109144012 Relaciones Vir

RELACIONES VIR

INTRODUCCION Esta práctica trata fundamentalmente del vínculo que existe entre el Voltaje, La Intensidad de Corriente y la Resistencia. Comprobaremos la hipótesis de que el la intensidad de corriente es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia.

MARCO TEORICO TEÓRICO La ley de Ohm establece que, a una temperatura dada, existe una proporcionalidad directa entre la diferencia del potencial que se aplica entre los extremos de un conductor y la intensidad de la corriente que circula por él. La relación matemática que expresa esta ley fue establecida y demostrada por G.S. Ohm en 1827, y la podemos escribir como: V=RI Donde R representa la resistencia eléctrica, que se mide en ohmios (Ω), siempre que V se mida en voltios (V) e I en amperios (A). La ley de Ohm no es una propiedad general de la materia; aquellos materiales que la obedecen se denominan "conductores óhmicos" o "conductores lineales"; en caso contrario, el conductor se denomina "no lineal". Al aplicarle un mismo voltaje a conductores idénticos pero de diferente material, se observará que en unos fluirá una menor cantidad de electrones libres que en otros, esto es debido a que tienen mayor grado de dificultad para circular; por lo tanto, a esta oposición que ofrece un conductor al paso de los electrones se le llama resistencia eléctrica. Dicha oposición se debe al choque de los electrones con los átomos en su recorrido por el conductor, ya que en cada choque los átomos ejercen una fuerza de atracción sobre los electrones, impidiendo su libre movimiento. Sus unidades medidas es el Ohm; para resistencias altas se utilizan el kilo-ohm (k) y el mega-ohm (M); para valores pequeños se utiliza el miliohms. RELACIÓN ENTRE VOLTAJE, CORRIENTE Y RESISTENCIA En un circuito al aplicarle un voltaje alto, éste tiende a mover una gran cantidad de electrones por los conductores, ya que es mucha la fuerza eléctrica que los empujará a circular; en cambio si el voltaje es pequeño, tenderá a provocar una corriente de electrones muy baja. Pero si se aplica el voltaje a un material aislante, posiblemente no hará mover a los electrones, ya que los átomos de estos materiales ejercen una fuerza de atracción muy fuerte que no los dejan circular. Por tal motivo, la corriente que puede circular por un circuito o conductor, dependerá del voltaje aplicado y del valor de la resistencia eléctrica. En un circuito al aumentar el voltaje también aumentará la corriente eléctrica, manteniendo fijo el valor de la resistencia, si aumenta el doble también aumentará al doble la corriente eléctrica, es decir, la corriente varía en proporción directa al voltaje. En cambio, si se mantiene fijo el voltaje y se aumenta la resistencia del circuito, la corriente disminuye, ya que existe una mayor oposición a que fluyan los electrones, por el contrario, si disminuye la resistencia aumentará la corriente; por que la corriente varía en proporción inversa al valor de la resistencia. Esto es lo que establece la ley de Ohm, la corriente varía en proporción directa al voltaje, e inversamente al valor de la resistencia. E=IR o I=E/R Ahora cuando se puede “contar” el número de electrones o carga que pasa por unidad de tiempo a través de un conductor se define la corriente.

FACTORES QUE DETERMINAN LA RESISTENCIA DE UN CONDUCTOR Todo material conductor de la corriente eléctrica tiene un cierto valor de resistencia, independientemente si fluye o no una corriente eléctrica por él. Un conductor eléctrico se identifica por un número que representa el calibre y por el tipo de aislante que lo protege. A medida que el número del calibre es mayor, el diámetro del mismo será menor, y viceversa. Ejemplo: un calibre 14 tiene menor diámetro que un conductor calibre 8. Son cuatro factores principales los que determinan la resistencia de un conductor: longitud, área de la sección transversal, temperatura y, el tipo de material del conductor.

CORRIENTE DIRECTA Y CORRIENTE ALTERNA Cuando se conecta una fuente de corriente directa a un circuito, la corriente que circula tiene siempre una misma dirección o sentido, debido a que la polaridad en las terminales de la fuente no cambia, pudiendo tener un mismo valor, o un valor pulsante pero con la misma dirección. La fuente de corriente directa más común, es la batería o acumulador del automóvil, y los generadores de corriente directa. En todo circuito de corriente directa debe considerarse la polaridad al momento de conectar cierta carga, o algún instrumento de medición; en cambio, en los circuitos de corriente alterna, es indiferente la polaridad, pudiendo conectarse en cuales quiera de los conductores. Los circuitos de corriente alterna son los de mayor utilización, tanto en la industria, en el comercio, y en instalaciones de tipo residencial. La corriente alterna está cambiando en cada instante de valor, y cada cierto tiempo cambia de dirección, o sea, cuando la corriente pasa por su valor de cero amperes. Tiende a aumentar de valor en un sentido hasta un valor máximo, después, desciende conservando la misma dirección hasta un valor de cero amperes, y en ese momento es cuando cambia de dirección aumentando nuevamente de valor hasta un máximo negativo, y disminuir a cero, formando así un ciclo, y volver a cambiar de polaridad o dirección, y así sucesivamente. La corriente alterna está cambiando de dirección a una frecuencia de 60 ciclos por segundo, es decir se forman 60 ciclos en un segundo. La fuente de corriente alterna que utilizan los consumidores, es el transformador de potencia, el cual recibe la energía mediante líneas de distribución y de transmisión desde las centrales eléctricas, pasando por diferentes subestaciones.

OBJETIVOS:

Determinará la relación entre el voltaje y la corriente en un conductor al variar alguna de las dos, conservando la resistencia constante. Determinará la relación explícita entre el voltaje y la Resistencia al variar uno de ellos, conservando la corriente constante. Estudiará la variación de la resistencia de un conductor cuando cambian las propiedades naturales del resistor como son la longitud y área transversal. Así también definirá la resistividad y conductividad a temperatura ambiente. HIPOTESIS: Segundo experimento: El voltaje es directamente proporcional a la intensidad de corriente

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

AMPERES .5 .1 .15 .2 .25 .3 .35 .4 .45 .5 .55 .6 .65 .7 .75

1/Z 2 10 6.6 5 4 3.3 2.8 2.5 2.2 2 1.8 1.6 1.5 1.42 1.33

VOLTS .1 .2 .3 .4 .45 .5 .55 .6 .65 .7 .75 .8 .85 .9 1

Segundo Experimento. Investigar como varia la corriente que circula por un conductor cuando cambia la diferencia de potencial aplicada a ese, conservando su resistencia constante. 1. Usando uno de los 5 conductores de nicromel (R), tome una serie de 15 lecturas de voltaje para 15 valores de corriente empezando con 0.05 A. 2. Tabule y grafique los datos del punto anterior, considerando a V en el eje de las ordenadas. 3. Efectúe la regresión que considere apropiada y determine la Ley Física. 4. Interprete físicamente a cada uno de los parámetros que aparecen en esta Ley Física. Determine el coeficiente de determinación y utilice el criterio siguiente: Si r2 es mayor o igual a 0.95 se dice que los datos presentan una tendencia lineal. Si r2 es menor a 0.95 se dice que los datos presentan una tendencia que no es lineal. Podemos ver si la en la gráfica tiene tendencia lineal y tenemos un coeficiente que indica que es aceptable. Línea de Mejor ajuste para X vs Y Y a si poder sacar la ley física V=mI+b PODEMOS VER QUE NO ES LINEAL AUN CUANDO SE HACE LA TRANSFORMACION DE 1/Z NO SALE LINEAL YA QUE SUS RESULTADOS SON M= 1.036 B=0.137 R=0.802 y cuando se hace la transformación de z r=-0.853

Por lo tanto no hay ley física para este experimento Así podemos observar que nuestra pendiente es igual a nuestra resistencia y si sabemos que en el experimento usamos una resistencia de 45.8 Ω choquemos el error experimental: Error Experimental Entonces nuestro Error Experimental es igual a: E.E= Ateorico - A exp A teorico

x 100

EEXP=9.89 E-03

Conclusión: Podemos ver que para este experimento la relación entre la intensidad de corriente y el voltaje no son directamente proporcionales y por lo tanto no son constantes. Así comprobamos que el voltaje varia directamente proporcional a la intensidad de corriente y es constante determinada por la resistencia.

Material CONTROL DE VOLTAJE DE C.D. (0 – 25V) O FUENTE REGULADA. ✓ VOLTÍMETRO DE C.D. DE 0 – 10V O 0 – 30 (BOBINA MÓVIL). ✓ MEDIDOR DE BOBINA MÓVIL CON CARÁTULA DE 0-1 A. CD, O MULTÍMETRO DIGITAL SIMPLE. ✓ INTERRUPTOR DE NAVAJA. ✓ REOSTATO DE 0-100 OHMS. ✓ MICRÓMETRO ✓ FLEXÓMETRO. ✓ CONDUCTORES DE NICROMEL DE DIFERENTES DIMENSIONES. ✓ PORTAFUSIBLES CON FUSIBLE. ✓ CABLES BANANA-BANANA. ✓ 4 CABLES CAIMÁN-CAIMÁN. ✓ CABLES CAIMÁN-BANANA.

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas. UPIICSA

Materia: física experimental lll electromagnetismo

Secuencia: