Ley de OhmNombres: Albáez, Yasury (8-899-1826); Campos-González, Ángel (9-748-687);

Rentería, Méliz (3-738-283); Sarabia, Estefany (8-899-1837).Profesor: Adrián Ibarra Durán

Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Tecnológica de Panamá(Presentado el 22 de mayo de 2015)

Resumen

En el presente laboratorio experimentaremos con la Ley de Ohm. Utilizaremos un sistema que nos permita aumentar la Intensidad de Corriente –a través de un potenciómetro- y el Voltaje, respecto a tres materiales distintos (minas de escribir). Al graficar, podremos encontrar la ecuación de la recta y por ende su pendiente, que es igual a la resistencia de cada material. Luego de esto debemos indagar acerca de por qué cambia la resistencia de cada material cuando la Intensidad de Corriente y Voltajes se mantienen iguales.

Introducción

En el laboratorio de esta ocasión nuestro fin es determinar la resistencia de materiales similares pero con distintas composiciones, así como la razón de ser de las diferencias entre las respectivas resistencias. Esto se logrará por medio de la aplicación de la ley de Ohm.

La ley de Ohm establece que la resistividad es una constante independiente del valor del campo. Así, la diferencia de potencial V a través de una muestra de un material que cumple esta ley, es proporcional a la corriente I a través de la muestra.

La razón V/I= R es la resistencia de la muestra. Ésta es la ecuación que utilizaremos como vía para obtener las respuestas de nuestro experimento.

Materiales

- Medio rollo de papel higiénico- 3 minas de 0.5mm(2B, B, HB)- Batería- Cables de Cocodrilo- Voltímetro- Potenciómetro- Clip Metálico

Procedimiento

Elaboración de un sistema de Ley de Ohm

Utilizando la mitad del rollo de papel higiénico vamos a colocar en cada extremo del rollo un clip, los cuales van a servir de soporte para nuestras minas.

Básicamente lo primero que se debe hacer es medir con el multímetro el valor máximo del potenciómetro, una vez hemos medido dicho valor, debemos recordar en cuales de las patitas del potenciómetro fue que colocamos nuestros cocodrilos, en este no afecta si es negativo o positivo, ya que en el potenciómetro la carga nos es indiferente, recordando que este valor se mide en ohmios.

Una vez tenemos colocada la perilla del potenciómetro en su máximo valor, vamos a tomar nuestro primer valor de corriente; el cual debe estar en 20x10-3A en el multímetro, luego con otro multímetro medimos el voltaje del material que estamos viendo; este se mediría en 2V en el multímetro. Todo este sistema debe estar unidos por medio de los cocodrilos.

Luego se repite el mismo procedimiento, lo que cambia es que vamos a ir moviendo la perilla del potenciómetro en los valores que se desee, medimos la corriente y por último el voltaje del material. Se necesitaran por lo menos 6 datos, y 3 materiales diferentes; que en este caso vendrían siendo los diferentes tipos de mina HB, B y 2B.

Se obtendrán graficas de V vs I, para las cuales se determinaran su pendiente, que según la ley de ohm la pendiente corresponde a la resistencia.

A

V

+

+

+

-

-Material

Potenciómetro

Fuente (batería)

Gráficos y Tablas

Para la Mina 0.5mm 2B

V(V) I(A)0.02 0.000620.04 0.0010.08 0.0020.11 0.003

0.2 0.004

Para la Mina 0.5mm B

V(V) I(A)0.06 0.000630.08 0.0010.14 0.0020.25 0.0030.38 0.004

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.30

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

f(x) = 0.0186306451612903 x + 0.00042975806451613R² = 0.974627305804056

V Vs. I

Mina 2B I(A)Linear (Mina 2B I(A))

V(V)

I(A)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

f(x) = 0.0112014010507881 x + 0.00014069176882662R² = 0.976028624162126

V Vs. I

Mina B I(A)Linear (Mina B I(A))

V(V)

I(A)

Para la Mina 0.5mm HB

V(V) I(A)0.07 0.000620.11 0.0010.21 0.0020.33 0.0030.48 0.004

Discusión

Las minas utilizadas en esta experiencia, están compuestas principalmente por el Grafito, éste de color negro con brillo metálico, refractario y se exfolia con facilidad. En la dirección perpendicular a las capas presenta una conductividad de la electricidad baja, comportándose pues como un semiconductor. A lo largo de las capas la conductividad es mayor, comportándose como un conductor semimetálico.

Cada mina tiene una cantidad distinta de grafito, según esta escala diseñada en Europa, los tipos de mina que tienden hacia la izquierda tienen menos cantidad de grafito, es decir que la mina 9H es la que tiene menor cantidad del mismo, mientras que 9B es la que tiene más cantidad. Para tener una idea más clara, la mina HB que se encuentra en la mitad de la escala, tiene una composición de 68% de grafito.

Según los resultados de nuestra experiencia, al sacar la pendiente de nuestras graficas de V Vs. I en los tres tipos de mina distintos, obtuvimos sus respectivas resistencias las cuales son:

- Mina 2B: 0.0186- Mina B: 0.0112- Mina HB: 0.008

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

f(x) = 0.00804194569136802 x + 0.000177346383103981R² = 0.995040770186454

V Vs. I

Mina HB I(A)Linear (Mina HB I(A))

V(V)I(A

)

Experimentalmente observamos que las resistencias varían por la composición de las minas, a mayor cantidad de grafito en las minas, la resistencia de la misma es mayor y que a menor cantidad del mismo disminuye la resistencia. Ya que el grafito es el material que hace que exista mayor voltaje y como hablamos de la ley de Ohm, el voltaje es inversamente proporcional a la resistencia. Cotejando esto con la gráfica, efectivamente la mina 2B debe ser la de mayor resistencia y la HB debe ser la de menor resistencia. Concluimos que se comprobar una vez más la Ley de Ohm.

Conclusión

Basándonos en los datos experimentales concluimos que entre mayor sea el porcentaje de composición del material semiconductor, en este caso el grafito, mayor será la resistencia del mismo. Y de igual forma será mayor su diferencia de potencial aplicando así y comprobando una vez más la Ley de Ohm en donde el voltaje es directamente proporcional a la resistencia.