Ley de Ohm

Instrumentacin y ley de OHM

Experiencia N 3

I.- OBJETIVOS:

1.Conocer el manejo de instrumentos y materiales de uso corriente en los experimentos de electricidad y magnetismo.

2.Conocer el rea de operacin de los instrumentos y determinar sus lecturas.

3.Aprender a construir circuitos elctricos simples.

II.- MATERIALES:

Switch (Interruptor)

Reostato

Sistema UNITR@IN

IV.- PROCEDIMIENTO:

1.-Llenarlatabla1conlosvaloresdelasresistenciasdeltableroderesistenciasconsusrespectivas tolerancias.

2.-Armeelsiguientecircuitodelafigura3,(recuerdequelosnicosdispositivosquetienenpolaridad sonlosinstrumentosdemedidaylafuentedetensin).Paraunbuenarmadodelcircuitonocoloquelos instrumentosdemedida.Imaginequeunampermetroesuncortocircuitoyunvoltmetrodebeser ignoradoenelcircuitoaarmar.(noenciendalafuentehastaqueelprofesordeelvistobuenodelasconexiones,elalumnoseresponsabilizaporeldeteriorodecualquierelementoantesderevisadoporelprofesor).NOTA:AplicandolaLeydeOhm,determinelaresistenciamnimaquedebecolocarcomocargaalafuenteparaqueoperecorrectamente;lasfuentesenusosonde5amperioscomomximo(salidaDCde6Voltios) y 1.5 amperios comomnimo (salida CD de 1.5Voltios).

3.-Ahoracoloqueelvoltmetroenparaleloalelementoenelcualdeseaconocersuvoltaje,observandola polaridaddelafuente,luegocoloqueelampermetroenseriealelementoporelcualcircularlacorriente amedir, tambin observando la polaridad de lafuente, no la del otro instrumento de medida.

4.-Unavezrevisadoelcircuitoprocedaatomarlasmedidas.(Recuerdequeunaconexinflojapuede hacerle incurrir en una lecturaerrnea de los instrumentos).

5.-Completelatabla2variandoelvalordelasresistencias(dcada)yconlosdatosobtenidosdevoltajey corriente del circuito, considere el error del instrumento respectivo.

TABLA 11 BANDA2 BANDA3 BANDA4 BANDAValor de RRESINTENCIA

1verdemarrnnegrodorado51 5%

2grisrojonegrodorado825%

3azulgrismarrndorado6805%

4rojonegromarrndorado2005%

5marrnnegromarrnmarrn1001%

6verdeazulnegrodorado5605%

6.-Repita el paso 5 usando el tablero de resistencias y complete la tabla 3.Tabla 212345678910

R()10152025303540455060

I(A)0.30.240.20.1750.150.140.1250.120.10.08

V(V)2.93.544.254.54.75555.15.4

Tabla 3010203040506

R()5182100200330510

I(A)0.10.0750.050.0250.01250.01

V(V)5.15.55.76.16.36.4

V.- CUESTIONARIO:

1.- Cuantas escalas poseen los instrumentos?(describa cada uno de ellos), Indique sumnimaymxima lectura en cada escala.

- El instrumento utilizado fue un Multmetro simple. Este tiene escalas de 100 ohmios, 200 ohmios, 1000ohmios, 2 kilo-ohmios, 1000 kilo-ohmios y 2000 kilo-ohmios. En cada escala se tiene una determinada precisin. La lectura mnima es de 10 ohmios y la mxima de 2000 kilo-ohmios.

El ampermetro tena 3 escalas (1,5; 3,0 y15 A)El Voltmetro tena 3 escalas (1,5; 3,0 y 3,0 V)

Se determin la mnima y mxima lectura del voltmetro y del Ampermetro en c/u de sus escalas.

AMPERMETROS:

Escala 1,5 A: Lectura mnima0,001 A, lectura mxima1,5 AEscala 3,0 A: Lectura mnima0,02 A, lectura mxima3,0 AEscala 15 A: Lectura Mnima0,1 A, lectura mxima15 a

VOLTMETRO:

Escala 1,5 V: Lectura Mnima 0,025 V, Lectura Mxima 1,5 VEscala 3,0 V: Lectura Mnima 0,05 V, lectura Mxima 3,0 VEscala 30 V. Lectura Mnima 0,5 V, Lectura mxima 30 V

2.-Explique por que existe una diferenciaentre el valor calculado ymedido para las tablas 1y 2.

Siempre se da una diferencia numrica entre los valores calculados por frmula, y medidos por los instrumentos. En este caso, el calor vara porque las resistencias ofrecen una resistividad inexacta controlada por sus tolerancias. Por ello, mediante frmulas no se pude saber con exactitud cual es el valor real del calor que disipan, sino un valor aproximado en funcin de la resistencia hallada por su cdigo de colores. El instrumento en cambio mide el valor real de la resistencia. He all la fuente de la variacin.

3.-Investigue por que los transformadores poseen un ncleo de hierro laminado, es decir no usan un ncleo de hierro slido.

Se denomina transformador a un dispositivo electromagntico que permite aumentar o disminuir elvoltajey laintensidadde unacorriente alternade forma tal que su producto permanezca constante (ya que lapotenciaque se entrega a la entrada de un transformador ideal, esto es, sin prdidas, tiene que ser igual a la que se obtiene a la salida.Los transformadores son dispositivos basados en el fenmeno de lainduccin electromagnticay estn constituidos, en su forma ms simple, por dos bobinas devanadas sobre un ncleo cerrado dehierrodulce. Este conjunto de vueltas se denominan: Bobina primaria o "primario" a aquella que recibe el voltaje de entrada y Bobina secundaria o Secundario" a aquella que entrega el voltaje transformado. Por lo tanto si el transformador tuviera el ncleo de hierro slido no se producira la disminucin de la entrada de voltaje.

4.-Investigue de que otramanera se determina el valor de una resistencia. (sin cdigo de colores).-El valor de las resistencia tambien se puede calcular mediante la ley de ohm V=IR, otra forma de encontrar su valor es sabiendo quela resistencia de un conductor depende de la longitud del mismo (), de su seccin (), del tipo de material y de latemperatura. Si consideramos la temperatura constante (20 C), la resistencia viene dada por la siguiente expresin:En la quees laresistividad(una caracterstica propia de cada material).-Tambin podemos hallar el valor de resistencia haciendo uso de un instrumento de medicin.

5.- A que se le llama resistencias de Precisin?, de ejemplos de su nomenclatura.

Resistencias de precisinSon aquellas cuyo valor se ajusta con errores de 100 partes por milln o menos y tienen adems una variacin muy pequea con la temperatura, del orden de 10 partes por milln entre 25 y 125 grados Celsius. Este componente tiene una utilizacin muy especial en circuitos analgicos, con ajustes muy estrechos de las especificaciones, para ms datos recurrir a manuales de Vishay, entre otros. Este tipo de componente logra su precisin tanto en su valor, como en su especificacin de temperatura debido que la misma debe ser considerado un sistema, donde los materiales que la comportan interactan para lograr su estabilidad. Un film metlico muy fino se pega a un aislador como el vidrio, al aumentar la temperatura, la expansin trmica del metal es mayor que la del vidrio y esto produce en el metal una fuerza que lo comprime reduciendo su resistencia elctrica, el coeficiente de variacin de resistencia del metal con la temperatura es positivo, la suma casi lineal de estos factores hace que la resistencia no vare o que lo haga mnimamente

La nomenclatura de una resistencia de precisin se da tambin con el cdigo de colores como en una resistencia normal, pero teniendo en cuenta que una resistencia de precisin posee 5 bandas.

Ejemplo:Ahora vemosrojo-naranja-amarillo-verde-marrn. La combinacin nos dara el valor23400000 = 23,4 M, la resistencia tendra una tolerancia del 1% (marrn),

6.-Qu factor determina la calidad de un buen transformador y como se obtiene este?Qu forma debe tener el lazo dehistresisestebuen transformador?Los factores que determinan la calidad de un buen transformador son :

-Un aceite muy aislante.

-Una superficie de seccin sobrada.

-Una buena refrigeracin.

-Una buena calidad del ncleo .. y una chapas del entrehierro muy bien aisladas.

-Un aislante de los cables resistente al envejecimiento y bien aislados.

-Unos buenos disyuntores por sobrecorriente y por FUGA.

-Una proteccin excelente ante lluvias y POLVO, y a la vez ventilado por aire desecado por condensacin en un radiador frio.

Lahistresises la tendencia de unmateriala conservar una de suspropiedades, en ausencia del estmulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenmeno. Por extensin se aplica a fenmenos que no dependen slo de las circunstancias actuales, sino tambin de cmo se ha llegado a esas circunstancias.

7.- Que es campo Coercitivo y campo remanente?, Explique las bondades e inconvenientes de estos.Muchos materiales ferromagnticos tienen memoria de su estado magntico previo: cuando desaparece el campo externo los dominios mantienen en parte sus orientaciones anteriores, y el material conserva una magnetizacin remanente. Al invertir el sentido del campo externo aplicado se describe otra curva hasta que el material queda magnetizado en sentido contrario. Si se repite el proceso se obtiene el ciclo completo de histresis. El valorcuando H alcanza un valor nulo (diminuyendo desde la saturacin) se denominacampo remanente o remanenciadel material. El valor de H cuandollega a valer cero (al aumentar H en sentido inverso desde la saturacin) se denominacampo coercitivo o coercitividaddel medio. Ambos valore caracterizan al material ferromagntico.Se produce histresis al someter al ncleo a un campo creciente, los imanes elementales giran para orientarse segn el sentido del campo. Al decrecer el campo, la mayora de los imanes elementales recobran su posicin inicial, sin embargo, otros no llegan a alcanzarla debido a los rozamientos moleculares conservando en mayor o menor grado parte de su orientacin forzada, haciendo que persista un magnetismo remanente que obligue a cierto retraso de la induccin respecto de la intensidad de campo.

Ley de OHM

I.- OBJETIVOS:

1.Verificar experimentalmente la ley de Ohm.2.Obtener el comportamiento del voltaje y la corriente en elementos resistivos con el fin de iniciar el estudio de circuitos elctricos simples.3.Disear y construir circuitos elctricos simples.

II.- MATERIALES:Multimetro Metra (si se dispone de l), con una resistencia(shunt,)o con una entrada de medicion de la interfaz Unitrain-I y el ampermetro virtual.

IV.-PROCEDIMIENTO

Si desea realizar la medicin por medio del multimetro metrhit, podr observar el cableado en la animacin siguiente.

Abra el instrumento virtualFuente de tensin continuaa travs de la opcin de menInstrumentos|Fuentes de tensin|Fuente de tensin continua, o tambin pulsando la siguiente imagen, y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente. Encienda a continuacin el instrumento por medio de la tecla POWER.

AJUSTES DE LA FUENTE DE TENSION CONTINUA

Rango:10 V.

Tensin de salida:0 V.

Abra el instrumento virtualVoltmetro Aa travs de la opcin de menInstrumentos|Instrumentos de medicin|Voltmetro A, o tambin pulsando la siguiente imagen y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.En el caso de que realice la medicin de corriente empleando el ampermetro virtual, abra el instrumentoAmpermetro Ba travs de la opcin de menInstrumentos|Instrumentos de medicin|Ampermetro B, o tambin pulsando la siguiente imagen, y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.

Ahora, ajuste en el instrumentoFuente de tensin continuauna tensin de 1 V. Mida el valor de la corriente resultante en miliamperios y anote el valor obtenido en la correspondiente fila de la tabla siguiente. Ahora, eleve la tensin en pasos de 1 V y anote de la misma menra en la talba. (Nota: En el caso de que emplee el ampermetro virtual y se ilimine de overload, ebera seleccionar el siguiente rango de medicin mas elevado). Si pulsa la pestaa Diagrama de la tabla, podr visualizar grficamente la caracterstica I/u resultante.

VARIACION DEL VOLTAJE Y LA CORRIENTE MANTENIENDO LA RESISTENCIA CONSTANTE.

TABLA 1

Voltaje(v)0.9750.7750.6250.50.40.2751.5

Intensidad (I)0.80.60.50.40.30.20.1

VARIACION DE LA CORRIENTE Y LA RESISTENCIA, MANTENIENDO CONSTANTE EL VOLTAJE.

Usemos el mismo circuito de la figura 1, observe y anote en la tabla 2 los valores de corriente cuando cambian los valores de R en la caja de resistencias conservando constante la diferencia de potencial entre lo terminales de la misma Para conseguir esto vare la posicin del cursor del reostato para cada lectura.

Resistencia ()1234567

Intensidad (I)0.640.30.220.150.120.10.08

VARIACION DE LA DIFERENCIA DE POTENCIAL Y LA RESISTENCIA MANTENIENDO CONSTANTE LA CORRIENTE.

Arme el circuito de la figura 2. Vare los valores de la resistencia en la caja y para cada valor anote en la tabla 3 los valores del voltaje, conservando constante un determinado valor de la corriente para las distintas lecturas de V y R, variando la posicin del cursor del reostato.

Resistencia ()1234567

Intensidad (I)0.640.30.220.150.120.10.08

V.-CUESTIONARIO

1.-Grafique en un papel milimetrado e interprete V vs I usando los valores de la tabla 1. Determine el valor de la pendiente de la misma y compare este valor con el considerado en la caja de resistencias.

2.-Grafique en un papel milimetrado e interprete I vs R usando los valores de la tabla 2. Bajo que arreglo de la variable R ser una lnea recta. Grafique los datos obtenidos y calcule la pendiente de la recta que se mantuvo constante para la obtencin de los datos.3.-Grafique en un papel milimetrado e interprete V vs R usando los valores de la tabla 3. Determine el valor de la pendiente y compare este valor con la intensidad de corriente que se consider como constante.

4.-Considere una lmpara de aproximadamente 50,5y por la cual pasa una corriente de 25 mA Cul es el voltaje aplicado? Se cumplir la ley de OHM? Explique.

Este resultado solo se mantiene por un momento pues realmente no se cumple la ley de Ohm debido a que la resistencia en un conducto depende de su longitud, de su seccin transversal y de la temperatura a la que est funcionando.Cuando se trata de una lmpara, al calentarse esta aumenta la resistencia del filamento del conductor.

5.-Con respecto a la ley de Ohm podemos decir que:

i) Se cumple en materiales conductores y semiconductores: La ley de Ohm no se cumple para los materiales semiconductores. (F)

ii) La pendiente de la grafica voltaje vs. Intensidad da como resultado el valor de la resistencia:La grafica Voltaje vs. Intensidad describe una recta cuya pendiente, segn la ley de Ohm, corresponde al valor aproximado de la resistencia que gobierna al circuito. (V)

iii) Que ley de matemtica que la gobierna es I=V/R y sirve tanto para corriente continua como alterna:La ley de Ohm se cumple tanto para corriente continua, pero no para corriente alterna. (F)

A)VVV B)VVFC)FVF D)VVV E)VFF

6.-En el siguiente diagrama si A=50mA de la fuente es 1,5v y el valor de R=20. Ohmios. Cul es el valor de la resistencia del reostato?

-Porla Leyde Ohm, sabemos que: V = IR, que es lo mismo: R =V IEntonces remplazando los datos: 20 + r =1,5 50x10 , que resulta r =10

7.-En el circuito de la pregunta 6 si le cambiamos la polaridad indicar la verdad (V) Falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

i) El voltmetro marca el voltaje de salida de la fuente. (V)Es verdadero puesto que la funcin de un voltmetro es medir el voltaje de salida de la fuente de alimentacin.

ii) La corriente que pasa por r no es la misma que pasa por R. (F)Es falso pues laresistencia en un voltmetro es muy grande, siendo la intensidad de corriente muy pequeo (I) asla corriente que circula sobre el circuito pasa por r y R.

iii) R y r estn conectados en serie. (V)Es verdadero pues es evidente ya que sobre r y R circula la misma intensidad de corriente elctrica por lo ya explicado anteriormente.

A) VVV B) VVFC) VFV D) VFF E) FVV

8.-Considere el circuito de la figura1 de la ley de ohm. Si el ampermetro registra una corriente de 0,25A y el voltmetro marca 1V. Sabiendo que la resistencia total del restato, de 10y que el cursor en el que se encuentra exactamente a la mitad de su longitud indique la verdad o falsedad de las siguientes proposiciones:

i)El valor de resistencia R es de 4

ii)El voltaje en la fuente de fem es de 5V

iii)La corriente que pasa por la fuente es de 0,5A

A) VVV B) VVFC) VFV D) VFF E) FVV

i)Verdadero: De acuerdo con la ley de Ohm, el valor de R viene dado por R=V/I. En este caso: R=1V/0.25A=4ohmios.

ii)Falso:El voltaje dela FEM.tambin es 1V, pues el voltmetro marca dicho potencial en un punto que est en paralelo.

iii)Verdadero:Hallando la resistencia equivalente entre los dos puntos en paralelo se obtuvo un valor aproximado de 2 ohmios. Luego, como el voltaje dela FEM.es de 1V, por la ley de Ohm se tiene que I=1V/2ohmios=0.5

VI.-CONCLUSIONES

La presente experiencia realizada nos deja como conclusin el haber podido de alguna manera comprender el uso de los materiales e instrumentacin que usaremos a lo largo de las diversas experiencias que veremos ms adelante , as como tambin su correcta disposicin para realizarlas experiencias sin deteriorar el material. Pero por el poco tiempo solo se trabajo

Esta la Ley de Ohm se cumple con mucha precisin en muchos de los conductores elctricos que podemos encontrar en la vida comn, con un gran intervalo de voltaje y de corriente, as como tambin la temperatura. Sin embargo, para muchas sustancias especialmente en los semiconductores, por lo que concluimos que esta ley no se llega a cumplir.

Creemos que en todo circuito elctrico intervienen tres factores los cuales son: la tensin en voltios, la intensidad en amperios y la resistencia en Ohms. La tensin esta determinada por la naturaleza de la fuente de alimentacin y es por s misma independiente de las dems. La resistencia est determinada por la oposicin que ofrece el circuito interno el cual depende de la seccin, longitud y material de la resistencia. Y por ltimo la intensidad que viene a ser la relacin existente entre la tensin y la resistencia del circuito

En el uso de los instrumentos virtuales nos llevo un cierto tiempo aprenderlos, pero al final llegamos a trabajar los experimentos de las resistencias en serie y paralelo.

VI.-BIBLIOGRAFIA:

Gua de Laboratorio de Fsica III

FsicaJuan Tauro del PinoSegundo Senz GlvezMarcelo Alonso Edward Finn

Paginas web visitadas:

http://dieumsnh.qfb.umich.mx/Fisca/ley_ohm.htm

http://www.itlp.edu.mx/publica/tutoriales/lyohmt/tem1_2_.htm

http://usuarios.lycos.es/lafisica/leydeohm.htm

http://www.ucab.edu.ve/ingenieria/informatica/labfisica/practica1.pdf

hhtp://wikipedia.com