LEY DE OHM

OBJETIVOS

o Establecer experimentalmente la relación que existe entre la diferencia de potencial V aplicada a un conductor y la intensidad de corriente I que circula por él.

o Comprobar en forma experimental la validez de la ley de Ohm para cualquier conductor.o Capacita en la comprensión de lo que es la medida de la resistencia por diferentes

métodos y la comprensión de la ley de ohm.

MATERIALES

1 Fuente de Alimentación regulable2 Multimetro digital1 Protoboard4 Cables con conectores mordaza-cocodrilo1 Cable de extensión1 Resistencia de 100 Ω1 Resistencia de 500 Ω4 Pequeños cables conectores

MARCO TEORICO

Cuando un conductor es atravesado por un flujo de electrones se dice que por el circula una cierta cantidad de corriente eléctrica, es así que el conductor ofrece cierta dificultad al paso de la corriente eléctrica, esta dificultad se llama resistencia eléctrica. Para el caso de análisis de diseños, es importante conocer esta resistencia, para lo cual se va estudiar la medición por diferentes métodos.

La Ley de ohm establece que la diferencia de potencial ΔV existente entre los extremos de un conductor es directamente proporcional a la corriente I que circula por él, esto es: ΔV α I.Fue en 1827 que el científico George Simon Ohm observó que en ciertas configuraciones eléctricas la razón del voltaje aplicado a la corriente resultante es una constante, desde entonces esta ley se conoce como la “Ley de Ohm” y matemáticamente se lo expresa como:

V = R I (1)∙

Donde:V → voltaje aplicadoI → corriente resultanteR → Resistencia eléctrica

Los materiales que se comportan de acuerdo a esta ley se llaman materiales óhmicos.La resistencia eléctrica depende de varios factores, la temperatura es uno de ellos. Cuando la temperatura de un conductor cambia, también lo hace su resistenciaLa ecuación (1) también se puede escribir:

I = V / R (2)

En este caso la corriente que circula será directamente proporcional al voltaje aplicado, donde la constante de proporcionalidad será su recíproco

Si a “R” le denominamos resistencia eléctrica, su recíproco se conoce como “Conductancia”, es decir:

G = 1 / R (3)

La unidad usada para describir la conductancia es el “Mho”, un mho es un amperio de corriente por voltio de potencial aplicado.

Si reemplazamos (3) en (2) tenemos:I = G V (4)∙

La conductancia también es una constante, por tanto si trazamos la gráfica de la relación: Voltaje Vs Corriente, se tiene:

La conductancia puede ser determinada como la pendiente de la curva voltaje – corriente, y a partir de este por la ecuación (3) se determina la resistencia eléctrica.

Ejemplo: Si en la curva tomamos el valor de 1.5 [V] y 0.48 [A], entonces la conductancia es:G = I / V = 0.48 / 1.5G = 0.32 [mho]

La resistencia eléctrica es: R = 1 / G = 1 / 0.32R = 3.125 [Ω]

PROCEDIMIENTOACTIVIDAD 1:

1.- Anota el valor de la resistencia desconocida de acuerdo con el código de colores. Con la fuente previamente apagada arme el circuito de la Figura 1. Consulta con el profesor la corrección del montaje.

Figura 1

2.- Poner el selector de la fuente de alimentación en una posición de tensión más baja. Prepara el voltímetro y el amperímetro en sus posiciones adecuadas. Enciende la fuente de alimentación.

3.- Gire la perilla de la fuente de alimentación incrementando en 0.5 voltios y anote en la Tabla 1 los distintos valores que lea en el voltímetro y el amperímetro para diferentes posiciones del selector de la fuente de alimentación, cuando llegue a 6.0 Voltios. Apaga la fuente de alimentación.

Resistencia(Nominal):Resistencia(Multimetro): TABLA 1V(volt)

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4,04 4,19 5,02 5,5 6

I (mA) 0,8 1,5 1,8 2,5 3 3,5 4,1 4,4 5 5,4 5,9

4.- Cambia la resistencia poniendo en su lugar otra resistencia. Repite todo lo anterior anotando en la Tabla 2 los distintos valores que leas en el voltímetro y el amperímetro para diferentes posiciones del selector de la fuiente de alimentación.

Resistencia(Nominal):Resistencia(Multimetro): TABLA 2V(volt)

1 1,91 2,06 2,5 3,01 3,53 4,09 4,52 5,02 5,5 6

I (mA) 0,3 0,5 0,2 0,8 1,00 1,2 1,3 1,5 1,7 1,8 2,0

ACTIVIDAD 2

5.- Usando el mismo circuito del experimento anterior regular la fuente a 6,0 Voltios apague la fuente y cambie la resistencia por una década (resistencia variable).

6.- Poner la perilla en la posición mínima y con el multimetro verificar el valor la resistencia en esa posición registrar en Tabla 3 y para esa posición media la intensidad de corriente apagué la fuente y gire la perilla en le siguiente valor y medir la resistencia en esa posición y tomar lectura de la corriente y anotar en la Tabla 3.

7.- Apague la fuente y gire el valor siguiente la perilla de la resistencia variable como en el paso 6 hasta llegar a completar la Tabla 3.

Resistencia(Nominal):Resistencia(Multimetro): TABLA 3V(volt) 1,01 2,10 3,1 4,14 5,03 6,01 7,05 8,00 9,02 10,07I (mA) 4,6 2,2 1,5 0,10 0,9 0,1 0,10 0,09 0,9 0,81/(R(Ω))

CUESTIONARIO

CONCLUSIONES

o Por el procedimiento de divisor de tensión, corroboramos que el concepto de divisor de tensión es valido para analizar ciertos circuitos (fuente de tensión en serie a resistencias).

o Por el procedimiento de divisor de corriente, confirmamos que el concepto de divisor de corriente es valido para analizar ciertos circuitos (fuente de corriente en paralelo a resistencias).

o También me dio una mejor idea de cómo tener precaución al conectar los elementos del circuito, además de tener en cuenta el uso del código de colores y como hacer circuitos en la protoboard.

BIBLIOGRAFIAo SERWAY, Raymond A. y JEWETT, Jhon W. (2005) Física I y II Texto basado

en cálculo, 6a Ed. Editorial Thomson. o PASCO scientific. (1999), Physics Labs with Computers Student Workbook.

Volume 2.