INFORME CARACTERIZACIÓN DE UNA RESISTENCIA ÓHMICA INTEGRANTES Oscar David Carrero Galindo-223309 Daniel Enrique Santana Acero-223269 Maikol Linares Rubiano-261947 Giovanny Hernando Díaz-223320 OBJETIVOS 1. Conocer y aprender correctamente los elementos de un circuito sencillo 2. Familiarizarse con el montaje de circuitos eléctricos 3. Determinar la influencia de resistencia interna del voltímetro en las mediciones corrientes INTRODUCCIÓN Cualquier material natural ofrece oposición al paso de la corriente eléctrica a través de ella. Este efecto se llama resistividad. Los materiales conductores presentan una resistividad casi nula, los aislantes no permiten el flujo de corriente y los resistivos presentan cierta resistencia. Las resistencias son componentes eléctricos pasivos en lo que la tensión que se les aplica es proporcional a la intensidad que circula por ellos. Generalmente la resistencia de un material aumenta cuando crece la temperatura. También la resistencia de conductor es proporcional a la longitud de ésta e inversamente proporcional a su sección. Hay que puntualizar, para que no haya malos entendidos, que a veces llamarlas resistencias se le denominan resistores. MARCO TEORICO La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente. Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a 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 ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens. Para una gran cantidad de materiales y condiciones, la resistencia eléctrica depende de la corriente eléctrica que pasa a través de un objeto y de la tensión en los terminales de este. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor que se mantendrá constante. Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón de la tensión y la corriente. Amperímetro: es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Un micro amperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio. Si hablamos en términos básicos, el amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia en paralelo, llamada shunt. Disponiendo de una gama de resistencias shunt, podemos 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 tensión en un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente eléctrica circulante. Voltímetro: es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Ley de Coulomb o principio fundamental de la electrostática: La fuerza de atracción y repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto del valor de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias entre ellas. En la anterior fórmula: q y q’ son las cargas que experimentan la interacción. La fuerza de atracción o repulsión entre las caras actúa en la dirección de la recta que las une. Solo es válida para cargas puntuales. En el Sistema Internacional, la unidad de fuerza es el newton (N) y la distancia se expresa en metros (m). La constante de proporcionalidad para el vacío, se expresa como: Intensidad del campo eléctrico: Fuerza ejercida por la carga q’ sobre la unidad de carga eléctrica positiva en un punto. En el SI la intensidad de campo se expresa en N/C. Su módulo depende del valor de la carga que crea el campo, su signo, el medio material y la distancia de dicha carga al punto considerado: Energía potencial eléctrica: Energía debida a la posición en un campo eléctrico de objetos eléctricamente cargados. Es el trabajo que hay que realizar para mover una carga eléctrica de posición dentro del campo eléctrico. Potencial eléctrico: El potencial eléctrico en un punto de un campo eléctrico es la energía potencial que posee la unidad de carga positiva en ese punto. Si es representado por V, el potencial en un punto viene dado por: Código de colores de las resistencias: 1. Escribir el valor numérico correspondiente a la primera banda desde la izquierda. 2. Escribir el valor numérico correspondiente a la segunda banda desde la derecha. 3. Escribir el número de ceros que indica la banda multiplicadora, la cual representa la potencia de 10. Una banda multiplicadora de color oro indica que el decimal se corre un lugar hacia la izquierda; una banda multiplicadora de plata indica que el decimal se corre dos lugares a la izquierda. 4. La banda de tolerancia representa la precisión. Así que, por ejemplo, no sería sorpresa encontrar una resistencia de 100 Ω con una tolerancia de 5% cuyo valor medido se encuentre en algún punto dentro del rango de 95 Ω a 105 Ω. ASPECTOS EXPERIMENTALES Materiales: 1. 2. 3. 4. Amperímetro. Resistencias. Voltímetro. Fuente. RESULTADOS Preguntas: 1. Las gráficas obtenidas pasan por el origen. 2. La pendiente expresa el valor de la resistencia. 3. Las pendientes de la resistencia al realizar la medida con el voltímetro son diferentes de las que se realizaron sin voltímetro porque éste altera la medición. 4. El voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión. Práctica: Resistencia 1: Resistencia obtenida: 548 Ω. Resistencia teórica: 2700 Ω. Tensión (V) 19 17 15 13 8 Corriente (mA) 7.1 6.6 5.9 5 3 Tensión (V) 11 9 6 5 4 Corriente (mA) 5.9 4.9 3.1 2.9 2.1 Tensión (V) 7 6 5 4 3.03 Corriente (mA) 17.5 15 12.5 10 8 Resistencia 2: Resistencia obtenida: 1864 Ω. Resistencia teórica: 1900 Ω. Resistencia 3: Resistencia obtenida: 400 Ω. Resistencia teórica: 390 Ω. Resistencia 4: Resistencia obtenida: 584 Ω. Resistencia teórica: 560 Ω. Tensión (V) 10 7 4 3 1 Corriente (mA) 17.1 12 7.1 5.2 2 CONCLUSIONES El voltímetro debe tener una resistencia interna muy grande, ya que la corriente no intentará pasar a través de él si es así; si la resistencia no es grande y deja pasar corriente, se produce un consumo por parte del voltímetro y la medición será errónea. El amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible para que la corriente no vea su paso interrumpido como ocurre con el voltímetro. El voltímetro debe conectarse en paralelo, ya que cuando hay un circuito en paralelo la tensión en todos sus elementos es la misma. El amperímetro debe colocarse en serie, para que la intensidad de corriente circule por el amperímetro, ya que en un circuito en serie circula la misma corriente por todos los elementos. BIBLIOGRAFÍA [1] Resistencia eléctrica, Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica [2] Voltímetro, Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Volt%C3%ADmetro [3] Amperimetro, Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Amper%C3%ADmetro [4] R.A. Serway, “Física” Tomo II. 4ta. Edición. Editorial MC Graw-Hill (1997) [5] Fenómenos eléctricos. Grupo Blas Cabrera http://www.grupoblascabrera.org/unidades/Fenomenos%20electricos.pdf [6] Wikipedia la enciclopedia libre. http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:DipolContour.svg [7] Superficies Felipe. equipotenciales. Hayt, William H. Análisis de circuitos en ingeniería. Séptima edición. Editorial Mc. Graw Hill. Disponible Disponible en: en: