CIRCUITOS Y LEY DE OHM

Orlando Cern Plazas 201038120

Daniela Mondragn Duque

Andrs Felipe Ospina

Resumen

La prctica de laboratorio nos permiti verificar de forma experimental la ley de Ohm,

mediante la medicin de distintos voltajes para distintas corrientes aplicadas en circuito

simple, en serie y paralelo. Las mediciones se llevaron a cabo mediante el uso de

multmetros, de los cuales al conocer su incertidumbre y su lectura, fue posible hacer un

acercamiento a la relacin proporcional que existe entre voltaje, corriente y resistencia, en

comparacin con las resistencias equivalentes tericas se obtuvo bajos porcentajes de error

de 0,27, 0,54, 0,85 para cada circuito respectivamente corroborando de esta forma la Ley

de Ohm.

1. Introduccin

Una corriente Elctrica consiste en cargas en movimiento de una regin a otra. Cuando ste

desplazamiento se lleva a cabo dentro de un

camino conductor que forma una espira

cerrada, el camino se conoce como circuito

elctrico. Cuando se traslada partculas con

carga dentro de un circuito, se transfiere energa

potencial de una fuente (Una Batera o un

generador) hacia un dispositivo en el que la

energa se almacena o se convierte a otra

forma. [1] La corriente elctrica se define como la carga

neta que fluye a travs del rea por unidad de

tiempo. I= dQ/dt.

En 1826, George Simon Ohm (1787-1854),

descubri una relacin en ciertos materiales, en

especial en, metales, a una temperatura dada,

donde J (densidad de corriente) directamente

proporcional a E (campo elctrico), y se

considera ley de Ohm. A la constante de

proporcionalidad se le denomina resistividad,

su reciproco se le denomina conductividad.

Un material que obedece la ley de Ohm

razonablemente bien se describe como un

conductor hmico o conductor lineal, y su

resistividad es constante e independiente de la

magnitud del campo elctrico.

Si el conductor es un alambre, con seccin

transversal uniforme A y Longitud L, se

denomina resistencia del material (R) a el

valor de la resistividad, multiplicada por la

longitud del cable, y dividida por el rea de la

seccin transversal.

Finalmente vemos que la ley de ohm suele

enunciarse de la siguiente manera:

La intensidad elctrica que circula entre dos puntos de un circuito elctrico es directamente

proporcional a la tensin elctrica entre dichos

puntos, existiendo una constante de

proporcionalidad entre estas dos magnitudes.

Dicha constante de proporcionalidad es

la conductancia elctrica, que es inversa a

la resistencia elctrica. La unidad para la resistencia elctrica es el

Ohmnio (), que es igual al Voltio por unidad de corriente (Amperio).

En general, un circuito elctrico simple, consta

de una resistencia, una Fuente Electromotriz, y

unos cables conductores; para medir las

propiedades de los circuitos se usan medidores

idealizados.

El voltmetro, mide la diferencia de potencial

entre sus bornes, un voltmetro idealizado tiene

una resistencia Infinitamente grande, y mide la

diferencia de potencial sin tener que desviar

ninguna corriente a travs de l.

El ampermetro mide la corriente que pasa a

travs de l, y ste tiene una resistencia de cero

(ampermetro ideal) y ninguna diferencia de

potencial entre sus bornes.

2. Procedimiento experimental

Para llevar a cabo la prctica basado en

circuitos y aplicacin de la Ley de Ohm se

utilizaron algunos implementos como un juego

de cables, un par de multmetros, una fuente

electromotriz y un par de resistencias de

y .

Figura 1. Esquema del primer montaje

experimental.

Inicialmente se configuro un circuito simple

(fuente y una resistencia), a esta configuracin

se le aadi uno de los multmetros

(configurado como ampermetro) en serie para

identificar la corriente que circulaba por el

circuito y el otro multmetro (en paralelo)

configurado para medir el voltaje en los bornes

de la resistencia. De este modo se vario la

cantidad de voltaje proporcionado por la fuente

al circuito, registrando diez veces las

correspondientes corrientes y voltajes.

Figura 2. Esquema del segundo montaje

experimental.

Seguidamente se configuro un segundo circuito

compuesto de una fuente y dos resistencias

conectadas en serie. De igual manera se llevo a

cabo el registro de voltaje y corriente

correspondientes a este arreglo.

Figura 3. Esquema del tercer montaje experimental.

El ltimo circuito consisti en una fuente y dos

resistencias conectadas en paralelo. De este

modelo se registro las respectivas corrientes y

voltajes.

3. Anlisis de datos y resultados

Corriente Voltaje

[A] 0,05 [V] 0,005

0 0

0,1 0,49

0,2 1,02

0,3 1,52

0,4 2,05

0,5 2,54

0,6 3,05

0,7 3,55

0,8 4,07

0,9 4,57 Tabla 1. Corriente y voltaje para el circuito simple.

Grfica 1. I vs. V para Circuito simple.

Al grafica I vs V y linealizar los puntos de la

grafica para un circuito simple, se obtuvo una

lnea con una pendiente ( ) que relaciona el crecimiento o variacin del

voltaje a medida que aumenta o vara la

corriente en el circuito; esta pendiente se define

como la constante de proporcionalidad entre la

corriente y el voltaje en la ecuacin:

Ec.1

A esta constante le llamamos Resistencia

equivalente o y se mide en Ohmios, lo que para el caso del circuito simple tiene un valor

de m, sea que:

Partiendo de que tericamente se tena una

resistencia de , al comparar la resistencia obtenida con la terica, se

encuentra el porcentaje de error:

Para el circuito en serie, al encontrar las resistencias

conectas en esta configuracin, se denota segn la

ley de ohm que la es igual a la suma de las resistencias en el circuito, as que para este

circuito se tiene una resistencia equivalente

terica igual a:

Corriente Voltaje

[A] 0,05 [V] 0,005

0 0

0,1 1,01

0,2 2,11

0,3 3,13

0,4 4,2

0,5 5,24

0,6 6,21

0,7 7,27

0,8 8,28

0,9 9,32

1 10,35 Tabla 2. Corriente y voltaje para circuito en serie.

Grfica 2. I vs. V para Circuito de dos resistencias

en serie.

Para la grfica 2, se tiene una pendiente

( ) que as como en el circuito simple, tambin relaciona el

crecimiento o variacin del voltaje a medida

que aumenta o vara la corriente en el circuito;

as que segn Ec.1 y lo hecho anteriormente se

puede decir que:

Al comparar la resistencia obtenida con la

terica, se encuentra el porcentaje de error:

Para el circuito en paralelo, partiendo de la ley de

ohm, se tiene que el inverso de la es igual a la suma de los inversos de las resistencias en el

circuito, as que para este circuito se tiene una

resistencia equivalente terica igual a:

Corriente Voltaje

[A] 0,05 [V] 0,005

0 0

0,1 0,24

0,2 0,5

0,3 0,76

0,4 1,03

0,5 1,27

0,6 1,53

0,7 1,8

0,8 2,06

0,9 2,3

1 2,57 Tabla 3. Corriente y voltaje para circuito en

paralelo

Grfica 3. I vs. V para Circuito en paralelo.

De la misma forma como en las graficas

anteriores, la pendiente de la lnea que describe

el comportamiento del V respecto a la I,

representa la del circuito, as que:

Teniendo este resultado un porcentaje de error:

Lo que nos lleva a la consideracin de la alta

precisin que tienen los instrumentos de

medicin (multmetros).

4. Conclusiones

En todos los ensayos se puedo verificar la proporcionalidad y relacin lineal que

existe entre la corriente y el voltaje en

un circuito

Se verific que la constante de proporcionalidad entre la corriente y el

voltaje, es la resistencia equivalente del

circuito, permitiendo as la verificacin

de la ecuacin . Al tener la resistencia equivalente de un

circuito y aplicarle una determinada

corriente elctrica, se puede predecir su

voltaje equivalente.

Al tener dos de las tres variable

involucradas en la ecuacin , se puede obtener directamente la tercera

con un simple producto o divisin de los

valores

Los instrumentos de medicin electrnicos como los multmetros y

voltmetros, son dispositivos de muy

alta precisin, pero tambin son muy

vulnerables a daos internos; cuando

estos dispositivos no se usan en su

escala adecuada o no se conectan

debidamente con el circuito a testear, se

pueden quemar internamente.

5. Bibliografa

[1] Zemansky, Sears, Young, Fsica Universitaria, Undcima Edicin, Vol. 2.

Cap.25.