Ohm, que se fundamenta en la electrónica que se puede aplicar en circuitos eléctricos y así podemos hallar valores de voltaje (voltios) o intensidades de corriente (Amperios). Esta actividad se basa principalmente en aplicar un cierto voltaje a un circuito y establecer de esta manera una ecuación que solucione la relación entre el voltaje y las determinadas resistencias a través del circuito que fluye

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OBJETIVOS 

Trabajar con la ley de Ohm para así determinar los valores de resistencia.



Identificar herramientas que se utilizan en los laboratorios de física.



Resolver mediante laboratorios virtuales las leyes y principios de la física eléctrica y de esta manera lograr analizar la conducta de sus variables y condiciones.



Estudiar las definiciones básicas correspondientes a la ley de Ohm.



Constituir la relación que existe entre voltaje, resistencia y corriente .

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1.

ACTIVIDAD A REALIZAR PRMERA FASE

Ingrese al siguiente enlace https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtuallab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_es.html En esta simulación encontrará: Voltímetros, Amperímetros, baterías, resistencias, bombillas, interruptores y cables de conexión. Arrastre hacia el panel una batería, una resistencia, cables de conexión. Coloque un amperímetro entre la batería y la resistencia, como se muestra en la figura del simulador. Mida el valor de la corriente en el circuito y del voltaje de la batería y anótelas en la siguiente tabla. Repita el experimento usando la misma resistencia, pero colocando dos baterías en serie como fuente de voltaje y anote los valores que registran el voltímetro y el amperímetro en la tabla 1. Repita el experimento hasta tener cinco baterías en serie. Amperímetro(A)

VBaterys(V)

Tabla 1: Resultados experimento individual 1. Realice la gráfica del voltaje total de las beterías en función de la corriente que registra el amperímetro. 2. Determine por regresión lineal el valor dela pendiente de la recta obtenida.

4

5.

ACTIVIDAD A REALIZAR SEGUNDA FASE

En esta actividad deben realizar otra práctica adicional usando el mismo simulador, pero ahora en lugar de ir colocando baterías, deben ir adicionando resistencias y dejar una sola batería. Para ir anotando los valores de la resistencia equivalente (colocando varias en serie e en paralelo) manteniendo una sola batería en el circuito (asegúrese de ajustar el mismo valor de voltaje). Anotar la corriente total que registra el amperímetro y los valores de resistencia equivalente del circuito en cada caso. Realizar esto para circo configuraciones de resistencias y anotar los valores de corriente y resistencia equivalente en la siguiente tabla. Requivalente(Ω) IAmperimetro(A )

Tabla 2: Resultados experimento grupal 1. 2. 3. 4. 5.

Realice una gráfica de Corriente total I vs. Resistencia equivalente R Calcule por regresión lineal el valor de la pendiente de la recta. Explique su significado físico. Compare el valor de la pendiente con el valor del voltaje de la batería. De acuerdo con el numeral 4 realizar el cálculo del error relativo porcentual en la determinación del voltaje de la batería. 6. Repetir el numeral anterior, pero con el resultado para la resistencia en la parte individual. Error (%)

VT VMed x100% VT

5

DESARROLLO PRIMERA FASE Primer experimento:

Resultado: Amperímetro (A) 0.9

Baterys (V 9

6

Segundo experimento:

Resultado: Amperímetro (A) 1.8

Baterys (V 18

7

Tercer experimento:

Resultado: Amperímetro (A) 2.70

Baterys (V 27

8

Cuanto experimento:

Resultado: Amperímetro (A) 3.60

Baterys (V 36

9

Quinto experimento:

Resultado: Amperímetro (A) 4.50

Baterys (V 45

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A medida que colocamos baterías en serie como fuente de voltaje, el valor de la corriente del circuito tanto como el voltaje de la batería cambian, sus resultados son diferentes.

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DESARROLLO SEGUNDA FASE

Primer experimento:

I = 0.28 A

9V Req𝑞 = = 32.14Ω 0.28A

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Segundo experimento:

I = 1.4 A

9V Req = = 6.43 Ω 1.4 A

13

Tercer experimento:

I = 0.6A

9V Req=

= 15Ω 0.6A

14

Cuarto experimento:

I = 0.74 A

9V Re q = = 12.16 Ω 0.74

15

Quinto experimento:

I= 0.33 A

9V Re q= = 27.27𝛺 0.33A

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

I𝑎𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 (𝐴) 0.28 1.4 0.6 0.74 0.33

Requivalente (𝛺) 32.14 6.43 15 12.16 27.27

Grafica de I vs Req :

I vs R 1,6 1,4

Corriente (A)

1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

5

10

15

20

25

30

35

Resistencia equivalente (Ω)

2. 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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Ecuación de la curva I vs R:

I vs R 1,6 1,4

Corriente (A)

1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2

I = 9,0037R-1

0 0

5

10

15

20

25

30

35

Resistencia equivalente (Ω)

Es decir: I = 9.0037R−1

El valor del coeficiente A es 9.0037.

18

3. Acá se explica su significado físico. ●

La función obtenida en el numeral 2 es:

●

Es decir:

●

Comparando con la ley de Ohm:

●

Entonces el valor del coeficiente 9.0037 corresponde al voltaje.

I = 9.0037 R−1

I=

9.003 7 R

I=

V R

4. 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

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5. De acuerdo con el numeral 4 se realiza el cálculo del error relativo porcentual en la determinación del voltaje de la batería. ERROR (%) = |

VT − Vmed

| × 100%

VT 9− ERROR (%) = | 9.0037 | × 100% 9

ERROR (%) = 0.041%

6. 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:

●

Y el valor teórico de la resistencia utilizada fue:

●

Entonces, el error relativo porcentual es:

Rmed = 10Ω

R T= 10Ω

ERROR (%) = |

10 − 10 | × 100% 10 20

ERROR (%) = 0%

TERCERA FASE .Considere el circuito mostrado a continuación:

a. Encuentre el valor de la resistencia equivalente entre los terminales a y b. 

Resistencias de 2 y 4 Ohmios en serie: R=R1+R2 R=2Ω+4Ω=6Ω



Resistencias de 4 y 6 Ohmios en paralelo: R=11R1+1R2 R = 1 1 4 + 1 6 = 2.4 Ω



Resistencias de 6+2,4+4+4 Ohmios en serie: R=R1+R2+R3+R4 R = 6 Ω + 2.4 Ω = 8.4 Ω 21

R=4Ω+4Ω=8Ω 

Resistencia de 8,4+8 Ohmios en paralelo: R = 1 1 8.4 Ω + 1 8 Ω = 4.09 Ω

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.

I 123 = 60 V 8.4 Ω = 7.14 A I 267 = 60 V 8 Ω = 7.5 A I 1 = 7.14 A = R e s i s t o r 6 A V 1 = 7.14 A ⋅ 6 Ω = 42.84 V V 345 = 7.14 A ⋅ 2.4 Ω = 17.14 V I 3 = 17.14 4 Ω = 4.28 A I 4 , 5 = 17.14 6 Ω = 2.86 A = R e s i s t o r 2 A c. En relación al enunciado b, cuánta potencia se disipa en el resistor 4 superior del circuito.

Ω que está en la parte

P3=V3⋅I3

2. Considere el circuito de la figura abajo. La corriente a través del resistor de 6.00 el sentido que se indica. (a) ¿Cuáles son las corrientes a través de los resistores de 25.0

y 20.0

es de 4.00 A, en

?.

(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 corriente en el resistor de 6.00 y de 25.0 ?

, cuál es la nueva 22

(d) Para el punto anterior cuál es el valor de la nueva FEM?

a). Primero dividimos el circuito en circuitos en series y en paralelos para poder hallar las resistencias totales. *Hallamos las resistencias totales de el circuito en paralelo de 6

y8 .

Organizamos los datos:

Como el problema nos dice que la corriente a través de resistor 6

es de 4 A

Entonces con ello podemos calcular el valor del voltaje de la primera resistencia:

Ahora calculamos la corriente de la resistencia El cual seria:

Con esta información podemos hallar la corriente de la resistencia de

que seria la suma de corriente

Hallamos el voltaje de la resistencia a

El voltaje de la resistencia 23

Ahora calculamos la corriente de la resistencia

Organizando los datos tenemos que:

LAS CORRIENTES A TRAVÉS DE LOS RESISTORES 25

Y 20

SON:

25Ω=7 A 20Ω = 9.95 A

3. (a) Calcule la corriente a través de cada resistor. Si en cada resistencia R = 1.20 kilo ohms

y V=12.0V.

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(b) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los puntos A y B?

(c) Cuál es la resistencia total del circuito conectado a la batería? (d) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los puntos A y C?

(e) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los puntos B y C?

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BIBLIOGRAFIA

[1] https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuitconstruction-kit-dc-virtual-lab_es.html [2] https://www.youtube.com/watch?v=3SOcuRW53C8 [3] https://sites.google.com/site/electronicadesdecero/tutoriales/circuitos-serie-y-paralelo

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