Ley de Ohm (Fis1530 Fis 152 DS)

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La ''Ley de Ohm'' establece una relación entre voltaje, <math>V</math>, aplicado a un conductor y corriente, <math>I</math>, circulando a través del mismo.
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De acuerdo con la Ec. (1), la relación entre <math>I</math> y <math>V</math> es lineal y está caracterizada por una constante llamada Resistencia <math>(R)</math>. Un conductor que satisface esta relación es llamado ''óhmico''. Existen conductores en que no se satisface esta relación debido a cambios en la resistencia por efectos asociados a la circulación de la corriente, por ejemplo: efectos térmicos.
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De acuerdo con la Ec. (1), la relación entre <m>I</m> y <m>V</m> es lineal y está caracterizada por una constante llamada Resistencia <m>(R)</m>. Un conductor que satisface esta relación es llamado ''óhmico''. Existen conductores en que no se satisface esta relación debido a cambios en la resistencia por efectos asociados a la circulación de la corriente, por ejemplo: efectos térmicos.
   
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Las dos formas básicas de conectar dos conductores de resistencias <math>R_1</math> y <math>R_2</math> son en serie (comparten uno de sus extremos) y en paralelo (comparten ambos extremos). En la figura 1 se muestra el diagrama de un circuito cerrado alimentado por una pila que entrega un voltaje constante, en ambas configuraciones. Este circuito tendrá una resistencia equivalente que corresponde a la "unión" de ambas resistencias y se calcula diferente para cada caso:
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Las dos formas básicas de conectar dos conductores de resistencias <m>R_1</m> y <m>R_2</m> son en serie (comparten uno de sus extremos) y en paralelo (comparten ambos extremos). En la figura 1 se muestra el diagrama de un circuito cerrado alimentado por una pila que entrega un voltaje constante, en ambas configuraciones. Este circuito tendrá una resistencia equivalente que corresponde a la "unión" de ambas resistencias y se calcula diferente para cada caso:
   
 
a) En serie:
 
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Conecte el Amplificador de Potencia en el Canal Análogo A de la interfaz <u>sin encenderlo</u> y arme el circuito que muestra la figura 1. El experimento consiste de dos partes:
  
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- Voltaje y corriente en una resistencia de <math>10 \Omega</math>
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- Voltaje y corriente en una ampolleta de <math>7.5 V</math>
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- Conecte la resistencia de <math>10 \Omega</math> como muestra en la figura 2.
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# Ajuste la salida para que la amplitud, forma de onda y frecuencia, sean lasadecuadas para este experimento. Para ello, siga el siguiente procedimiento :
  
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#: a) Seleccione del menú de sensores el '''Amplificador de Potencia'''. Este será conectado en uno de los canales.
  
#: a) Seleccione del menú de sensores el '''Amplificador de Potencia'''. Este será conectado en uno de los canales.
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#: b) Haga doble clic en el icono y aparecerá una ventana de Generador de Señales, en ella seleccione en la '''Amplitud''', <math>3 V</math> y en la '''frecuencia''' <math>0.1 Hz</math>.
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#: c) Seleccione la señal de onda triangular y luego presione el botón '''Auto'''. Cierre la ventana.
  
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6. Mida la pendiente de la recta ajustada con su respectivo error.
  
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# Reemplace la conexión a la resistencia por una conexión a la ampolleta de <math>7.5 V</math>.
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# Repita el procedimiento de la PARTE A hasta el paso 6 para obtene los gráficos V v/s t y V v/s I .
  
# Repita el procedimiento de la PARTE A hasta el paso 6 para obtene los gráficos V v/s t y V v/s I .
 
# A partir del gráfico para la ampolleta, estime su resistencia cuando está “fría” y cuando está “caliente”.
  
# A partir del gráfico para la ampolleta, estime su resistencia cuando está “fría” y cuando está “caliente”.
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* ¿Por qué se observa una curva distinta la primera vez que se calienta y enfría?
  
* ¿Por qué se observa una curva distinta la primera vez que se calienta y enfría?
 
* ¿Qué sucede con el transporte de electrones en el conductor cuando se calienta?
  
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Contents

[edit] Ley de Ohm

[edit] Objetivo

Estudiar empíricamente la relación existente entre el voltaje aplicado a un conductor y la corriente eléctrica que circula como resultado de la aplicación del mismo.


[edit] Equipamiento

- Computador PC con interfaz PASCO

- Amplificador de Potencia, PASCO CI-6502

- Circuito RLC, PASCO CI-6512

- Conectores

- Programa Data Studio


[edit] Teoría

La Ley de Ohm establece una relación entre voltaje, , aplicado a un conductor y corriente, , circulando a través del mismo.

De acuerdo con la Ec. (1), la relación entre y es lineal y está caracterizada por una constante llamada Resistencia . Un conductor que satisface esta relación es llamado óhmico. Existen conductores en que no se satisface esta relación debido a cambios en la resistencia por efectos asociados a la circulación de la corriente, por ejemplo: efectos térmicos.

Las dos formas básicas de conectar dos conductores de resistencias y son en serie (comparten uno de sus extremos) y en paralelo (comparten ambos extremos). En la figura 1 se muestra el diagrama de un circuito cerrado alimentado por una pila que entrega un voltaje constante, en ambas configuraciones. Este circuito tendrá una resistencia equivalente que corresponde a la "unión" de ambas resistencias y se calcula diferente para cada caso:

a) En serie:

b) En paralelo:

(thumbnail)
Figura 1: Diagrama de 2 resistencias conectadas en serie y en paralelo.

[edit] Montaje Experimental

Conecte el Amplificador de Potencia en el Canal Análogo A de la interfaz sin encenderlo y arme el circuito que muestra la figura 1. El experimento consiste de dos partes:

- Voltaje y corriente en una resistencia de

- Voltaje y corriente en una ampolleta de

- Conecte la resistencia de como muestra en la figura 2.


(thumbnail)
Figura 2: Diagrama del montaje experimental.


[edit] Parte A: Resistencia

  1. Ejecute el programa Data Studio. Encienda el Amplificador de Potencia.
  2. Ajuste la salida para que la amplitud, forma de onda y frecuencia, sean lasadecuadas para este experimento. Para ello, siga el siguiente procedimiento :
    a) Seleccione del menú de sensores el Amplificador de Potencia. Este será conectado en uno de los canales.
    b) Haga doble clic en el icono y aparecerá una ventana de Generador de Señales, en ella seleccione en la Amplitud, y en la frecuencia .
    c) Seleccione la señal de onda triangular y luego presione el botón Auto. Cierre la ventana.


-NOTA: En caso de que NO disponga del Amplificador de Potencia. La alimentación se reemplaza activando Salida de Señal y seleccionando los mismos valores de amplitud y frecuencia. Asegúrese de seleccionar Corriente de Salida en Mediciones.

3. Grafique voltaje v/s tiempo (V v/s t) y voltaje v/s corriente (V v/s I)

4. Luego presione START (Inicio) para iniciar el proceso de recolección de datos, y STOP (Detener) para terminar. Recuerde SIEMPRE guardar y respaldar sus datos.

5. Para realizar un ajuste lineal de los datos ir al lado inferior izquierdo del gráfico y presionar Fit (ajustar) y seleccione Lineal Fit (Ajuste Lineal).

6. Mida la pendiente de la recta ajustada con su respectivo error.

7. Conecte las resistencias de y en SERIE como muestra la figura 3 y calcule la resistencia equivalente a partir del gráfico y compare con el valor teórico utilizando la ecuación 2.

8. Conecte las resistencias de y en PARALELO como muestra la figura 3. Calcule la resistencia equivalente a partir del gráfico y compare con el valor teórico utilizando la ecuación 3.


(thumbnail)
Figura 3: Resistencias de y conectadas en paralelo (izquierda) y en serie (derecha). Para la conexión en paralelo utilzar un cable extra entre los terminales de ambas resistencias (cable de conectores redondos). .


[edit] Análisis de Datos

Estas son preguntas referentes a los resultados de los experimentos. Les servirán de guía para redactar la sección de análisis y conclusiones del informe.

  • ¿Qué representa físicamente la pendiente del gráfico V v/s I ?
  • ¿Se comportan las resistencias como dispositivos “óhmicos”?
  • ¿Cómo se comparan porcentualmente los valores obtendios teóricamente (de fábrica) y experimentalmente (valor de las pendientes) para cada caso?
  • ¿Cuál es la resistencia de los cables conectores?
  • ¿De qué parámetros depende la resistencia?


[edit] Parte B: Ampolleta

  1. Reemplace la conexión a la resistencia por una conexión a la ampolleta de .
  2. Repita el procedimiento de la PARTE A hasta el paso 6 para obtene los gráficos V v/s t y V v/s I .
  3. A partir del gráfico para la ampolleta, estime su resistencia cuando está “fría” y cuando está “caliente”.


[edit] Análisis de Datos

Estas son preguntas referentes a los resultados de los experimentos. Les servirán de guía para redactar la sección de análisis y conclusiones del informe.

  • ¿Se comporta la ampolleta como un dispositivo “óhmico”?
  • ¿Para qué voltajes la ampolleta está más caliente?
  • ¿Cómo se relacionan su temperatura con su brillo?
  • ¿Por qué se observa una curva distinta la primera vez que se calienta y enfría?
  • ¿Qué sucede con el transporte de electrones en el conductor cuando se calienta?
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