PRACTICA Nº 5 LEY DE OHM A. OBJETIVOS:

PRACTICA Nº 5
LEY DE OHM
A. OBJETIVOS:
• Establecer experimentalmente la ley de Ohm.
• Establecer experimentalmente los materiales Ohmicos y no Ohmicos.
B. ESQUEMA:
* Circuito con la resistencia * Circuito con la lámpara
de prueba de prueba
C. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
C.1. Resistencia de prueba:
Lectura
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Voltaje (V) Intensidad (A)
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.035
0.040
0.045
0.050
0.055
(Ri − Rprom)
(Ri − Rprom)2
( )
34.15
17.48
9.15
4.15
0.82
1.56
3.35
4.74
5.85
6.76
( )2
1166.22
305.55
83.72
17.22
0.67
2.43
11.22
22.47
34.22
45.69
Resistencia (Ri)
150.00
133.33
125
120
116.67
114.29
112.5
111.11
110
109.09
1
11
12
13
14
15
6.5
7.0
7.5
8.0
9.0
0.060
0.065
0.070
0.075
0.085
Suma
Promedio
108.33
107.69
107.14
106.67
105.88
1737.70
115.85
7.52
8.16
8.71
9.18
9.97
131.55
8.77
56.55
66.59
75.86
84.27
99.4
2072.08
138.14
TABLA 1
C.2. Lámpara de prueba:
Lectura
Voltaje (V)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
9.0
Intensidad
(A)
0.065
0.08
0.09
0.10
0.11
0.12
0.13
0.14
0.15
0.16
0.165
0.17
0.18
0.19
0.21
Resistencia ()
23.08
25.00
27.78
30.00
31.82
33.33
34.62
35.71
36.67
37.50
39.39
41.18
41.67
42.11
42.86
TABLA 2
D. ANÁLISIS DE DATOS EXPERIMENTALES:
D.1.
1. Calcule los valores de la resistencia (R), utilizando la ley de Ohm; para la resistencia de prueba.
(Utilice la Tabla 1)
Resistencia
Lectura
1
2
3
4
(Ri)
150.00
133.33
125.00
120.00
2
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
116.67
114.29
112.50
111.11
110.00
109.09
108.33
107.69
107.14
106.67
105.88
2. Graficar en papal milimetrado con una escala apropiada, los valores de la intensidad de corriente (I)
en función del voltaje (V). I = f (V). (Gráfica 01). ¿Qué representa la pendiente)
* La gráfica se encuentra anexada.
La pendiente representa la resistencia constante y como cumple la ley de Ohm podemos afirmar que la
resistencia de prueba es un material ohmico.
3. Utilizando una estimación de carácter interna. Determine el valor más probable (Promedio
aritmético) e incertidumbre (Desviación estándar) de la resistencia.
• Promedio aritmético:
Es de 115.85
• Incertidumbre:
(Ri − R prom.) 131.55 = 8.77
nº de mediciones 15
− Estimación: 115.95 ± 8.77
D.2.
1. Calcular los valores para la resistencia (R) de la lámpara.
Resistencia
Lectura
1
2
3
4
5
()
23.08
25.00
27.78
30.00
31.82
3
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
33.33
34.62
35.71
36.67
37.50
39.39
41.18
41.67
42.11
42.86
2. Graficar el papel milimetrado con una escala apropiada la intensidad de corriente (I) en función del
voltaje (V). (Gráfica 02).
* La gráfica se encuentra anexada.
3. ¿Qué comportamiento tiene la Gráfica 02?. Explique.
El comportamiento de la gráfica 02, es la de un material no ohmico, ya que la resistencia no es constante, y su
gráfica de V frente a I no es una línea recta. Es decir no obedece la ley de Ohm.
E. COMPARACIÓN Y EVALUACIÓN DE RESULTADOS:
1. Comparar el valor experimental obtenido con la estimación interna y el valor nominal de la
resistencia de prueba. ¿Qué concluye?. Explique.
Al comparar ambos valores, nos damos cuentas que el valor de la estimación interna es ligeramente mayor
que la nominal (115.95 y 100 respectivamente), esto se debe quizás a pequeños errores cometidos durante
la experimentación.
2. Utilizando la Gráfica 01 establezca la pendiente y calcule el valor de la resistencia.
M = Pendiente = Resistencia
M = Y2 − Y1 M = 9 − 1.5
X2 − X1 0.085 − 0.0109
Valor de la Resistencia = 100
3. Compare con el valor nominal de la resistencia de prueba considerando su tolerancia. ¿Qué
concluye?. Explique
El valor nominal de la resistencia es de 100 ± 10 y el valor de la resistencia de prueba es de 100 ± 8.77,
ambos valores son sumamente idénticos, entonces, la práctica ha sido realizada con éxito, se han cometido
ciertos errores de medición para la estimación interna de la resistencia, pero, la gráfica nos muestra el valor
real de ésta.
F. CONCLUSIONES:
4
• En la experiencia, se comprobó que la Intensidad es directamente proporcional al Voltaje, es decir, a
mayor Voltaje, mayor Intensidad.
• Establecimos que la resistencia de prueba, es un material ohmico, ya que obedece la ley de Ohm;
mientras que la lámpara de prueba es un material no ohmico.
• Para materiales no ohmicos la resistencia no es constante, en realidad, la resistencia disminuye cuando
aumenta la corriente.
• Es probable que la temperatura existente en la lámpara de prueba durante la experiencia, haya influido
en el cambio del valor de la resistencia de ésta. En las bombillas corrientes como la utilizada, al subir
el voltaje, el filamento es llevado hasta aproximadamente 2500ºC, su resistencia se multiplica por un
factor de 9 con respecto a su valor a la temperatura de 20ºC.
• A pesar de los ligeros errores cometidos, la gráfica nos muestra el valor real de la resistencia.
G. BIBLIOGRAFÍA:
− FISICA Teoría y Problemas
Jorge Mendoza D.
− FISICA FUNDAMENTAL 2
Michel Valero
− DICCIONARIO DE LA CIENCIA Y TEGNOLOGIA
Ediciones Oceano
H. CUESTIONARIO FINAL:
• La ley de Ohm es aplicable para circuitos con corriente alterna (A.C.). Justifique su respuesta.
La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto de la corriente continua (CC) como a los de
corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de corriente alterna deben
emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitan cías.
• ¿La resistencia varía con la temperatura?. Explique.
La resistividad de cualquier metal depende de la temperatura. Excepto a temperaturas demasiado bajas, la
resistividad varía casi linealmente con la temperatura. Existen muchos metales para los cuales la resistividad
es cero por debajo de cierta temperatura, denominada temperatura crítica.
A temperatura ambiente, los mejores conductores ofrecen una resistencia muy baja al paso de la corriente y
los mejores aislantes ofrecen una resistencia alta.
Todos los elementos conductores de corriente eléctrica sufren una alteración en su composición molecular con
los cambios de temperatura. Esta condición natural que poseen los elementos cambia la resistencia ohmica de
los materiales, razón por la cual los valores establecidos por los diferentes fabricantes están determinados para
una temperatura de 20 grados centígrados. En consecuencia, para los lugares donde la temperatura ambiente
sea diferente de 20 grados es importante realizar los ajustes correspondientes, aplicando ésta expresión:
5
Ro =
Rm
[1+ i (T−20º)]
Donde:
Ro = Resistencia a 20º.
Rm = Resistencia medida.
T = Temperatura del medio ambiente.
i = Variación de la temperatura. ( 0,00391 )
De esta expresión matemática podemos determinar que, cuando aumenta la temperatura, aumenta también la
resistencia del conductor; y, si en caso contrario, disminuye la temperatura, disminuye la resistencia del
conductor.
• ¿Qué es la resistividad de un material?. Explique.
Resistividad eléctrica es la magnitud característica que mide la capacidad de un material para oponerse al flujo
de una corriente eléctrica. También recibe el nombre de resistencia específica. Es la inversa de la
conductividad eléctrica, . La resistividad se representa por R y se mide en ohmio/metro.
La resistividad eléctrica de un material viene dada por la expresión.
R=·S
I
Donde:
R = Resistencia eléctrica del material
l = Longitud
S = Sección transversal.
• ¿Por qué un buen conductor eléctrico, también podría ser un buen conductor térmico?. Explique.
Porque las propiedades de un conductor eléctrico son favorables también para la conducción térmica.
Podemos afirmar que todos los buenos conductores eléctricos, son también buenos conductores térmicos.
• Como es el comportamiento de la gráfica I = f (V) en un semiconductor con polarización directa y
polarización inversa cuando existe una diferencia de potencial en ella. Explique si es un material
Ohmico.
En todos los materiales semiconductores, un aumento de la temperatura disminuye la resistencia; por lo tanto
la resistencia no es constante, entonces, no cumple la ley de Ohm. Podemos afirmar que no es un material
ohmico.
6
7