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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: JONATTAN CORRALES

COD: 1711981201

JANETH MORANTES TOSCANO

COD: 1711980798

JHONATAN RONDON MARTHA

COD: 1711982683

OLGA PATRICIA VEGA VEGA

COD: 1711982095

RUTH YANETH NOVOA TORRES

COD: 1711981347

PRESENTADO A: NARVAEZ JOSE

POLITECNICO GRANCOLOMBIANO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS INGENIERIA INDUSTRIAL 2018

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TRABAJO COLABORATIVO FISICA II

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TABLA DE CONTENIDO

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

RESUMEN -------------------------------------------------------------------------- 3 INTRODUCCION ----------------------------------------------------------------- 4 OBJETIVOS ------------------------------------------------------------------------ 5 ACVTIVIDAD A REALIZAR PRIMERA FASE ---------------------------- 6 ACTIVIDAD A REALIZAR SEGUNDA FASE ----------------------------- 7 DESARROLLO PRIMERA FASE --------------------------------------------- 8 DESARROLLO SEGUNDA FASE -------------------------------------------- 14 CONCLUSIONES ----------------------------------------------------------------- 23 BIBLIOGRAFIA--------------------------------------------------------------------- 24

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1. RESUMEN

Para el desarrollo de este trabajo, fue de vital importancia la ejecución de una serie de experimentos de laboratorio, donde por medio del conocimiento de un circuito sencillo en serie se logra comprender el valor y el comportamiento de la corriente eléctrica, el flujo de electrones por el circuito, la función de las resistencias, la aplicación del voltímetro y del amperímetro, además de la capacidad como se ejecutaron diferentes series de datos para analizarlas en una funcional lineal y potencial. Mediante la ley de Ohm se logra explicar detalladamente como es que se calculan ciertos valores como la intensidad de corriente, la resistencia o el voltaje en un circuito, además mediante el registro de ciertas variables y constantes se logra entender que existen relaciones directamente proporcionales entre dos variables como el voltaje y la corriente Y que existe una relación inversamente proporcional entre la resistencia y la corriente eléctrica.

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INTRODUCCION

La siguiente es una práctica de laboratorio que se basa en 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). El ejercicio se basa principalmente en la aplicación de determinado voltaje a un circuito y establecer una ecuación que explique la correlación entre el voltaje y las resistencias a través de las que fluye en el circuito.

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OBJETIVOS

Objetivo general ●

Identificar y resolver por medio de prácticas de laboratorio virtual las diferentes leyes y principios de la física eléctrica. Para analizar el comportamiento de sus variables y parámetros.

Objetivos específicos ● ● ● ●

Emplear a ley de Ohm para determinar valores de resistencias. Identificar algunos instrumentos de uso frecuente en el laboratorio de física. Reconocer los conceptos básicos relativos a la ley de Ohm. Establecer la relación entre corriente, voltaje y resistencia.

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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.

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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

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DESARROLLO PRIMERA FASE

Primer experimento:

Resultado:

Amperímetro (A) 0.9

Baterys (V 9

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Segundo experimento:

Resultado:

Amperímetro (A) 1.8

Baterys (V 18

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Tercer experimento:

Resultado:

Amperímetro (A) 2.70

Baterys (V 27

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Cuanto experimento:

Resultado:

Amperímetro (A) 3.60

Baterys (V 36

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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

𝑅𝑒𝑞 =

9𝑉 = 32.14 𝛺 0.28𝐴

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Segundo experimento:

𝐼 = 1.4 𝐴

𝑅𝑒𝑞 =

9𝑉 = 6.43 𝛺 1.4 𝐴

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Tercer experimento:

𝐼 = 0.6𝐴

𝑅𝑒𝑞 =

9𝑉 = 15𝛺 0.6𝐴

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Cuarto experimento:

𝐼 = 0.74 𝐴

𝑅𝑒𝑞 =

9𝑉 = 12.16𝛺 0.74

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Quinto experimento:

𝐼 = 0.33 𝐴

𝑅𝑒𝑞 =

9𝑉 = 27.27𝛺 0.33𝐴

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

𝑅𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝛺) 32.14 6.43 15 12.16 27.27

𝐼𝑎𝑚𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 (𝐴) 0.28 1.4 0.6 0.74 0.33

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.

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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 = 9.0037𝑅−1

𝐼=

𝐼=

9.0037 𝑅

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

𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟(%) = |

9 − 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

𝑅𝑇 = 10𝛺

𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟(%) = |

10 − 10 | × 100% 10 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟(%) = 0% 22

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8.

●

●

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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 los circuitos de corriente alterna y directa.

●

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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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