Relaciones Vir

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

UNIVERSIDAD PROFESION INTERDISIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES ADMINISTRATIVAS

NOMBRE DEL EXPERIMENTO:  Relaciones Vir. NUMERO DEL EXPERIMENTO: Experimento 8.

SALON: Laboratorio 3

DIA: lunes 22 de Octubre del 2012

HORA: 10:00 a 11:30 FECHA DE REALIZACION DEL EXPERIMENTO: Lunes 22 de Octubre del 2012 FECHA DE ENTREGA DEL REPORTE: Lunes 08 de Octubre del 2012 PROFESOR: Gutiérrez Trejo Luis Ramón. INTEGRANTES DEL EQUIPO:  Cruz Pérez Gerardo  Del Valle Martínez Marco A  Delgado Cabrera Rolando Cesar  Enríquez Hernández Gustavo  Oscar Díaz Bravo

2. OBJETIVOS: Determinar la relación entre el voltaje y la corriente en un conductor al viajar una de las dos, conservando la resistencia constante. Determinar la relación entre el voltaje y la resistencia al variar uno de ellos, conservando la corriente constante. Estudiar la variación de la resistencia de un conductor cuando cambian las propiedades naturales del resistor como son la longitud y el área transversal; así como determinar la resistividad y conductividad a temperatura ambiente.

3. INTRODUCCION TEORICA LEY DE OHM La Ley de Ohm se puede entender con facilidad si se analiza un circuito donde están en serie, una fuente de voltaje (una batería de 12 voltios) y un resistor de 6 ohms (ohmios). Ver gráfico abajo. Se puede establecer una relación entre el voltaje de la batería, el valor del resistor y la corriente que entrega la batería y que circula a través del resistor. Esta relación es: I = V / R y se conoce como la Ley de Ohm Entonces la corriente que circula por el circuito (por el resistor) es: I = 12 Voltios / 6 ohms = 2 Amperios. De la misma fórmula se puede despejar el voltaje en función de la corriente y la resistencia, entonces la Ley de Ohm queda: V = I x R. Entonces, si se conoce la corriente y el valor del resistor se puede obtener el voltaje entre los terminales del resistor, así: V = 2 Amperios x 6 ohms = 12 Voltios Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en función del voltaje y la corriente, se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V / I. Entonces si se conoce el voltaje en el resistor y la corriente que pasa por el se obtiene: R = 12 Voltios / 2 Amperios = 6 ohm

Es interesante ver que la relación entre la corriente y el voltaje en un resistor es siempre lineal y la pendiente de esta línea está directamente relacionada con el valor del resistor. Así, a mayor resistencia mayor pendiente. Ver gráfico abajo. Para recordar las tres expresiones de la Ley de Ohm se utiliza el siguiente triángulo que tiene mucha similitud con las fórmulas analizadas anteriormente.

Se dan 3 Casos: - Con un valor de resistencia fijo: La corriente sigue al voltaje. Un incremento del voltaje, significa un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento en el voltaje. - Con el voltaje fijo: Un incremento en la corriente, causa una disminución en la resistencia y un incremento en la resistencia causa una disminución en la corriente - Con la corriente fija: El voltaje sigue a la resistencia. Un incremento en la resistencia, causa un incremento en el voltaje y un incremento en el voltaje causa un incremento en la resistencia.

4. EQUIPO Y MATERIA UTILIZADO       

Control de Voltaje de C.D. o fuente regulable. Voltímetro de C.D: de 0-10V Medidor de bonina móvil con la carátula de 0-1 A. Reasato de 0-30 ohm Micrómetro Conductores de nicromel de diferentes dimensiones Cables caimán

5. PROCEDIMIENTO UTILIZADO Antes que nada el profesor nos explico lo que veríamos durante el desarrollo del experimento, y a la hora de armar nos ayudó a realizar las conexiones de manera correcta y también nos explicó la teoría de los experimentos; seguido de lo cual fuimos al almacén por el material que señala el manual. Primer Experimento Con el material proporcionado en el almacén en donde teníamos 5 cables de diferentes diámetros, pero todos de 1 metro de longitud de nicromel medimos la resistencia que presentaba cada uno de ellos con la ayuda de un milímetro, mientras que algunos de los demás medían el diámetro de los respectivos cables con el micrómetro; y los valores obtenidos los fuimos registrando en el manual. Segundo Experimento En este experimento varió un poco ya que solamente se conectaran los medidores en seria para que pudiésemos registrar los valores en la tabla y poder realizar los cálculos correspondientes. El profesor indico que nosotros mismos midiéramos la resistividad y nos comento que esto nos permite saber en cada uno de los integrantes que tan aptos somos ante una descarga eléctrica y determinaríamos la resistividad de los integrantes del equipo.

6. DATOS L(cm) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

R(Ω) 0.9 1.6 2.1 2.8 3.2 3.8 4.3 5.0 5.7 6.4 7.3 7.5 8.0 8.3 8.8 9.5 9.9 10.3 10.9 11.5

RELACIONES VIR. Cálculos: Para la resistividad y el coeficiente de correlación hallamos los siguientes valores: N L (m) Área (m²) R (Ω) 1.1 1.7720 x 14.4 10⁻ ⁹ 2.1 2.1237 x 5.6 10⁻ ⁹ 3.1 2.5517 x 4.5 10⁻ ⁹ 4.1 5.4106 x 2.2 10⁻ ⁹ 5.1 8.1712 x 1.6 10⁻ ⁹

Pero necesitamos una relación lineal entre R y L/A: N L/A (1/m) R (Ω) 1.564’318,162.6 14.4 2.470’876,300.8 5.6 3.391’895,599 4.5 4.184’822,385.7 2.2 5.122’379,810.1 1.6 Y obtenemos los siguientes valores para: b=-2.4699 Ω. m=2.3438 x 10⁻ ⁸ Ω m. r=0.8551. Hipótesis: El fenómeno es lineal, r≈0.99 y se acepta la hipótesis. Para la ley física nos basamos en el modelo: Donde: y = R es el valor de la resistencia. m = ρ es el valor de la resistividad. x = y es el valor de la relación lineal. b = Ro es el valor de la resistencia inicial. Entonces la ley física nos queda así: b) para le calculo del valor en R existen estos valores: N I (Amperes) V (volts) 1.0.1 2.5 2.0.2 5.5 3.0.3 9 4.0.4 11.5 5.0.5 15 6.0.6 18 7.0.7 21 Y obtenemos los siguientes valores para: b=-0.5714 volts. m=30.8928 Ω. r=0.0.9996. Hipótesis: El fenómeno es lineal, r≈0.99 y se acepta la hipótesis. Para la ley física nos basamos en el modelo:

Donde: y = V es el valor del voltaje. m = R es el valor de la resistencia. x = I es el valor de la corriente. b = Vo es el valor del voltaje inicial. Entonces la ley física nos queda así:

12. SUGERENCIAS

En el pasado experimento pudimos comprobar la relación que existe entre el voltaje, la intensidad y la resistencia. Se observo que el incremento de la resistencia es proporcional al voltaje, pero no a la resistencia, así como la intensidad es proporcional con el voltaje, pero al igual que la resistencia no es proporcional con esta. (Dulce Z.) CONCLUSIONES: Aprendimos que la corriente es el efecto y la oposición es la resistencia. La relación entre voltaje, corriente y resistencia se compara por analogía con un circuito eléctrico y uno hidráulico. Aplicamos que también la corriente es inversamente proporcional a la resistencia, en este caso, si la resistencia se hace mayor, la corriente se hará menor. La corriente que fluye a través de un conductor es proporcional a la fuerza electromotriz aplicada entre sus extremos, teniendo en cuenta que la temperatura y demás condiciones se mantengan constantes.

NOTA: Algo importante que se obtiene de esta definición es: En un circuito pasivo, la corriente es el resultado del voltaje aplicado; y existen efectos térmicos definitivos en la resistencia (o la resistencia efectiva) en los conductores.

13. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:  FÍSICA. Tomo II. Rymond A. Serway. McGraw-Hill Interamiericana Editores, SA de CV., México DF. 1997.  “Física” Vol I y II, Serway R Ed. McGraw-Hill