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Alumno: Martínez Rodríguez Carlos.

Practica 6. Ley de Ohm.

Fecha de entrega: 7 de mayo de 2013.

Resumen.

Ley de Ohm. El reporte muestra de una forma experimental la validez de la ley de ohm. La forma experimental en que se llevó a cabo fue armando tres circuitos diferentes, el primero de ellos se trataba de un circuito en serie de tres resistencias, con un multímetro digital y un amperímetro se tomó las correspondientes mediciones (Volt, Ampere), a diferentes voltajes generados por una fuente que alimenta al circuito. Un segundo circuito, en el que se colocaron las tres resistencias en paralelo también fue construido y estudiado. Dichos datos se presentan en tablas más adelante. De la misma forma en que se estudió el circuito 1 se hizo con el 2 y un tercero con la peculiaridad de que este último era un circuito combinado, dos de las resistencias se encontraban conectadas en paralelo y la restante en serie a este sub circuito paralelo. Posteriormente se procedió a graficar la intensidad contra el voltaje. (En gráficos). Y se observó que la pendiente de la ecuación de tendencia era muy cercana al valor de la resistencia equivalente en cada circuito, sin embargo al calcular los porcentajes de error eran muy altos para el segundo circuito 35% de error, con lo que solo queda señalar que un error de esa magnitud no se debe solamente a un error de lectura, si no que se cree que este circuito se armo mal.

Introducción. FUNDAMENTO TEÓRICO. Formulas para calcular resistencias en serie y en paralelo. Resistencias en serie. La resistencia en serie es simplemente conectar la salida de una resistencia a la entrada de otro circuito, cada resistencia adicional colocada en el circuito se agrega a la resistencia total de dicho circuito:

Resistencias en paralelo. La resistencia en paralelo ocurre cuando la entrada de dos o más resistencias están unidas:

Resistencias en serie y en paralelo. La forma en que se calcula la resistencia total en un circuito combinado de resistencias (en serie y en paralelo), es mediante un análisis del mismo. Estudiando desde la serie sub circuito en paralelo más interna por ejemplo: Si se tiene una cantidad de resistencias en paralelo (en un circuito), y a su vez todas ellas se ven seguidas de una resistencia conectada en serie, se procede a sumar la resistencia de las primeras en paralelo (inverso) y a este sumarle la resistencia equivalente directamente (en serie)+ Si se tiene una serie dentro de un sub circuito en paralelo, se procede a sumar las resistencias en serie (por la ecuación 1), y a la resistencia equivalente considerarla como una sola resistencia que se suma a las otras como resistencia en paralelo (ecuación 2).

Hipótesis. Se espera obtener una buena aproximación del valor de las resistencias equivalentes en cada circuito pues:  Se contara con material en su mayoría digital, con lo que se tendrá una menor posibilidad de cometer un error.  Se trabajara con mayor precisión. Sin embargo esto no nos quita de encima la posibilidad de interpretar mal, los datos leídos en los instrumentos, o cometer errores por el simple hecho de ignorar su correcto funcionamiento.

Objetivos. Comprobar la ley de ohm. Objetivos secundarios:  Manejar de manera correcta los instrumentos de medición, conociendo su incertidumbre, escala mínima y capacidad.  Expresar las mediciones hechas tomando en cuenta la incertidumbre asociada a cada una de ellas.  Entender la ley de ohm, así como aplicar las fórmulas de resistencias, en serie, paralelo y combinados.  Discutir los posibles parámetros que pudiesen afectar las mediciones.

Material y equipo. Nombre

Multímetro digital

Capacidad Material Marca Modelo

100 V Plástico Extech 65EA

Multímetro analógico 12 A Plástico Triplett I8 49-5974

Escala mínima Incertidumbre

* *

Nombre Capacidad Material Marca Modelo Escala mínima Incertidumbre

* *

Fuente de poder 15 V metal Macalester Scientific MSC 15700 * *

Resultados. Tabla1. Intensidad contra voltaje. Circuito 1. Intensidad (Ampere) 0,04 0,046 0,056 0,064 0,076 0,088 0,11

Voltaje (Volt) 9,80 11,17 13,15 14,85 17,65 20,1 24,2

Tabla 2. Intensidad contra voltaje. Circuito 2. Intensidad (Ampere) 10 20 26 36 60 76 78 90 102 116

Voltaje (Volt) 0,187 0,372 0,434 0,585 0,929 1,161 1,189 1,347 1,500 1,680

Tabla 3. Intensidad contra voltaje. Circuito 3. Intensidad (Ampere) 0,018 0,026 0,04 0,044 0,056 0,078 0,088

Voltaje (Volt) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9

Cálculo de la resistencia equivalente. Circuito I. Como se trata de un circuito en el cual todas las resistencias se encuentran conectados en serie la resistencia equivalente está dada por: (

)

Cicuito II. Como se trata de un circuito en el que todas las resitencias se encuentran conectadas en paralelo, la resistencia equivalente viene dada por=

Circuito III. Se trata de un circuito combinado con lo que se analiza y se tiene que la resistencia de 0,02 ohm y 191 ohm se encuentran conectadas en paralelo y la última resistencia en serie, a estas dos, con ,lo que se tiene una resistencia equivalente igual a:

Gráficos. Grafico 1. Intensidad vs voltaje. Circuito II 30

y = 207.7x + 1.6034 R² = 0.9987

25

20

15

10

5

0 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Grafico 2. Intensidad vs voltaje. Circuito II. 1.8 y = 0.0141x + 0.0757 R² = 0.9989

1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

20

40

60

80

100

120

140

Grafico 3. Intensidad vs voltaje. Circuito III. 1 y = 9.9x + 0.0336 R² = 0.9943

0.9 0.8 0.7 0.6

0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

Análisis de resultados. Después de trabajar con los resultados sobre las gráficas, resulta más fácil de interpretar los datos. Pues bien ahora, se tiene un similitud (visual) muy cercana entre las resistencias correspondientes pero, será mejor proceder a realizar un cálculo para comprobarlo:

Sin duda alguna esto deja sin validez el aventurarse a una primera similitud “visual” pues se cometió un muy grande error en el circuito 2.

Conclusiones. Al estar conscientes de que sin dudas se cometió un grave error en el circuito 2 se concluye que:  La ley de ohm logra describir de una manera muy cercana a la realidad los circuitos eléctricos.  Las fórmulas para resistencias en paralelo, serie y combinadas son igualmente validas e útiles.  Se comprueba el enunciado de la ley de ohm “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”

Bibliografía. Experimentación: Una introducción a la teoría de mediciones y al diseño de experimentos. Segunda edición. Prentice Hall. México 1991 Douglas C Giaconli, Física Principios con aplicaciones Volumen 1, Sexta edición, Pearson Educación, México 2006, Paginas 23-26.