LABORATORIO DE FISICA II PRACTICA Nº 7: LEY DE OHM Guillermo Mendoza Turizo, Jesús David Martínez, Daniel Pedroza Periñán, JuanDavid Pérez Palencia, Fabián Andrés Villarraga Palencia Universidad de Cartagena Facultad de Ciencias e Ingeniería Programa de Ingeniería de Química Objetivos Por medio de una serie de datos obtenidos experimentalmente, hallar la relación que existe entre el volteje y la intensidad de la corriente, en un circuito sencillo, cuando la resistencia permanece constante A partir de la grafica hallada experimentalmente, deducir la ecuación conocida como ley de ohm. Materiales Voltímetro amperímetro Transformador Caja de resistencia reóstato Resumen El objetivo de estas experiencias es verificar la relación entre la caída de potencial y la intensidad de la corriente en una resistencia. Para ello armamos un circuito con una resistencia y una resistencia variable y medimos la caída de tensión y la intensidad de la corriente de la resistencia que permanecía constante. Por medio del análisis y preparación de esta práctica los estudiantes deben hacer muchas medidas de voltaje, intensidad y resistencia, por lo que van a adquirir cierta soltura en el manejo del polímetro. Así mismo les va a permitir darse cuenta de la necesidad de tabular todas las medidas realizadas para después hacer su representación gráfica y la ecuación correspondiente Introducción Además es de severa importancia realizar este tipo de experiencias dentro del laboratorio, para así poder poner en práctica aquellos conceptos teóricos, para luego sacar nuestras propias conclusiones y repercusiones al respecto. Debido a la existencia de materiales que dificultan más el paso de la corriente eléctrica que otros, cuando el valor de la resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, si la resistencia aumenta, la de acuerdo con la propia Ley. e inversamente proporcional a la resistencia del cable. es comúnmente llamada la forma macroscópica de la ley de Ohm. son vectores cuantitativos con magnitud y dirección.corriente disminuye y. puede ser definida como el reciproco de la resistividad eléctrica: . el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante. si la resistencia disminuye la corriente aumenta. en ambos casos. si el voltaje aumenta o disminuye el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción. de acuerdo con la expresión: O Frecuentemente es más conveniente pensar en términos de paso de corriente eléctrica en vez de resistencia. como en un cable metálico. y así la cantidad de conductividad eléctrica σ. es directamente proporcional a su longitud L e inversamente proporcional a al área de su sección transversal A. La ley de Ohm puede ser también expresada en forma microscópica. fluirá una corriente I proporcional a la resistencia R del cable. siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante. V y R son dependientes de la forma geométrica de un conductor eléctrico particular. siempre y cuando. expresándolo matemáticamente como: Donde: I = corriente eléctrica. el valor de la tensión es directamente proporcional a la intensidad de la corriente. viceversa. ya que los valores de I. A (amperios) V = diferencia de potencial V (voltios) R = resistencia del conductor O (ohmios) La ecuación anterior. Discusión teórica Consideremos un cable de cobre con sus extremos conectados a una fuente eléctrica. la cual es independiente de la forma del conductor eléctrico como O Donde: J = densidad de corriente (A/m2) E = campo eléctrico (V/m) ρ = resistividad eléctrica (Ω m) σ = conductividad eléctrica (Ω m)-1 La densidad de corriente J y el campo eléctrico E. Según la ley de Ohm. si se aplica a este cable una diferencia de potencial V. Estas magnitudes están relacionadas a través de una constante del material llamada resistividad eléctrica ρ. La resistencia eléctrica R de un conductor. Por otro lado. el flujo de corriente I es proporcional al voltaje aplicado V. por tanto. si no que son arrastradas por el campo eléctrico. c) las cargas eléctricas no se mueven libremente. Todos los componentes de un circuito eléctrico exhiben en mayor o menor medida una cierta resistencia.7 V 104 mA 10. no hay sumideros ni generadores de carga. y es medido en voltios.3 mA 7. unidad de intensidad de corriente eléctrica. se parte de supuestos: a) la cantidad de cargas es la misma.26 V 81.64 V 63. y esta resistencia limita necesariamente la corriente.8 mA mA 11.5 94. para cada resistencia. ofrecen cierta oposición al flujo de una corriente eléctrica. pero sin voltaje el alambre sería inofensivo. haga variar la corriente con el reóstato (10 valores) y mida la corriente y el voltaje para cada una de las 3 resistencias. En la analogía del flujo del agua.15 V 140 mA 13.08 V 67. Repita el mismo procedimiento pero haga variar la corriente del reóstato. es el empuje de electrones a través del cable o alambre. que se define como la resistencia que limita el flujo de corriente a 1 amperio en un circuito con una fuerza electromotriz de 1 volt. en las tablas. todas las sustancias.0 mA 5. y es la cantidad de coulomb que pasan en un segundo por una sección determinada del cable.1 mA 7. Un coulomb por segundo equivale a 1 amperio. tanto conductores como aislantes. el voltaje es análogo al peso del agua en la torre que empuja el agua a través de todas las tuberías. representando la fuerza electromotriz).28 V 58. Resistencia: Normalmente.5 mA 6.69 V 120. utilizando la caja de resistencia Análisis y discusión de resultados Voltaje de la fuente ≈ 20 V Resistencia menor o igual a 100 Ω Resistencia teórica 100 Ω ±5% Resistencia experimental 100 Ω Error = (100 – 100)/100 = 0 % I ΔV 181 mA 16. Escriba estos valores.69 V 72. denotado con la letra V (y algunas veces "E". Cuando el voltaje es aplicado a un alambre sería poco inteligente tocarlo.Intensidad: El flujo de carga que recorre un cable se denomina intensidad de corriente (I). La unidad empleada para cuantificar la resistencia es el ohmio (Ω).85 V . independientemente de la sección.72 V 9. Procedimiento experimental Utilizando la caja de resistencia en la escala de 1 a 1000 Ω. El voltaje. Para poder estudiar que pasa en un circuito eléctrico sometido a corriente. b) la corriente no es un vector.7 mA 6. 05 0.14 0.3x + 0.58 V 52.04 0.24)/100 = 0.000 Tomando la derivada de la ecuación anterior queda que la resistencia es igual a 321.03 0.08 0.41 V 40.07 V 36.07 Intensidad de corriente (A) Ecuación de la recta: y = 321.12 0.12 V 58. Con la segunda resistencia da los sgtes datos: Resistencia mayor a 100 Ω y menor a 500 Ω Resistencia teórica 330 Ω ±5% Resistencia experimental 324 Ω Error (330 – 324)/330 = 0.04 0.06 0.76% con respecto a la resistencia teórica y experimental.02 x 100 = 2 % I ΔV 59 mA 19.02 0.16 0.7 mA 13.5 mA 12.0876 x 100 = 8.24x + 0.9 mA 11.diferencia de potencial (V) Grafica de diferencia de potencial contra intensidad de corriente con resistencia 100 Ω 20 15 10 5 0 0 0.1 mA 18.7 mA 13.9 44.89 V diferencia de potencial (V) Grafica de diferencia de potencial vs intensidad de corriente con resistencia 330 Ω 30 20 10 0 0 0.82 V 47.5 mA 16.537 Tomando la derivada de la ecuación anterior queda que la resistencia es igual a 91.51 V 37.02 0.3 Ω .1 0.24 Ω %E = (100 – 91.01 0.2 Intensidad de corriente (A) Ecuación de la recta: y = 91.09 V 38.8 mA mA 15.06 0.18 0.34 V 14.9 mA 12.35 V 41. 01 0.7)/560= 0.0273 x 100 = 2.04 Intensidad de corriente (A) Ecuación de la recta: y = 544.2 mA 18.7 mA 15.6 mA 19.72 V 26.2 V 27 mA 14.83 % con respecto a la resistencia experimental Con la tercera resistencia da los sgtes datos: Resistencia mayor a 500 Ω Resistencia teórica 560 Ω ±5% Resistencia experimental 550 Ω Error (560 .96% con respecto a la resistencia experimental Observamos que cada vez que aumentaba la resistencia colocada.3E-3 x 100 = 0.5 mA 16.0263 x 100 = 2.7x .550)/560 = x 100 = 1.61 V 29.35 V Grafica de diferencia de potencial contra intensidad de corriente con resistencia 560 Ω diferencia de potencial (V) 25 20 15 10 5 0 0 0.8 mA 17.4 mA 19.63 % con respecto a la resistencia teórica %E = (324 – 321.83 V 35.3)/330 = 0.035 0.03 0.005 0. en la experimentación teníamos una resistencia constante y hacíamos variar la intensidad cuando la corriente disminuía el voltaje también lo hacia y viceversas cuando la corriente aumentaba el voltaje también aumentaba. Cuando aumentábamos el valor de la resistencia variable este ayudaba a cambiar la corriente dentro del la resistencia los que .7)/550 = 9.02 V 28.35 V 33.5 mA 16. la intensidad iba disminuyendo su valor esto es debido a que la intensidad de corriente es inversamente proporcional a la resistencia.0.73 % con respecto a la resistencia teórica %E = (550 – 544.78 % I ΔV 36.61 V 27.7 Ω %E = (560 – 544.02 0.63E-3 x 100 = 0.%E = (330 – 321.03 V 31.025 Tomando la derivada de la ecuación anterior queda que la resistencia es igual a 544.015 0. Pero el voltaje es proporcional a estos dos valores.9 mA 15.025 0.3)/324 = 8.3 V 30.5 mA 14. org/wiki/Ley_de_Ohm#Enunciado . cada uno de los datos tienen la veracidad de un informe bien realizado. por lo tanto. Hallando el amperaje de los circuitos. Conclusión Con este informe. Entonces se podía hablar de una ecuación lineal donde la pendiente de la función era el valor de la resistencia. Bibliografía SERWAY. hemos corroborado la ley de OHM. Observamos que el voltaje es directamente proporcional a la resistencia y a la intensidad de corriente observamos que la resistencia era un valor constante y que la intensidad iba variando gracias a la resistencia variable que estaba conectado al circuito sabiendo que cuando hay un circuito en serie el voltaje total es la suma del volteje en cada una de las resistencia. se deben tomar en cuenta muchos factores externos que desviaban los resultados. Los resultados arrojados en la práctica y dadas a conocer este informe concuerdan con la ley de OHM. o si el instrumento estaba correctamente calibrado. Raymond. midiendo el ohmiaje de las resistencias y su porcentaje de error teórico y después de la práctica. O por parte humana como falta de experiencia al leer un instrumento de medición. Para poder discernir objetivamente sobre los resultados obtenidos y así no sacar conjeturas erróneas. a la hora de interpretar los datos obtenidos. como si en las condiciones físicas en donde se desarrollo la experiencia fueron las apropiadas. entre otras muchas más.no permitía tener un voltaje de fuente constante y que no se fuera a dañar o sufrir problemas. Sin embargo al realizar esté tipo de experiencias. Electricidad y magnetismo.wikipedia. editorial Mc Graw Hill http://es.