RCF-37-1

LABORATORIO N-2 07- OCTUBRE -2013

LEY DE OHM EN CIRCUITOS MIXTOSOhm's Law In Mixed Circuits

Diego Andrs Lara.a, Brandon Torres.b, Joel Yesid Garrido.c, Lizeth Escobar.d.

a UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA.b UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA.c UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA.d UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA.

Resumen

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A travs de esta experiencia buscamos aplicar los conceptos de ley de ohm aprendido en las clases, de una manera prctica y vivaz. As mismo, se busca estar en la capacidad de identificar las caractersticas de un material a travs de sus graficas y de este modo encontrar las diferencias entre ellos y las razones de estas diferencias. Por otro lado, por medio de la experiencia de laboratorio, se ver la relacin del voltaje, resistencia, corriente, entre aspectos que pueden llegar a definir el tipo de material.

Palabras Claves: Ley de Ohm, Corriente, Resistencia Elctrica, Intensidad, Circuito Elctrico, Circuitos en Serie y Paralelo, Circuito Mixto.

Abstract

Through this experience we try to apply the concepts of Ohm's law being taught in class, in a practical and lively way. Likewise, we try to be able to identify the characteristics of a material through its graphics and thus find the differences between them and the reasons for these differences. In addition, through laboratory experiment, we can see the relationship between voltage, resistance, current, including issues that may come to define the type of material.

Keywords: Ohm's Law, Power, Electrical Resistance, Current, Electric Circuit, Series and Parallel Circuits, Circuit Board.

Laboratorio de Fsica IIIElectricidad y MagnetismoLey de OhmFecha: Octubre 07 de 2013.

RevColFs, Vol.XX , No XX de 20XX.

Autor principal et al.: Ttulo

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1. Introduccin

Con este laboratorio se quiere caracterizar e identificar las aplicaciones que definen y comprueban la ley de Ohm. El estudio de la ley de Ohm y los circuitos de corriente continua es un excelente mtodo para aprender a manejar conexiones e instrumentos de medida como el voltmetro, ampermetro y fuente de alimentacin y darse cuenta de que es fcil confundir una conexin, con lo que la experiencia no funciona. Esto pone de manifiesto la necesidad de tener un esquema del montaje antes de iniciar cualquier manipulacin. Por medio del anlisis y preparacin de esta prctica los estudiantes realizaron medidas de voltaje, intensidad y resistencia, por lo que lograron adquirir cierta soltura en el manejo de los circuitos elctricos y los montajes que se realizaron durante el experimento.

Para ello el objetivo primordial de esta prctica es determinar el valor de unas corrientes determinadas, mediante la utilizacin de esta ley la cual establece una relacin lineal entre la tensin aplicada entre los extremos de la resistencia y la corriente elctrica que la atraviesa. La constante que relaciona ambas magnitudes es precisamente el valor de la resistencia elctrica, de forma que se cumple:

V = R I

Introduccion Teorica

Ley De Ohm

La Ley de Ohm establece que La intensidad de la corriente elctrica que pasa por un conductor en un circuito es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicado a sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor.

I = V / R

Donde, empleando unidades del Sistema internacional, tenemos que: I = Intensidad en amperios (A) V = Diferencia de potencial en voltios (V) R = Resistencia en ohmios ().

La ley define una propiedad especfica de ciertos materiales por la que se cumple la relacin:

V = I * R

Al despejar la resistencia de la expresin matemtica de la ley de Ohm tenemos que

R = V / I

R (en Ohm)= V (en volts)/I (en amperes) es decir 1ohm=V/A

La ley de Ohm presenta algunas limitaciones como son:

Se puede aplicar a los metales pero no al carbn o a los materiales utilizados en los transistores.

Al utilizarse esta ley debe recordarse que la resistencia cambia con la temperatura, pues todos los materiales se calientan por el paso de corriente.

Algunas aleaciones conducen mejor las cargas en una direccin que otra.

Circuitos En Serie

La distribucin usual de resistencias en serie, determina que la corriente en este tipo de conexin est igual en todos los puntos y que la suma de los voltajes parciales son el voltaje total.

Autor principal et al.: Ttulo

I = V / Rtotal

Rtotal = R1 + R2 + R3 + Rn

Vtotal = VR1 + VR2 + VR3 + VRn

Circuitos En Paralelo

En una distribucin en paralelo de resistencias o consumidores en un circuito en todas las partes est aplicado el mismo voltaje.V = VR1 = VR2 = VRn

Por cada una de las ramas de corriente para una corriente parcial, la suma de las corrientes parciales es la corriente total.

I total = I1 + I2 + I3

El valor de la corriente total depende de la tensin aplicada y de la resistencia total:

I total = V / Rtotal

La adicin de las conductancias individuales de las resistencias representa otra posibilidad de calcular la resistencia total de una conexin en paralelo.

G total = 1 / Rtotal Gtotal = G1 + G2 + G3 + Gn

2. OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES.

Comprobar la ley de Ohm mediante un circuito mixto de resistencias en serie y paralelo.

Desarrollar algunas capacidades bsicas necesarias para utilizar de manera correcta los equipos del laboratorio, construir circuitos electrnicos y describir el comportamiento y rendimiento de dichos circuitos.

Identificar la norma estndar para dibujar esquemas electrnicos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Emplear la ley de Ohm para determinar valores de corrientes.

Establecer la relacin emprica entre el voltaje V y la resistencia R, para determinar corrientes.

Comprobar la ley de ohm y verificar las frmulas para determinar asociaciones de resistencias en serie y paralelo.

Familiarizarse con los elementos electrnicos bsicos - pasivos.

MARCO TEORICO

Resistencia:

La resistencia R se define como la oposicin al flujo de carga elctrica. Aunque la mayor parte de los metales son buenos conductores de la electricidad, todos ofrecen alguna oposicin al flujo de carga elctrica que pasa a travs de ellos. Esta resistencia elctrica es estable para muchos materiales especficos de tamao, forma y temperatura conocidos.

Voltaje: Trabajo que realiza el campo elctrico por unidad de carga que se desplaza entre dos puntos.

Corriente elctrica: Movimiento de cargas elctricas, positivas o negativas, a travs de un conductor.

Amperio: Unidad de corriente en el sistema internacional.

Circuito: Un circuito es una red elctrica (interconexin de dos o ms componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y elementos de distribucin lineales (lneas de transmisin o cables) pueden analizarse por mtodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrnicos es denominado un circuito electrnico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseos y herramientas de anlisis mucho ms complejos.

Ley de Ohm: La tensin en una resistencia es igual al producto del valor de dicha resistencia por la corriente que fluye a travs de ella.

Nodo: Punto de un circuito donde concurren ms de dos conductores. A, C, B, D, E son nodos. Ntese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensin 0 (VA - VC = 0).

Rama: Conjunto de todas las ramas comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal slo puede circular una corriente.

Malla: Cualquier camino cerrado en un circuito elctrico.

Fuente: Componente que se encarga de transformar algn tipo de energa en energa elctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de tensin, E1 y E2.

Conductor: Comnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito.

Circuito en Serie: Un circuito en serie es un circuito donde solo existe un camino desde la fuente de tensin (corriente) o a travs de todos los elementos del circuito, hasta regresar nuevamente a la fuente. Esto indica que la misma corriente fluye a travs de todos los elementos del circuito, o que en cualquier punto del circuito la corriente es igual.

Circuito en Paralelo: Un circuito en paralelo es un circuito que tiene dos o ms caminos independientes desde la fuente de tensin, pasando a travs de elementos del circuito hasta regresar nuevamente a la fuente.

Corriente Electrica: La corriente elctrica o intensidad elctrica es el flujo de carga elctrica por unidad de tiempo que recorre un material. 1 Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio.

Multimetro: Un multmetro, tambin denominado polmetro, es un instrumento elctrico porttil para medir directamente magnitudes elctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras.

Protoboard o Breadbord: Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrnicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos electrnicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Materiales Utilizados Fuente de alimentacin variable Multimetro digital Protoboard Resistencias 2 diodos LED. Conductores Cables de conexin

Montaje.

Procedimiento

1. Se realiza el montaje del circuito indicado en la figura.2. Elegir una de las resistencias, considerar la potencia permitida.3. Realizar mediciones ajustando la fuente para tensiones de 5V, 10V, 15V, y 20V.4. Reemplazar la resistencia y realizar todo el procedimiento anterior.5. Con los datos obtenidos y para cada resistencia, dibujar la relacin voltaje corriente y calcular su valor realizando la regresin lineal.

METODOLOGIA

En la prctica de laboratorio se desea experimentar demostrando por medio de la construccin de un circuito, como poco a poco va variando la intensidad o corriente cuando a esta se le modifica el valor del voltaje. Lo que conlleva a que podamos variar el voltaje que le es aplicado a una de estas resistencias, para luego conectar el multimetro el cual nos arroja el valor de la resistencia o si no empleando la valor que se le da a cada uno de los colores para poder tambin

calcular el valor de estas mismas que se supone es muy cercano al valor que puede arrojar el multimetro, hecho que es suficiente para emplear la ley de ohm la cual nos permite calcular el valor de la corriente en uno de los puntos cualquiera del circuito. Por ltimo tomando el respectivo valor de cada corriente y colocando en una tabla de datos la relacin entre el voltaje y la corriente, se realiza una grafica la cual permite determinar si el voltaje es inversa o directamente proporcional a la corriente.

TOMA DE DATOS:

TABLA DE DATOS

Masa oscilanteM(kg)Periodo ExperimentalTexp(S)

Cuadrado el periodo Texp^ (S)

40 gr1,5502,4025

50 gr1,6362,6765

60 gr1,7653,1152

80 gr1,8033,2508

100 gr1,8663,4819

Datos del carro con una misma masa.

TABLA DE DATOS

Masa oscilanteM(gr)poleaMasa oscilante del carritom(gr)

Periodo experimental Texp (S)

40 gr401,822

50 gr40 1,745

60 gr401,872

80 gr401,919

100 gr401,957

Datos del carro con diferentes masas.

TABLA DE DATOS

Masa oscilanteM(gr)Masa del carritom(gr)

Periodo experimental Texp (S)

Cuadrado del periodo T exp^2(s) ^2

60 gr401,8763.519

60 gr100 2,036 4.145

60 gr1202,0974.397

60 gr1402,1384.571

60 gr1602,1874.782

T exp^2 =f(m)( periodo experimental al cuadrado en funcin de la masa.

Calcular el valor numrico.= 3.14K=17 cm

4(3.14) ^2/17 cm= 2.32cm

La relacin de proporcionalidad entre la masa y el periodo es que a mayor masa aumenta el periodo experimental.

Formula que permite calcular el periodo de oscilacin.

CONCLUSIONES

La ley de OHM se cumple tanto en circuitos en serie como en circuitos en paralelo.

La ecuacin matemtica que describe la relacin entre la corriente y el voltaje es I= V/R; de la frmula podemos concluir que la resistencia es inversamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula por un alambre con una diferencia de potencial constante.

Los conocimientos de la ley de Ohm recibidos en clase fueron llevados a la prctica de laboratorio y se ha observado como la ley se cumple.

En un circuito en serie los voltajes generados por las resistencias no permanecen constantes. Sin embargo, la suma de estos tiene que ser igual al voltaje emitido por la fuente. La corriente en un circuito en serie es constante, es decir que cada resistencia, experimenta la misma corriente.

En un circuito en paralelo el voltaje tiene que ser el mismo para cada una de las resistencias, es decir que debe permanecer constante.

Se aprendi hacer mediciones de voltajes, resistencias y corrientes elctricas y a establecer relaciones entre estos valores segn el tipo conexin con la que se est trabajando.

BIBLIOGRAFIA

Gua de Laboratorio de Fsica Electricidad: (LEY DE OHM III)

Fsica Electricidad_Para estudiantes de Ingeniera-(Apuntes de clase)

http://grupo13inge.blogspot.com/p/guia-de-laboratorio-ley-de-ohm.html

http://www.slideshare.net/gueste5d249d/experiencia-no-4-ley-ohm

http://www.ual.es/~mnavarro/Practica18.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito

http://josecolo.blogspot.com/2013/01/circuitos-electricos-serie-paralelo-y.html

http://www.slideshare.net/felipenieto1818/ley-de-ohm-17434050

http://www.slideshare.net/diego_fer/savedfiles?s_title=ley-de-ohm-laboratorio&user_login=isabellafilth

http://www.taringa.net/posts/info/6540281/Circuitos-electricos-en-serie-y paralelo.html