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Universidad Tecnológica de Panamá Centro Regional de Veraguas Facultad de Ing. Civil Lic. Ing. Ambiental

Lab. #3 De Física 2 Ley de Ohm

Integrantes: Claudia Agudo 9-759-464 María F. Aguilar 2-746-794 Yaravis Vargas 6-723-1800

Profesora: Giana Gómez

Grupo: 4IB121

I SEMESTRE

2020

INTRODUCCIÓN La Ley de Ohm es una de las tres leyes fundamentales del estudio de la electricidad, en compañía de las leyes de Kirchhoff del voltaje y de la corriente. Estas tres leyes conforman el marco dentro del cual el resto de la electrónica se establece. Es importante notar que estas leyes no se aplican en todas las condiciones, pero definitivamente se aplican con gran precisión en alambres los cuales son usados para conectar entre sí la mayor parte de las partes electrónicas dentro de un circuito. Aunque las partes individuales pueden o no ser analizadas por la ley de Ohm, sus relaciones con el circuito pueden serlo. El estudio de la ley de Ohm y los circuitos de corriente continua es un excelente método para aprender a manejar conexiones e instrumentos de medida como el voltímetro y amperímetro. La ley de Ohm establece que el voltaje a través de un conductor es proporcional a la corriente que lo atraviesa. La constante de proporcionalidad es la resistencia del conductor.

Objetivos: Encontrar la relación entre la longitud de un conductor y su resistencia. Encontrar la relación entre la diferencia de potencial y la corriente cuando la resistencia es constante. Establecer la relación entre la diferencia de potencial y la resistencia cuando la corriente es constante.

Análisis indagatorio:  ¿Qué aplicaciones tiene la ley de Ohm? R/ Podemos mencionar entre sus aplicaciones las siguientes: - La ley de Ohm es muy básica para la utilización de las leyes de electricidad. - Podemos encontrar el valor de la resistencia en un circuito para prevenir altas corrientes - Podemos encontrar el voltaje que consume cada componente resistivo. - Se puede hacer un análisis matemático del circuito, encontrando voltajes y corrientes.

 ¿Existe alguna relación entre la diferencia de potencial y la intensidad de corriente si mantenemos la resistencia constante? R/ La diferencia de potencial es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro. Su unidad de medida es el voltio. En cambio, la intensidad de corriente es la cantidad de carga eléctrica que pasa a través del conductor por unidad de tiempo (por segundo), por lo tanto, el valor de la intensidad instantánea. Si la intensidad permanece constante, utilizando incrementos finitos de tiempo.

 ¿Existe alguna relación entre la diferencia de potencial y la resistencia manteniendo la corriente constante? R/ Un circuito eléctrico necesita ser alimentado de forma que el flujo de corriente se mantenga a un régimen continuo. Para ello, es imprescindible que la diferencia de potencial entre las cargas de una fuente permanezca constante durante todo el tiempo en que el circuito necesita estar bajo voltaje. Por otra parte, vamos a definir como una resistencia de carga electrónica a un circuito capaz de producir una corriente constante independiente a la tensión de entrada, que el usuario pueda ajustar mediante el uso de un potenciómetro

Descripción teórica La ley de Ohm establece que el voltaje a través de un conductor es proporcional a la corriente que lo atraviesa. La constante de proporcionalidad es la resistencia del conductor. Esta relación puede ser expresada matemáticamente como: V = IR o I = V/R Donde V es el voltaje a través del conductor en voltios y I es la corriente en amperios. Un amperio, es la unidad de corriente en S.I. y se define como un coulomb por segundo, así el voltio es un joule por coulomb y las unidades de resistencia R deben ser Joule-seg por coulomb2 o en unidades fundamentales newton-metro-seg por columb2. Ambas unidades por conveniencia y reconocimiento a un gran científico que estudió esta materia, reciben el nombre de Ohm. Así R se da en Ohm, el voltaje (v) se da en voltios y la corriente I se da en amperios. Una porción de circuitos de corriente directa DC que no contenga fuente de voltaje, pero que contenga solamente resistores que estén conectados a dos puntos para ser conectados al circuito recibe el nombre de circuito pasivo de dos terminales. El voltaje aplicado al extremo de estos dos terminales de este circuito es proporcional a la corriente que los atraviesa. Así que el circuito entero puede ser reemplazado por una sola resistencia cuyo valor es la constante de proporcionalidad. El análisis del experimento consiste en dos aspectos que son: 1. Relación entre la diferencia de potencial y la corriente, mantiene la resistencia constante. 2. Relación entre la diferencia de potencial y la resistencia manteniendo la corriente constante. Se trazarán las gráficas V vs I y V vs R y de ellas se establecen la ley de Ohm.

Materiales:     

Multisim Fuente de alimentación Multímetro Digital (2) Cables Reóstatos (2) Metro

Exploración Relación entre la diferencia de potencial y la corriente manteniendo la resistencia constante. 1. Tome las resistencias variables (R.V.) de 5700 y marque en su costado seis espacios iguales a 4cm. 2. Conecte el circuito que se muestra en la figura No1 colocando en serie la fuente, la resistencia variable y al amperímetro. El voltímetro se conecta en paralelo con las resistencias objeto de estudio.

3. Ajuste la fuente para 10v (o para la tensión de trabajo que le indique el profesor). 4. 4. Con R.V.1 en su valor máximo complete el circuito. Luego disminuya R.V.2 en pasos sucesivos de 4cm, anote los valores en la siguiente tabla.

L2 (cm) l(mA) V1(v)

24 1.754 5

20 1.914 5.455

16 2.105 6

12 2.339 6.667

8 2.632 7.5

4 3.008 8.571

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

La variación de la corriente en función de la diferencia de potencial 3,500 3,000 f(x) = 247.37 x + 1426.2 2,500

Corriente Linear (Corriente)

2,000 1,500 1,000 500 0 5

5.455

6

6.667

7.5

8.571

6. ¿Qué relación hay entre la corriente y la diferencia de potencial? R/ La relación entre diferencia de potencial y corriente se llama Ley de Ohm. El valor de la corriente es directamente proporcional al voltaje.

7. ¿Puede Ud. expresar matemáticamente una relación entre estas dos variables? R/ I=V/R

8. ¿Cuál es el valor de la constante de proporcionalidad? R/ Su valor es 8.9875517873681764 x 10^9 y su unidad N( m^2/C^2 )

La relación entre la diferencia de potencial y la resistencia cuando la corriente se mantiene constante. 1. Conecte el circuito de la figura No. 2 con la fuente regulada para 10v.

2. Marque con una tiza tramos iguales a 4cm sobre la resistencia.

3. Sobre cada tramo sucesivo sobre R.V.1, lea la diferencia de potencial. Conserve la corriente constante ajustando R.V.2

Valor de la corriente constante en el circuito: 1.754 mA L1 (cm) V1 (v)

4 5

8 6.667

12 7.5

16 8

20 8.333

24 8.571

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

5. ¿Qué relación hay entre la resistencia y la longitud? R/ R α L 6. ¿Qué relación matemática puede establecerse entre estas variables? R/ Se dice que R = LI. 7. Divida el valor de la resistencia variable (5700 tramos del reóstato.

=) entre el número de

8. Con estos valores de resistencia, haga el siguiente cuadro. V1 (v) 4 8 12 16 20 24 5,700 11,400 17,100 22,800 28,500 34,200 RV1 9. Grafique la diferencia de potencial en función del valor de la resistencia.

10. ¿Cuál es el valor numérico de la pendiente de esta gráfica? R/ -0,00295448 ANALISIS 1. Determine la resistencia del circuito y utilizando la teoría de errores, determine el error en la medición. RT = 1425 + 712.5 + 475 + 356.25 + 285 + 237.5 RT = 3491.25

GLOSARIO Amper: una unidad de corriente eléctrica utilizada para medir el flujo eléctrico. Amperaje: el número de electrones que corren por un punto dado en un momento específico. Batería: dispositivo que usa químicos para generar y almacenar electricidad. Circuito: trayectoria de conductores que sigue una corriente eléctrica. Circuito en serie: un circuito que conecta una fuente, carga y conductores en un solo circuito. Cualquier interrupción en el circuito detendrá el flujo de la corriente. Circuito paralelo: un circuito que se divide en dos ramas. La interrupción en una rama, no interrumpe la corriente en las otras ramas. Corriente alterna: corriente eléctrica en la cual los electrones cambian repetidamente de dirección. Corriente directa: corriente eléctrica que fluye solamente en una dirección. Voltaje: un tipo de “presión” que transmite cargas eléctricas a través de un circuito. Voltio: unidad de diferencia potencial (similar a la presión).

REFERENCIAS https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/ 1464947843/contido/24_la_ley_de_ohm.html

https://www.edu.xunta.es/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1 464947843/contido/index.html

GuiadefisicaII%202011.pdf

CONCLUSIÓN Con este informe; hemos corroborado la ley de OHM; midiendo el valor del ohm de las resistencias. Además de encontrar la resistencia equivalente de cada uno de los circuitos armados (en serie y paralelo), hallando el amperaje de los circuitos, cumpliéndose las condiciones para cada uno de ellos. Los resultados arrojados en la práctica y dadas a conocer este informe concuerdan con la ley de OHM, por lo tanto, cada uno de los datos tienen la veracidad de un informe bien realizado. Al desarrollar esta experiencia se logró concluir que en general, en un circuito en paralelo la diferencia de potencial permanece constante, y la corriente eléctrica varía en cada su intervalo del circuito. Mas sin embargo en un circuito en serie lo que permanecía constante era el flujo de carga, y lo que variaba era la tensión eléctrica. Sin embargo, nosotros utilizamos una herramienta muy exacta que fue Multisim.

ANEXO Así quedo nuestro circuito en multisim.