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. |
+ | La ''Ley de Ohm'' establece una relación entre voltaje, <m>V</m>, aplicado a un conductor y corriente, <m>I</m>, circulando a través del mismo. |
| − | :<math>V=I \cdot R</math> (1) |
+ | :<center><m>V=I \cdot R \qquad\qquad\qquad (1)</m></center> |
| − | 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. |
+ | 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. |
| − | 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: |
+ | 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: |
a) En serie: |
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| − | :<math>R_E=R_1+R_2</math> (2) |
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b) En paralelo: |
b) En paralelo: |
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| − | :<math>R_E=\frac{1}{\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}}</math> (3) |
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[[File:Resist1.png|center|thumb|400px| Figura 1: Diagrama de 2 resistencias conectadas en serie y en paralelo.]] |
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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: |
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> |
+ | - Voltaje y corriente en una resistencia de <m>10 \Omega</m> |
| − | - Voltaje y corriente en una ampolleta de <math>7.5 V</math> |
+ | - Voltaje y corriente en una ampolleta de <m>7.5 V</m> |
| − | - 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 : |
# 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>. |
+ | #: b) Haga doble clic en el icono y aparecerá una ventana de Generador de Señales, en ella seleccione en la '''Amplitud''', <m>3 V</m> y en la '''frecuencia''' <m>0.1 Hz</m>. |
#: c) Seleccione la señal de onda triangular y luego presione el botón '''Auto'''. Cierre la ventana. |
#: 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. |
6. Mida la pendiente de la recta ajustada con su respectivo error. |
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| − | 7. Conecte las resistencias de <math>33 \Omega</math> y <math>100 \Omega</math> 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. |
+ | 7. Conecte las resistencias de <m>33 \Omega</m> y <m>100 \Omega</m> 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 <math>33 \Omega</math> y <math>100 \Omega</math> 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. |
+ | 8. Conecte las resistencias de <m>33 \Omega</m> y <m>100 \Omega</m> 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. |
| − | [[File:Montaje1530_2.png|center|thumb|500px| Figura 3: Resistencias de <math>33 \Omega</math> y <math>100 \Omega</math> 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). |
+ | [[File:Montaje1530_2.png|center|thumb|500px| Figura 3: Resistencias de <m>33 \Omega</m> y <m>100 \Omega</m> 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). |
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| − | # Reemplace la conexión a la resistencia por una conexión a la ampolleta de <math>7.5 V</math>. |
+ | # Reemplace la conexión a la resistencia por una conexión a la ampolleta de <m>7.5 V</m>. |
# 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 . |
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# 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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Latest revision as of 16:04, 23 October 2014
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:
[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.
[edit] Parte A: Resistencia
- Ejecute el programa Data Studio. Encienda el Amplificador de Potencia.
- 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.
[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
- Reemplace la conexión a la resistencia por una conexión a la ampolleta de
.
- 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”.
[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?
