Práctica 5. editadoo

8/19/2019 Práctica 5. editadoo

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PRACTICA N ro 5

“LA LEY DE OHM”

5.1 Fundamento teórico.-La ley de Ohm indica que la variación del voltaje frente a la intensidad de corriente es lineal de manera que lapendiente de la gráfica VOLTAJE vs O!!"E#TE$ es la !E%"%TE# "A$ matemáticamente se define como&

V = I ∗ R

R= V I

'ónde&

! ( !esistencia el)ctrica en O*+,V ( voltaje en la resistencia medido en VOLT," ( orriente que circula por la resistencia medido en A+-,

La conductancia$ es el inverso de la resistencia$ y se mide en siemens

G= I R

Código de colores.- El valor de una resistencia puede identificarse por el color de sus franjas y su respectiva

u.icación,

V

m = R

I


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5.2 Objetivo general.-

Estudiar y verificar e/perimentalmente la ley de Ohm,

5. Objetivos es!ec"#icos.-

Ensayar y o.tener e/perimentalmente el valor de resistencias de car.ón a trav)s del código de colores,Verificar la ley de Ohm mediante el análisis y estudio e/perimental de un circuito simple de corriente continua

para esta.lecer el valor de la resistencia usada en el mismo,0raficar el suceso V vs I para determinar$ mediante el ajuste de curvas$ el valor de la resistencia del circuito,

omparar los resultados con el valor teórico mediante el e1,'eterminar la resistividad del onstantan al compro.ar la proporcionalidad directa entre la resistencia y la

longitud de un material conductor,0raficar el suceso R vs $%&para o.tener la resistividad del constantan mediante el ajuste de curva,

omparar los resultados con el valor teórico o.tenido de internet mediante el e1,

5.' ()ui!o * material utili+ado.-2, !esistencias de car.ón,3, 4na ta.la que contenga el código de colores,5, +ult6metro,7, 8uente de alimentación de corriente continua,9, 4n Vernier,:, 4na regla graduada,;, Varios ca.les para construir circuitos,, !esistencias para utili=ar en el circuito,2?, 4n ta.lero dise@ado para construir circuitos,

5.5 ,escri!ción de la !r ctica.-

rueba 1

2, 'eterminar el valor de las resistencias de car.ón en .ase a sus franjas de colores,3, +edir e/perimentalmente con el mult6metro la resistencia en cuestión,5, omparar resultados,


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rueba 2

2, +edir la corriente que pasa por una resistencia !$ utili=ando un mult6metro en la escala de Amperios AB,3, +edir el voltaje de la resistencia !$ utili=ando un mult6metro en la escala de Voltios VB,5, 'eterminar la resistencia aplicando la ley de Ohm$ por dos m)todos diferentes$ +)todo del promedio de Cn

corridasD y el m)todo del ajuste de m6nimos cuadrados,7, 'eterminar la conductancia el)ctrica en %iemens$ en .ase a la resistencia,9, omparar los valores teóricos con los e/perimentales,

rueba

2, +edir el diámetro de un filamento de onstantan,3, +edir la longitud de un tramo y la resistencia de ese tramo,5, +edir la resistividad so.re la .ase de esos cuatro tramos$ por dos m)todos diferentes$ +)todo del promedio

de Cn corridasD y el m)todo del ajuste de m6nimos cuadrados,7, 'eterminar la resistividad y conductividad del onstantan,9, omparar los valores teóricos con los e/perimentales,

5./ 0abulación de datos.-

rueba 1 ,eterminación e !erimental del valor del valor de la resistencia 3so de la tabla del código de colores

4 Colores Valor 0eóricoValor

6edidoRango de medida (rror &bs. e7

1.- 5/ 89 : 5 7 5/ 89 5 2 89 ; R ; 5


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R . D . M = 22 KΩ ± (22 KΩ∗5 /100 )

R . D . M = ¿ 3?,> F G ! G 35,2 F

-ara !3& R . D . M = 5 .6 K Ω ± (5 . 6 K Ω∗5 /100 ) R . D . M = ¿ 9,53 F G ! G 9, F

-ara !;& R . D . M = 0.1 K Ω ± (0,1 K Ω ∗5 / 100 )

R . D . M = ¿ ; ?,?>9 F G ! G ?,2?9 F

-ara !>& R . D . M = 1 K Ω ± (1 K Ω ∗5 / 100 )

R . D . M = ¿ 2?,>9 F G ! G 2,?9 F-ara !:&

R . D . M = 0.15 KΩ± (0.15 KΩ∗5 /100 )

R . D . M = ¿ 32 ?,273 F G ! G ?,29; F

-ara !9 F G ! G 2?,9 F

-ara !2?& R . D . M = 0.18 K Ω± (0.18 K Ω∗5 /100 )

R . D . M = ¿ 9?,2;2 F G ! G ?,2 F

rueba 2

- C lculo de la resistencia R= V

I

-ara V2&

R= 5.3 V 0.08 A

66.25 Ω

-ara V3&

R= 10.1 V 0.16 A

= 63.125 Ω

-ara V5&

R=14.9 V 0.24 A

= 62.083 Ω

-ara V7&

R= 20 V 0.32 A

= 62.50 Ω

R promedio =66.25 Ω+63.125 Ω+62.083 Ω+62.50 Ω

4= 63.48 Ω


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- C lculo de la conductancia 8

G=1

R

-ara !2&

G= 1

66.25 Ω = 15.09 ∗10− 3

Siemens

-ara !5&

G= 1

62.083 Ω= 16.10 ∗10 − 3 Siemens

-ara !3&

G= 1

63.125 Ω = 15.84 ∗10− 3

Siemens

-ara !7&

G= 1

62.50 Ω= 1.6 ∗10 − 3 Siemens

G promedio =(15.09 +15.84 +16.10 +1.6 )∗10 − 3 Siemens

4= 12.16 ∗10 − 3 Siemens

5.< r #icos * ajuste de curvas.-

1.- Voltaje en #unción de la intensidad AV vs IB A rueba 2B

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.30

2

4

6

8

10

12

14

16

V vs I

Curva experimental Recta ajustada

I ( !

V (V!

%im = R y m = b entonces&b = R


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b=n ∑ xy−∑ x∑ y

n ∑ x2 −(∑ x)2

y= ¿5.3 +10.1 +14.9 +20∑ ¿

y= ¿50.3∑ ¿

x= ¿0.08 +0.16 +0.24 +0.32∑ ¿

x= ¿0.8∑ ¿

0.24

¿

¿ x2 =( 0.08 )2 +(0.16 )2 +¿∑ ¿

x2 = ¿0.192∑ ¿

xy= ¿(0.08 ) (5.3 )+(0.16 ) (10.1 )+(0.24 ) (14.9 )+(0.32 )(20 )∑ ¿

xy= ¿12.016

∑ ¿

b=4∗(12.016 )− (0.8 )∗(50.3 )

4∗(0.192 )−( 0.8 )2 = 61.13 Ω

Luego&

G= 1

61.13 Ω= 16.35 ∗10 − 3 Siemens

0ratamiento de errores.-

e = valorteórico − valor experimentalvalorteórico

∗100

rueba 1


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-ara !2&

e =560 − 560

560∗100 = 0

-ara !5&

e =22 − 22.8

22∗100 = 3.64

-ara !3&

e =5.6 − 5.8

5 . 6∗100 = 3.6

-ara !7&

e =18 − 17.79

18∗100 = 1.17

-ara !9&

e =3.9 − 3.93

3.9∗100 = 0.77

-ara !;&

e = 0.1 − 0.1020.1

∗100 = 2

-ara !>&

e =1 − 0.98

1∗100 = 2

-ara !:&

e = 0.15 − 0.140.15

∗100 = 6.77

-ara !


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rueba 2

-ara ! e/p&

e =62 − 63.48

62∗100 = 2.39

-ara ! gráfica&

e =62 − 61.13

62∗100 = 1.40

-ara 0 e/p&

e = 16.13∗10

− 3 − 12.16 ∗1 0− 3

16.13 ∗1 0− 3

∗100 = 24.61

-ara 0 gráfica&

e =16.13 ∗10

−3 − 16.35 ∗1 0 −3

16.13 ∗1 0−3 ∗100 = 1.36

5. Cuestionario.-

1. or )uG la le* de O@m solo es a!licable a materiales conductores * no as" a cual)uier materialH.

R.- -orque no respetan la caracter6stica rectil6nea de la curva V vs " ya que dependen de la tensión que se aplique alos e/tremos del material,

2. &ctualmente e isten resistencias con '?5 * / #ranjas. Investigue e indi)ue como se leen estasresistencias a travGs del código de colores.


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R.-

. (ncuentre un conce!to adecuado !ara Resistencia * Conductancia Resistividad * Conductividad

J la di#erencia #undamental entre los conce!tos de Resistencia *%o Conductancia contra Resistividad*%o Conductividad. &!arentemente son conce!tos similares.

R.-

Conductividad.-La conductividad el)ctrica es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente el)ctricaa trav)s de s6, Tam.i)n es definida como la propiedad natural caracter6stica de cada cuerpo que representa la

facilidad con la que los electrones y huecos en el caso de los semiconductoresB pueden pasar por )l, Var6a con latemperatura, Es una de las caracter6sticas más importantes de los materiales,

Resistividad.- Todas las sustancias se oponen en mayor o menor grado al paso de la corriente el)ctrica$ estaoposición es a la que llamamos resistencia el)ctrica, Los materiales .uenos conductores de la electricidad tienenuna resistencia el)ctrica muy .aja$ los aisladores tienen una resistencia muy alta, %e le llama resistividad al grado dedificultad que encuentran los electrones en sus despla=amientos, %e designa por la letra griega rho minHscula IB yse mide en ohms por metro Km$ a veces tam.i)n en Kmm MmB,%u valor descri.e el comportamiento de un material frente al paso de corriente el)ctrica$ por lo que da una idea de lo.uen o mal conductor que es, 4n valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno.ajo indicará que es un .uen conductor,0eneralmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura$ mientras que la resistividad de lossemiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura,

Conductancia.- %e denomina onductancia el)ctrica 0B de un conductor a la inversa de la oposición que dichoconductor presenta al movimiento de los electrones en su seno$ esto es$ a la inversa de su resistencia el)ctrica !B,La conductancia el)ctrica está relacionada$ pero no se de.e confundir$ con la conducción$ que es el mecanismo


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mediante el cual la carga fluye$ o con la conductividad$ que es una propiedad del material,La unidad de medida de la conductancia en el %istema internacional de unidades es el %iemens, Este parámetro esespecialmente Htil a la hora de tener que manejar valores de resistencia muy peque@os$ como es el caso de losconductores el)ctricos,

Resistencia.- %e denomina resistencia el)ctrica$ sim.oli=ada ha.itualmente como !$ a la dificultad u oposición quepresenta un cuerpo al paso de una corriente el)ctrica para circular a trav)s de )l, En el %istema "nternacional de4nidades$ su valor se e/presa en ohmios$ que se designa con la letra griega omega mayHscula$ , -ara su medidae/isten diversos m)todos$ entre los que se encuentra el uso de un ohm6metro,Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna cuando se trate de elementos resistivospuros$ esto es$ sin componente inductiva ni capacitiva, 'e e/istir estos componentes reactivos$ la oposiciónpresentada a la circulación de corriente reci.e el nom.re de impedancia,%egHn sea la magnitud de esta oposición$ las sustancias se clasifican en conductoras$ aislantes y semiconductoras,E/isten además ciertos materiales en los que$ en determinadas condiciones de temperatura$ aparece un fenómenodenominado superconductividad$ en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo,

'. Cu l es la e !resión )ue describe la densidad de corriente.

R.- = n i ! i vd

'ónde&

J ( 'ensidad de corriente

n ( concentración del portador i

q ( carga el)ctrica del portador i

v ( velocidad media del portador i en el volumen

5. (l Constantan es la aleación de dos elementos? indi)ue cuales de estos * en )uG !ro!orción se @allanaleados.

R.- El constantán es una aleación$ generalmente formada por un 991 de cobre y un 791 de n")uel

/. Com!are la conductividad del Constantan con cada uno de los elementos )ue lo com!onen e indi)ue sieste es mejor o !eor conductor )ue los com!onentes )ue lo #orman.

R.- onstantan ( 7,>? N 2? ; F$ o.re ( 2,;2 N 2? < F$ #6quel ( :,7? N 2? < F$ por mucha diferencia el onstantanes el mejor,

5.1 Conclusión.-

http://es.m.wikipedia.org/wiki/Aleaci%C3%B3nhttp://es.m.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.m.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.m.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquelhttp://es.m.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.m.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquelhttp://es.m.wikipedia.org/wiki/Aleaci%C3%B3n


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En todas las prue.as reali=adas los errores son m6nimos$ con ello queda demostrada la ley de Ohm,Los errores entre la lectura por código de colores y mult6metro de las resistencias de car.ón son peque@as incluso

están entre sus tolerancias,omo se mencionó antes el error del circuito construido para verificar la ley de Ohm fue m6nimo$ por lo cual se pro

con )/ito dicha ley,Otra prue.a de que se llevó a ca.o con )/ito las prue.as fueron las gráficas que$ como la ley de Ohm indica tienencaracter6sticas rectil6neas en cuanto aV vs I

on respecto al onstantan tiene mucho más resistencia que los elementos que lo componen,-or Hltimo en los circuitos en serie y paralelo que se construyeron se pudo o.servar que&

• Los focos conectados en serie depend6an de que su antecesor aHn funcione,• El voltaje se distri.uye en la cone/ión en serie,• La corriente es la misma en la cone/ión en serie,• La corriente se divide en la cone/ión en paralelo,• El voltaje es el mismo en la cone/ión en paralelo,• Los focos conectados en paralelo son independientes entre ellos,

5.11Kibliogra#"a.-

86sica 4niversitaria Tomo "" %ears P QemansRy

Te/to de la.oratorio de 86sica Sásica """ C8"% 3??DB "ng, Lino Antequera O,

Te/to gu6a de 86sica Sásica """ C8"% 3??DB "ng, !olando +olina Saspineiro

"s.m.#i$ipedia.%r&

,forosdeelectronica,com

f6sica,net,arMelectrodinámica

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