Electricidad y magnetismo Practica 3

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Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ciencias Químicas

Ingeniero Químico

Electricidad y magnetismo

Laboratorio

Práctica #3: Ley de ohm y ley de Kirchhoff.

Maestro: Dr. Hugo Salas

Grupo 01         Equipo: 3   

Miércoles 18 de marzo  de 2015, Ciudad Universitaria, N.L.

Práctica #3: Ley de ohm y ley de Kirchhoff.

Objetivo

Conocer la Ley de Ohm y las Leyes de Kirchhoff así como estudiar las características de las resistencias, que sigue la ley de Ohm. Analizar circuitos eléctricos en un nivel introductorio. Establecer la relación matemática entre el voltaje aplicado a una resistencia de magnitud constante y la corriente que circula.

Fundamento

Ley de OHM

Una densidad de corriente J y un campo eléctrico E se establecen en un conductor cuando se mantiene una diferencia de potencial a través de dicho conductor. Si la diferencia de potencial es constante, la corriente también lo es. Es muy común que la densidad de corriente sea proporcional al campo eléctrico.

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Donde la constante de proporcionalidad  recibe el nombre de conductividad del conductor.[pic 5]

La ley de Ohm establece que: en muchos materiales (incluidos la mayor parte de los metales), la proporción entre la densidad de corriente y el campo eléctrico es constante,  que es independiente del campo eléctrico productor de la corriente. Los materiales que obedecen la Ley de Ohm y que en consecuencia, presentan este comportamiento lineal entre E y J se dice que son óhmicos. El comportamiento eléctrico de la mayor parte de los materiales es bastante lineal para pequeños cambios de la corriente.

Experimentalmente, sin embargo, se encuentra que no todos los materiales tienen esta propiedad. Los materiales que no obedecen la Ley de Ohm se dicen que son no óhmicos.

La Ley de Ohm no es una ley fundamental de la naturaleza sino más bien una relación empírica válida solo para ciertos materiales.

Una forma de la Ley de Ohm útil en aplicaciones prácticas puede obtenerse considerando un segmento de un alambre recto de área de sección transversal A y longitud L, como se ve en la figura 1. Una diferencia de potencial V = (Vb –Va) se mantiene a través del alambre, creando un campo eléctrico en éste y una corriente.

Por lo tanto, podemos expresar la magnitud de la densidad de la corriente en el alambre como:   , puesto que J = I / A, la diferencia de potencial puede escribirse:  .[pic 6][pic 7]

De lo anterior, a la cantidad L / A se denomina la resistencia R del conductor. De acuerdo con la última expresión, podemos definir la resistencia como la razón entre la diferencia de potencial a través del conductor y la corriente . [pic 8][pic 9]

A partir de este resultado vemos que la resistencia tiene unidades S.I. de volt/ampere, un

Volt/ampere se define como un Ohm Ω.

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Ley de KIRCHHOFF

La primera ley, se conoce también como la ley de las corrientes. Ésta dice que la suma de intensidades de corriente que llegan a un punto común es igual a la suma de intensidades que salen de él. Si consideramos positivas las corrientes que llegan y negativas las que salen, esta ley establece que la suma algebraica de las intensidades de todas las corrientes sobre un punto común es cero.

La segunda ley, se conoce también como la ley de los voltajes. Ésta dice que en un circuito cerrado, la suma algebraica de las fuerzas electromotrices aplicadas, o subidas de tensión, es igual a la suma algebraica de las caídas de tensión en todos los elementos pasivos.

Material y equipo a utilizar

• 1 Fuente del voltaje variable C.D. (0 a 30 volts).
• 1 Resistencia.
• 1 Multímetro.
• 1 Entrenador de Circuitos.
• 2 Cables - banana-banana.
• 1 Alambre de nicromel.
• 1 Diodo semiconductor.
• Puentes.
• Fuente de energía variable (V.C.D.) a 12 volts.
• 2 resistencias de 27 Ohms a 10 Watts.
• 1 foquito con socket de 12 volts.
• 1 interruptor de cuchilla.
• 1 polo.
• 1 resistencia de 150 Ohms a 10 watts.
• 1 socket.
• 1 foco de 60 watts.
• 1 fusible de cartucho C.A. y uno roscado C.A.
• 1 fusible de cartucho.
• 1 foquito de 12 volts.

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Ecuaciones a utilizar

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• Diferencia de potencial:

• Ley de Ohm:       R = V/ I
• Inversa de la conductividad es la resistividad:    σ =  1 /  ρ
• Resistencia:    [pic 13]

Procedimiento

Ley de Kirchhoff.

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Ley de Ohm.

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Datos Experimentales

1. Mediante una fuente de voltaje de corriente directa (VCD), aplique un voltaje a una resistencia de magnitud constante, midiendo la corriente que circula, el voltaje aplicado y el valor de la resistencia.

Nota: para los pasos posteriores de la práctica no se obtuvieron resultados, debido al gran tamaño de las resistencias proporcionadas.

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