SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA

LABORATORIO N 4

FISICA III

CICLO: 2009-A

DOCENTE:

JUAN MENDOZA NOLORBE TEMA:

LEY DE OHM

TURNO: 92G

ALUMNOS:

BULNES TIJERO, David 072578J CASTILLO ALDANE, Percy 072617E

GAMARRA QUISPE, Sal Abel 072567H GUERRA POMA, Luis 072057J

NAVARRO VELASQUEZ, Daniel 072569K

LIMA - PERU

MAYO - 2009

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

1

NDICE GENERAL

INTRODUCION....................................................................................................................... 2

1. OBJETIVOS.........................................................................................................2 2. EXPERIMENTO ...................................................................................................2

2.1 FUNDAMENTO TEORICO:.................................................................. 2 2.2 TIPOS DE CIRCUITOS A CONSIDERAR:............................................... 5 2.2.1 CIRCUITO EN SERIE......................................................................... 5 2.2.2 CIRCUITO EN PARALELO................................................................... 5 2.2.3 EN NUESTRO CASO UNA FUENTA VARIABLE:........................................ 6 2.3 PROCESO EXPERIMENTAL:................................................................ 6

3. DISEO: .............................................................................................................6 4. EQUIPOS Y MATERIALES: ..................................................................................7 5. VARIABLES INDEPENDIENTES ..........................................................................7 6. VARIABLES DEPENDIENTES: .............................................................................7 7. PROCEDIMIENTO ...............................................................................................7 8. CUESTINARIO ..................................................................................................10 9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..........................................................12 10. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................12

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

2

LEY DE OHM

1. OBJETIVOS

Introducir al estudio de circuitos elementales.

Verificar experimentalmente la ley de Ohm para un trozo de conductor utilizando para este

fin valores constantes para la resistencia, luego par el voltaje y por ultimo para la intensidad

de corriente.

Pretender conseguir con la realizacin de esta prctica es poner en evidencia la relacin que

hay entre la tensin aplicada a un conductor y la intensidad de la corriente que circula por l.

Se pretende familiarizarse con los instrumentos y hacer un correcto uso de ellos.

2. EXPERIMENTO

2.1 FUNDAMENTO TEORICO:

El termino corriente elctrica, o simplemente corriente, se emplea para describir la tasa de

flujo de carga que pasa por alguna regin de espacio

La corriente continua es un movimiento de electrones. Cuando los electrones circulan por un

conductor, encuentran una cierta dificultad al moverse. A esta "dificultad" la llamamos

Resistencia elctrica.

La resistencia elctrica de un conductor depende de tres factores que quedan recogidos en

la ecuacin que sigue:

Un campo elctrico puede existir en el conductor en este caso debido a que estamos

tratando con cargas en movimiento, una situacin no electrosttica.

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

3

Considere un conductor de rea transversal A que conduce una corriente I. La densidad de

corriente J en el conductor se define como la corriente por unidad de rea.

Donde J tiene unidades del Sistema Internacional A/m2. La expresin es vlida slo si la

densidad de corriente es uniforme y slo si la superficie del rea de la seccin transversal A

es perpendicular a la direccin de la corriente.

Es muy comn que la densidad de corriente sea proporcional al campo elctrico. Donde la

constante de proporcionalidad recibe el nombre de conductividad del conductor

I= j.n.da n= vector unitario normal

J= I/A J= densidad de corriente

J= .E = Conductividad del conductor

Tambin:

E = d.J d = Resistividad

Ahora consideremos un trozo de un de conductor:

Fig. N1: Trozo de un conductor

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

4

Una forma de la ley de Ohm til en aplicaciones prcticas puede obtenerse considerando un

segmento de un alambre recto de rea de seccin transversal A y longitud e.

Una diferencia de potencial V =Vb Va se mantiene a travs del alambre, creando un

campo elctrico en ste y una corriente.

Se cumple que:

V=(d.L / A).I = R.I

Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el siguiente tringulo que

tiene mucha similitud con las frmulas analizadas anteriormente.

Tringulo de la ley de Ohm

V=IxR I=V/R R=V/I

Fig. N2: Ley de Ohm

Se dan 3 Casos:

Con la resistencia fija. La corriente sigue a la tensin. Un incremento en la tensin, significa

un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento en la

tensin.

Con el voltaje fijo. Un incremento en la corriente, causa una disminucin en la resistencia y

un incremento en la resistencia causa una disminucin en la corriente.

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

5

Con la corriente fija. El voltaje sigue a la resistencia. Un incremento en la resistencia, causa

un incremento en el voltaje y un incremento en el voltaje causa un incremento en la

resistencia.

2.2 TIPOS DE CIRCUITOS A CONSIDERAR:

2.2.1 CIRCUITO EN SERIE

Fig. N3: Circuito en Serie

2.2.2 CIRCUITO EN PARALELO

Fig. N4: Circuito en Paralelo

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

6

2.2.3 EN NUESTRO CASO UNA FUENTA VARIABLE:

Fig. N5: Circuito con fuente variable

2.3 PROCESO EXPERIMENTAL:

Realizaremos algunas actividades en el campo de la electricidad como, en este caso para la

ley de Ohm armamos el circuito de acuerdo al esquema mostrado en el diseo. Con la

ayuda del potencimetro vamos a variar la intensidad de corriente I y la diferencia de

potencial V. Los resultados sern anotados correspondientes a la tabla 1.

3. DISEO:

Fig. N6: Diseo del circuito

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

7

4. EQUIPOS Y MATERIALES:

Un potencimetro de 50 . Una caja de resistencias. Cables de conexin con cabeza tipo cocodrilo Un restato. Una fuente de voltaje. Un ampermetro. Un voltmetro.

5. VARIABLES INDEPENDIENTES

La resistencia que se obtuvo gracias al restato que actu como resistencia fija.

6. VARIABLES DEPENDIENTES:

Serian el voltaje (V) y la corriente (I), medidas con el voltmetro y ampermetro

respectivamente.

7. PROCEDIMIENTO

Procedemos a calibrar los instrumentos de medicin, luego armamos el circuito de acuerdo

al diseo. Se realiza la experimentacin.

Manteniendo constante la resistencia, con la ayuda del primer restato variar la corriente y la

diferencia de potencial.

Los diversos valores que nos da la lectura del ampermetro y voltmetro se anotan en la

tabla N 1.

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

8

7.1 MEDICIONES

7.2 Mediciones Directas

Tabla N 1

R = 7 Ohms N V(mV) I(mA)1 0.1 0.02 2 0.5 0.08 3 1 0.15 4 1.5 0.23 5 2 0.30 6 2.5 0.37 7 3 0.44 8 3.5 0.52 9 4 0.60 10 5 0.75

7.3 Mediciones indirectas

N Resistencias ()1 5 2 6.25 3 6.67 4 6.52 5 6.67 6 6.75 7 6.82 8 6.73 9 6.67 10 6.67

Resistencia Promedio: 6.48

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

9

7.4 Error Experimental

1007

48.67

% = 15.43%

7.5 Grafica en papel milimetrado

Fig. N7: Grafica V vs I

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

10

7.6 Anlisis de datos

7.6.1 Al aumentar la corriente elctrica Cmo varia la diferencia de potencial para una resistencia constante?

La diferencia de potencial disminuye ya que segn la formula iRV = , es directamente proporcional a la corriente cuando se mantiene constante la resistencia.

7.6.2 Para que materiales se cumple Ley de Ohm y en que condiciones puede no cumplirse?

La ley de Ohm, es una propiedad especfica de ciertos materiales, y no una ley general del

electromagnetismo, como los es, por ejemplo, la ley de Gauss.

La ley de Ohm depende del material de la resistencia y donde a la vez dicha resistencia se

mantiene con un valor constante donde lo que se puede hacer variar es la tensin para

poder hacer as relacionar ptimamente las variables que nos conduzcan a analizar la

proporcionalidad y los inversos entre las variables que son voltaje y corriente, y la constante

que es la resistencia.

Los materiales que cumplen con la relacin lineal de Ohm reciben el nombre de materiales

ohmicos, mientras que a los materiales que no cumplen con la ley de Ohm se les llama

materiales no ohmicos.

8. CUESTINARIO

8.1 Como varia la diferencia de potencial entre los terminales de una fuente al aumentar la densidad de la corriente? Por qu?

Segn la ley de Ohm para un trozo de conductor (V Lj= ) se puede apreciar que la densidad de la corriente en directamente proporcional a el voltaje o a la diferencia de

potencial, esto quiere decir que si aumenta la densidad de corriente, aumenta el diferencial

de potencial.

8.2 Analizar la diferencia entre resistividad y resistencia.

Todas las sustancias se oponen en mayor o menor grado al paso de la corriente elctrica,

esta oposicin es a la que llamamos resistencia elctrica. A los materiales buenos

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

11

conductores de la electricidad tienen una resistencia elctrica muy baja, los aisladores

tienen una resistencia muy alta.

Se le llama resistividad al grado de dificultad que encuentran los electrones en sus

desplazamientos. Se designa por la letra griega rho minscula () y se mide en ohms por

metro (m, a veces tambin en mm/m).

En conclusin la resistivilidad es una propiedad del material y la resistencia es una

propiedad del objeto.

8.3 Explique la semejanza de conductividad elctrica con la conductividad trmica.

La conductividad elctrica es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente

elctrica a travs de s. Tambin es definida como la propiedad natural caracterstica de

cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones (y huecos en el caso de

los semiconductores) pueden pasar por l. Vara con la temperatura. Es una de las

caractersticas ms importantes de los materiales.

La conductividad trmica es una propiedad fsica de los materiales que mide la capacidad de

conduccin de calor. En otras palabras la conductividad trmica es tambin la capacidad de

una sustancia de transferir el movimiento cintico de sus molculas a sus propias molculas

adyacentes o a otras substancias con las que est en contacto.

En conclusin las semejanzas son que las dos varan conforme aumenta la temperatura y

que las dos son dos formas de cmo pasa diferentes formas de energas por diferentes

cuerpos.

8.4 Analizar las conducciones elctricas en los metales.

La conduccin elctrica es el movimiento de partculas elctricamente cargadas a travs de

un medio de transmisin (conductor elctrico). El movimiento de las cargas constituye una

corriente elctrica. El transporte de las cargas puede ser a consecuencia de la existencia de

un campo elctrico, o debido a un gradiente de concentracin en la densidad de carga, o

sea, por difusin. Los parmetros fsicos que gobiernan este transporte dependen del

material en el que se produzca.

SOLO

PAR

A IN

FORM

ACIO

N

Universidad Nacional del Callao Escuela Profesional de Ingeniera Elctrica Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica Ciclo 2009-A

Laboratorio de Fsica III Experiencia N 4 Ley de Ohm

12

La conduccin en metales y resistencias est bien descrita por la Ley de Ohm, que

establece que la corriente es proporcional al campo elctrico aplicado.

Los metales son buenos conductores de la electricidad y del calor porque tienen espacios

sin rellenar en la banda de energa de valencia. En ausencia de campos elctricos, la

conduccin elctrica se produce en todas direcciones a velocidades muy elevadas. Incluso a

la temperatura ms fra posible - en el cero absoluto - la conduccin elctrica puede an

darse. Cuando se aplica un campo elctrico, un ligero desequilibrio desarrolla un flujo de los

electrones mviles. Los electrones de esta banda pueden verse acelerados por el campo

porque hay multitud de estados cercanos sin rellenar en la banda.

9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Realizar la conexin de los instrumentos para proteccin de ellos mismos

Reconocer el orden y funcionamiento del potencimetro y sus tres terminales.

Los resultados tericos de los valores de las distintas resistencias han sido satisfactorios lo

que nos lleva a la conclusin de que la ley de Ohm se cumple claramente en las

experiencias llevadas a cabo.

10. BIBLIOGRAFIA

Resnick Halliday. Fsica Parte II. Editorial Continental. Edicin Actualizada. 1971.

Espaa. Pg. 971 - 973

Humberto Leyva Naveros, Electrosttica y Magnetismo, Ed. Publicaciones Moshera, 1999,

Lima, Pag: 120-134.

Fsica Tomo II Raymond A. Serway

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

www.wikipedia.com

www.tecnoedu.com

Caratula 4.pdfInforme 4.pdf