informe 3 ley de ohm final

8/16/2019 Informe 3 Ley de Ohm Final

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE

Facultad de Ciencias Básicas

Laboratorio de Física III

II Periodo de 2011

Alejandro. Acosta1, Jorge.Beltran2, Javier.Lopez3, Vanessa.Vivas4

1Estudiante Prograa de !ngenier"a Electr#nica $ %elecounicaciones, c#digo 2&'()2' *niversidadAut#noa de +ccidente

2Estudiante Plan !ngenier"a aiental, c#digo 2&-(&-( *niversidad Aut#noa de +ccidente 3Estudiante Plan !ngenier"a aiental, c#digo 2&-(&'- *niversidad Aut#noa de +ccidente 4Estudiante Plan !ngenier"a industrial, c#digo 2&3' *niversidad Aut#noa de +ccidente

/acultad de !ngenier"as, 0epartaento de ciencias sicas, /"sica !!

*niversidad Aut#noa de +ccidente

ali, ) de julio de 2&11

LE 0E +45

6E7*5E8

Con el siguiente experimento daremos aplicación de la ley de ohm (en corriente continua),según la cual se establece que la intensidad de la corriente eléctrica que circula por undispositivo es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada a susextremos e inversamente proporcional a la resistencia del mismo, es decir, define unarelación entre la resistencia de un conductor con la intensidad de corriente que loatraviesa y con la diferencia de potencial entre sus extremos

!8%6+0*22!98

La Ley de hm establece que la intensidad de la corriente eléctrica que circula por undispositivo es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada a sus!xtremos e inversamente proporcional a la resistencia del mismo,

I V

R


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tra definición de la ley de ohm que nos ayuda a complementar el concepto es que lacorriente que fluye a través de un conductor es proporcional a la fuer"a electromotri"aplicada entre sus extremos, teniendo en cuenta que las temperaturas y dem#s

condiciones se mantengan constantes$La Ley de ohm es lineal y se establece una relación de proporcionalidad entre el volta%e y lacorriente como se observa a continuación en el siguiente gr#fico$

!sto solo se cumple para materiales &hmicos, es decir, que su conductividad esindependiente del campo aplicado, La función de una resistencia es la de oponerse al flu%ode los electrones y se puede utili"ar en un circuito eléctrico de dos formas' en serie yparalelo$

oinaci#n en 7erie: !n esta configuración, se conectan las resistencias de tal modoque la misma corriente pasa a lo largo de ellas$ La diferencia de potencial en cadaresistencia es * + -,

. * + -.///n * + -n$ y

* 0 . 0/$$0 n$ !sto quiere decir que el sistema puede reducirse a unaresistencia equivalente

- * -0 -. 0/0 -n$

oinaci#n en Paralelo: en esta combinación se conectan las resistencias de tal formaque la diferencia de potencial sea la misma para cada una de ellas$ La corriente para

cada resistencia es i*1-, i.*1-.//, entonces la corriente total suministrada alsistema es la suma de todas la corrientes$

Las resistencias tienen unas bandas de colores que nos ayudan a conocer el valor teóricode su resistencia en hmios mediante el siguiente código de colores$


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6esistencia el;ctrica: 2e simboli"a habitualmente con la letra -$ !s la dificultad uoposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través deél$ !n el sistema universal de unidades, su valor se representa en ohmios, que se designacon la letra griega omega mayúscula, 34 5, para obtener su medida se utili"a el ohm6metro$La resistencia de un ob%eto puede definirse como la ra"ón de la tensión y la corriente'

2egún sea la magnitud de esta medida, los materiales pueden clasificarse en'

onductores: 7quel material que al ponerse en contacto con un cuerpo cargado deelectricidad transmite est# a todos los puntos de su superficie$

Aislantes: Cuando se cubre un elemento de una instalación eléctrica con un material queno es conductor de la electricidad, es decir, que se opone al paso de la corriente$

2emiconductores' !s una material que se comporta como conductor y cómo aislante,dependiendo de la temperatura y del ambiente en donde se encuentre$

6esistores: 2on componentes eléctricos dise8ados para ofrecer una determinadaresistencia entre sus bornes$ Los resistores se utili"an en los circuitos para limitar el valor dela corriente o para fi%ar el valor de la tensión$9ara caracteri"ar un resistor se debe conocer el significado de tres valores'resistencia eléctrica, disipación m#xima y precisión o tolerancia$


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• La primera banda corresponde al primer d6gito del valor$• La segunda banda corresponde al segundo d6gito del valor$• La tercera banda representa al exponente o :número de ceros; a agregar$• Cuarta banda es el porcenta%e de tolerancia$

6esistencia #


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5=%+0+

7 continuación se describe el método para el desarrollo de la pr#ctica pero cabe anotar que los monta%es descritos no se reali"aron por el corto espacio de tiempo disponible parala pr#ctica

urva caracter"stica de un resistor

Con el equipo conectado de acuerdo a la figura a correspondiente al circuito del graficob$ !n el soft=are >ata2tudio se configura un grafica de corriente en función del volta%eaplicado a los extremos de una resistencia previamente seleccionada$ 2e varia el volta%eaplicado desde ?@$A oltios hasta @$A voltios en pasos de A$B registrado cada paso en la

curva antes mencionada$ -epetir el proceso con una resistencia de un valor diferente$


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urva caracter"stica de un ,o,illo

-eali"ar el monta%e de acuerdo a la figura .a correspondiente al circuito de la figura .b$ !lrango de operación de volta%e para el bombillo debe ser entre ?@$ a @$A, cambiando enpasos de A$B $ se registra en el soft=are >ata2tudio la corriente que se modifique elvalor del volta%e aplicado al bombillo$

urva caracter"stica de un diodo eisor de luz >led?

-eali"ando el monta%e de la figura Da el cual correspondiente al circuito de la figura Db$

Etili"ar una resistencia de AAA ohms$ ariar el volta%e aplicado desde ?$A hasta que elamper6metro digital registre A$@7 7ctivar la toma de datos de volta%e y corriente cada ve"que se incremente en un paso la diferencia de potencial aplicado$


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6E7*L%A0+7

%+5A 0E 0A%+7 0E LA *6VA A6A%E6@7%!A 0E *8 6E7!7%+6

Los siguientes son las gr#ficas suministradas para el respectivo an#lisis'

Frafica

!n la gr#fica se observa la curva de corriente en función del volta%e aplicado a una resistencia de un valor teórico de AAhms, al igual que su correspondiente a%uste lineal

Frafica .

!n la gr#fica . se observa la curva de corriente en función del volta%e aplicado a una resistencia de un valor

teórico de .GAhms, al igual que su correspondiente a%uste lineal


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Fr#fica D

!n la gr#fica D se observa la curva de corriente en función del volta%e aplicado a una resistencia de un valor

teórico de AAA ohms, al igual que su correspondiente a%uste lineal

Frafica H

!n la gr#fica H se observa la curva de corriente en función del volta%e aplicado a un Iombillo incandescente


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Frafica B

!n la gr#fica B se observa la curva de corriente en función del volta%e aplicado a un diodo Led

0!72*7!98

7l observar las gr#ficas , . y D se puede deducir que la corriente var6a de forma linealcon los incrementos del volta%e aplicado al circuito$ !sto sucede porque las resistencias delos circuitos son netamente &hmicas cumpliendo a cabalidad con la ley de hm$>el valor de la pendiente arro%ada por el a%uste lineal del soft=are >ata2tudio se puedededucir el valor experimental de la resistencia del circuito de la siguiente forma'La ley de ohm establece que -*1+ al observar la gr#fica + est# en función de entonces

m I 1 V

RV m I

Frafica

m 0.0102 / 1.3 E 5 R1 1

m 0.010298.03

R(max) R(min) R

2

R(max)

(0.0102

1

1.3 E 5)

97.91 R(min)

(0.0102

1

1.3 E 5)

98.16

97.91 R

98.16)

21.06 T

R*100

R

1.06

98.16*100 1.07%

R(exp) 98.03 / 1.06

%

Error

Rteorica

Resperimental

Rteorica

100 % Error 100 98.03

100100 1.97%


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Frafica .

m 0.00383 / 2.3 E 5 R1 1

m 0.00383261.09

R(max) R(min) R

2

R(min)(0.00383

12.3 E 5)

262.67 R(max)(0.00383

12.3 E 5)

259.531

259.53 R

262.67)

21.57 T

R*100

R

1.57

261.09*100 0.6%

R(exp)

% Error

261.09

Rteorica

/ 1.57

Resperimental

100 % Error 270 261.09

100 3.3%

Frafica D

Rteorica

270

m 0.00114 / 2.9 E 5 R1 1

m 0.00114877.19

R(max) R(min) R

2

R(min)(0.00114

1

2.9 E 5)900.09 R(max)

(0.00114

1

2.9 E 5)855.43

900.09 R

855.43)

222.32 T

R*100

R

22.32

877.19*100 2.54%

R(exp)

% Error

261.09

Rteorica

/ 1.57

Resperimental 100

% Error 1000

Rteor ica

855.43100 14.45%

1000

>e las gr#ficas H y B podemos decir que los materiales conectados a la fuente de volta%eno son óhmicos por que las curvas de corriente en función del volta%e no tienencaracter6sticas lineales$ !ste comportamiento se debe al cambio de la resistencia con latemperatura en el circuito del bombillo y la las caracter6sticas de los materialessemiconductoras con los cuales est# construido el del diodo Led$

>e la gr#fica B correspondiente al circuito de la resistencia en serie con el diodo led seobserva que para valores de volta%e de los diodos inferiores a $@ la corriente espr#cticamente cero y que después de $@ la corriente sube r#pidamente a pesar depeque8os cambio en el volta%e este valor es conocido como volta%e de umbral del diodo$Cuando el diodo permite el paso de la corriente el comportamiento de la curva esseme%ante al de un circuito con una resistencia de .B hms$


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2+82L*7!+8E7

Jediante la pr#ctica se pudo evidenciar y observar el fenómeno f6sico del flu%o decorriente a través de un circuito eléctrico$

7 través de la pr#ctica se pudo verificar las caracter6sticas de los materiales hmicos(como las resistencias) y de los no hmicos (como los semiconductores y los filamentosde las bombillas incandescentes)$

2e concluye que la aplicación de la ley de hm se cumple en los materiales llamados&hmicos los cuales mantienen constante el valor de la resistencia independiente defactores como la temperatura y el volta%e aplicado$

Cuando se tiene una curva de volta%e en función del la corriente en un circuito resistivo sepuede obtener el valor de la resistencia de la pendiente de la l6nea recta pero si la curvaes de corriente en función del volta%e el valor de la resistencia puede ser obtenido delinverso de la pendiente de la recta$

Jediante el código de colores de las resistencias se puede obtener el valor óhmicoaproximado de la mayor6a de las resistencias utili"adas en circuitos eléctricos$

Los m#rgenes de error obtenidos en éste experimento son pueden ser explicados por factores como la resistencia de los cables usados, 7ltos m#rgenes de imprecisión en lasresistencias utili"adas, errores de medición de los equipos$

I+IL+F-7K+7

Krancis $ 2ears, JarM $ NemansMy, Ough >$ 5oung, -oger 7$ Kreedman$ K6sica Eniversitaria, volumen .$

Endécima !dición, 9earson !ducación Jéxico, .AAB

>epartamento de f6sica Eniversidad 7utónoma de ccidente, 9ractica D$ Ley de hm$ Cali, .AA

972C 2cientific 9hysics Labs =ith Computers, olume +' 2tudent orMbooM -oseville C7,

http'1 1= = =$n c s u$e d u1lab = r ite1
http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/http://www.ncsu.edu/labwrite/

informe 3 ley de ohm final

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