Conductores Lineales y No Lineales

8/8/2019 Conductores Lineales y No Lineales

1/6

CORPORACIN UNIVERSITARIA DE LA COSTA, CUCDEPARTAMENTO DE CIENCIAS BSICAS

FACULTAD DE INGENIERA

Conductores lineales y no lineales

Andrea Jaramillo, Yujennis Berrio y Enrique Cotes

Profesor Jaime Mrquez. Grupo DD2 Mesa 4. 29-09-2010Laboratorio de Fsica de Campos, Corporacin Universitaria de la Costa, Barranquilla

Resumen

Para determinar si un conductorobedece la ley de ohm (conductor linealo no lineal) se analizan loscomportamientos y las medidas fsicasde un resistor y un diodo. Todo esto se

realiza en complemento con una fuentede poder, un voltmetro y unampermetro. Luego de armar loscircuitos y hacer las mediciones sepueden relacionar los datos de voltaje eintensidad y graficarlos. Se analizan lasgrficas, se determina qu tipo deconductores son y qu relacin tiene laresistencia con las grficas.

Palabras clavesConductor, ley de ohm, conductorlineal, conductor no lineal, voltmetro,fuente de poder, ampermetro, voltaje,intensidad de corriente, resistencia.

Abstract

To determine if a driver obeys Ohm'slaw (linear or nonlinear conductor)analyzes the behavior and physicalmeasures of a resistor and a diode. Allthis is done in addition to a power

source, a voltmeter and anammeter. After assembling the circuitand make measurements is to relatethe voltage and current data andgraphing. We analyze the graphs,determine what kind of drivers are andhow it relates resistance with graphics.

Key wordsConductor, Ohm's law, linear conductor, conductor nonlinear,voltmeter, power supply, ammeter,

voltage, current, resistance.

1. Introduccin

La Ley de Ohm fue postulada por elfsico y matemtico alemn GeorgSimon Ohm, es una de las leyesfundamentales de la electrodinmica,estrechamente vinculada a los valores

de las unidades bsicas presentes encualquier circuito elctrico como son:Voltaje V, en Voltios; Intensidad de lacorriente " I", en Ampere y Resistencia"R", en ohmnios ().

La resistencia elctrica es todaoposicin que encuentra la corriente asu paso por un circuito elctricocerrado, atenuando o frenando el libreflujo de circulacin de las cargaselctricas o electrones. Cualquierdispositivo o consumidor conectado aun circuito elctrico representa en suna carga, resistencia u obstculo parala circulacin de la corriente elctrica.

Por su parte el diodo es uncomponente elctrico que se desarrollcomo solucin al problema detransformacin de cualquier tipo decorriente alterna en corriente continua.Este permite el paso de la corriente en

un solo sentido, a este proceso se lellama rectificacin. Para esto se insertaen el circuito un dispositivo conocidocomo rectificador, el cual permite quesolo pase la corriente en un sentido,bloqueando la corriente en el otro.

Los primeros diodos eran vlvulas otubos de vaco, tambinllamados vlvulas termoinicasconstituidos por dos electrodos rodeados de vaco en

un tubo de cristal, con un aspecto

1
http://es.wikipedia.org/wiki/Omegahttp://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Omegahttp://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo


2/6



similar al de las lmparasincandescentes.

Figura 1.http://www.diegolevis.com.ar/historia/imagenes/tubovacio_1920.jpg

Ya centrndose en las experiencias dellaboratorio, con ellas se pretendeobtener las curvas caractersticas deelementos elctricos lineales y nolineales y por medio de estas utilizarmtodos grficos para determinar elvalor de la resistencia y compararla conla hallada por medio de la relacin:

I = VR

2. Fundamentos Tericos

Un conductor elctrico es un materialque en el momento en el cual se poneen contacto con un cuerpo cargadoelctricamente, trasmite la electricidada todos los puntos de su superficie.

La ley de Ohm relaciona el valor de laresistencia de un conductor con la

intensidad de corriente que lo atraviesay con la diferencia de potencial entresus extremos. Postulando as que elflujo de corriente en amperios quecircula por un circuito elctrico cerrado,es directamente proporcional a latensin o voltaje aplicado, einversamente proporcional a laresistencia en ohm de la carga quetiene conectada, siempre y cuando latemperatura se mantenga constante.

I = VR

Hay materiales que la cumplen, sedenominan materiales hmicos olineales (resistencia) y otros que no la

cumplen y que se denominan nohmicos o no lineales (diodo). Losmetales son unos buenos materialeshmicos. Para conductores lineales,dicha relacin es de proporcionalidaddirecta y constituye la ley de Ohm. A laconstante de proporcionalidad entre Ve I se le denomina resistencia elctricay es caracterstica de cada conductor.

Grfica conductor no lineal

Grfica conductor lineal

Entonces si tenemos una funcin y=f(x) lineal, se puede resolver elproblema, debido a que la obtencin delos parmetros en una ecuacin lineales fcil por medio del mtodo de losmnimos cuadrados.

2
http://es.wikipedia.org/wiki/Bombillahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bombillahttp://www.diegolevis.com.ar/historia/imagenes/tubovacio_1920.jpghttp://www.diegolevis.com.ar/historia/imagenes/tubovacio_1920.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Bombillahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bombillahttp://www.diegolevis.com.ar/historia/imagenes/tubovacio_1920.jpghttp://www.diegolevis.com.ar/historia/imagenes/tubovacio_1920.jpg


3/6



Otra forma de obtener la resistencia:

Un diodo semiconductor, se puedeobservar que para un sentido decirculacin de la corriente la corrientees muy pequea o nula, lo quecorresponde a una resistenciaextremadamente alta (se conocecomo paso difcil) mientras que parael sentido opuesto (diferencia de

potencial positiva) se produce unacorriente alta la cual aumentaconsiderablemente, an, parapequeos incrementos del potencial.(paso fcil). Esto hace que el diodofuncione como una vlvula elctricade un solo sentido. Los diodosconstan de dos partes, una llamada Ny la otra llamada P, separados poruna juntura llamada barrera o unin.Esta barrera o unin es de 0.3 voltiosen el diodo de germanio y de 0.6

voltios aproximadamente en el diodode silicio.

3. Desarrollo experimental

En la primera experiencia se hace elmontaje experimental para determinarel voltaje y la intesidad de corriente enel circuito con un conductor lineal.

100

Figura 2. La resistencia

Figura 3. Circuito de conductor lineal

La comprobacin experimental de laley de ohm: una fuente VCD cuya

tensin de salida pueda graduarse, unaresistencia que har las veces deconductor, un voltmetro, unampermetro y cables de conexin.

Figura 4. Disposicin de losinstrumentos en el laboratorio.

En la segunda experiencia se hace elmontaje experimental para determinarel voltaje y la intesidad de corriente enel circuito con un conductor no lineal.

500 Figura 5. La resistencia

Figura 6. El diodo. Smbolo del diodo(A nodo, K - ctodo)

3


4/6



Figura 7. El diodo

Figura 8. Circuito de conductor nolineal

Para realizar la segunda experienciautilizamos una fuente DC, unaprotoboard, una resistencia, un diodorectificador, un voltmetro, unampermetro y cables de conexin.

Figura 9. Disposicin de losinstrumentos en el laboratorio.

4. Clculos y anlisis DeResultados

Tabla 1. Datos medidos en circuito conel conductor lineal, y resistencia

calculada con la ley de ohm.

V(V) I(A) R()

10.5 0.106 99.06

10.4 0.103 101

9.95 0.1 99.5

8.19 0.082 99.88

8.05 0.082 98.17

7.36 0.074 99.466.89 0.069 99.86

6.66 0.067 99.4

5.45 0.055 99.09

4 0.043 100.1

4 0.043 98.28

4 0.038 98.58

3 0.029 100.1

2.55 0.026 98.08

2.3 0.023 100

87,4

Grfica 1. Curva caracterstica de unconductor lineal u hmico

Anlisis:Cuando a un conductor lineal se leaplica una diferencia de potencial, la

corriente elctrica que circula por l, esproporcional a esa diferencia depotencial, siendo la constante deproporcionalidad independiente dedicha diferencia de potencial, por locual la curva caracterstica I = f(V) esuna lnea recta que pasa por el origen.

La curva linealizada resultante entre laintensidad y el voltaje presenta unapendiente la cual conserva la relacin

inversamente proporcional con laresistencia as:

Pendiente=1R

La ecuacin de la lnea recta y = 0,01xen relacin a la anterior asuncin,resulta en una resistencia experimentalde 100. Lo que nos muestra el valordel cdigo de colores de la resistencia.

La resistencia R de un elemento est

dada por el cociente de dividir la

4

V (V)

I (A)


5/6



diferencia de potencial que se le aplica,entre la corriente que se produce:

Tabla 2. Datos medidos en circuito conel conductor lineal

V(V) I(A) R()

0.739 0.021 35.1904762

0.722 0.014 51.5714286

0.702 0.009 78

0.701 0.008 87.625

0.696 0.007 99.4285714

0.693 0.007 99

0.689 0.006 114.833333

0.682 0.005 136.4

0.677 0.005 135.4

0.629 0.002 314.5

115.194881

Grfica 2. Curva caracterstica de unconductor no lineal o no hmico.

Anlisis:Para el elemento no linealdel circuito,se cumple que la corriente y el voltajeestn relacionados mediante la curvacaracterstica I= f (V), por ejemplo, lacorrespondiente al diodosemiconductor.

5. Conclusiones

A travs de esta experiencia secomprob que la resistencia es unconductor lineal u hmico ya que

obedece la ley de Ohm por lo que suresistencia permanece constante, yaque cuando el voltaje disminuye, laintensidad de corriente tambin lohace, V1=10,5V > V2=10,4V;I1=0,106A > I1=0,103A. La grficalineal que relaciona la intensidad y elvoltaje presenta una pendiente la cualconserva la relacin inversamenteproporcional con la resistencia as:

Pendiente= 1

R

Si m = 0,01; R= _1__0,01

R= 100

Adems tambin se corrobor deacuerdo a las medidas que el diodo noes un conductor lineal si no que es unsemiconductor que permite el paso dela corriente en un solo sentido(conductor no lineal), por tanto no

obedece la ley de Ohm, por el voltajese mantiene constante, mientras que laintensidad de corriente disminuye. Mssi se emplea la relacin de R= V/I parahallar la resistencia.

Por otra parte el voltaje constante delcircuito de conductor no lineal coincidecon el estipulado por la naturaleza delmaterial del diodo de silicio el cual esaproximadamente 0,6V.

Bibliografa

1. SERWAY, Raymond. Fsica.

Tomo II. 4 edicin. Ed. Mc GrawHill. Mxico. 2002. Pg. 773.

2. Conductores lineales y no

lineales, Disponible enhttp://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ns2sEp2fJO0J:medusa.unimet.edu.ve/fisica/fpfi01/lab2/pract1.doc+conductores+lineales+y+no+lin

5

V (V)

I (A)
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ns2sEp2fJO0J:medusa.unimet.edu.ve/fisica/fpfi01/lab2/pract1.doc+conductores+lineales+y+no+lineales&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=cohttp://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ns2sEp2fJO0J:medusa.unimet.edu.ve/fisica/fpfi01/lab2/pract1.doc+conductores+lineales+y+no+lineales&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=cohttp://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ns2sEp2fJO0J:medusa.unimet.edu.ve/fisica/fpfi01/lab2/pract1.doc+conductores+lineales+y+no+lineales&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=cohttp://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ns2sEp2fJO0J:medusa.unimet.edu.ve/fisica/fpfi01/lab2/pract1.doc+conductores+lineales+y+no+lineales&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=cohttp://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ns2sEp2fJO0J:medusa.unimet.edu.ve/fisica/fpfi01/lab2/pract1.doc+conductores+lineales+y+no+lineales&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=cohttp://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ns2sEp2fJO0J:medusa.unimet.edu.ve/fisica/fpfi01/lab2/pract1.doc+conductores+lineales+y+no+lineales&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=cohttp://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ns2sEp2fJO0J:medusa.unimet.edu.ve/fisica/fpfi01/lab2/pract1.doc+conductores+lineales+y+no+lineales&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=co


6/6



eales&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=co,consultado 25-09-10

6
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ns2sEp2fJO0J:medusa.unimet.edu.ve/fisica/fpfi01/lab2/pract1.doc+conductores+lineales+y+no+lineales&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=cohttp://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ns2sEp2fJO0J:medusa.unimet.edu.ve/fisica/fpfi01/lab2/pract1.doc+conductores+lineales+y+no+lineales&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=co

Documents

Conductores Lineales y No Lineales