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LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO Nº5
LEY DE OHM
DIANY ARZUAGA grupo: 10
JESUS CHAMAT grupo: 10
OMAR DOMINGUEZ grupo: 10
TATIANA DURAN grupo: 09
MARIA CAMILA ROMERO grupo: 12
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGIAS
UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR
ELECTROMAGNETISMO
VALLEDUPAR
2015
OBJETIVO GENERAL

Comprobar experimentalmente la ley de ohm.
LEY DE OHM
MARCO TEÓRICO
A continuación se presentan todos los principios y conceptos eléctricos necesarios
para la comprensión, realización y explicación de todos los procesos y resultados
obtenidos en esta práctica experimental.
La corriente continua es un movimiento de electrones cuando los electrones
circulan por un conductor, encuentran una cierta dificultad para moverse, a esta
dificultad la llamamos resistencia eléctrica.
CIRCUITO ELÉCTRICO
Un circuito es una red eléctrica que contiene al menos una trayectoria cerrada. Es
el camino, ruta o trayecto que recorre una corriente eléctrica. Para decir que existe
un circuito eléctrico cualquiera, es necesario disponer siempre de tres
componentes o elementos fundamentales: Una fuente (E) de fuerza electromotriz
(FEM), que suministre la energía eléctrica, unos cables conductores y una
resistencia o carga, conectada al circuito, que consuma la energía que
proporciona la fuente de fuerza electromotriz y la transforme en energía útil, como
puede ser, encender una lámpara (Figura 1), proporcionar calor, poner en
movimiento un motor, amplificar sonidos por un altavoz o reproducir imágenes en
una pantalla.
Figura 1: Circuito eléctrico.
LEY DE OHM
La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es
una ley básica de la electricidad. Establece que la intensidad de la corriente I que
circula por un conductor es proporcional a la diferencia de potencial △V que
aparece entre los extremos del citado conductor. Ohm completó la ley
introduciendo la noción de resistencia eléctrica
R; esta es el coeficiente de
proporcionalidad que aparece en la relación entre I y △V.
Para muchos conductores de la electricidad, la corriente eléctrica que fluye a
través de ellos, es directamente proporcional al voltaje que se le aplica. Cuando se
toma una vista microscópica de la ley de Ohm, se encuentra que la velocidad de
desplazamiento de las cargas a través del material, es proporcional al campo
eléctrico en el conductor. A la proporción entre el voltaje y la corriente, se le llama
resistencia, y si esta proporción es constante sobre un amplio rango de voltajes, al
material se le dice que es un material "óhmico". Si el material se puede
caracterizar por tal resistencia, entonces la corriente se puede predecir a través de
la ley de ohm.
La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula
por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de
potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo"
𝐼=
△𝑉
𝑅
(𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛. 1)
Donde, empleando unidades del Sistema internacional de Medidas, tenemos que:
I = Intensidad en amperios (A)
△V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω).
En una forma clásica y poco funcional para el desarrollo de una experiencia, la ley
de Ohm determina que para algunos materiales, como la mayoría de los
conductores metálicos, la densidad de corriente J y el campo eléctrico E se
relacionan a través de una constante 𝜎 llamada conductividad, característica de
cada sustancia. Es decir:
𝑱 = 𝜎𝑬
(𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 . 2)
Esta es la ley de Ohm microscópica, es obtenida a partir de la noción del campo
eléctrico que acelera a los electrones que se desplazan libremente por el metal
conductor. Gracias a ella se ha obtenido la ley macroscópica anteriormente
descrita.
APLICACIONES DE LA LEY DE OHM
La importancia de esta ley reside en que con ella se resuelven numerosos
problemas eléctricos no solo de la física y de la industria sino también de la vida
real como son los consumos o las pérdidas en las instalaciones eléctricas de las
empresas y de los hogares. También introduce una nueva forma para obtener la
potencia eléctrica, y para calcular la energía eléctrica utilizada en cualquier
suministro eléctrico desde las centrales eléctricas a los consumidores. La ley es
necesaria, por ejemplo, para determinar qué valor debe tener una resistencia a
incorporar en un circuito eléctrico con el fin de que este funcione con el mejor
rendimiento.
MATERIALES
 2 Multímetros UT33C.
 1 Fuente de alimentación DC variable (Entrenador básico de electrónica y
física).
 4 Cables de conexión de 60 cm aproximadamente.
 2 Protoboard de dos tableros centrales y dos externos.
 1 Resistencia de potencia 5W4K7J.
 4 caimanes pequeños metálicos.
PROCEDIMIENTO
1. En la base para armar circuitos conecte la resistencia y la fuente eléctrica, tal
como se muestra en la Figura 2, cerciorándose de que se encuentre apagada y
con la perilla reguladora en cero voltios.
Figura 2: Montaje practica experimental.
2. Ponga uno de los multímetros en el modo de medición de corriente directa
(amperímetro), seleccionando la escala de corriente mayor para no exceder su
capacidad.
3. Bajo las condiciones indicadas, conecte el amperímetro en serie como se
muestra en la Figura 2.
4. Enseguida, coloque el segundo multímetro en el modo de medición de voltaje
(voltímetro) y seleccione la escala de 0-20 voltios. Observe que este medidor debe
conectarse en paralelo con la resistencia, tal como se muestra en la Figura 2.
5. Una vez revisadas todas las conexiones del experimento encienda los
medidores primero y, posteriormente, la fuente de voltaje.
6. A continuación, mediante la perilla de la fuente, aumente el voltaje hasta 2
voltios y mida la corriente que pasa por la resistencia, usando el amperímetro, en
tanto que el voltaje mídalo con el voltímetro. No tome en cuenta la lectura que
marca la carátula de la fuente ya que no son exactos los valores que indica. Si la
corriente que pasa por la resistencia es tan pequeña que el medidor prácticamente
no la registra, use la siguiente escala menor hasta que ésta pueda medirse sin
dificultad.
7. Incremente el voltaje a 4 voltios y lleve a cabo las mediciones descritas en el
paso anterior.
8. Incremente el voltaje a 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 y 20 voltios, midiendo para cada
valor las cantidades indicadas en el paso 6. Registre estos valores en una tabla de
datos.
9. Terminadas las mediciones, apague la fuente, desconecte los medidores y
apáguelos.
Resultados.
Haciendo uso del protoboard y los otros implementos, se organizó el circuito. En el
circuito se conectó uno de los multímetros en serie, para medir la corriente; y el
otro en paralelo con las terminales de la resistencia para medir el voltaje. De
acuerdo a los cálculos previos, se utilizó el multímetro como amperímetro en la
escala de 20mA; mientras el otro se utilizó como voltímetro en la escala de 20V.
El valor nominal o la medida proporcionada por la resistencia fue de 4.7 K𝛀. Al
encender la fuente, en esta se fijaron diversos valores de voltaje utilizando el
multímetro como voltímetro, y para cada uno se midió la corriente presente en el
circuito. Los valores medidos se muestran organizados en la Tabla 1.
RESISTENCIA
VARIANZA
VOLTAJE
(V)
2,00V
CORRIENTE
(I)
0,43mA
RESISTENCIA
(R)
4,65 K𝛀
POTENCIA
DISIPADA (P)
0,86 mW
5,29 * 10−4
4,00V
0,86mA
4,65 K𝛀
3,44 mW
5,29 * 10−4
6,00V
1,30mA
4,62 K𝛀
7,8 mW
4,9 * 10−5
8,00V
1,73mA
4,62 K𝛀
13,84 mW
4,9 * 10−5
10,00V
2,16mA
4,63 K𝛀
21,6 mW
9 * 10−6
12,00V
2,60mA
4,62 K𝛀
31,2 mW
4,9 * 10−5
14,00V
3,03mA
4,62 K𝛀
42,42 mW
4,9 * 10−5
16,00V
3,46mA
4,62 K𝛀
55,36 mW
4,9 * 10−5
18,00V
3,89mA
4,63 K𝛀
70,02 mW
9 * 10−6
20,00V
4,34mA
4,61 K𝛀
86,8 mW
2,89 * 10−4
∑
46,27 K𝛀
(R - RP)𝟐
1,61 * 10−3
Tabla 1: Resultados del procedimiento de medición.
Resultados.
Para cada pareja de valores de voltaje y corriente, utilizando la ley de Ohm, se
determinó el valor de la resistencia empleada en el procedimiento. Igualmente, los
resultados se resumen en la Tabla 1.
𝐼=
△𝑉
𝑅
𝑅=
𝑅=
2,00𝑉
= 4,65𝐾𝜴
0,43𝑚𝐴
(𝐸𝑐. 1)
△𝑉
𝐼
𝑅=
4,00𝑉
= 4,65𝐾𝜴
0,86𝑚𝐴
𝑅=
6,00𝑉
= 4,62𝐾𝜴
1,30𝑚𝐴
𝑅=
14,00𝑉
= 4,62𝐾𝜴
3,03𝑚𝐴
𝑅=
8,00𝑉
= 4,62𝐾𝜴
1,73𝑚𝐴
𝑅=
16,00𝑉
= 4,62𝐾𝜴
3,46𝑚𝐴
𝑅=
10,00𝑉
= 4,63𝐾𝜴
2,16𝑚𝐴
𝑅=
18,00𝑉
= 4,63𝐾𝜴
3,89𝑚𝐴
𝑅=
12,00𝑉
= 4,62𝐾𝜴
2,60𝑚𝐴
𝑅=
20,00𝑉
= 4,61𝐾𝜴
4,34𝑚𝐴
11. Obtendrá tantos valores de resistencia como parejas de corriente y voltaje
haya medido. Con todos los valores de resistencia, calcule:
Resultados.
* La resistencia promedio (RP).
∑𝑅
(𝐸𝑐. 3)
10
46,27 𝐾𝛺
𝑅𝑃 =
10
𝑅𝑃 =
𝑅𝑃 = 4,627 𝐾𝜴
* La desviación promedio (𝜎).
∑(𝐑 − 𝐑𝐏)𝟐
𝜎= √
10
(𝐸𝑐. 4)
1,61 ∗ 10−3
𝜎=√
10
𝜎 = √1,61 ∗ 10−4
𝜎 = 0,01269
* El error porcentual.
𝑬=
⎸𝑴 − 𝒎⎹
∗ 𝟏𝟎𝟎
𝑴
(𝐸𝑐. 5)
Donde la M es el valor teórico (4,65 K𝛀), y la m es el valor experimental
(4,627 K𝛀).
𝑬=
⎹ 𝟒, 𝟔𝟓 𝑲𝜴 − 𝟒, 𝟔𝟐𝟕 𝑲𝜴 ⎹
∗ 𝟏𝟎𝟎
𝟒, 𝟔𝟓 𝑲𝜴
𝑬=
𝟎, 𝟎𝟐𝟑 𝑲𝜴
∗ 𝟏𝟎𝟎
𝟒, 𝟔𝟓 𝑲𝜴
𝑬 = 𝟎, 𝟒𝟗𝟓%
12. Realizar una gráfica de voltaje contra corriente:
Utilizando la herramienta Excel, se realizó la gráfica voltaje contra corriente. La
grafica se muestra a continuación en la Figura 9.
25
Voltaje (V)
20
4.34, 20
3.89, 18
3.46, 16
3.03, 14
2.6, 12
2.16, 10
1.73, 8
15
10
1.3, 6
0.86, 4
0.43, 2
5
0
0
1
2
3
4
5
Corriente (I)
Figura 3: Gráfica de voltaje contra corriente.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
En cada caso, el valor de resistencia obtenido a partir de la ley de Ohm (aplicable
por tratarse de conductores óhmicos) no es exactamente igual. Esto se debe a
que la fuente no es muy precisa en cuanto al voltaje que suministra, a que el
multímetro no mide con extremada precisión, y fundamentalmente, a que no se
está tomando en cuenta las caída de tensión a lo largo de los cables de conexión
utilizados.
Cuando aumentamos el voltaje nos damos cuenta que la corriente aumenta, por lo
que podemos deducir que de acuerdo a la ley de ohm, la resistencia es constante.
Vale aclarar que la corriente no siempre aumenta proporcionalmente al voltaje,
aquí ocurre solo porque este tipo de circuito aparte de tener una resistencia
constante, es sencillo y no tiene otros componentes que afectan la circulación de
la corriente como transistores, diodos, transformadores etc.
Apreciamos que los valores que muestra la fuente no son precisos, esto es porque
el dispositivo no fue creado para la medición de valores de voltaje, si no, para
suministrar un voltaje y corriente continuo (VCC), así que el uso del multímetro es
de gran importancia para hallar los valores correspondientes de potencia y
corriente, ya que éste si es un instrumento elaborado con cierta precisión para la
medición de voltajes, corrientes, resistencias, entre otros.
CONCLUSIÓN
La ley de ohm es muy precisa a la hora de trabajar con datos nominales, y esta
nos da una idea clara acerca de por ejemplo, como son los valores de corrientes
circulando en un circuito, pero, a pesar de esto existen factores que impiden que
los valores sean iguales a los teóricos por ejemplo la temperatura, ya que en las
resistencias su valor óhmico se ve afectado por ésta y aunque se tenga una fuente
que suministre un voltaje continuo, es difícil que los valores sean exactamente
iguales.
Aunque se varié el voltaje aplicado a la resistencia en el circuito, solo varía la
corriente, ya que el valor de la resistencia es constante. Es decir, se pudo
observar que para cada pareja de datos, la resistencia calculada fue la misma, ya
que las diferencias son despreciables considerando que la desviación y el error
porcentual fueron sumamente bajos, (0,01269 y 0,495% respectivamente).
Por último, existen resistencias que pueden ser de un mismo valor óhmico, pero
su diferencia puede estar en la energía que disipan al medio ambiente conocida,
es decir que si se necesita una resistencia que sea muy pequeña pero se trabaja
con una corriente muy grande podremos usar una que disipe más energía al
medio. La corriente aumenta de acuerdo a como aumente el voltaje cuando la
resistencia o carga del circuito sea constante.
BIBLIOGRAFÍA
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/ohmlaw.html
Consultado el 26 de noviembre
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001601/cap02/Cap2tem1.html
Consultado el 26 de noviembre
http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_circuito/af_circuito_1.htm
Consultado el 26 de noviembre