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UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Universidad Abierta Interamericana Facultad de Tecnología Informática Electromagnetismo – Estado Sólido I Trabajo Práctico de Laboratorio Nº2 “Circuitos Eléctricos - Ley de Ohm” Docentes: Vallhonrat, Carlos Palmerio, Julian Alumnos: Alvarez, Lionel Gonzalo Lopez, Luis Alberto Guzman, Gabriel Tassara, Santiago Página 1 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 INDICE Síntesis ............................................................................................. 3 Introducción....................................................................................... 4 Desarrollo del Trabajo ......................................................................... 5 Materiales Utilizados ........................................................................ 5 Instrumentos de medición ................................................................ 6 Conclusiones ..................................................................................... 14 Bibliografía ....................................................................................... 15 Página 2 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Síntesis Este trabajo tiene como objetivo realizar la comprobación experimental de la ley de ohm. Se tratará de comprobar experimentalmente que: I = V/R Así mismo verificaremos que si tenemos dos o más resistencias en serie, se puede calcular la resistencia total o equivalente utilizando la siguiente fórmula: Rt = R1 + R2 + R3 + … + Rn Así también verificamos que si tenemos dos o más resistencias en paralelo se puede calcular la resistencia total o equivalente utilizando la siguiente fórmula: 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … + 1/Rn Unidades utilizadas: [V] = Volt [I] = Ampere [R] = Ohm Página 3 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Introducción Se trabajó tomando 3 resistencias que no difieren entre sí más de un factor 10, y armando con ellas junto con una fuente estabilizada un circuito donde los resistores pueden estar en paralelo, serie o una combinación de estos. Se realizaron mediciones con y sin conexión del circuito a una fuente de alimentación. Página 4 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Desarrollo del Trabajo Materiales Utilizados 1. Resistencias de diferentes valores de resistividad. Tipo de conductor Resistor Resistor Resistor Colores Marron/Negro/Negro Naranja/Azul/Negro Gris/Rojo/Negro Resistencia prevista () 10,00 36,00 82,00 Resistencia medida 1() 10,60 37,20 83,10 Resistencia medida 2() 10,10 35,60 81,30 Resistencia Medida (1) Se midió sosteniendo puntas del multímetro y conductores con las manos, apretando fuertemente con los dedos para asegurar un buen contacto. Resistencia Medida (2) Se midió insertando cada extremo del conductor a medir en un agujero del protoboard (pruebe distintas posiciones relativas de los agujeros y saque conclusiones sobre el conexionado invisible del protoboard) y apoyando cada punta del multímetro en un extremo del conductor. 2. Protoboard 3. Fuente de alimentación Se utiliza una fuente estabilizada de 30 V y 3 A marca Protek. Página 5 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Instrumentos de medición 1. Multímetro Digital Quail A830L Página 6 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Desarrollo de la experiencia Seleccionamos tres resistencias de tal forma que sus valores no difieren entre sí más que en un factor 10. Utilizaremos las siguientes resistencias: Identificador R1 R2 R3 Tipo de conductor Resistor Resistor Resistor Colores Marron/Negro/Negro Naranja/Azul/Negro Gris/Rojo/Negro Resistencia prevista () 10,00 36,00 82,00 Resistencia medida 2() 10,10 35,60 81,30 Se piden los siguientes puntos: 1. Armar los circuitos de las figuras 1,2 y 3. Calcular y medir la resistencia total de cada uno. 2. Determine el valor máximo de tensión a aplicar de tal forma que la intensidad máxima que circule por cualquier punto de cualquier circuito no supere los 80mA. 3. Aplique esta tensión y luego 3 valores intermedios hasta 0. Mida las intensidades de corriente en cada caso. 4. Organice los resultados en tablas y trace las curvas I vs. V para cada circuito. Circuito Nº 1: Tenemos 3 resistencias en serie por lo tanto sumamos directamente los valores de resistividad para cada una y así obtendremos la resistencia total: Resistencia total prevista: Rt = R1 + R2 + R3 = 10 Ω + 36 Ω + 82 Ω = 128 Ω Resistencia total en base a las medidas tomadas: Rt = R1 + R2 + R3 = 10,10 Ω + 35,60 Ω + 81,30 Ω = 127 Ω Resistencia total medida directamente sobre el circuito: Rt = 126,7 Ω Página 7 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Calculamos el valor máximo de tensión para que la corriente que circule por el circuito no supere en ningún caso los 80mA. I = V/R => V = I * R Si I= 0,08A y R= 126,7Ω => V= 0,08A * 126,7Ω = 10,136 V Aplicamos esta tensión obtenida y 3 valores intermedios más y calculamos la intensidad de corriente resultante. I= V/R Para V= 10,1v I = 10,1v / 126,7Ω = 0,079 A Para V = 8v I = 8v / 126,7Ω = 0,063 A Para V = 5v I = 5v / 126,7Ω = 0,039 A Para V = 2v I = 2v / 126,7Ω = 0,015 A Aquí presentamos el gráfico de las curvas, para el valor de la resistencia constante y la intensidad de corriente y tensión variables. Página 8 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Circuito Nº2: Tenemos 2 resistencias en paralelo (R2 y R3) y una en serie a estas dos (R1), por lo tanto calculamos primero la resistencia equivalente a R2||R3 y luego lo sumamos al valor de R1 y así obtendremos la resistencia total: Resistencia total prevista: R23 = R2||R3 => 1/R23 = 1/R2 + 1/R3 = 1/36 + 1/82 = 0,0399 Ω R23 = 1/0,0399 Ω = 25,06 Ω Rt = R1 + R23 = 10 Ω + 25,06 Ω = 35,06 Ω Resistencia total en base a las medidas tomadas: R23 = R2||R3 => 1/R23 = 1/R2 +1/R3 = 1/35,6 + 1/81,3 =0,028Ω + 0,0123Ω= 0,040Ω R23 = 1/0,040Ω = 25,00 Ω Rt = R1 + R23 = 10 Ω + 25,00 Ω = 35,00 Ω Resistencia total medida directamente sobre el circuito: Rt = 34,9 Ω Calculamos el valor máximo de tensión para que la corriente que circule por el circuito no supere en ningún caso los 80mA. I = V/R => V = I * R Si I= 0,08A y R= 34,9Ω => V= 0,08A * 34,9Ω = 2,792 V Aplicamos esta tensión obtenida y 3 valores intermedios más y calculamos la intensidad de corriente resultante. I= V/R Página 9 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Para V= 2,5v I = 2,5v / 34,9Ω = 0,071 A Para V = 2v I = 2v / 34,9Ω = 0,057 A Para V = 1,5v I = 1,5v / 34,9Ω = 0,042 A Para V = 1v I = 1v / 34,9Ω = 0,028 A Aquí presentamos el gráfico de las curvas, para el valor de la resistencia constante y la intensidad de corriente y tensión variables. Página 10 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Circuito Nº3 Tenemos 2 resistencias en serie (R1 y R2) y a su vez estas están en serie con (R3), por lo tanto calculamos primero la resistencia equivalente a las resistencias en serie y luego calculamos la resistencia entre las resistencias paralelas definitivas. Así obtendremos la resistencia total: Resistencia total prevista: R12 = R1 + R2 = 10 Ω + 36 Ω = 46 Ω Rt = R3||R12 => 1/Rt = 1/R3 + 1/R12 = 1/82 + 1/46 = 0,0121Ω + 0,0217Ω = 0,0338Ω Rt = 1/0,0338 Ω = 29,58 Ω Resistencia total en base a las medidas tomadas: R12 = R1 + R2 = 10,1 Ω + 35,6 Ω = 45,7 Ω Rt = R3||R12 => 1/Rt = 1/R3 + 1/R12= 1/82 + 1/45,7= 0,0121Ω + 0,0218Ω = 0,0339Ω Rt = 1/0,0339 Ω = 29,49 Ω Resistencia total medida directamente sobre el circuito: Rt = 29,6 Ω Calculamos el valor máximo de tensión para que la corriente que circule por el circuito no supere en ningún caso los 80mA. I = V/R => V = I * R Si I= 0,08A y R= 29,6Ω => V= 0,08A * 29,6Ω = 2,368 V Aplicamos esta tensión obtenida y 3 valores intermedios más y calculamos la intensidad de corriente resultante. I= V/R Página 11 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Para V= 2,2v I = 2,2v / 29,6Ω = 0,074 A Para V = 2v I = 2v / 29,6Ω = 0,067 A Para V = 1,5v I = 1,5v / 29,6Ω = 0,050 A Para V = 1v I = 1v / 29,6Ω = 0,033 A Aquí presentamos el gráfico de las curvas, para el valor de la resistencia constante y la intensidad de corriente y tensión variables. Página 12 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Página 13 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Conclusiones Tras evaluar los resultados, comprobamos que efectivamente se cumple la ley de ohm, y se encuentra una diferencia entre los valores esperados y los medidos dado por el multímetro debido a la resistencia interna que el mismo tiene y motivo por el cual ninguno de los valores medido coincidió exactamente con los esperados. En cuanto a las ramas de un circuito en paralelo pudimos observar que conservan la diferencia de potencial, es decir que la tensión que ingresa dentro de ellas se mantiene al sin cambios al salir, en cambio vemos que la corriente se divide en porciones que dependerán de la resistencia de la rama particularmente. En cuanto a los circuitos en serie se pudo establecer que sucede exactamente lo contrario que con los que son en paralelo, ya que la corriente que atraviesa las resistencias no varía, pero la tensión si lo hace. Si sumamos las energías potenciales debemos obtener la misma cantidad que fue entregada por la fuente. En cuanto a si varía la resistencia total de los circuitos si se intercambian las posiciones de los resistores, si variará. Solo en el circuito uno donde todas las resistencias están en serie se puede decir que no variará la resistencia total. Página 14 de 15 UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA Facultad de Tecnología Informática Materia: Electromagnetismo - Estado Sólido I Sede: Centro Comisión: 4º A Docente: Vallhonrat, Carlos / Palmerio, Julián Turno: Noche Año: 2017 Bibliografía Fuente: http://compututorials.blogspot.com.ar/ Comentarios: Se extrajo la imagen de la protoboard Página 15 de 15