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INFORME DE LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO N°5 LEY DE OHM PRESENTADO POR: ANDRES CAMILO GONZALEZ OTERO ROBINSON FELIPE CONTRERAS GUERRERO LIC. JUAN PACHECO FERNANDEZ UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERIAS Y TECNOLOGIAS VALLEDUPAR – CESAR GRUPO: 10 2015 TABLA DE CONTENIDO Introducción Objetivo Materiales Conceptos básicos Procedimiento Bibliografía INTRODUCCION Georg Simón Ohm fue un físico alemán cuyos estudios se centraron en la electricidad. En 1827 descubrió la ley que rige la conducción de la electricidad y que se cumple en todos los circuitos. Un circuito eléctrico es un trayecto o ruta de una corriente eléctrica. El término se utiliza principalmente para definir un trayecto continuo compuesto por conductores y dispositivos conductores, que incluye una fuente de fuerza electromotriz que transporta la corriente por el circuito. Un circuito de este tipo se denomina circuito cerrado, y aquéllos en los que el trayecto no es continuo se denominan abiertos. En esta práctica se utilizará un circuito sencillo para comprobar experimentalmente la Ley de Ohm que se cumple para los llamados materiales óhmicos. OBJETIVO Comprobar experimentalmente la Ley de Ohm. 3. MATERIALES 2 Multímetros Resistencias entre 50 y 100 ohmios Fuente de alimentación D.C. variable Cables de conexión CONCEPTOS BÁSICOS Ley de Ohm V, I, y R, los parámetros de la ley de Ohm La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simón Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica ; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre e : La fórmula anterior se conoce como ley de Ohm incluso cuando la resistencia varía con la corriente,1 2 y en la misma, corresponde a la diferencia de potencial, a la resistencia e a la intensidad de la corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema internacional de unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A). Otras expresiones alternativas, que se obtienen a partir de la ecuación anterior, son: válida si 'R' no es nulo válida si 'I' no es nula Algunas aplicaciones de la ley de Ohm La importancia de esta ley reside en que verifica la relación entre la diferencia de potencial en bornes de una resistencia o impedancia, en general, y la intensidad de corriente que circula a su través. 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. Diagrama circular de la ley de Ohm Diagrama de la ley de Ohm En un diagrama se muestran las tres formas de relacionar las magnitudes físicas que intervienen en la ley de Ohm, , e . La elección de la fórmula a utilizar dependerá del contexto en el que se aplique. Por ejemplo, si se trata de la curva característica I-V de un dispositivo eléctrico como un calefactor, se escribiría como: I = V/R. Si se trata de calcular la tensión V en bornes de una resistencia R por la que circula una corriente I, la aplicación de la ley sería: V= R I. También es posible calcular la resistencia R que ofrece un conductor que tiene una tensión V entre sus bornes y por el que circula una corriente I, aplicando la fórmula R = V/ I. 4. PROCEDIMIENTO 4.1 En la base para armar circuitos conecte la resistencia y la fuente eléctrica, tal como se muestra en la figura 1, V A + - R Figura 1 Cerciorándose de que se encuentre apagada y con la perilla reguladora en cero volts. 4.2 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. 4.3 Bajo las condiciones indicadas, conecte el amperímetro en serie como se muestra en la figura. 4.4 Enseguida, coloque el segundo multímetro en el modo de medición de voltaje (voltímetro) y seleccione la escala de 0-20 volts. Observe que este medidor debe conectarse en paralelo con la resistencia, tal como se muestra en la figura número 1. 4.5 Una vez revisadas todas las conexiones del experimento encienda los medidores primero y, posteriormente, la fuente de voltaje. 4.6 A continuación, mediante la perilla de la fuente, aumente el voltaje hasta 3 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. 4.7 Incremente el voltaje a 6 volts y lleve a cabo las mediciones descritas en el paso anterior. 4.8 Incremente el voltaje a 9, 12, 15, 20 y 25 volts, midiendo para cada valor las cantidades indicadas en el paso 4.6. Registre estos valores en una tabla de datos. El valor de la resistencia es de 1012Ω. 𝑽 2,00V 4,00V 6,00V 8,00V 10,00V 12,00V 14,00V 16,00V 18,00V 20,00V 𝐈 0,39 mA 0,78 mA 0,116 mA 0,156 mA 0,195 mA 0,236 mA 0,277 mA 0,319 mA 0,358 mA 0,402 mA ∑ RESISTENCIA 𝐑 5,12 k𝛀 5,12k𝛀 51,72k𝛀 51,28 k𝛀 51,28 k𝛀 50,84 k𝛀 50,54 k𝛀 50,15 k𝛀 50,27 k𝛀 49,75 k𝛀 316,05 KΩ 𝐏 0,78mW 3,12mW 0,696mW 1,248mW 1,95mW 2,832mW 3,878mW 5,104mW 6,444mW 8,04mW (𝐑 − 𝐑 𝐏 )𝟐 96677,4649 96677,4649 69870,3489 70103,1529 70103,1529 70336,3441 70495,5601 70702,81 70639,0084 70915,69 756520,9971 Realizamos el montaje e incrementando el voltaje llevamos a cabo las mediciones que podemos ver en la tabla anterior. Con esto podemos deducir el voltaje es directamente proporcional a la corriente, es decir al aumentar el voltaje de igual forma aumenta la corriente. Utilizando la de ohm para cada pareja de valores entre voltajes y corrientes, determinamos el valor de las resistencias como podemos observar en la siguiente tabla. 𝐑= 𝟐, 𝟎𝟎𝐕 = 𝟓, 𝟏𝟐 𝐤𝛀 𝟎, 𝟑𝟗𝐦𝐀 𝐑= 𝟒, 𝟎𝟎𝐕 = 𝟓, 𝟏𝟐𝐤𝛀 𝟎, 𝟕𝟖𝐦𝐀 R= 14,00V = 50,54 kΩ 0,277mA 𝟔, 𝟎𝟎𝐕 = 𝟓𝟏, 𝟕𝟐𝐤𝛀 𝟎, 𝟏𝟏𝟔𝐦𝐀 R= 16,00V = 50,15 kΩ 0,319mA 𝐑= 𝐑= 𝟏𝟐, 𝟎𝟎𝐕 = 𝟓𝟎, 𝟖𝟒 𝐤𝛀 𝟎, 𝟐𝟑𝟔𝐦𝐀 𝐑= 𝟖, 𝟎𝟎𝐕 = 𝟓𝟏, 𝟐𝟖 𝐤𝛀 𝟎, 𝟏𝟓𝟔𝐦𝐀 R= 18,00V = 50,27 kΩ 0,356mA 𝐑= 𝟏𝟎, 𝟎𝟎𝐕 = 𝟓𝟏, 𝟐𝟖 𝐤𝛀 𝟎, 𝟏𝟗𝟓𝐦𝐀 R= 20,00V = 49,75 kΩ 0,402mA 4.11 Obtendrá tantos valores de resistencia como parejas de corriente y voltaje haya medido. Con todos los valores de resistencia, calcule: * La resistencia promedio. La resistencia promedio se calcula dividiendo la sumatoria de los valores de las resistencias que en este caso es 3,229 entre el número de datos: RP = RP = ∑R 10 316,05 KΩ 10 RP = 31,605K𝛀 * La desviación promedio. σ= √ ∑(𝐑 − 𝐑𝐏)𝟐 10 756520,9971 σ=√ 10 σ = √75652,09971 σ = 275.0492678 * El error porcentual. E= ⎸M − m⎹ ∗ 100 M Reemplazamos los valores en la formula donde M es el valor teórico (1012 K𝛀) y m es el valor experimental (31,605 K𝛀). E= ⎹ 1012 KΩ − 31,605KΩ ⎹ ∗ 100 1012 KΩ E = 0,968% 4.12 Realizar una gráfica de voltaje contra corriente: GRAFICA 25 20 0.402, 20 0.358, 18 0.319, 16 15 0.277, 14 0.236, 12 10 0.195, 10 0.156, 8 0.116, 6 5 0.78, 4 0.39, 2 0 0 2 4 6 8 10 12 CONCLUSIÓN Los materiales que utilizamos para el laboratorios son óhmicos ya que un material óhmico es aquel que obedece la ley de Ohm, es decir que la relación entre la densidad de corriente al campo eléctrico es una constante que es independiente del campo eléctrico que produce la corriente. Esta constante recibe el nombre de conductividad y depende del material. En la gráfica los datos se acomodan linealmente esto hace referencia al material óhmico porque el valor es constante e independiente de voltaje y la corriente siendo directamente proporcionales. BIBLIOGRAFIA https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm Electricidad: principios y aplicaciones By Richard J. Fowler http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Electricidad_ley_Ohm.html