Reporte 2 Electrica

 

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERIA LABORATORIO DE INGENIERIA ELECTRICA 1 INGENIERO MIGUEL ANGEL ZAPETA ITUGS

REPORTE 2 COMPROBACION LEY DE OHM

 ADOLFO FERNANDO XINIC YUTÁN 201404095

 

GUATEMALA 24 DE FEBRERO DE 2021

INTRODUCCION La ley de ohm establece que la corriente a través de un resistor es directamente proporcional a la diferencia de potencial (voltaje) en los extremos del resistor, e inversamente proporcional a la resistencia del resistor. Por lo tanto, Todo circuito activo requiere una fuente de voltaje para su operación. La ley de Ohm es básica en el análisis de cualquier circuito eléctrico, puede aplicarse a un circuito completo a cualquiera de sus partes, y se cumple para todoso los componentes. Para medir voltaje, coloque el voltímetro en paralelo con el componente a ser  medido. Percátese de la polaridad del amperímetro y del voltaje a ser medido. El voltímetro se puede utilizar como un instrumento para determinar la polaridad de un voltaje medido. La resistencia interna del voltímetro es alta, por lo que no sobrecarga ni altera el circuito en paralelo medido.

 

OBJETIVOS

GENERAL:  

Conocer como funciona la ley de ohm en un circuito.

ESPECIFICOS:      

Familiarizarse con el programa Livewire, que desarrolla circuitos. Graficar la ley de Ohm. Determinar la pendiente de las diferentes resistencias que se midieron y verificar si cumple con lo establecido.

 

LEY DE OHM La ley de Ohm, postulada por  el  el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una le leyy bá bási sica ca de lo loss ci circ rcuit uitos os el eléct éctri ricos cos.. Es Esta tabl blece ece qu que e la di dife feren renci cia a de potencial queproporcional aplicamos entre los extremos un conductor determinado es directamente a la intensidad de lade 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 V e I.

Georg Simon Ohm nació en Erlangen (Alemania) el 16 de marzo de 1789 en el seno de una familia familia protestante, protestante, y desde muy joven trabajó en la cerrajería cerrajería de su padre, el cual también hacía las veces de profesor de su hijo. Tras su paso por la univers uni versida idad d dir dirigi igió ó el Ins Instit tituto uto Pol Polité itécni cnico co de Núre Núrembe mberg rg y dio cla clases ses de fí físic sica a experimental en la Universidad de Múnich hasta el final de su vida. Falleció en esta última ciudad el 6 de julio de 1854. Poniendo a prueba su intuición en la física experimental consiguió introducir y cuantificar la resistencia eléctrica. Su formulación de la relación entre intensidad de corriente, diferencia de potencial y resistencia constituye la ley de Ohm, por ello la unidad de resistencia eléctrica se denominó ohmio en su honor. Sufrió durante mucho tiempo la reticencia de los medios científicos europeos para aceptar sus ideas, pero finalmente la Real Sociedad de Londres lo premió con la Medalla Copley en 1841 y la Universidad de Múnich le otorgó la cátedra de Física en 1849.

 

En 18 1840 40 es estu tudi dió ó la lass pe pert rtur urba baci cion ones es so sono nora rass en el ca camp mpo o de la ac acús ústitica ca fisiológica (ley de Ohm-Helmholtz) y a partir de 1852 centró su actividad en los estudios de carácter óptico, en especial en los fenómenos de interferencia. Es por ello por lo qu que e Ohm, median antte los desc scu ubr briimientos que otro ross investigadores realizaron anteriormente, creó y modificó dispositivos ya fabricados para llevar a cabo sus experimentos. La balanza de torsión de torsión de Coulomb Coulomb es  es uno de estos aparatos; fue descrito por Ohm en su artículo «Vorläufige Anzeige des Gesetzes, nach welchem Metalle die Contactelectricität leiten», publicado en 1825 en los Anales de la Física. Ohm incluyó en la balanza una barra magnética gracias a los avances de Hans Christian Ørsted, Ørsted, que en 1819 descubrió que un cable conductor por el que fluía una corriente eléctrica desviaba una aguja magnética situada en sus proximidades. Con esto y varios cables de distintas longitudes y grosor, una pila voltaica y voltaica y recipientes de mercurio, pudo crear un circuito en el que buscaba relacionar matemáticamente la disminución de la fuerza  creada por una corriente que fluye por un cable y la longitud de electromagnética creada electromagnética dicho cable.  cable.   AMPERIMETRO Un amperímetro en términos generales es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente), con una resistencia en paralelo, llamada llama da "resis "resistencia tencia shunt shunt". ". El amperímetro amperímetro se se util utiliza iza para medir la intensidad intensidad de las corr corrien ientes tes elé eléctr ctricas icas.. Dis Disponi poniendo endo de una gam gama a de res resist istenc encias ias shunt , se puede disponer de un amperímetro con varios rangos o intervalos de medición. Los amperímetros tienen una resistencia interna muy pequeña, por debajo de 1 ohmio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir  cuando se conecta a un circuito eléctrico. El aparato descrito corresponde al diseño original, ya que en la actualidad los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída de tensi te nsión ón en un re resi sist stor or po porr el qu que e ci circ rcul ula a la cor corri rien ente te a me medi dir. r. La le lect ctura ura de dell conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar  en un display numérico el valor de la corriente eléctrica circulante. Los amperímetros más utilizados se basan bien en las interacciones entre campos magnéticos y corrientes, bien en los efectos térmicos de éstas. Entre los primeros se destacan los de cuadro móvil, los electrodinámicos y los de hierro móvil. Los amperímetros de cuadro móvil constan de un imán fijo entre cuyos polos se encuentra encuent ra una bobina bobina móvil. móvil. Cuando la corriente corriente que que se mide pasa por la bobina, el campo magnético magnético del imán imán fijo determina la aparic aparición ión de un par de fuerzas que despla des plazan zan la bob bobina ina en prop proporc orción ión dir direct ecta a a la int intensi ensidad dad de la corr corrien iente. te. Los amperímetros amperí metros elect electrodinám rodinámicos icos son son semej semejantes antes a los anteri anteriores, ores, con la salve salvedad dad de que en este caso el campo magnético lo crea una bobina fija unida en serie a la móvil. La desviación resulta entonces proporcional al cuadrado de la intensidad. En los amperímetros de hierro móvil el campo creado por una bobina fija unida al circuito desvía una pieza de hierro dulce provista de un resorte recuperador. Los

 

amperí erímet metros ros tér térmi micos cos apr aprovec ovechan han los cam cambio bioss de tem tempera peratur tura a asoc asociad iados os al amp desprendimiento de calor por efecto Joule en algún elemento del circuito. Los más modernos están provistos de un par termoeléctrico conectado a un milivoltímetro. Están constituidos constituidos por una bobina que tiene pocas espiras, pero de gran sección sección.. La potencia que requieren estos aparatos para producir una desviación máxima es de unos 2 vatios. Para que pueda absorberse esta potencia es necesario que sobre los extremos de la bobina haya una caída de tensión suficiente, cuyo valor  va a depender del alcance que tenga el amperímetro. El rango de valores que abarca este tipo de amperímetros va desde los 0,5 A a los 300 A. Aquí no se pueden usar resistencias en derivación ya que producirían un calentamiento que conllevaría errores en la medida. Se puede medir con ellos tanto la corriente continua como la alterna. Siendo solo válidas las medidas de corriente alterna para frecuencias inferiores a 2620 Hz. También se pueden agregar amperímetros de otras medidas eficientes. RESISTENCIA Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de corriente eléctrica a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Ge Georg org Si Simo mon n Ohm Ohm, qui quien en de desc scubr ubrió ió el pri princ ncipi ipio o que aho ahora ra lllleva eva su nombre.

Donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material, es la longitud del cable y S el área de la sección transversal transv ersal del mismo. La resistencia de un conductor depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal). Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual con la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición, en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un óhmetro. Además, su magnitud recíproca es la conductancia, medida en Siemens.

 

Por otro lado, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así:   MULTIMETRO Un multímetro, también denominado polímetro o tester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas, como co mo co corri rrient entes es y po pote tenc ncia iale less (t (ten ensi sion ones) es),, o pasiv pas ivas, as, como co mo res resis iste tenc ncia ias, s, capacidades y otras. Las med medida idass pue pueden den real realiza izarse rse para corr corrien iente te cont continu inua a o alt alterna erna y en vari varios os márgen már genes es de med medida ida cad cada a una una.. Los hay ana analóg lógico icoss y post posteri eriorme ormente nte se han introducido los digitales cuya función es la misma, con alguna variante añadida.

Tras su creación únicamente quedaba vender el proyecto a una empresa, cuyo nomb no mbre re er era a Au Auto toma matiticc Co Coilil Wi Wind nder er an and d El Elec ectr tric ical al Eq Equi uipm pmen entt Co Comp mpan anyy (ACWEECO, fue fundada probablemente en 1923), saliendo a la venta el mismo año.. Est año Este e mul multím tímetr etro o se cre creó ó ini inicia cialme lmente nte par para a anal analizar izar circ circuit uitos os en corriente posteri eriorm orment ente e se int introd roduje ujeron ron las med medida idass de corrie corriente nte alter alterna na.. A continua  y post continua pesar de ello muchas de sus características se han visto inalteradas hasta su último modelo, denominado Modelo 8 y presentado en 1951. Los modelos M7 y M8 incluían además medidas de capacidad y potencia. La empresa ACWEECO cambió su nombre por el de AVO Limited, que continuó fabricando instrumentos con la marca AVO. La compañía pasó por diferentes entidades y actualmente se llama Megger Group Limited. En las dos fotografías que acompañan al texto se pueden apreciar los modelos de AVO 7 y 8.

 

FOTORRESISTENCIA Un fotorresistor  o  o fotorresistencia esun componenteelectrónico componenteelectrónico cuya  cuya resistencia resistencia   se mo modi diffic ica, a, (n (nor orm mal alme ment nte e di dism smin inuy uye) e) co con n el au aum men entto de in inte tens nsiida dad d de luz luz incidente.  incidente. Puede también ser llamado fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuyas siglas, LDR, se originan de su nombre en ingl in glés és liligh ghtt-de depe pend nden entt re resi sist stor or.. Su cu cuer erpo po es está tá fo form rmad ado o po porr un una a cé célu lula la fotorre fot orrecept ceptora ora y dos pat patill illas. as. En la sig siguie uiente nte imagen se mue muestr stra a su sím símbol bolo o eléctrico.

Su funcio funcionamien namiento to se basa en el efecto efecto foto fotoeléctri eléctrico. co. Un fotorr fotorresisto esistorr está hecho de un semiconductor de alta resistencia como el sulfuro de cadmio, CdS. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por  las elasticidades del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción. El electrón libre que resulta, y su hueco asociado, asocia do, conducen la elect electricida ricidad, d, de tal modo que disminuye la resistencia. resistencia. Los valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante Las células de sulfuro del cadmio se basan en la capacidad del cadmio de variar  su resistencia según la cantidad de luz que incide en la célula. Cuanta más luz incide, más baja es la resistencia. Las células son también capaces de reaccionar  a un una a am ampl plia ia ga gama ma de fr frec ecuen uenci cias, as, in incl cluy uyen endo do in infr frarr arroj ojo o (I (IR), R), lu luzz vi visi sibl ble, e, y ultravioleta (UV). La variación del valor de la resistencia tiene cierto retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro. Esto limita a no usar los LDR en aplilicac ap cacio iones nes en la lass qu que e la se seña ñall lu lumi mino nosa sa va varí ría a co con n rap rapid idez ez.. El titiem empo po de respuesta típico de un LDR está en el orden de una décima de segundo. Esta lentitud da ventaja algunas aplicaciones, se filtran rápidas de iluminación queen podrían hacer inestable ya un que sensor (p. ej.,variaciones tubo fluorescente

 

alimentado por corriente alterna). En otras aplicaciones (saber si es de día o es de noche) la lentitud de la detección no es importante. Se fabrican en diversos tipos y pueden encontrarse en muchos artículos de consumo, como por ejemplo en cámaras, medidores de luz, relojes con radio, alarmas de seguridad o sistemas de encendido y apagado del alumbrado de calles. También se fabrican fotoconductores de Ge:Cu que funcionan dentro de la gama más baja "radiación infrarroja". TERMISTOR Un termistor es un tipo de resistencia (componente electrónico) cuyo valor varía en función de la temperatura de una forma más acusada que una resistencia común. Su fu func ncio iona nami mien ento to se ba basa sa en la var varia iaci ción ón de la re resi sist stiv ivid idad ad qu que e pr pres esent enta a un semiconductor con la temperatura. Este componente se usa frecuentemente como sensor de temperatura o protector de circuitos contra excesos de corriente El té térm rmin ino o pr prov ovie iene ne de dell in ingl glés és th ther ermi mist stor or,, el cu cual al es un ac acró róni nimo mo de la lass palabras Thermally Sensitive Resistor (resistencia sensible a la temperatura). Existen dos tipos fundamentales de termistores: 



Los que tien Los ene en un coeficiente de tempera rattur ura a nega gattivo (e (en n ingl in glés és Ne Nega gati tive ve Tem empe pera rattur ure e Coe oefffi fici cien entt o NT NTC) C),, los cual cu ales es decrementan su resistencia a medida que aumenta la temperatura. Los que tienen un coeficiente de temperatura positivo (en inglés Positive Temperature Coefficient o PTC), los cuales incrementan su resistencia a medida que aumenta la temperatura.

 

VARISTOR Un varistor es un componente electrónico con electrónico con una curva característica similar a la del diodo diodo.. El término proviene de la contracción del inglés variable resistor. Los varistores suelen usarse para proteger circuitos contra variaciones de tensión al incorporarlos en el circuito de forma que cuando el varistor se active, la corriente no pase por componentes sensibles. Un varistor también se conoce como Resistor  Dependiente de Voltaje o VDR. La función del varistor es conducir una corriente significativa cuando el voltaje es excesivo.

El tipo más común de varistor es el de óxido metálico (MOV). Este contiene una masa cerámica de granos de óxido de zinc, en una matriz de otros óxidos de metal (como pequeñas cantidades de bismuto, cobalto y manganeso) unidos entre sí por  dos placas metálicas (los electrodos). La región de frontera entre cada grano y su alrededor forma una unión de diodo diodo,, la cual permite el flujo de corriente en una sola dirección. La masa de granos aleatoriamente orientados es eléctricamente equivalente a una red hecha por un par de diodos con sentido contrario al otro, cada par enseparalelo condemuchos otros pares. un voltaje moderado aplica ajunto través los electrodos, sóloCuando una corriente muypequeño pequeñao

 

fluye, causada por las corrientes de fuga en las uniones del diodo. Cuando un gran voltaje se aplica, la unión de diodo se rompe debido a una combinación de emisión  y efecto túnel, túnel, produciendo que una gran cantidad de corriente fluya. termoiónica y termoiónica El resultado de este comportamiento es una curva característica altamente no lineal, donde el MOV tiene una gran resistencia en bajas tensiones y una baja resistencia en altas tensiones. MARCO PRACTICO RESISTENCIA DE 800 CIRCUITO

TABLA

GRAFICA V vs I

 

V vs I 16 14 12

10 8 6 4 2 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Determinar la pendiente de la grafica para comprobar la ley de Ohm  y 2  y 1 −

m

=

 x 2  x 1 −

Donde: m= pendiente de la recta y2= punto de la recta y1= punto de la recta x2= punto de la recta x1= punto de la recta sustituyendo en la ecuación: m

=

9− 6 15−7.5

0.8

=

m= 0.8Ω REALIZANDO LA RESISTENCIA CON EL CODIGO DE COLORES 800 Ω

 

0

80 × 10 ± 5

RESISTENCIA DE 1.6KΩ CIRCUITO

TABLA 1.6k V

I

0

0

3

1.88

6

3.75

9

5.63

12

7.5

15

9.38

GRAFICA V vs I

 

V vs I 16 14 12

10 8 6 4 2 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 10

Determinar la pendiente de la gráfica para comprobar la ley de Ohm  y 2  y 1 −

m

=

 x 2  x 1 −

Donde: m= pendiente de la recta y2= punto de la recta y1= punto de la recta x2= punto de la recta x1= punto de la recta sustituyendo en la ecuación: m

=

9− 6 7.5−3.75

=

1.6

m= 1.6Ω REALIZANDO LA RESISTENCIA CON EL CODIGO DE COLORES 1.6K Ω

 

2

1.6

10

×

5

±

RESISTENCIA DE 2.3KΩ CIRCUITO

TABLA

 

GRAFICA V vs I Chart Title 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0

1

2

3

4

5

6

7

Determinar la pendiente de la gráfica para comprobar la ley de Ohm

m

 y 2  y 1 −

=

 x 2  x 1 −

Donde: m= pendiente de la recta y2= punto de la recta y1= punto de la recta x2= punto de la recta x1= punto de la recta sustituyendo en la ecuación:

 

m

=

9−6

2.3

5.22−2.61

=

m= 2.3KΩ

REALIZANDO LA RESISTENCIA CON EL CODIGO DE COLORES 2.3K Ω

2

2.3 × 10 ± 5

RESISTENCIA DE 4.7KΩ CIRCUITO

 

TABLA

GRAFICA V vs I V vs I 16 14

12 10 8 6 4 2 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Determinar la pendiente de la gráfica para comprobar la ley de Ohm

 

 y 2  y 1 −

m

=

 x 2  x 1 −

Donde: m= pendiente de la recta y2= punto de la recta y1= punto de la recta x2= punto de la recta x1= punto de la recta sustituyendo en la ecuación: m

9− 6 =

4.7

2.55−1.28

=

m= 4.7KΩ REALIZANDO LA RESISTENCIA CON EL CODIGO DE COLORES 2.3K Ω

2

4.7 × 10

±5

RESISTENCIA DE 63KΩ CIRCUITO

 

TABLA

GRAFICA V vs I V vs I 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0

0

0

0

0

0

Determinar la pendiente de la gráfica para comprobar la ley de Ohm

 

 y 2  y 1 −

m

=

 x 2  x 1 −

Donde: m= pendiente de la recta y2= punto de la recta y1= punto de la recta x2= punto de la recta x1= punto de la recta sustituyendo en la ecuación: m

9 −6 =

1.91E-4 −9.53E-5

=

63

m= 63KΩ REALIZANDO LA RESISTENCIA CON EL CODIGO DE COLORES 63K Ω

3

63 × 10

±5

RESISTENCIA DE 2.5MΩ CIRCUITO

 

TABLA

GRAFICA V vs I V vs I 14

12

10

8

6

4

2

0 0.00 0. 00E+ E+00 00

1.00 1. 00EE-06 06

2.00 2. 00EE-06 06

3.00 3. 00EE-06 06

4.00 4. 00EE-06 06

5.00 5. 00EE-06 06

6.00 6. 00EE-06 06

7.00 7. 00EE-06 06

Determinar la pendiente de la gráfica para comprobar la ley de Ohm

 

 y 2  y 1 −

m

=

 x 2  x 1 −

Donde: m= pendiente de la recta y2= punto de la recta y1= punto de la recta x2= punto de la recta x1= punto de la recta sustituyendo en la ecuación: m

9 −6 =

2.6

1.91E-4−9.53E-5

=

m= 2.6MΩ REALIZANDO LA RESISTENCIA CON EL CODIGO DE COLORES 2.5M Ω

5

2.4 × 10

±5

 

CONCLUSIONES

Se llego a la conclusión con la ecuación de la pendiente que todas las resistencias tienen un valor igual a la resistencia nominal, que se dio en la práctica del laboratorio. Con el programa que se otorgo en el laboratorio se realizaron los circuitos y se hizo un calculo para poder determinar la ley de Ohm teniendo un resultado esperado y satisfactorio.

BIBLIOGRAFIA

 

https://es.wikipedia.org/wiki/Fotorresistor  https://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro#:~:text=Un%20mult %C3%ADmetro%2C%20tambi%C3%A9n%20denominado%20pol %C3%ADmetro,como%20resistencias%2C%20capacidades%20y%20otras. https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohm https://es.wikipedia.org/wiki/Termistor  https://es.wikipedia.org/wiki/Varistor#:~:text=Los%20varistores%20suelen %20usarse%20para,Dependiente%20de%20Voltaje%20o%20VDR.