UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLAREAL

INFORME DE LABORATORIO N°1 LEY DE OHM

OBJETIVOS

a) Comprobar la ley de Ohm experimentalmente.

b) Utilizar el código de colores para la obtención del valor de una resistencia.

RESUMEN:

En el laboratorio realizado se comprobó experimentalmente la ley de Ohm.

Se usó el código de colores de resistencias para determinar el valor del resistor.

Observamos cómo funcionan los resistores en un circuito al estar conectados en serie y en paralelo.

Se realizaron mediciones de corriente y voltaje en una conexión serie de un resistor desconocido y un amperímetro. Estos datos se emplearon para realizar una gráfica V vs I, en donde el valor de la resistencia desconocida estaba dada por la pendiente de la recta de dicha gráfica.

INTRODUCCIÓN

Corriente eléctricaSiempre que se desplazan cargas del mismo signo, se dice que existe una corriente. Con objeto de definir la corriente con más precisión, supóngase que las cargas se desplazan en sentido perpendicular a una superficie de área A. La corriente es la razón a la que la carga fluye a través de esta superficie. Si Δ es la cantidad de carga que pasa a través de ésta área en un intervalo de tiempo Δ , la corriente, , es igual al cociente de la carga entre el intervalo de tiempo:

La unidad del SI de corriente es el ampere (A):

Así pues, 1 A de corriente equivale a 1 C de carga que pasa a través del área de sección transversal en un intervalo de tiempo de 1 s.Cuando fluyen cargas a través de una superficie, pueden ser positivas, negativas o ambas cosas. Por convención, se asigna a la corriente la misma dirección que tiene el flujo de carga positiva.La corriente convencional siempre va de un potencial alto a un potencial bajo.

Formula a.

Resistencia y Ley de OhmCuando se aplica un voltaje (diferencia de potencial) entre los extremos de un conductor metálico, se encuentra que la corriente en el conductor es proporcional al voltaje aplicado; es decir, I∝ ΔV. Si la proporcionalidad es exacta, podemos escribir ΔV=IR , donde la constante de proporcionalidad R recibe el nombre de resistencia del conductor. De hecho, definimos esta resistencia como la razón del voltaje entre los extremos del conductor a la corriente que el mismo transporta:

La resistencia tiene unidades SI de volts por ampere, llamados ohms (Ω). Por tanto si una diferencia de potencial de 1 V entre los extremos de un conductor produce una corriente de 1 A, la resistencia del conductor es de 1 Ω.

Un resistor es un conductor que proporciona una resistencia específica en un circuito eléctrico. El símbolo de resistor en los diagramas de circuitos es una línea en zigzag.

Código de colores de resistenciasLa mayor parte de los resistores lineales, es decir aquellos que se someten a la ley de Ohm, normalmente se codifican con colores para dar el valor de su resistencia en ohmios.

Ilustración 1. Resistencias y código de colores

Formula b.

Potenciómetro

Un potenciómetro es una Resistencia Variable. Así de sencillo. El problema es la técnica para que esa resistencia pueda variar y como lo hace.

Los potenciómetros limitan el paso de la corriente eléctrica (Intensidad) provocando una caída de tensión en ellos al igual que en una resistencia, pero en este caso el valor de la corriente y la tensión en el potenciómetro las podemos variar solo con cambiar el valor de su resistencia. En una resistencia fija estos valores serían siempre los mismos. Si esto no lo tienes claro es mejor que estudies las magnitudes eléctricas(enlace en lo subrayado).

El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios (símbolo Ω) como las resistencias, y el valor del potenciómetro siempre es la resistencia máxima que puede llegar a tener. La mínimo lógicamente es cero. Por ejemplo un potenciómetro de 10KΩ puede tener una resistencia con valores entre 0Ω y 10.000Ω.

El potenciometro más sencillo es una resistencia variable mecánicamente. Los primeros potenciómetros y más sencillos son los reóstatos.

EQUIPOS Y MATERIALES

Batería 9v.

Multímetro

Potenciómetro.

Resistores ½ y ¼ .

Cables de Conexión.

Protoboard.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

a) Verificación de la Ley de Ohm

Armar el circuito de la figura 1. Luego ajuste por lo menos 5 valores diferentes de voltaje de la fuente y mida en cada paso el voltaje y la corriente en el resistor R.Registre sus datos en la hoja de informes de esta práctica.

Luego proceda a graficar los datos obtenidos en una curva voltaje (V) vs. Corriente (I). La pendiente de la recta representa el valor de la resistencia utilizada en el circuito.

Figura 1: circuito 1

Ilustración 3. Continuidad del circuito circuito

Ilustración 4. Circuito2 armado

Voltaje(V) Intensidad de corriente(mA) Intensidad de corriente(A)4 30 x10−4 ( 3.0±0.1 )x10−2

5 38 x10−4 ( 3.8±0.1 )x10−2

6 45 x10−4 ( 4.5±0.1 )x10−2

7 52 x10−4 ( 5.2±0.1 )x10−2

8 59 x10−4 ( 5.9±0.1 )x10−2

9 67x10−4 ( 6.7±0.1 )x10−2

10 74 x10−4 ( 7.4±0.1 )x10−2

2 3 4 5 6 7 80

2

4

6

8

10

12

Corriente(A)

Volta

je (V

)

DATOS Y RESULTADOS

a) Verificación de la Ley de Ohm

a1) Anote en la siguiente tabla los resultados obtenidos al utilizar la ley de Ohm.

a2) Grafique los datos obtenidos en una curva voltaje vs Corriente

Sean P1(4.2 , 5.6) y P2(6.2 , 8.4), procedo a hallar la pendiente de la gráfica.

m = Rx= 8.4−5.6

(6.2−4.2 )∗10−2 = 2.8

2∗10−2=140.0 Ω

m=ab

∂m=∂a∗b+∂b∗ab2

∂a=∂ y2+∂ y2=0.01+0.01=0.02

∂b=∂ x2+∂x2=(0.01+0.01 )∗10−2=0.02¿10−2

∂m=(0.02 ) (2∗10−2 )+(0.02∗10−2 )(2.8)

(2∗10−2)2

∂m=2.4

m = Rx = (140.0 ± 2.4) Ω

DISCUSIÓN

En si la practica no tuvo mayores inconvenientes , fue realizada con éxito y los valores fueron los mas esperados.

%Error = [Teo – exp]Teo

x100

% Error = [150– 140]

150x100

% Error = 6.7 %

En la primera parte de la practica medimos la intensidad de corriente para distintos voltajes donde aquellos datos nos sirvió para construir el grafico V vs I donde su respectiva pendiente es el valor de la resistencia desconocida, cuyo valor es de 140Ω , el valor teórico de esta resistencia es de 150Ω, valor que nos asegura que existe un error cuyo porcentaje es de 6.7%.

ANALISIS

a) ¿Cuál es el porcentaje de error entre el valor de R obtenido en la parte a en este experimento y su valor teorico ?

% Error = [150– 140]

150x100=6.7 %

b) De acuerdo al código, ¿Cuáles son los colores de una resistencia de 350Ω?

Naranja, verde, café

CONCLUSIONES Se comprobó la ley de Ohm experimentalmente la cual dice que La

diferencia de potencial aplicada a los extremos de un conductor es directamente proporcional a la corriente que pasa a través de él.

Al determinar la curva V vs I para los resistores óhmicos, se obtuvo una recta con pendiente positiva, entonces V es proporcional a I, y R es el valor de dicha pendiente.

Se utilizó el código de colores para la obtención del valor de una resistencia (Rx teórico), la cual nos dio 150Ω±5%

RECOMENDACIONES

Se requiere tener bien hechas las conexiones antes de encender los equipos.

Tener cuidado con el trato de los equipos y materiales.

BIBLIOGRAFIA

Guía de Laboratorio de Física C. ICF - ESPOL. Revisión IVSERWAY, Raymond. Física, Edic. 5, Pearson Educación, México, 2001.

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.50

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Corriente(A)

Volta

je (V

)

*10−2

x

Gráfica1:

VOLTAJE (V) VS CORRIENTE (I)y

Sean P1(4.2 , 5.6) y P2(6.2 , 8.4), procedo a hallar la pendiente de la gráfica.

m = Rx= 8.4−5.6

(6.2−4.2 )∗10−2 = 2.8

2∗10−2=140.0 Ω

m=ab

∂m=∂a∗b+∂b∗ab2

∂a=∂ y2+∂ y2=0.01+0.01=0.02

∂b=∂ x2+∂x2=(0.01+0.01 )∗10−2=0.02¿10−2

∂m=(0.02 ) (2∗10−2 )+(0.02∗10−2 )(2.8)

(2∗10−2)2

∂m=2.4

m = Rx = (140.0 ± 2.4) Ω

%Error = [Teo – exp]Teo

x100

% Error = [150– 140]

150x100

% Error = 6.7 %

DISCUSIÓN

En si la practica no tuvo mayores inconvenientes , fue realizada con éxito y los valores fueron los mas esperados.

En la primera parte de la practica medimos la intensidad de corriente para distintos voltajes donde aquellos datos nos sirvió para construir el grafico V vs I donde su respectiva pendiente es el valor de la resistencia desconocida, cuyo valor es de 140Ω , el valor teórico de esta resistencia es de 150Ω, valor que nos asegura que existe un error cuyo porcentaje es de 6.7%.

La segunda parte de la práctica calculamos el valor de la misma resistencia usando otro método que es el denominado Puente de Wheatstone, donde aquel valor resulto ser 212.3 Ω, comparándolo con su valor teórico de 220Ω , presenta un 3.5% de error.

ANALISIS

c) ¿Cuál es el porcentaje de error entre el valor de R obtenido en la parte a en este experimento y su valor teorico ?

% Error = [150– 140]

150x100=6.7 %

d) ¿Cuál es la resistencia de un resistor cuyos colores son café, negro, rojo, oro?

(10x102±5 %) = 1k Ω±5 %

e) De acuerdo al código, ¿Cuáles son los colores de una resistencia de 350Ω?

Naranja, verde, café

CONCLUSIONES Se comprobó la ley de Ohm experimentalmente la cual dice que La

diferencia de potencial aplicada a los extremos de un conductor es directamente proporcional a la corriente que pasa a través de él.

Al determinar la curva V vs I para los resistores óhmicos, se obtuvo una recta con pendiente positiva, entonces V es proporcional a I, y R es el valor de dicha pendiente.

Se utilizó el código de colores para la obtención del valor de una resistencia (Rx teórico), la cual nos dio 150Ω±5%

Se obtuvo el valor de la resistencia mediante la pendiente del grafico V vs I dando como resultado Rx =(140.0±2.4)Ω y al comparar con el Rx teórico nos dio un porcentaje de error de 6.7%, el cual me indica que el experimento se realizo con éxito.

RECOMENDACIONES

Se requiere tener bien hechas las conexiones antes de encender los equipos.

Tener cuidado con el trato de los equipos y materiales.

BIBLIOGRAFIA

Guía de Laboratorio de Física C. ICF - ESPOL. Revisión IVSERWAY, Raymond. Física, Edic. 5, Pearson Educación, México, 2001.SERWAY, Raymond A, Física, vol II. Edit. McGraw-Hill, tercera edición revisada, 1993.