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Universidad Abierta Interamericana Facultad de Tecnología Informática Electromagnetismo en estado sólido I Profesor: Enrique Cingolani Trabajo Práctico N° 2 Comprobación experimental de la Ley de Ohm Integrantes del Grupo N°2: Coudures, Soledad Legajo Poclava, Walter Legajo Pugawko, Fernando Legajo Santamaria, Martín Legajo 46011 37971 51555 53958 [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 2 de 12 Índice Índice........................................................................................................ 2 Síntesis del trabajo ..................................................................................... 3 Introducción............................................................................................... 3 Parte central del trabajo .............................................................................. 4 Material utilizado ......................................................................................... 4 Desarrollo de la experiencia .......................................................................... 5 Conclusiones ............................................................................................ 10 Apéndice ................................................................................................. 11 Bibliografía .............................................................................................. 11 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 3 de 12 Síntesis del trabajo En nuestra segunda práctica realizamos mediciones de intensidad de corriente eléctrica, para comprobar experimentalmente la Ley de Ohm. Primero consideramos los valores de las resistencias obtenidos a través del código de color impreso en la superficie de las mismas y los comparamos con las mediciones obtenidas utilizando el multímetro. Luego, utilizando el método de regresión lineal, experimentamos la ley de Ohm con los datos obtenidos de 3 circuitos diferentes. Introducción Se llama intensidad de corriente eléctrica (I) a una magnitud relacionada con la cantidad total de carga que pasa por un punto, por unidad de tiempo. Mide, entonces, el caudal de cargas, en forma análoga al caudal de una corriente de agua que mide la cantidad de agua transportada en la unidad de tiempo. Se mide en amperes (A). O sea: 1A 1C 1s La ley de Ohm establece que el valor de esta magnitud es directamente proporcional a la tensión existente entre dos puntos de un conductor e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica entre esos mismos dos puntos. I V R En esta fórmula V se mide en Volt, R en Ohm e I en Amper. A partir de la ley de Ohm puede demostrarse que la resistencia equivalente (Rs) de dos resistencias conectadas en serie (R1 y R2) vale Rs = R1 + R2 En tanto que la resistencia equivalente (Rp) de dos resistencias conectadas en paralelo (R1 y R2) cumple con la fórmula 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 4 de 12 Parte central del trabajo Material utilizado Protoboard Como se aprecia en la imagen, es un tablero con orificios conectados eléctrica mente entre sí. Sigue un patrón de líneas, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para el armado de circuitos electrónicos. En esta práctica, sólo hemos utilizado los nodos de conexión que se encuentran en el centro. Multímetro Este instrumento eléctrico portátil nos permite medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Para llevar a cabo las mediciones de esta práctica tuvimos que elegir escalas o rangos de 200 Ohms, 2K (2 kilo Ohms o 2000 Ohms), 20K (20000 Ohms) y 2M (2 MegOhms o 2 millones de Ohms). Fuente de corriente continua Es un elemento activo capaz de generar una diferencia de potencial (d. d. p.) entre sus bornes o proporcionar una corriente eléctrica para que otros circuitos funcionen. Para esta práctica de laboratorio hemos establecido la tensión de la fuente en 10 V (como se visualiza en la imagen). UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 5 de 12 Resistencias (o resistores) Componentes electrónicos diseñados para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. Están elaborados con un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa por ellos, oponerse al paso de la corriente. La corriente máxima en un resistor viene condicionada por la máxima potencia que pueda disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más comunes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W. Desarrollo de la experiencia Seleccionamos los siguientes resistores para armar los tres circuitos solicitados: Tabla I –Valores de Resistores Tipo de conductor Colores Resistencia Resistor 1 K Resistor 2 1,5K Resistor 3 5,1K Armamos los siguientes circuitos para llevar a cabo las mediciones: Circuito 1 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 6 de 12 Circuito 2 Circuito 3 Calculamos la resistencia total de cada circuito y comparamos los valores obtenidos con las mediciones que tomamos en la siguiente tabla de valores: Tabla II –Valores de Resistencias Circuito Resistencia Total Calculada Resistencia Total Medida Circuito 1 K K Circuito 2 3,85K 3,81K Circuito 3 2,3K 2,27K (El detalle de estos cálculos se encuentra en el Apéndice) UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 7 de 12 A cada circuito se le aplicó una tensión de cero a 10 voltios, utilizando la fuente de corriente continua, y por medio del Multímetro medimos la intensidad de corriente eléctrica: UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 8 de 12 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 9 de 12 Con los datos recopilados de las mediciones confeccionamos las siguientes tablas de valores y graficamos las curvas: Circuito N°1 V [V] I [mA] 0 0 1 0,1 2 0,21 4 0,43 6 0,65 8 0,87 10 1,1 Circuito N°2 V [V] I [mA] 0 0 1 0,26 2 0,52 4 1,05 6 1,58 8 2,11 10 2,66 Circuito N°3 V [V] I [mA] 0 0 1 0,44 2 0,88 4 1,75 6 2,65 8 3,54 10 4,38 Rt = V/I 0 10 9,5 9,3 9,2 9,2 9,1 Rt = V/I 0 3,85 3,85 3,81 3,80 3,79 3,76 Rt = V/I 0 2,27 2,27 2,29 2,26 2,26 2,28 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 10 de 12 Está OK, pero abajo les pegué un gráfico presentado en forma óptima. Conclusiones Como sabemos que 1/RT es constante, comprobamos lo anterior con la siguiente fórmula: IT = (1/RT) x V IT = a x V De manera que la curva características Intensidad vs Tensión tiene forma de recta (y = a x). La resistencia es constante, la pendiente varía entre las 3 curvas porque R1 < R2 < R3 La resistencia total del circuito 1 será siempre la misma si los resistores se cambian de posición, porque éstos están conectados en serie. La resistencia total del circuito 2 será la misma si R2 y R3 se intercambian, porque éstos están conectados en serie. Pero será diferente si R1 se intercambia por alguno de los otros dos, porque éste se encuentra conectado en paralelo. La resistencia total del circuito 3 será la misma si R1 y R2 se intercambian, porque éstos están conectados en serie. Pero será diferente si R3 se intercambia por alguno de los otros dos, porque éste se encuentra conectado en paralelo. UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 11 de 12 Apéndice A continuación se detallan los cálculos realizados para obtener los valores de la tabla II. Circuito 1 RS1 = R1 + R2 + R3 = 2,7K + 1,5K + 5,1K = 9,3K RT1 = RS1 = 9,3K Circuito 2 1/RP2 = 1/R2 + 1/R3 = 1/1,5K + 1/5,1K = 6,6/7,65KRP2 =1,15K RS2 = R1 + R P2 = 2,7K + 1,15K3,85K RT2 = RS2 3,85K Circuito 3 RS3 = R1 + R2 = 2,7K + 1,5K = 4,2K 1/RP3 = 1/R S3 + 1/R3 = 1/4,2 K + 1/5,1K = 9,3/21,42KRP3 =2,3K RT3 = RP3 2,3K Bibliografía http://es.wikipedia.org/wiki/Resistor http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm http://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro http://es.wikipedia.org/wiki/Protoboard http://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_electrica UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Grupo N° 2 Docente: Enrique Cingolani Materia: Electromagnetismo en estado sólido I Sede: Centro Comisión: 4º “B” Turno: Noche Comprobación experimental de la Ley de Ohm TP N°2 12/09/2013 Página 12 de 12
