LEY DE OHM: RESISTENCIA, RESISTIVIDAD Y MATERIALES HMICOSA. LUGO1, J. LOPEZ1, D. RIOS11

Ingeniera Industrial, Universidad Tecnolgica de Bolvar. Cartagena-Bolvar. Colombia Email: verboactivo@hotmail.com

Resumen En esta Experiencia aprenderemos ms acerca de la ley de Ohm, jugaremos con los instrumentos de medicin para tomar los datos necesarios en la prctica de laboratorio; gracias a los datos tomados en el laboratorio, conoceremos de manera prctica el comportamiento de un material hmico. Tendremos diferentes factores para variar los posibles resultados de los datos, como por ejemplo, la distancia distancia a la hora de tomar los datos, o el area del material a estudiar, la diferencia de potencial ser variable en algunos casos, y la resistencia la mediremos constantemente a una temperatura constante. Abstrac In this experience will learn more about Ohm's law, we will play with the measuring instruments to make the necessary data in the lab, with data taken in the lab, we will know in a practical manner the behavior of an ohmic material. We will have different factors to vary the possible outcomes of the data, for example, the distance distance when taking the data, or the area of material to study, the potential difference will vary in some cases, the resistance will measure continuously at a constant temperatura.

Palabras claves y y y y Resistencia Resistividad Ohmico Resistor

Keywords y y y y Resistance Resistivity Ohmich Resistor Materiales Ohmnicos y No Ohmnicos Introduccin Esta experiencia est diseada para plantear los casos en los cuales los materiales hmicos son apreciados de una manera prctica, as despejando toda duda sobre el comportamiento y las bases tericas de la ley de Ohm. Base terica Se puede establecer una relacin entre el voltaje de la batera, el valor del resistor y la corriente que entrega la batera y que circula a travs del resistor. Esta relacin es: I = V / R y se conoce como la Ley de Ohm. Entonces la corriente que circula por el circuito (por el resistor) es: I = 12 Voltios / 6 ohms = 2 Amperios. De la misma frmula se puede despejar el voltaje en funcin de la corriente y la resistencia, entonces la Ley de Ohm queda: V = I x R. Entonces, si se conoce la corriente y el valor del resistor se puede obtener el voltaje entre los terminales del resistor, as: V = 2 Amperios x 6 ohms = 12 Voltios Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en funcin del voltaje y la corriente, se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V / I. Entonces si se conoce el voltaje en el resistor y la corriente que pasa por el se obtiene: R = 12 Voltios / 2 Amperios = 6 ohms. y Los conductores no ohmnicos son aquellos cuya resistencia no se mantiene constante en diferentes temperaturas. A diferentes valores de V y de I la resistencia de un conductor no ohmnico no se mantendr constante. Podremos encontrar la resistencia del elemento mediante la expresin de la ley de Ohm. R I = V . y Si un conductor es ohmnico (la temperatura se mantiene ms o menos constante al variar el potencial y la intensidad dentro de unos lmites), la relacin entre Potencial e Intensidad es constante. Esta constante es la resistencia del conductor.

Datos: Dimetro 0,1 mm Long Resistencia 20 2,0 30 3,0 40 4,1 50 4,95 La grafica Longitud vs Resistencia es la siguiente:6 5 4 3 2 1 0 0 y = 0.099x + 0.03

La conductividad es el parmetro que determina el carcter conductor o aislante de una gran cantidad de sustancias. Se trata de una cantidad siempre positiva y proporcional a la densidad de portadores. Tambin es usual el manejo de la resistividad, o inverso de la conductividad, medido en el S.I. en V m/A. Al inverso de la conductividad se le denomina resistividad ([m]), por razones obvias. La resistividad es un parmetro que depende, en general, del material, de la temperatura y del campo elctrico. En el caso de los conductores ideales, la dependencia con el campo elctrico es nula. MATERIALES y Alambres resistivos de forma cilndrica y Calibrador pie de rey y Termmetro y Multmetro digital y multmetro analgico y Fuente de D.C. y Resistor de 500W/90mA, Bombillo de 60W/110V, Restato de 33 /3.1A PARTE A: MEDIDA DE LA RESISTIVIDAD Se trata de determinar el valor de la resistividad y de la conductividad de alambres conductores tipo hmico para una determinada temperatura.

20

40

60

Por ajuste de minimos cuadrados, la pendiente , que representa la resistividad es 0,0995

El rea transversal de este alambre es A=7,85x10-3

Con la ayuda de R = V / I y sabiendo que R = P x L/A; calculando cada uno de los valores de la resistividad para cada dato se tiene que:

= R.A/l Dato 1 Dato 2 Dato 3 Dato 4 0,07585 0,07585 0,07659 0,07929

El promedio para P es entonces Pm=0,76895

La grafica no pasa por el origen, por la misma razn que la primera medicin; la cual es que si la longitud es 0, no habra, empieza en 10cm, ya que la longitud estudiada con respecto al rea transversal empieza en ese valor y termina en 60cm. El valor de la resistividad encontrado con respecto a de las tablas varia, ya que se tienen encuentra aspectos muy puntuales como lo son la temperatura del objeto estudiado mientras se le aplica la diferencia de potencial que la vuelve variable. La resistividad depende considerablemente de la longitud del alambre en este caso, ya que es lo que esta variando para conseguir las diferentes resistencias. El rea no influye en nada para la resistividad ya que el rea transversal es igual en todo el alambre estudiado. Las caractersticas que estn ligadas a la resistividad del alambre en este caso, son la temperatura del ambiente, la temperatura que adquiere al aplicarse la diferencia de potencial y la longitud a la que se est midiendo la resistencia. La resistencia si depende de la longitud del alambre, ya que entre mayor sea la longitud, mayor ser la resistencia, como esta explicito en las tablas de datos. Tericamente la formula de la resistencia dice que la longitud es directamente proporcional a la Resistencia, y se ve claramente en la experiencia. La resistencia no depende en este caso del rea transversal del alambre ya que este es un valor que permanece constante a lo largo de todo el alambre. Tericamente la formula de la resistencia dice que el rea es

inversamente proporcional a la resistencia, pero el rea en este caso no vara, as que no se tiene en cuenta. PARTE B: CARACTERISTICAS DE MATERIALES HMICOS Consiste en medir el potencial suministrndole una corriente a un circuito que contiene un resistor. La resistencia de resistor es R=0,5119

Resistor Voltaje (v) Corriente (mA) 0,9269 2 2,81 6 4,22 9 7,485 15 9,345 20 11,969 25 14,215 30 16,66 35 20,531 40 22,214 45 25,625 50 28,137 55 30,846 60 33,358 65 35,783 70 38,002 75 40 80 42,95 85 45,87 90

Buscando la curva que se ajusta a los datos por medio de MMC se obtiene la siguiente grafica:

150 100 50 0 0 20 40 60

Despus de la medicin, debido a la corriente a la que fue sometido, el bombillo se calienta y su resistencia entonces fue Rc=29

La ecuacin para la grafica anterior es y = 2,2011x0,9701 Datos: donde se obtiene que el valor para la resistencia es de R =0,9701 Voltaje (v) comparando los datos obtenemos un error del 47,2% Las causas de error podran ser las mismas que en el primer caso, ya que la temperatura esta vez varia con mayor relacin ya que la diferencia de potencial va disminuyendo y aumentando, por ende la corriente tambin y esto hace que la potencia aumente creando energa en forma de calor. Y a medida que la temperatura aumenta, vara la resistividad. El resistor se comporta como un material hmnico, ya que es proporcional la diferencia de potencial con respecto a la corriente. PARTE C: CARACTERISTICAS DE MATERIALES NO HMICOS Consite en la medicin de la corriente en el circuito suministrndole un potencial elctrico ahora con un bombillo en vez del resistor usado anteriormente. La resistencia del bombillo frio fue de R=17,33 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 Bombillo Corriente (mA) 119 168 191 215 220 240 263 279 300 315 330 349 355 370 382 398 410 430

Relacionando los datos se puede obtener la grafica voltaje vs corriente:

500 400 300 200 100 0 0 50 100

metales para los cuales la resistividad es cero por debajo de cierta temperatura, denominada temperatura crtica. y A temperatura ambiente, los mejores conductores ofrecen una resistencia muy baja al paso de la corriente y los mejores aislantes ofrecen una resistencia alta.

El Bombillo se comporta como un material hmico ya que a medida que aumenta la diferencia de potencial, aumenta la corriente, pero cabe resaltar que no puede ser considerado como material hmnico ya que la resistencia tambin varia y aumenta con respecto al V vs I Conclusiones y Los materiales hmicos tienen un comportamiento prctico exactamente igual al dicho tericamente. La resistencia de un material no depende del rea transversal sino de la longitud a la que se est midiendo La relacin entre la corriente y la diferencia de potencial siempre es proporcional mientras la resistencia se mantenga constante.

Datos Bibliograficos http://www.inele.ufro.cl/bmonteci/s emic/apuntes/electronbasic/1.htm http://bacterio.uc3m.es/docencia/la boratorio/PIDocente_Electromagneti smo/guionesPDF/Ley-ohm.pdf http://www.esi2.us.es/DFA/CEMI/Te oria/Tema6.pdf http://html.rincondelvago.com/com probacion-de-la-ley-de-ohm.html http://html.rincondelvago.com/elem entos-no-ohmnicos.html http://html.rincondelvago.com/leyde-ohm_1.html http://www.unicrom.com/Tut_leyoh m.asp http://es.answers.yahoo.com/questi on/index?qid=20090718223921AALS DfI http://jair.lab.fi.uva.es/~manugon3/l aboratorio/leyOhm/default.htm

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Los materiales hmnico siempre llevan una relacin entre voltaje y resistencia constante, mientras estn en temperatura ambiente. La resistividad de cualquier metal depende de la temperatura. Excepto a temperaturas demasiado bajas, la resistividad vara casi linealmente con la temperatura. Existen muchos

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