Informe 3 Fisica III UNMSM

INFORME DE LABORATORIO DE FISICA III

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS E.A.P.

TEMA: LEY

DE

OHM

PROFESOR: WALTER FLORES VEGA CURSO: LABORATORIO

DE

FÍSICA III

INTEGRANTES:

2015 1


I.

OBJETIVOS 1. Conocer el manejo de instrumentos y materiales de uso corriente en los experimentos de electricidad y magnetismo. 2. Conocer el área de operación de los instrumentos y determinar sus lecturas. 3. Aprender a montar circuito sencillo y medición de tensión y corriente eléctrica. 4. Identificación de los valores de resistencia.

II.

MATERIALES

 Fuente de Voltaje

 Caja de resistencias , alambres conectores

2


Voltímetro Amperímetro Switch

III.

FUNDAMENTO TEORICO

La Ley de Ohm establece que, si la temperatura y otras condiciones físicas de un conductor metálico permanecen constantes, la relación entre la diferencia de potencial V entre lo extremos de un conductor y la corriente I que circula por el es un valor constante llamado resistencia eléctrica R del conductor. Se puede expresar la idea de la siguiente forma analítica: V/R=I

o

V = R.I

En cuanto a las unidades: R esta en ohmios, V en voltios, I en amperios. Es importante notar que la ecuación analítica no se puede aplicar a una parte del circuito que contenga cualquier aparato que genere una fuerza electromotriz (Fem.), tal como una batería, un generador o un motor. La ley de Ohm se cumple con bastante precisión en muchos conductores eléctricos, en un gran intervalo de valores de voltaje y de corriente, así como también la temperatura. Sin embargo, para muchas sustancias, especialmente semiconductores, esta ley no se cumple.

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RELACION ENTRE VOLTAJE, CORRIENTE Y RESISTENCIA: Si se aplican 10 voltios a un resistor de un ohmio en un circuito cerrado, fluye por el una corriente de 10 amperios los cuales se pueden medir con un amperímetro. La caída de voltaje en el resistor es de 10 voltios, medidos con un voltímetro y es opuesto en polaridad al voltaje de la batería. Si se aumenta el voltaje a 20 y el resistor sigue siendo de 1 ohmio, esto es causa de una corriente de 20 amperios, mismos que fluirán por el resistor. La caída de voltaje en el resistor sigue siendo igual al voltaje de la batería, en este caso 20 voltios. Otro ejemplo: Si mantenemos el voltaje en 20 voltios y aumentamos el resistor a 5 ohmios, la corriente bajará a 4 amperios. A esta relación entre el voltaje, la corriente y la resistencia se le llama "LEY DE OHM".

La resistencia de un material depende de varios factores: longitud, área de su sección transversal, tipo de material, y temperatura, pero para los materiales que obedecen a la Ley de Ohm, no depende de la intensidad de corriente I; es decir, la relación V/I es independiente de R. Estos materiales, entre ellos la mayor parte de los metales, se denominan materiales óhmicos. En estos materiales, la caída de tensión a través de una porción del conductor es proporcional a la corriente: V = IR

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IV.

PROCEDIMIENTO

VARIACION DEL VOLTAJE Y LA CORRIENTE MANTENIENDO LA RESISTENCIA CONSTANTE. 1. Arme el circuito de la figura 1, teniendo cuidado en conectar la polaridad correcta en cada elemento. + -

r Figura 1

V A

R

2. Fije un valor determinado de R en la caja de resistencias y con el cambio de posición del cursor del reostato r, haga lo posible la variación de la corriente I y la diferencia de potencial V. 3. En la tabla 1 anote las lecturas correspondientes del amperímetro y voltímetro para cada posición diferente del cursor del reostato.

Tabla 1 Resistencia: 20 ohmio ( ) Voltaje(V)

0.975

0.775

0.625

0.5

0.4

0.275

1.5

Intensidad (A)

0.8

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

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VARIACION DE LA CORRIENTE CONSTANTE EL VOLTAJE.

Y LA RESISTENCIA,

MANTENIENDO

4.Usando el mismo circuito de la figura 1, observe y anote en la tabla 2 los valores de corriente cuando cambian los valores de R en la caja de resistencias conservando constante la diferencia de potencial entre lo terminales de la misma Para conseguir esto varíe la posición del cursor del reostato para cada lectura. V = 0,75 Voltios (V) Resistencia ( )

1

2

3

4

5

6

7

Intensidad (I)

0.64

0.3

0.22

0.15

0.12

0.1

0.08

VARIACION DE LA DIFERENCIA DE POTENCIAL Y LA RESISTENCIA MANTENIENDO CONSTANTE LA CORRIENTE. 5. Arme el circuito de la figura 2. Varíe los valores de la resistencia en la caja y para cada valor anote en la tabla 3 los valores del voltaje, conservando constante un determinado valor de la corriente para las distintas lecturas de V y R, variando la posición del cursor del reostato. +

-

r Figura 2

V A

R

6


Intensidad: 0,01 Amperios (A) Resistencia ( )

1

3

5

7

9

11

12

Voltaje (V)

0.15

0.375

0.625

0.850

1.1

1.325

1.425

V.

CUESTIONARIO

1. ¿Cuántas escalas poseen los instrumentos? (describe cada uno de ellos), indique su mínima y máxima lectura en cada escala. Amperímetro: El amperímetro tiene 3 escalas, su lectura es 0.001 a 0.15 A, 0.01-1 A y 0.1 a 15 A. Voltímetro: Puede medir la diferencia de voltaje en 3 escalas, son de 0.1-3V, 0.515V y 0.2-10V. Caja de resistencia: Nos permite variar el valor de la resistencia desde 1 a 999

2. Investigue de que otra manera se determina el valor de una resistencia. (Sin código de colores). Otra manera de hallar el valor de una resistencia seria por medio de un multímetro o por la Ley de Ohm, sabiendo la tensión y la corriente, usando la siguiente ecuación: R=V/I 3. Grafique en un papel milimetrado e interprete V vs I, usando los valores de la tabla 1 determine el valor de la pendiente de la misma. 7


4. Grafique e intérprete V versus I, I versus R y V versus R, en papel milimetrado, y compare los valores encontrados a partir del análisis del grafico con los valores de R, I y V de las tablas 1, 2 y 3. 5. Considere una lámpara que tiene aprox. 50,5 ohmios de resistencia y por la cual pasa una corriente de 25 mA. ¿Cuál es el valor del voltaje aplicado? ¿Se cumplirá la ley de ohm? Por medio de la ley de ohm se deducirá que el voltaje aplicado es: -3 V=R. I = (50,5). 25. 10 = 1,26 V. La ley de Ohm se cumple solo en conductores metálicos, por lo tanto la resistencia de la lámpara cumplirá con la ley de Ohm sólo en un intervalo de su variación de voltaje. La ley de Ohm en una propiedad especifica de ciertos materiales y no es una ley general del electromagnetismo como es la ley de Gauss.

6. Con respecto a la Ley de Ohm podemos decir: a) Se cumple en materiales conductores y semiconductores. (V) b) La pendiente de la grafica voltaje vs intensidad da como resultado el valor de la resistencia. (V) c) Que la ley de matemática que la gobierna es I=V/R y sirve tanto para corriente continua como alterna. (V)

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VI.

CONCLUSIONES 1. La ley de ohm no se cumple para todos los materiales, por ejemplo no cumple para los semiconductores. 2. La corriente es inversamente proporcional a la resistencia, por lo tanto cuando aumenta la resistencia la corriente baja y viceversa. 3. La corriente es directamente proporcional al voltaje, por lo tanto cuando aumenta el voltaje aumenta también la corriente. 4. La grafica de R versus I tiene pendiente negativa debido a que son inversamente proporcionales y la grafica de V versus I, al ser rectificada, tiene pendiente positiva debido a que son directamente proporcionales.

VII.

RECOMENDACIONES Se debe tener cuidado a la hora de medir o al hacer las conexiones ya que una mala conexión podría averiar los instrumentos de medición como el voltímetro o el amperímetro.

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