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PRÁCTICA No. 5

LA LEY DE OHM 5.1

INTRODUCCION:

La ley de Ohm dice que la intensidad que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos. Esta constante es la conductancia eléctrica, que es lo contrario a la resistencia eléctrica. La intensidad de corriente que circula por un circuito dado, es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo. Cabe recordar que esta ley es una propiedad específica de ciertos materiales y no es una ley general del electromagnetismo como la ley de Gauss, por ejemplo. La ecuación matemática que describe esta relación es:

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.1 Esta ley tiene el nombre del físico alemán George Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm. Esta ley se cumple para circuitos y tramos de circuitos pasivos que, o bien no tienen cargas inductivas ni capacitivas (únicamente tiene cargas resistivas), o bien han alcanzado un régimen permanente (véase también «Circuito RLC» y «Régimen transitorio (electrónica)»). También debe tenerse en cuenta que el valor de la resistencia de un conductor puede ser influido por la temperatura 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 George 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. La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y

circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.

5.2

OBJETIVOS GENERALES:

Verificar la Ley de Ohm e identificar el valor de una resistencia mediante el código de colores. 5.2.1

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

PRUEBA 1: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA  Medir la corriente que circula por una resistencia R, utilizando un tester en la escala de Amperios (A).  Medir el voltaje en la resistencia R, utilizando un tester en la escala de voltios (V).  Determinar la resistencia aplicando la Ley de Ohm, por 2 métodos diferentes: Método del promedio de las n corridas y el método del ajuste de mínimos cuadrados.  Determinar la conductancia eléctrica en Siemens, en base a la resistencia.  Comparar los valores teóricos con los experimentales. PRUEBA 2: DETERMINACIÓN DE U A RESISTENCIA MEDIANTE EL CÓDIGO DE COLORES.  Determinar el valor de la resistencia en base a los colores de sus franjas.  Medir experimentalmente con el tester, la resistencia en cuestión.  Comparar resultados. PRUEBA 3: DETERMINACIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL CONSTANTÁN.

 Medir el diámetro de un filamento de constantán.  Medir la longitud de un tramo, y la resistencia de ese tramo.  Determinar la resistividad en base a 4 tramos, por 2 métodos diferentes: Método del promedio de las n corridas y el método del ajuste de mínimos cuadrados.  Determinar la conductividad del constantán.  Comparar los valores teóricos con los experimentales. 5.3

MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO  Una fuente de alimentación de corriente continua.  Una resistencia de 100 ohm.  Dos testers digitales.  Un vernier.  Una regla graduada.  Cables de conexión.

5.4

APLICACIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS

PRUEBA No. 1 DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA MEDIANTE LA LEY DE OHM Aplicando la Ley de Ohm, al circuito mostrado en el esquema, se tiene:

R=

V I

Donde: R=

Resistencia eléctrica

V=

Voltaje en la resistencia (medido con el tester).

I=

Corriente que circula por la resistencia (medido con el tester).

Cálculo de la conductancia, con la siguiente expresión:

G=

1 R

Donde: G=

Conductancia, se mide en siemens.

PRUEBA 2 CÓDIGO DE COLORES Aplicar, simplemente la teoría del código de colores, no se tienen cálculos matemáticos en este prueba.

PRUEBA 3 DETERMINACIÓN DE LA RESISTIVIDAD Y CONDUCTIVIDAD La resistencia de un tramo de alambre está dada por:

R= p

L A

Donde: R=

Resistencia del tramo, en 

p=

Resistividad del constantan, en  - m.

L=

Longitud del tramo, en m.

A=

Sección transversal del alambre, en m2.

D=

Diámetro del alambre, en m.

Despejando a p, se tendrá:

p =R

A L

La sección transversal (A), puede ser evaluada en base al diámetro (D): La conductividad, es el inverso de la resistividad p y puede ser evaluada con la siguiente expresión:

σ=

1 p

Donde: = 5.5

Conductividad, se mide en siemen/m.

TABULACIÓN DE DATOS EXPERIMENTALES

PRUEBA 1. COLORES REPRESENTADOS EN LA TABLA C: Café

V: Verde

Az: Azul

Am: Amarillo

Vil: Violeta

D: Dorado

N: Negro R: Rojo

Determinación Experimental del Valor de la Resistencia Uso de la Tabla de Código de Colores Nº 1.

Colores Am. Vio. C. D.

2.- Am. Vio. N. D

Valor Teórico.

Valor Medido

470 ±%

463

47 ±%

46.2

2200 ±%

2170

3.-

R. R. R. D.

4.-

Vio. V. N. D.

75 ±%

75.3

5.-

C. N. N. D

10±%

10.5

6.-

V. A. R. D.

5600 ±%

5590

7.-

1000 ±% 430000 ± %

1000

8.-

C. N. R. D Am. N. Am. D.

431000

9.-

C. C. N. D.

11 ±%

12.2

470 ±%

467

10.- Am. Vio. N. D

Rango de medida