Proyecto De Fisica

CONDUCTORES LINEALES: LEY DE OHM

Aizar Charris (1), Dayanis Agamez (2)

Ingeniería Industrial (1), Ingeniería Eléctrica (2)

Laboratorio de Física mecánica: SDL

Resumen

Elaboramos este trabajo con el fin especificar si un conductor eléctrico cumple con la ley de ohm en este caso, refiriéndonos a su característica lineal o no lineal, se armó un circuito en serie; con un resistor y un diodo a los cuales se le aplico diferentes voltajes. Para tomar en cada uno de los componentes (resistor y diodo) el voltaje que pasa por cada uno ellos, estas medidas se analizaran en unas gráficas y con los respectivos cálculos de la resistencia. Todo esto se debe realizar con el manejo de una fuente de poder, un voltímetro, un amperímetro y los materiales ya antes mencionado el resistor y el diodo.

Palabras claves

Intensidad, ohmímetro, resistencia, voltaje, circuito, ley de ohm.

Abstract

We developed this paper to specify whether an electrical conductor complies with Ohm's law in this case , referring to its linear or nonlinear characteristic , a circuit was assembled in series; with a resistor and a diode to which I was applied in different voltages. To take each of the components ( resistor and diode) the voltage across each of them , these measures were analyzed in a graphical and respective calculations of resistance. All this must be done with handling a power source, a voltmeter, an ammeter and materials and above the resistor and diode.

Keywords

Intensity, ohmmeter, resistance, voltage , circuit, Ohm's law

1. Introducción

El siguiente laboratorio tiene como propósito describir el comportamiento de un conductor lineal y otro no lineal, utilizando como ejemplos un resistor y un diodo armados en un circuito al que se le transmitió diferentes voltajes a través de una fuente de poder, y con el voltímetro y el ohmímetro se calculó el voltaje que pasa por el resistor (se utilizaron dos resistores) y el diodo.

Los datos obtenidos servirán para diferenciar cómo se comporta un material óhmico y no óhmico.

2. Fundamentos Teóricos

2.1 Ley de Ohm

Cuando se mantiene una diferencia de potencial Va – Vb entre dos puntos a y b de un conductor, se establece un campo eléctrico E en el interior del conductor. De esta forma, se establece una densidad de corriente J en el conductor (y por tanto también una intensidad de corriente I).

Para muchos materiales conductores, se cumple que la densidad de corriente en el conductor es proporcional al campo eléctrico en el conductor. Es decir,

J =  E

Donde la constante de proporcionalidad  se denomina conductividad del conductor, y es independiente del campo eléctrico aplicado E.

Corriente eléctrica e intensidad de corriente

Todos los cuerpos están formados por átomos. Cada átomo está constituido por un núcleo

central y por una serie de órbitas. En el núcleo están los protones con carga positiva y los neutrones sin carga eléctrica. En las órbitas están los electrones con carga negativa.

Para que las cargas eléctricas estén compensadas el número de electrones tiene que ser igual al número de protones.

Los átomos debido a fuerzas externas pueden ganar o perder electrones.

La corriente eléctrica, es el paso ordenado de electrones (e-) a través de un conductor.

La intensidad de corriente eléctrica, es la cantidad de electrones que circulan a través de un conductor en la unidad de tiempo (por segundo). Se representa por “I” y su unidad es el Amperio (A)

Resistividad

La resistividad es la resistencia eléctrica específica de un material. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohmios por metro (Ω•m). Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor. Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.

Conductores eléctricos.

Son los elementos por los que circula la corriente eléctrica.

Tres son los tipos de materiales, según su comportamiento frente a la corriente eléctrica:

Conductores: Materiales que debido a su estructura atómica, permiten el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo poca o ninguna

resistencia al flujo de electrones. Los metales son buenos conductores.

Semiconductores: Materiales que debido a su estructura atómica, permiten parcialmente el paso de la corriente eléctrica, mejor que un aislante, pero peor que un conductor. Pueden

ofrecer mucha resistencia a la corriente o prácticamente ninguna, según nos interese. Los diodos, transistores y el microprocesador de un ordenador son semiconductores.

Aislantes: Materiales que debido a su estructura atómica, impiden el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo mucha resistencia al flujo de electrones. La madera y el plástico son ejemplos de aislantes

Materiales óhmicos y no óhmicos

Cuando se aplica una diferencia de potencial ∆V a un conductor, circulará por él una intensidad de corriente I. El valor de esta intensidad de corriente dependerá de las características eléctricas del conductor.

Para algunos conductores, se cumple que la diferencia de potencial entre sus extremos es directamente proporcional a la intensidad de corriente que lo recorre, (manteniendo constantes los demás parámetros que afectan la resistividad del conductor, como la temperatura.). Esta proporcionalidad, se conoce con el nombre de Ley de Ohm.

No todos los elementos cumplen con esta ley, este hecho nos permite clasificarlos en:

a) óhmicos o lineales y,

b) no óhmicos o no lineales.

A los elementos óhmicos los llamamos resistores o resistencias. Para un conductor óhmico, la relación R=∆V/Idefine su resistencia, y es una constante del elemento.

Para un conductor no óhmico, la relación R=∆V/I no es constante: depende del valor de diferencia de potencial aplicado al mismo, o de la intensidad que lo recorre. No se le puede asignar un único valor de resistencia.

Materiales no óhmicos

El carbón caliente al blanco, plata, el platino, el oro, los superconductores a 0°K

Materiales óhmicos

Los metales son un ejemplo de materiales óhmicos

Resistencia

La resistencia eléctrica es una propiedad que tienen los materiales de oponerse al paso de la corriente. Los conductores tienen baja resistencia eléctrica, mientras que en los aisladores este valor es alto. La resistencia eléctrica se mide en Ohm (Ω).

El elemento circuital llamado resistor se utiliza para ofrecer un determinado valor de resistencia dentro de un circuito.

Resistencia de un conductor

La resistencia de un material es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional a su sección. Se calcula multiplicando un valor llamado coeficiente de resistividad (diferente en cada tipo de material) por la longitud del mismo y dividiéndolo por su sección (área).

Conductividad

La conductividad eléctrica, por lo tanto, es la capacidad de los cuerpos que permiten el paso de la corriente a través de sí mismos. Esta propiedad natural está vinculada a la facilidad con la que los electrones pueden atravesarlos y resulta inversa a la resistividad.

En la siguiente tabla encontramos la resistividad para cada uno de los casos anteriores.

EL DIODO

El diodo ideal es un componente discreto que permite la circulación de corriente entre sus terminales en un determinado sentido, mientras que la bloquea en el sentido contrario.

Energía

La Energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Esta energía produce, fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico y magnético.

Voltaje o Tensión

El voltaje, tensión o diferencia de potencial es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica.

A mayor diferencia de potencial o presión que ejerza una fuente de FEM sobre las cargas eléctricas o electrones contenidos en un conductor, mayor será el voltaje o tensión

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