3er-informe-fisica-2-mod

8/15/2019 3er-informe-fisica-2-mod

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CURVAS CARACTERÍSTICAS VOLTAJE-CORRIENTE

1.-OBJETIVO

• Conocer y llevar a la práctica los conceptos básicos basados en corriente eléctrica, y

este como se relaciona con la resistencia y los comportamientos que esta pueda

tener.

• Obtener a partir de los instrumentos empleados las gráficas de voltaje-corriente deelementos resistivos y estudiar sus características.

2.-EUI!O

• Una fuente de corriente continua !v"

• Un re#stato para utili$arlo como potenci#metro

• Un amperímetro de %-& '

• Un voltímetro de %-&% (

• )res elementos para obtener características

• Oc*o cables

• +os *ojas de papel milimetrado


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FUNDAMENTO TE"RICO

C#$$%&'(& E)*+$%+

a corriente eléctrica es un flujo ordenado de electrones que atraviesa un material. 'lgunos

materiales como los conductores tienen electrones libres que pasan con facilidad de un

átomo a otro.

stos electrones libres, si se mueven en una misma direcci#n conforme saltan de un átomo

a átomo, se vuelven en su conjunto, una corriente eléctrica.

/ara lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o direcci#n, es necesario

una fuente de energía e0terna.

Cuando se coloca un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados con

diferente potencial tienen diferente carga", los electrones se moverán desde el cuerpo con

potencial más negativo *acia el cuerpo con potencia más positivo. (er la figura

Cuerpo

negativo -" Cuerpo positivo 1"

---2 3lujo de lo electrones va de i$quierda a derec*a ----2


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l flujo de electrones va del potencial negativo al potencial positivo. 4in embargo se toma

por convenci#n que el sentido de la corriente eléctrica va desde el potencial positivo al

potencial negativo.

sto se puede visuali$ar como el espacio *ueco" que deja el electr#n al moverse de un

potencial negativo a un positivo. ste *ueco es positivo ausencia de un electr#n" y circula

en sentido opuesto al electr#n.

a corriente eléctrica se mide en 'mperios '" y se simboli$a como 5.

a mayor parte de las aplicaciones prácticas de la electricidad tienen que ver con corrientes

eléctricas. /or ejemplo, la batería de una lu$ de destellos suministra corriente al filamento

de la bombilla cuando el interruptor se conecta. Una gran variedad de aparatos domésticos

funcionan con corriente alterna. n estas situaciones comunes, el flujo de carga fluye por

un conductor, por ejemplo, un alambre de cobre. s posible también que e0istan corrientes

fuera de un conductor. /or ejemplo, una *a$ de electrones en el tubo de imagen de una )(

constituye una corriente.

http://www.monografias.com/trabajos10/nofu/nofu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/natlu/natlu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/natlu/natlu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corrhttp://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corrhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos7/imco/imco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/natlu/natlu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corrhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos7/imco/imco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/nofu/nofu.shtml


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4iempre que se mueven cargas eléctricas de igual signo se establece una corriente eléctrica.

/ara definir la corriente de manera más precisa, suponga que las cargas se mueven

perpendiculares a una superficie de área ', como en la figura sta sería el área de la

secci#n transversal de un alambre, por ejemplo." a corriente es la tasa a la cual fluye la

carga por esta superficie. 4i 67 es la cantidad de carga que pasa por esta 8rea en un

intervalo de tiempo 6t, la corriente promedio, 5 pro, es igual a la carga que pasa por ' por

unidad de tiempo9

Cargas en movimiento a través de un área '. a tasa de flujo de carga en el tiempo a través

del área se define como la corriente 5. la direcci#n de a la cual la carga positiva fluiría si

tuviera libertad de *acerlo.

4i la tasa a la cual fluye la carga varía en el tiempo, la corriente también varía en el tiempo,

y definimos a la corriente instantánea 5 como el límite diferencial de la ecuaci#n9

a unidad de corriente del 4istema 5nternacional es el ampere '".

http://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/la-libertad/la-libertad.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/meti/meti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/la-libertad/la-libertad.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml


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sto significa que &: de corriente es equivalente a &C de carga que pasa por el área de la

superficie en &s.

n la figura una secci#n de una conductor uniforme de área de secci#n transversal '. los

portadores de carga se mueven con una velocidad vd y la distancia que recorren en un

tiempo 6t esta dada por 60 ; vd6t. l n


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s


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intensidad de la corriente medida en amperios, ( la fuer$a electromotri$ en voltios y J la

resistencia en voltios.

l circuito básico está constituido por9

• Un generador

• Un receptor o carga

• Un conductor

• Un interruptor

• Un fusible

R&%(&'+%

+esde el punto de vista de la resistividad , podemos encontrar materiales conductores no

presentan ninguna oposici#n al paso de la corriente eléctrica", aislantes no permiten el

flujo de corriente", y resistivos que presentan cierta resistencia". +entro de este


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llamados resistores cuyo


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T&'%' C#'(%'

Cuando nos referimos a )ensi#n continua queremos decir que el valor de tensi#n no varía amedida que va pasando el tiempo, en otras palabras si en un momento dado medimos el

valor que tiene y después de un tiempo volvemos a medirlo obtendremos el mismo valor.

jemplo de esto son las pilas y baterías.

T&'%' A)(&$'

'*ora bien, cuando nos referimos a una )ensi#n 'ltemna queremos e0presar que el valor

de la tensi#n cambia de un instante de tiempo a otro.

(eremos dos tipos de tensi#n alterna9

- T&'%' ($%')$


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- T&'%' &'#%)

'nalicemos el comportamiento de un caso particular de tensi#n alterna senoidal".

n un momento dado la tensi#n tiene un valor cero, luego comien$a a crecer *asta llegar a

un má0imo, en ese momento comien$a a decrecer *asta llegar a cero. Cuando llega a cero

vemos que la tensi#n se *ace negativa. /ero9

N7ué significa una tensi#n negativa.

7ue la tensi#n sea negativa, implica un cambio de polaridad de la tensi#n, es decir el polo

positivo pasa ser negativo y viceversa.

n la figura siguiente podemos observar que el cambio de polaridad, trae como

consecuencia un cambio es el sentido de la circulaci#n de la corriente.

l ejemplo más cercano de tensi#n alterna es la del tomacorriente de nuestros *ogares.

Mablando de la tensi#n que proporcionan los tomacorriente, la gran mayoría de las personas

*an escuc*ado que ésta es de ??%(voltios". /ero9 Nqué valor es este. N4erá el valor


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má0imo. os ??%( se denomina valor efica$, éste es el valor má0imo dividido ?. l valor

efica$, aunque a simple vista pare$ca lo contrario, es muc*o más práctico de utili$ar que el

valor má0imo.

C%$+%(# &$%&:

4e define un circuito serie como aquel circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un

solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. n el

caso concreto de solo arreglos de resistencias la corriente eléctrica es la misma en todos los

puntos del circuito.

+onde 5i es la corriente en la resistencia J i , ( el voltaje de la fuente. 'quí observamos que

en general9


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C%$+%(# !$)&)#:

4e define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se

bifurca en cada nodo. 4u característica mas importante es el *ec*o de que el potencial en

cada elemento del circuito tienen la misma diferencia de potencial.


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M&%+%' & $&%(&'+%

/ara medir la resistencia de un elemento dado, debemos colocar las puntas en los e0tremos

del elemento.

!#(&'+%

'l circular a través de la materia, la corriente eléctrica produce una gran variedad de

efectos


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L5'& & 220 V

Como *emos visto en cl toma-corriente dc nuestros *ogares tenemos una tensi#n alterna de

??% (. Uno de los cables recibe el nombre dc 6'&($#6 éste no tiene tensi#n y posibilita cl

retorno de corriente *acia nuestro proveedor de energía eléctrica.

l otro cable recibe el nombre de vivo, ya que es el proveedor de tensi#n. May que tener

sumo cuidado con este terminal, pues silo tocamos corremos el riesgo de quedar

electrocutado.

CALCULOS 7 RESULTADOSCALCULOS 7 RESULTADOS

I. DATOS:

!$%&$ 8$(&:

+eterminaci#n de las curvas usando voltímetro y el amperímetro.

!$ &) +# & ' %)&'(# & ('(&'# ; #+#:

-rafiquemos el circuito9


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)abla de valores9

N#(:4e utili$# una fuente de &% (.+.C

os valores en la tabla son reales, luego deaplicar la escala.

4eg


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N#(:4e utili$# una fuente de &? (+C.

os valores en la tabla son reales, luego de

aplicar la escala.

+ !$ &) +# & ' %##:

)abla de valores9

N#(:- 4e utili$# una fuente de !(+C.

- os valores en la tabla son reales, luego de aplicar la escala.

II. RESULTADOS:

V ;=#)(%# I ;A8&$

0.2 0.03

0.4 0.0>

0.? 0.14

1.0 0.1>

1.4 0.24

1.@ 0.2?

V;=#)(%# A;8&$0.0@ 0.39

0.1 0.@

0.12 0.?

0.1> 1

0.32 2

0.4 2.4

0.44 2.@

0. 3

0.3 3.14

0.@ 3.@


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1. G$%& I ;V, 8$ + &)&&'(#.

(er las gráficas en papel milimetrado.

2. E' +) & )# &)&&'(# & +8)& ) )& & O/ &' +)& '# E8)%&

$&8&(.

a ley de O*m se cumple en la resistencia de carb#n, ya que la diferencia de potencial

aplicada varía linealmente con la intensidad de corriente, es decir9

.cteV

I =

∆

∆

4eg


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ste valor de resistencia &% o*mios" es el mismo para cualquier valor de

diferencia de potencial.

!$ &) +# &) %## y de acuerdo a la gráfica, a una diferencia de voltaje de%,D voltios la intensidad de corriente es %,DE amperios. ntonces aplicando la ley

de O*m en este punto tenemos9

R = V/ I ; %.DI %.DE ; %.GF& o*mios.

!$ &) +# &) %)&'(# y de acuerdo a la gráfica, a una diferencia de voltajede %,D voltios la intensidad de corriente es apro0imadamente %,HF amperios.

ntonces aplicando la ley de O*m en este punto tenemos:

R = V/ I ; %, DI %, HF ; ?.HE o*mios.

4. E' &) +# &) %## & 8&& &+%$ & / ' =#)(H& +$5(%+# 8$(%$ &) +)+#%&' +#'+%$ C) & && =)#$

l valor obtenido e0perimentalmente es %.E voltios apro0imadamente.

III. OBSERVACIONES 7 CONCLUSIONES

!$ &) +# & ' %)&'(# & ('(&'# ;#+#:

n la gráfica siguiente se muestra la corriente que pasa por un filamento de tungsteno en

funci#n de la diferencia de potencial entre sus e0tremos I ;V.

F%. 1 F%.2


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Universidad Bacional de 5ngeniería

3acultad de 5ngeniería 5ndustrial y de 4istemas

TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT

♦ Cuando la temperatura se mantiene constante la gráfica es una recta cuya

pendiente &I R mide su resistencia constante.

♦

Cuando la temperatura del filamento aumenta, como en el caso del filamento deun bombillo 3ig. &", su resistencia aumenta con la temperatura, y la gráfica

correspondiente se curva *acia abajo. ste contraste ilustra que la ley de O*m es

una relaci#n práctica más que fundamental, y que funciona con algunos sistemas

en condiciones específicas.

♦ Un filamento de un foco eléctrico no obedece la ley de O*m, la gráfica

Característica de (oltaje y Corriente es no lineal.


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♦ /ara el carb#n, X ; -%,E 0 &%-H I WC, por lo que el aumento de temperatura

disminuye su resistividad y consecuentemente, su resistencia, lo que puede

observarse a partir una diferencia entre ?,E y H voltios, donde la resistencia es

menor a &% X la pendiente de la curva 5 vs ( aumenta".

+ !$ &) +# & ' %##:

♦ 3ue necesario calibrar el valor del voltaje necesario para poder observar el

comportamiento de la intensidad de corriente en relaci#n con el incremento de la

fuente.

♦ Con un voltaje menor se obtenía una mayor claridad del comportamiento.

♦ 4e requiri# muc*a precisi#n para determinar los mínimos y má0imos del

comportamiento.

♦ l comportamiento de la intensidad respecto al voltaje se puede anali$ar entres

tramos9

l primer tramo comprende del voltaje % *asta apro0imadamente el voltaje

%.E. n este tramo la intensidad de corriente es no depende del voltaje, por

ello la intensidad de corriente es cero.

I ; % para ( Y Z%, %.E[

l segundo tramo va desde %.E voltios *asta %.D voltios apro0imadamente.

'quí la intensidad de corriente depende del voltaje, incrementándose al

incrementar el voltaje. 4e observa un incremento e0ponencial de la

intensidad, *asta un a intensidad má0ima de %.@E amperiosapro0imadamente.

I ; f(" para ( Y Z%.E , %.@E[

l tercer tramo va de %.E voltios en adelante. 'quí la intensidad de corriente

asume un valor constante de %.@E amperios.

I ; %.@E para ( 2 %.@E

♦ l diodo es un material que tiene un comportamiento como elemento de

resistencia muy particular. Ofrece resistencia variable dado que no es posible

determinar una pendiente uniforme para la curva intensidad voltaje.

♦ 4i aplicásemos la ley de O*m por tramos

tendríamos que, para el primer tramo la

resistencia es infinita. /ara el segundo tramo la

resistencia es decreciente, decrece en mayor

pero decrece en mayor proporci#n al

crecimiento del voltaje. R en el tercer tramo la

resistencia crece en la misma proporci#n en que

crece el voltaje.


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B%


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