FISICA III (LEY DE OHM)

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LEY DE OHM

1.-        OBJETIVO.

• Comprobar la Ley de Ohm.
• Determinar la resistencia especifica de un alambre de micrón.
• Encontrar la resistencia interna de una fuente eléctrica.

2.-        FUNDAMENTO TEÓRICO.

Sea un conductor que tenga una resistividad (ρ), la densidad de corriente (Ϳ), cualquier punto determinado en el alambre el campo eléctrico estará expresado por:

                                          →        →

                          E = ρ J……………………………………………… (1)

Se cumple la ley de Ohm, cuando ρ es independiente la magnitud del campo eléctrico, de modo que

→

E ,es directamente proporcional a la

→

J . Sin embargo, a menudo interesa la

→

corriente eléctrica total de un conductor en        J , y la diferencia de potencial entre

→

los extremos de un conductor en E , esto se debe a que la corriente y la

diferencia de potencial son mucho másx| fáciles de medir que

→        →

E y J .

Se supone que el conductor es un cable con área transversal uniforme A y longitud L, fig. 1 Sea V la diferencia de potencial entre los extremos del conductor, la dirección de la corriente es siempre del extremo de mayor potencial al de menor, de modo que V es positivo, debido a que la corriente en un conductor fluye en la dirección del campo eléctrico.

A medida que la corriente fluye a través del conductor se pierde la energía eléctrica, la cual se transforma en energías caloríficas por lo choque de los electrones con los átomos.

También podemos relacionar el valor de la corriente I con la diferencia de potencial entre los extremos del conductor. Si las magnitudes de la densidad de corriente J y de la intensidad de Campo eléctrico E son uniformes a lo largo del conductor, la corriente está dada por I=JA, y la diferencia de potencia es V=EL, despejando J y E respectivamente, y sustituimos los resultados en la ecuación 1) se obtiene:

---- (2)[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

V = ρI L        A

o        V = ρL I A

Esto muestra que cuando

ρ, L y A son constantes, la corriente total I es

proporcional a la diferencia de potencial V. La razón de V a I para n conductor en particular se conoce como su resistencia R.

R = V[pic 7]

I

Comparando esta definición de R con la ecuación (2) se observa que la resistencia R de un conductor en particular se expresa mediante.

R = ρL[pic 8]

A

Donde V= IR es una expresión particular de la Ley de Ohm.

El Físico Alemán George Simón Ohm (1787-1854) en 1826 mediante cuidadosas mediciones descubrió la ley del circuito eléctrico, que establece: “En un conductor de longitud L a temperatura constante la relación de variación de V y la variación de I siempre es una constante, dicha constante se llama resistencia eléctrica”.

Si la corriente en un circuito es I, el potencial en el punto “a” se relaciona con el potencial en el punto “b” mediante:

Va =Vb + ε − Ir

Por lo tanto, la tensión en la resistencia, Va − Vb = ε − Ir , Utilizando la ley de Ohm se expresa:

La intensidad de la corriente es:

IR =Va −Vb = ε − Ir

I =        ε[pic 9]

R + r

C.-        EQUIPOS Y MATERIALES:

• Un tablero unifilar
• Una fuente de tensión variable (0-12V)
• Un amperímetro (multitester)
• Un voltímetro (multitester)
• Cables de conexión
• Un calibrador vernier
• Un micrómetro
• Interruptor.

D.-        DIAGRAMA DE INSTALACIÓN:

r

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[pic 13]

R[pic 14]

E.-        PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

I.-      Estudio I=f(V)

1. Anotar los valores correspondientes para:

L= ………………….        d=…………………….

1. Mover las puntas de prueba hasta un valor máximo de resistencia (L máximo) y verifique que la posición de la fuente este en cero.
2. Encienda la fuente manteniendo la longitud (L) del alambre constante, luego haga variar la tensión desde cero a 5 voltios, con incrementos de 0.5 voltios; anote los datos en la tabla 1

II.-     Estudio I®.

1. Ajuste la tensión de alimentación a e voltios (voltaje del circuito cerrado) iniciando con máxima longitud del alambre, disminuya a razón de 10cm, cada vez, hasta llegar a una longitud de 10cm. Registre las intensidades de corriente para cada longitud, teniendo cuidado de mantener V = 2voltios, para cada longitud y mediar además de las tensiones un circuito abierto (f.e.m), presente después de cada reajuste; anote sus datos en la tabla 2.

F.-        TOMA DE DATOS EXPERIMENTALES

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