• Author / Uploaded
• Jose Soto Hernández

Citation preview

LA LEY DE OHM Agamez Montes Obersia - Soto Hernández José - Valle Villegas Eliana Universidad de Córdoba, Montería Facultad De Ingenierías Ingeniería Ambiental RESUMEN Aunque se conozca que la diferencia de potencial es la energía potencial eléctrica por unidad de carga de una carga de prueba, y que la corriente eléctrica es la cantidad de electricidad que circula por una sección cualquiera de un conductor en unidad de tiempo, Ohm descubrió que la corriente que pasa por un circuito es directamente proporcional al voltaje aplicado e inversamente proporcional a la resistencia del circuito, así pues, para un circuito dado de resistencia constante, la corriente y el voltaje son proporcionales. Esto significa que se duplica el voltaje, se duplica la corriente cuando mas grande es el voltaje, mayor es la corriente. Pero si se duplica la resistencia de un circuito, la corriente se reduce a la mitad. A resistencia, menor corriente. En el siguiente laboratorio nos proponemos comprobar experimentalmente la ley de Ohm, estudiaremos la relación existente entre tensión e intensidad, Conoceremos la relación entre resistencia e intensidad, mediremos la resistencia por medio del amperímetro y el voltímetro. 1. TEORÍA RELACIONA La ley de Ohm tenía originalmente dos partes. La primera parte era únicamente la ecuación de la definición de resistencia, V=IR. Con frecuencia se cita esta ecuación como la ley de Ohm. Sin embargo, Ohm estableció también que la resistencia R es una constante de V y de I. Esta última parte de la ley sólo es aproximadamente cierta.

La relación V=IR puede aplicarse a cualquier resistor donde V es la diferencia de potencial entre los dos extremos del resistor, I es la diferencia a través del resistor y R es el valor de la resistencia en estas condiciones. La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán Geogr. Ohm. Según la ley de

Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. Cuando en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias. Si las resistencias están en paralelo, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la fórmula En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. La ley de ohm no es una ley fundamental de la naturaleza sino mas bien una relación empírica valida solo

para ciertos materiales. Los materiales que obedecen la ley de ohm y que, en consecuencia, demuestran esta simple relación entre E y J se dicen que son ohmicos, experimentalmente se encuentra que ciertos que no todos los materiales tienen esta propiedad, y los materiales que no obedecen la ley de ohm se dicen que son no ohmicos. . La comprobación experimental de la ley de Ohm puede efectuarse con la ayuda de los siguientes medios: una fuente de fem cuya tensión de salida puede graduarse a voluntad, una resistencia metálica que jara las veces de conductor, problema cuyo comportamiento se desea estudiar; un voltímetro, un amperímetro y cables de conexión.

2. MATERIALES MATERIALES

CANTIDAD

Panel de montajes

1

Interruptor

1

Conectores

10

Resistencias (tabla 3)

1 de cada valor

Cables de conexión

6

Multímetro

2

Fuente alimentación

de

1

3. MONTAJE Y PROCEDIMIENTO Primero se realizó el montaje del circuito; Según el esquema, tomo un

2

multímetro digital como voltímetro y se instaló la resistencia de 100 , otro multímetro digital se tomó como amperímetro.

Se elevó la tensión hasta 9v, en pasos de 1,5v; y se llevaron los valores de la intensidad a la tabla 1 en la columna intensidad medida. Luego se cambió el resistor por una lámpara de 12V/3W y se tomaron los datos de la intensidad subiendo 1.5V cada vez hasta 9V y se anoto en la tabla 2. Después cambiamos las resistencias en el siguiente orden: (100, 150, 220, 1K, 10K), elevo la tensión hasta 10vcon la mayor exactitud posible; y se llevaron los valores de la intensidad a la tabla 2 en la columna intensidad medida.

TABLA 2 Lámpar a (12V/3 W) 12 12 12 12 12 12 TABLA 3 ΔV 10 10 10 10 10

ΔV

Intensid ad

1.5 3 4.5 6 7.5 9

0.071 0.100 0.124 0.145 0.165 0.182

R nominal 100 150 220 1k 10k

(ΔV/I )

R medida 99,9 149.3 218.1 998 10k

Luz de lámpara

Sin luz Sin luz Muy opaca Opaca Opaca Casi Normal

I(A) 0,100 0,067 0,046 0,010 0,001

5. EVALUACION 1. A partir de la tabla 1, realiza un gráfico de la intensidad (I) en función de la diferencia de potencial (ΔV). ¿Qué concluyes de esta grafica?

4. OBSERVACIONES Y APUNTES TABLA 1 R en  100 100 100 100 100 100

ΔV

I en mA

I en A

1.5 3 4.5 6 7.5 9

15 30 45 60 75 91

0.015 0.030 0.045 0.060 0.075 0.091

(ΔV/I )

Que la relación que existe entre tensión e intensidad es directamente 3

la

proporcionales. Por ejemplo, si la tensión V y la intensidad de corriente I para un elemento simple están relacionados por una constante, se dice que el elemento es una resistencia, siendo R la constante de proporcionalidad y verificándose que V = RI y R= (ΔV/I), de forma análoga

2. Verifique su hipótesis encontrando el coeficiente, de la tabla 1 para todo par de valores ΔV e I. R en 

ΔV

I en mA

I en A

(ΔV/I)

100 100 100 100 100 100

1.5 3 4.5 6 7.5 9

15 30 45 60 75 91

0.015 0.030 0.045 0.060 0.075 0.091

100 100 100 100 100 98.90

3. Realice el correspondiente ajuste a la gráfica I vs ΔV ¿Cuál es la ecuación que liga las variables? ¿Cuál es el significado físico de la pendiente?

a- I=V/R b- La corriente es directamente proporcional al voltaje, la pendiente de la línea es el valor de la resistencia. Un resistor es no óhmico si el grafico voltaje vs corriente no es una línea recta. 4. Compare el valor de la pendiente, de la anterior gráfica, con el valor nominal del resistor y halle el error relativo. ¿Qué puede concluir? P= (Y2 – Y1) / (X2 – X1) = (9-1.5)/(0.091-0.015) = 98.68 ER= (error absoluto)/(valor verdadero) = (98.68)/(100) = 0.9868

4

5. A partir de los datos de la tabla 2. Repita los puntos 1, 2,3 y 4. Realice el análisis correspondiente.

5.3

5.1

Los valores de la intensidad son mayores, es decir que la bombilla ofrece una resistencia menor a la utilizada anteriormente (100). 5.2 Lámp ara (12V/ 3W) 12 12 12 12 12 12

Δ V

Inten sidad

(ΔV Luz de la /I) lámpara

1. 5 3 4. 5 6

0.071

7. 5 9

0.165

21. 12 30 36. 29 41. 37 45. 45 49. 45

0.100 0.124 0.145

0.182

Sin luz Sin luz Muy opaca Opaca

I=V/R La intensidad es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la intensidad. A menor resistencia mayor intensidad 5.4 P= (Y2 – Y1) / (X2 – X1) = (9-1.5)/(0.182-0.071) = 67.56

6. Compare o contraste las gráficas I vs ΔV, para la lámpara con la que se obtuvo del resistor ¿Qué puede concluir? Que la intensidad de la corriente sube conforme sube el voltaje y baja conforme sube la resistencia y que la bombilla de 12V/ 3W ofrece una resistencia variable según el voltaje

Opaca Casi Normal

5

7. A partir de los datos de la tabla 3, realice un gráfico de la intensidad de la corriente I, en función de la resistencia medida. Realice el análisis correspondiente.

inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada. 9. Si la relación R= (ΔV/I) es cierta para I ≠ 0. ¿Bajo qué condición se aplica la ley de OHM? Si la Corriente que circula por un circuito eléctrico varía de manera directamente proporcional a la Diferencia de Potencial, e inversamente proporcional con la Resistencia del circuito. La ley de Ohm se aplica a la totalidad de un circuito o a una parte del mismo.

Esta grafica muestra la relación de la intensidad, esta relación es de proporcionalidad inversa. Al aumentar el valor de la resistencia medida disminuye el valor de la intensidad de la corriente. 8. ¿En general cual es la ecuación que liga las variables ΔV, I y R?

El flujo de corriente en amperios que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e

6

7