LEY DE OHM

LEY DE OHM

A.- OBJETIVOS

• Establecer experimentalmente la ley de ohm.

• Establecer experimentalmente los materiales ohmicos y No ohmicos.

INTRODUCCION:

- Un conductor es un material en el cual algunas de las partículas cargadas se pueden mover libremente; estas partículas son los potadores de carga del conductor. Por ejemplo, podemos pensar en un metal como una estructura de iones positivos localizados en posiciones de red fijas y entre estos se distribuyen los electrones libre.

- La carga del conjunto de los electrones libres es igual y opuesta a la carga del conjunto de los iones, y constituyen los portadores de carga de un metal.

B.- EQUIPO Y MATERIAL

Del Laboratorio:

- Fuente de poder

- Resistencias

- Amperímetro

- Voltímetro

- Cables

- Tablero de conexiones

- Interruptor

- Lámparas

C.- ESQUEMA

D.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1) Resistencia de prueba

1. Instalar el quipo como muestra el esquema.

2. Utilizar la salida de corriente continua, cierre el interruptor .

3. Con la ayuda del regulador de la fuente establezca los valores para el voltaje de salida.

4. Establecer quince valores para la intensidad de corriente y la diferencia de potencial.

5. Registre los datos en la TABLA 1

TABLA 1

Lectura Voltaje Intensidad Resistencia Ri-Rprom (Ri-Rprom)^2

1 1.5 26.5 0.05660377 0.0013 0.00000169

2 2 35.5 0.05633803 0.0016 0.00000256

3 2.5 44.4 0.05630631 0.0013 0.00000169

4 3 53.5 0.05607477 0.0011 0.00000121

5 3.5 62.6 0.05591054 0.0009 0.00000081

6 4 71.5 0.05594406 -0.0021 0.00000441

7 4.5 79.6 0.05653266 0.0015 0.00000225

8 5 88.4 0.05656109 0.0016 0.00000256

9 5.5 97.4 0.05646817 0.0015 0.00000225

10 6 106.3 0.05644403 0.0014 0.00000196

11 6.5 115 0.05652174 0.0015 0.00000225

12 7 123.8 0.05654281 0.0015 0.00000225

13 7.5 132.7 0.05651846 0.0015 0.00000225

14 8 141.8 0.05641749 -0.0016 0.00000256

15 9 159.4 0.05646173 0.0014 0.00000196

1338.4 0.84564566 0.0144

Promedio 0.05637638

2) Lámpara de prueba

1. Cambiar la resistencia de 100 Ω por una lámpara de 12 V y repetir los pasos 2, 3, 4 y 5 de 1) del procedimiento experimental.

2. Registre sus valores obtenidos del voltaje y la intensidad, en la TABLA 2

TABLA 2

Lectura Voltaje Intensidad Resistencia

1 1.5 62.5 0.024

2 2 78.9 0.02534854

3 2.5 89.7 0.02787068

4 3 99.5 0.03015075

5 3.5 108.5 0.03225806

6 4 116.8 0.03424658

7 4.5 124.6 0.03611557

8 5 132.4 0.03776435

9 5.5 139.4 0.03945481

10 6 146.4 0.04098361

11 6.5 153.3 0.04240052

12 7 159.8 0.04380476

13 7.5 166 0.04518072

14 8 172.1 0.0464846

15 9 183.6 0.04901961

E.- ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES

E1.

1) Calcule los valores de la resistencia, utilizando la ley de ohm; para la resistencia de prueba.

2) Graficar en papel milimetrado con una escala apropiada, los valores de la intensidad de corriente en función del voltaje. I = f(V).(grafica 1). ¿Qué representa la pendiente?

3) Utilizando una estimación de carácter interna. Determine el valor mas probables (promedio aritmético) e incertidumbre (desviación interna) de la resistencia.

E2.

1) Calcular los valores para la resistencia de la lámpara

2) Graficar en papel milimetrado con una escala apropiada la intensidad de corriente en función con el voltaje. (grafica 2).

3) ¿Qué comportamiento tiene la grafica 02? Explique.

Que al aumentar la intensidad también aumenta el voltaje

F. COMPARACION Y EVALUACION DE RESULTADOS

1. Comparar el valor experimental obtenido con la estimación interna y el valor nominal de la resistencia de prueba. ¿qué concluye?

Que la resistencia varía según la intensidad y el voltaje aplicados.

2. Utilizando la grafica 01 establecer las pendiente y calcule el valor de la resistencia.

La pendiente es 0.01

3. Comprare con el valor nominal del valor de la resistencia de prueba considerando su tolerancia ¿Qué concluye? Explique.

El valor nominal de la resistencia es de 100 ± 10 y el valor de la resistencia de prueba es de 100 ± 8.77, ambos valores son sumamente idénticos, entonces, la práctica ha sido realizada con éxito, se han cometido ciertos errores de medición para la estimación interna de la resistencia, pero, la gráfica nos muestra el valor real de ésta.

G. CONCLUSIONES

- Al aumentar la resistencia la temperatura de la misma aumenta

- Para materiales no ohmicos la resistencia no es constante, en realidad, la resistencia disminuye cuando aumenta la corriente.

- Es probable que la temperatura existente en la lámpara de prueba durante la experiencia, haya influido en el cambio del valor de la resistencia de ésta. En las bombillas corrientes como la utilizada, al subir el voltaje, el filamento es llevado hasta aproximadamente 2500ºC, su resistencia se multiplica por un factor de 9 con respecto a su valor a la temperatura de 20ºC.

- A pesar de los ligeros errores cometidos, la gráfica nos muestra el valor real de la resistencia.

H. BIBLIOGRAFIA

- Guillermo De La Cruz Romero

Física, Coveñas SAC, Perú

- Sears – Zemansky – Young – Freeman

Física Universitaria, Vol. I, 1999, Adisson Wesley Logman, México.

- LA FISICA En la vida cotidiana de "Alberto Rojo" Editorial Universidad de Quilmes - Argentina

I. CUESTIONARIO FINAL

1. La ley de ohm es aplicable para los circuitos con corriente alterna (A.C.).

La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto de la corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de corriente alterna deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.

2. ¿la resistencia varia con la temperatura? Explique

La resistividad de cualquier metal depende de la temperatura. Excepto a temperaturas demasiado bajas, la resistividad varía casi linealmente con la temperatura. Existen muchos metales para los cuales la resistividad es cero por debajo de cierta temperatura, denominada temperatura crítica.

A temperatura ambiente, los mejores conductores ofrecen una resistencia muy baja al paso de la corriente y los mejores aislantes ofrecen una resistencia alta.

Todos los elementos conductores de corriente eléctrica sufren una alteración en su composición molecular con los cambios de temperatura. Esta condición natural que poseen los elementos cambia la resistencia ohmica de los materiales, razón por la cual los valores establecidos por los diferentes fabricantes están determinados para una temperatura de 20 grados centígrados. En consecuencia, para los lugares donde la temperatura ambiente sea diferente de 20 grados es importante realizar los ajustes correspondientes, aplicando ésta expresión:

Ro = Rm

[1+ i (T-20º)]

Donde:

Ro = Resistencia a 20º.

Rm = Resistencia medida.

T = Temperatura del medio ambiente.

i = Variación de la temperatura. ( 0,00391 )

De esta expresión matemática podemos determinar que, cuando aumenta la temperatura, aumenta también la resistencia del conductor; y, si en caso contrario, disminuye la temperatura, disminuye la resistencia del conductor.

3. ¿Qué es la resistividad de un material? Explique.

Resistividad eléctrica es la magnitud característica que mide la capacidad de un material para oponerse al flujo de una corriente eléctrica. También recibe el nombre de resistencia específica. Es la inversa de la conductividad eléctrica, . La resistividad se representa por “R” y se mide en ohmio/metro.

La resistividad eléctrica de un material viene dada por la expresión.

R = • S

I

Donde:

R = Resistencia eléctrica del material

l = Longitud

S = Sección transversal.

4. ¿Por qué un “buen” conductor eléctrico, también podría se un “buen” conductor térmico?

Porque las propiedades de un conductor eléctrico son favorables también para la conducción térmica. Podemos afirmar que todos los buenos conductores eléctricos, son también buenos conductores térmicos.

5. Cómo es el comportamiento de la grafica I = f (V) en un semiconductor con polarización directa y polarización inversa cuando existe una diferencia de potencial en ella. Explique si es un material óhmico.

En todos los materiales semiconductores, un aumento de la temperatura disminuye la resistencia; por lo tanto la resistencia no es constante, entonces, no cumple la ley de Ohm. Podemos afirmar que no es un material ohmico.

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