Ley de Ohm (Fis1530 Fis 152 DS)
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Ley de Ohm
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.
Equipamiento
- Computador PC con interfaz PASCO
- Amplificador de Potencia, PASCO CI-6502
- Circuito RLC, PASCO CI-6512
- Conectores
- Programa Data Studio
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:
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.
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.
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?
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”.
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?
