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LEY DE OHM 1. OBJETIVOS.1.1. GENERAL: Verificar experimentalmente la ley de Ohm



1.2. ESPECÍFICOS: 

 Analizar la influencia de las resistencias resistencias internas de los instrumentos instrumentos en la medida de resistencias

2. FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1. INTRODUCCIÓN Como resultado de sus investigaciones, en 1827 eorg !imon Ohm descu"ri# una de las leyes fundamentales de la corriente el$ctrica, %ue hoy conocemos como &'ey de Ohm() *sta importante ley postula %ue+ &la corriente %ue circula por un circuito el$ctrico cerrado, es dire direct ctam amen ente te prop propor orci cion onal al a la tens tensi# i#n n %ue %ue tien tiene e apli aplica cada da,, e inve invers rsam amen ente te proporcional a la resistencia %ue ofrece a su paso la carga %ue tiene conectada() 'a representaci#n matemtica de dicha ley es la siguiente+

 I =

V   R

*sta *sta 'ey 'ey es apli aplica ca"l "le e s#lo s#lo a elem elemen ento tos s resi resist stiv ivos os,, los los cual cuales es ser sern n desc descri rito tos s a continuaci#n)

2.2. LEY DE OHM *n la cienci ciencia, a, para para produ producir cir un efecto efecto de"e existir una causa y como consecuencia, para producir un efecto la causa de"e vencer la oposici#n presente) *n electricidad esta regla se demuestra- la fuerza electromotriz & fem( o diferencia de potencial & V  &es  &es la causa, la corriente & i ( es el efecto y la oposici#n es la resistencia & R () () 'a relaci#n entre volt volta. a.e, e, corr corrie ient nte e y resi resist sten enci cia a se compara por analog/a en un circuito el$ctrico con uno hidrulico) Cuando se aumenta la fuerza fuerza electromo electromotriz triz,, se aumenta aumenta la corrien corriente, te, entonce entonces s se dice %ue la corriente corriente es directam directamente ente proporci proporcional onal al volta.e volta.e 0 fem) Otra Otra interp interpret retac aci#n i#n es enun enuncia ciarr %ue %ue la corriente es inversamente inversamente proporcional a la resistencia, resistencia, en este caso, si la resistencia se hace mayor, la corriente se har menor)

 Al ser la fem o volta.e & V ( la causa, se trata de la varia"le independiente, entonces la representamos grficamente como a"scisa) ientras %ue la intensidad & i ( al ser el efecto, resulta siendo la varia"le dependiente y la representamos en la ordenada, %uedndonos+ 1

i = × V  , como se muestra en la figura) *n consecuencia,  R

1

 R

 es la pendiente)

2.3. INFLUENCIA DE LA RESISTENCIA INTERNA DEL VOLTÍMETRO *l circuito de la figura tiene el atri"uto %ue el volt/metro lee directamente la ca/da de volta.e en la resistencia pero en cam"io, el amper/metro lee la intensidad %ue circula por la resistencia ms la %ue circula por el volt/metro) *l volt/metro para funcionar  re%uiere de un "o"inado, mismo %ue se constituye en    “resistencia interna del  una resistencia metlica R V  V “resistencia voltímetro” ) Aplicando la 'ey de nodos a &x( de la figura, tenemos+ i  A =i R + i V 

'uego la 'ey de Ohm en i V  V,  %uedando+

i A=i R +

V  xy  R v

=

i R +

 R × i R  R v

→i  A =i R

( ) 1+

 R  R v

'a anterior ecuaci#n nos muestra %ue el amper/metro leer la corriente de la resistencia, resistencia, si se cumple %ue 3 v443, por ello un volt/metro de"e tener una resistencia interna muy grande para influir de menor modo en un circuito)

2.4. INFLUENCIA DE LA RESISTENCIA INTERNA DEL AMPERÍMETRO *l circuito de la figura figura tiene tiene el atri"uto atri"uto %ue el amper/me amper/metro tro lee directamente la intensidad de corriente en la resistencia pero en cam"io, el volt/metro lee la diferencia de potencial entre &u( y &v(, o sea, la ca/da de tensi#n en la resistencia ms la %ue cae en el amper/metro) *l amper/metro para funcionar re%uiere de un "o"inado, mismo %ue se constituye “resisten tencia cia intern interna a del  en una una resi resist sten enci cia a met metli lica ca R  A “resis amperímetro” ) 'a ca/da de tensi#n entre &u( y &v( nos da+

V uv =V V = V  R + V  A 5sando la ley de Ohm nos da+

V V = V  R + i A × R A=V  R +

V  R  R

× R A → V V =V  R

( ) 1+

 R A  R

'a anterior ecuaci#n muestra %ue el volt/metro leer la ca/da de tensi#n en la resistencia, resistencia, si se cumple %ue 3 A663, en consecuencia un amper/metro de"e tener una resistencia interna muy pe%uea para influir de menor modo en un circuito)

2.. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS V   , haciendo+  R conductancia, reemplazando nos da+ e"e validarse la ecuaci#n+

 I =

G=

1

 R

, &( se conoce como

i =G × V 

*s la ecuaci#n de una recta, con corte en la ordenada igual a cero, y pendiente igual a , de donde puede despe.arse el valor de R )

3. E!UIPOS Y MATERIALES TABLERO DE RESISTENCIAS

AMPERÍMETRO

VOLTÍMETRO

FUENTE DE VOLTAJE

CABLES DE CONE"IÓN

TESTER

4. PROCEDIMIENTO 4.1. CURVA VOLT VOLT - AMPERE 1

Cone Conect ctar ar el el circu circuit ito o most mostra rado do

2

Antes Antes de encende encenderr la fuente fuente pedir pedir la autor autorizac izaci#n i#n del del docen docente te

9

:aciendo girar el re#stato, aplicar una diferencia de potencial) 'eer los valores %ue registran el volt/metro y el amper/metro

;

3epetir el inciso anterior y efectuar ocho o"servaciones

nvB>n3>n> DB A  Ex

N I+V()* I+I ( A*

1

2

3

4



%

&

'

2,9,>; B >ntensidades de corriente 31,32,39,3; B 3esistencias >o B >ntensidad de corriente %ue ingresa al circuito

C

V B volta.e aplicado

*l circuito esta compuesto por cuatro resistencias %ue estn conectadas de tal forma %ue forman un paralelogramo, donde sus v$rtices opuestos estn conectados al galvan#metro y a una fuente de volta.e)

2.2 Equilibrio del puente

Iara %ue el puente se encuentre en e%uili"rio, se de"en com"inar las resistencias 31 , 39 , 3; %ue son las conocidas - esto se realiza para %ue por el galvan#metro pase una intensidad de corriente @ - en otras pala"ras el puente no es aplica"le a valores de resistencias ar"itrarios )

 Ahora con los conocimientos de la anterior practica pasaremos a desarrollar lo siguiente+

2.3 Análisis físico Cuando el puente se encuentra en e%uili"rio se cumplen las siguientes condiciones >g B @ entonces V EC B @ como las resistencias 1=2 + 9=; estn en serie respectivamente se tiene+ >1 B >2

>9 B >;

 como las resistencias 1=9 + 2=; se encuentran en paralelo se prev$+ V AE B V AC

VE B VC

*ntonces+ >1  31 B >9  39

>2  32 B >;  3;

3ealizando operaciones se o"tiene+ 31 B 39 32

3;

Como 32 es la resistencia desconocida 3x 3x B 31  3; 39

*n el experimento %ue realizaremos nosotros utilizaremos otro puente de Nheatstone, para facilitarnos el tra"a.o)

*ste puente se denomina de hilo %ue consiste en reemplazar las resistencias 9 y ; por un hilo de secci#n constante y el circuito se cierra por medio de un cursor C +  A continuaci#n se muestra el puente nuevo+

G

31

3x

 A

D 

,

V Figura 2  onde +

 B Cursor %ue permite cerrar o a"rir el circuito AD B resistencia de hilo de secci#n constante de largo 1m Con lo esta"lecido se desarrolla lo siguiente+ ' B a  " B 1m

5na de las caracter/sticas del hilo es la resistividad, otras son su longitud y su secci#n- por lo tanto en las f#rmulas se consideran as/+

39 B   a

3; B   " !

!

onde+  B 3esistividad del material 0  m 

! B secci#n del hilo conductor 0m 2 dividiendo am"as ecuaciones se tiene+   3; B " B 39

a

" 0' = "

A+K55 0 0668605:

!e dar a continuaci#n la ecuaci#n o relaci#n de errores %ue se o"tuvo por el m$todo ya conocido+ 'B1m  ' B @ 3x B 31  " 

3x

31

"

' 0' ="

en el caso nuestro "  1mm

3. 970605 FUENTE DE VOLTAJE

CAJA DE RESISTENCIAS

GALVANOMETRO

RESISTENCIAS

RESISTENCIA DE ILO

VOLTIMETRO

CA!LES DE

TESTER

CONE"I#N

4. gB@ e anotar el valor de la ca.a de resistencias y los valores de a y " en la ho.a de datos f repetir el mismo procedimiento para las relaciones+ EKAB1K9 g repetir el procedimiento de los incisos a al f para las tres resistencias desconocidas y anotar los valores medidos en la ho.a de datos h acoplar las tres resistencias en paralelo y medir la resistencia e%uivalente utilizando el puente de Mheatstone i acoplar las tres resistencias en serie y medir la resistencia e%uivalente utilizando el puente de Mheatstone)

. K/85 ? 605/785 Rxi

R

%$b/a

a

b

%

&'

  Rx2

1

 

R$-

%

  $erie

1

Rc

Rxi (calculand)

Rxi (cdi!)

&' %

%

%&'

&

*& %

&+*,--

&.+

50

50

616

616

609

"5

25

616

205#33

215

&'

&'

..+

..+

..'

&

*&

..+

--*,/

-'

50

50 1132

1132

10"5

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%

 

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25 1132

3""#33

3912

&'

&' *%*'

*%*'

*%**

&

*& *%*'

'/,/

*/

= Calcular para cada una de las resistencias y para cada relaci#n "Ka el valor de 3x

R@  R  ,

P6 R@1: 3x B 17;70 