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LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO No LEY DE OHM 4 DEPARTAMENTO DE FISICA Y GEOLOGIA UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Objetivos 1. 2. 3. 4. Determinar la relación entre el potencial 𝑉 y la corriente 𝐼. Calcular la intensidad y resistencia totales en un circuito en serie. Calcular la intensidad y resistencia totales en un circuito en paralelo. Indagar que sucede cuando se conectan dos lámparas en serie. Esquema del laboratorio y materiales Figura 1. Elementos utilizados para la ley de Ohm Equipo requerido Galvanómetro. Amperimetro. Voltimetros. Fuente de Alimentación. Bananas Resistencia Variable(0.1,1,10 Ω) 𝑅2 Resistencia Variable 1-1 M Ω 𝑅1 Cantidad 2 1 1 1 6 1 1 1 Observaciones LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO VILLA DEL ROSARIO LEY DE OHM Marco teórico y Cuestionario CUESTIONARIO 1. ¿Cómo se convierte un galvanómetro en un amperímetro de mayor alcance? 2. ¿Cómo se convierte un galvanómetro en un voltimetro? 3. ¿Que características tiene un multimetro real ? . Procedimiento I PARTE (Relación entre la tensión y la intensidad) 1. Realizar el montaje de la figura 2; utilizando inicialmente la resistencia de 47Ω (designada como 𝑅1 en la Tabla 1). 2. 3. 4. 5. 6. 7. Figura 2. Relación entre la intensidad y la corriente Encienda la fuente de alimentación e inicie con 0 𝑉 aumente la tensión a incrementos de 2 𝑉. Mida la respectiva intensidad y registre sus valores en la Tabla 1. Regrese la tensión a 0 𝑉 y remplace 𝑅1 de 47Ω con la resistenacia 𝑅2 de 100Ω. Nuevamente aumente la tensión en incrementos de 2 𝑉, mida la respectiva intensidad y regístrela en la Tabla 1. Apague la fuente de alimentación y cuidadosamente conecte al circuito, una lámpara en lugar de la resistencia. Incremente el valor de la tensión en incrementos de 2 𝑉 iniciando en 0 𝑉, mida y registre los valores de intensidad en la Tabla 2. Observe el brillo de la lámpara durante el experimento y anótelo. II PARTE (Conexión en serie de dos lámparas) 1. Realice el montaje como se muestra en la Figura 3. 2 LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO VILLA DEL ROSARIO LEY DE OHM Figura 3. Conexión en serie de dos lámparas parte 1 2. Fije en 4 𝑉 la tensión directa de la fuente de alimentación y anote la luminosidad de la lámpara. 3. Reemplace el alambre en bleque de conexión 1 con la segunda lámpara Observe la luminosidad de las dos lámparas y compárela con la luminosidad previa de una lámpara. 4. Monte el experimento de la figura 4 utilizando inicialmente la resistencia 𝑅1 de 47Ω. Figura 4. Conexión en serie de dos lámparas parte 2 5. Encienda la fuente de alimentación y fije el voltaje en 9 𝑉, medir la intensidad y tomar nota de este valor. 6. Remplace la resistencia 𝑅1 con la resistencia 𝑅2 de 100Ω. 7. Encienda la fuente de alimentación y fije el voltaje en 9 𝑉, medir la intensidad y tomar nota de este valor. 8. Remplace el bloque de conexión 1 con la resistencia 𝑅1 y encienda la fuente de alimentación, fije el voltaje en 9 𝑉 y mida la intensidad ,anotar este valor. 9. Cambie la conexión a la mostrada en la figura 5, encienda la fuente de alimentación y fije un voltaje de 10 𝑉. 3 LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO VILLA DEL ROSARIO LEY DE OHM Figura 5. Conexión en serie de dos lámparas parte 3 10. Realice sucesivas mediciones de la intensidad antes de 𝑅1 , entre 𝑅1 y 𝑅2 y, después de 𝑅2 y anote sus medidas III PARTE (Cálculo de la intensidad total y resitencia total de un circuito en paralelo ) 1. Realice el montaje de la figura 6 encienda la fuente de alimentación y fije la tensión en 8 𝑉. Figura 5. Conexión en paralelo 2. Mida la intensidad en la parte no ramificada del circuito y regitrela en la Tabla 3. 3. Retire el alambre en bloque de conexión 1 y ponga el amperímetro en su lugar. Mida la intensida parcial 𝐼1 y anótela. 4. Retire el alambre en bloque de conexión 2 y ponga el amperímetro en su lugar. Mida la intensida parcial 𝐼2 y anótela. 4 LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO VILLA DEL ROSARIO LEY DE OHM Análisis de datos Tabla 1. Relación entre corriente y tensión 𝑈 (𝑉) 0 2 4 6 8 10 𝐼(𝐴) 𝑅1 0 𝑈/𝐼(𝑉/𝐴) 𝑅2 0 𝑅1 - 𝑅2 - 1. Graficar los valores medidos de la Tabla 1para los omponentes 𝑅1 y 𝑅2 . 2. ¿Qué conjeturas haría sobre la probable relación entre la intensidad 𝐼 y la tensión 𝑈 para cada componente?.Verifique su hipótesis calculando el cociente de 𝑈/𝐼 a partir de las mediciones y registre los valores en la columna 3 de la Tabla 1. 3. ¿Qué se evidencia de los resultados? 4. Calcule los valores promedio de 𝑈/𝐼 para 𝑅1 y 𝑅2 y, compare estos con los valores impresos en los componentes usados en el experimento. ¿Por qué estos valores se desvían uno del otro?. Tabla 2. Relación entre corriente y tensión 𝑈 𝐼(𝐴) 𝑈/𝐼(𝑉/𝐴) (𝑉) 0 2 4 6 8 10 5. Graficar un grafico a partir de las mediciones de U e I para la lámpara (Tabla 2). 6. Calcule los cocientes 𝑈/𝐼 para la Tabla 2 y regístrelos en la columna 3 7. Con los resultados obtenidos en las preguntas 5 y 6. ¿La ley de Ohm también se aplica a la lámpara? ¿Por qué o porque no? 8. Explique su observación en la parte II del experimento. 5 LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO VILLA DEL ROSARIO LEY DE OHM Resistencias en el circuito 𝑅1 (valor nominal = 47Ω) 𝑅2 (valor nominal = 100Ω) 𝑅1 y 𝑅2 en serie Tabla 3. Conexión en serie 𝑈(𝑉) 𝐼(𝐴) 𝑅(Ω) 9. Calcule los valores para las resistencias 𝑅1 y 𝑅2 , tanto como para la resistencia 𝑅𝑇 , para la conexión en serie de los componentes y regitre los valores en la ultima columna de la Tabla 3. 10. Considerando los posibles errores de medición en mente, ¿Qué relación general puede usted ver entre la resistencia total 𝑅𝑇 y los valores de las resistencias parciales?. Explique esta relación y escriba una ecuación para expresarla. Tabla 4. Conexión en paralelo 𝐼𝑇 (𝑚𝐴) 𝐼1 (𝑚𝐴) 𝑈(𝑉) 8 𝐼2 (𝐴) 11. A partir de la Tabla 4 se evidencia alguna relación general. Explique esta relación y escriba una ecuación que la exprese. 12. Utilizando las medidas de la Tabla 4 complete la Tabla 5 𝑅𝑇 (Ω) 𝑅1 (Ω) 13. Tabla 5. Conexión en paralelo 𝑅2 (Ω) 1/𝑅𝑇 (Ω−1 ) 1/𝑅1 (Ω−1 ) 1/𝑅2 (Ω−1 ) 14. A partir de los valores resiprocos de la Tabla 5 se evidencia una relación general. Explique esta relación y escriba una ecuación que la exprese. Preguntas de control 1. Cual es la relación entre la resistencia total y las resistencias Conclusiones y observaciones Conclusiones y observaciones. 6