ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO PARA INGENIERIA EXPERIENCIA: N 4

Ley de Ohm Profesor: Ignacio Olivares

Integrantes:

- Luis Rubio

- Ricardo Araya

- Pablo Quiroz

- Diego Figueroa

Objetivos:

Establecer la relacin voltaje - corriente elctrica para conductores metlicos y no-

metlicos.

Verificar la ley de Ohm en circuitos de corriente continua.

Antecedentes tericos:

Ley de ohm: Establece que la intensidad de la corriente elctrica que circula por un

conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada, e

inversamente proporcional a al resistencia del mismo. Matemticamente se expresa

como:

I =

Donde empleando unidades del Sistema Internacional , tenemos que:

I = Intensidad en amperios(A).

V= Diferencia de potencial en voltios(V).

R= Resistencia en ohmios()

Densidad de Corriente elctrica: Magnitud vectorial que tiene unidades de corriente

elctrica por unidad de superficie. Matemticamente, la corriente y l a densidad se

relacionan de la siguiente manera:

I = Corriente elctrica (A).

j = Densidad de corriente (A )

S= Superficie de estudio en .

Los materiales conductores difieren entre s ,

elctrico dado. La razn de la intensidad de corriente j a la intensidad Edel campo

elctrico se denomina:

Resistividad: es la resistencia elctrica

paso de una corriente elctrica. La conductivid

resistividad .Se designa por la letra griega

ohmios metro (m):

(1) =R

(2)

Conductancia: facilidad que ofrece un material cualquiera al paso de la corriente

elctrica. La conductancia es lo opuesto a la resistencia. A mayor conductancia la

resistencia disminuye y viceversa, a mayor resistencia, menos conductancia, por lo que

ambas son inversamente proporcionales.

Resistencia: De acuerdo con la Ley de Ohm, el valor de la resistencia R se obtiene

dividiendo el voltaje o tensin en volt E del circuito, por el valor de la intensidad I en

ampere, como se muestra en el ejemplo siguiente:

Los materiales conductores difieren entre s , en el valor de j establecido para un campo

elctrico dado. La razn de la intensidad de corriente j a la intensidad Edel campo

resistencia elctrica especfica de cada material para oponerse al

paso de una corriente elctrica. La conductividad por su parte, es lo opuesto a

d .Se designa por la letra griega rho minscula () y se mide en

facilidad que ofrece un material cualquiera al paso de la corriente

elctrica. La conductancia es lo opuesto a la resistencia. A mayor conductancia la

resistencia disminuye y viceversa, a mayor resistencia, menos conductancia, por lo que

mente proporcionales.

De acuerdo con la Ley de Ohm, el valor de la resistencia R se obtiene

dividiendo el voltaje o tensin en volt E del circuito, por el valor de la intensidad I en

ampere, como se muestra en el ejemplo siguiente:

en el valor de j establecido para un campo

elctrico dado. La razn de la intensidad de corriente j a la intensidad Edel campo

especfica de cada material para oponerse al

ad por su parte, es lo opuesto a la

) y se mide en

facilidad que ofrece un material cualquiera al paso de la corriente

elctrica. La conductancia es lo opuesto a la resistencia. A mayor conductancia la

resistencia disminuye y viceversa, a mayor resistencia, menos conductancia, por lo que

De acuerdo con la Ley de Ohm, el valor de la resistencia R se obtiene

dividiendo el voltaje o tensin en volt E del circuito, por el valor de la intensidad I en

Materiales Utilizados:

Fuente Continua

Voltmetro

Ampermetro

Sistema de Ampolleta y diodo semiconductor

Caja de resistencia elctrica(x10, x100)

PC, interfase y sonda de voltaje.

Procedimiento Experimental:

Actividad 1: Medicin de corriente y voltaje en una resistencia elctrica.

1) Se procede a armar el circuito de la siguiente imagen:

2) Se realizan las mediciones de : - Resistencia: 100 - Voltaje: 4[V]

3) Se procedi a graficar la corriente (I) con respecto al Voltaje (V).

Actividad 2: Medicin de corriente y voltaje en una ampolleta.

1) Se procede a armar el circuito de la siguiente imagen:

2) Se realizan las mediciones de :

- Voltaje: 7,5 V - Corriente: 0,22 A

Estas mediciones representan las mediciones de voltaje y corriente mxima que pueden resistir la ampolleta.

3) Se procedi a graficar Voltaje (Volt) con respecto a la corriente(A).

Actividad 3: Medicin de corriente y voltaje en un semiconductor.

1) Se procede a armar el circuito de la siguiente imagen:

2) Se realizan las mediciones de : - Voltaje: 7,5 V - Corriente: 0,22 A

Estas mediciones representan las mediciones de voltaje y corriente mxima que pueden resistir la ampolleta.

3) Se procedi a graficar Voltaje (Volt) con respecto a la corriente(A).

Resultados:

En la experiencia 1, la medicin del voltaje y la corriente en una resistencia elctrica, se puede establecer una funcin matemtica :

Y = mx +b

Estableciendo los valores obtenidos en la rectificacin tenemos:

Y= 0,1056x 0,02579

Comparando esta ecuacin matemtica con la relacin fsica:

Obtenemos que; R = 0,1056 , medido en [V/mA]

Transformando unidades, obtendremos = 105,6 , medido en [V/A]

Por lo tanto se puede establecer que:

Terico 100 Experimental 105,6

Error Porcentual 5,6%

Discusin

Al analizar la curva representada en cada uno de los grficos generados se puede

observar que hay comportamientos distintos entre los tres objetos.

En el grfico de la resistencia elctrica se puede ver que el voltaje es directamente

proporcional al valor de la corriente, por esta razn se observa una funcin lineal.

Para el caso de la ampolleta, a diferencia de la resistencia del circuito anterior, al correr el

tiempo, eleva su temperatura, debido a este motivo disminuye su valor hmico, la

corriente es inversamente proporcional al valor de la resistencia, ya que como esta ltima

disminuye, la corriente aumenta , por esta razn a medida que aumenta la temperatura ,

tambin aumenta la corriente , por lo tanto el grfico se torna de tipo exponencial.

Al momento de analizar cmo se comporta en el grfico del diodo, se puede ver que el

semi-conductor necesita un voltaje mnimo de alimentacin para empezar a conducir,

luego se comporta como un circuito cerrado (resistencia de valor hmico bajo). El material

utilizado no responde a la ley de ohm y su funcin es no lineal, suelen llamarse materiales

no-hmicos. La pendiente de la curva representa la resistencia elctrica y en el caso del

diodo resulta ser variable.

Conclusiones

Una vez finalizado el proceso experimental con conductores resistores de distintas

naturaleza, se puede concluir que la resistencia ser constante dependiendo de los

factores que estn involucrados y su cambio de comportamiento, adems de su propia

naturaleza.

La resistencia elctrica cumple con la Ley de Ohm, ya que no sufre ninguna alteracin en

su composicin durante el paso de corriente. Es importante recordar que se trabaj con

un cierto rango de intensidad de corriente, y es probable que si se aplicaran valores

superiores s habra variaciones en la resistencia.

Otros objetos como las ampolletas y los diodos no cumplen con la ley de Ohm, ya que al

pasar corriente a travs de ellos hay ciertos factores que alteran los valores de su

resistencia. La ampolleta consume energa elctrica disipndola como luz y calor, y por

accin de este ltimo las dimensiones de los filamentos se alteran, causando una

variacin en la resistencia de la ampolleta. A medida que se aumentaba la intensidad de

corriente que pasa por el diodo, la resistencia de ste va disminuyendo, y puede llegar a

un punto en que su resistividad se hace cero, caracterstica atribuida a los semi-

conductores.