HISTORIA

En enero de 1781, antes del trabajo de Georg Ohm, Henry Cavendish experimentó

con botellas de Leyden y tubos de vidrio de diferente diámetro y longitud llenados con

una solución salina. Como no contaba con los instrumentos adecuados, Cavendish

calculaba la corriente de forma directa: se sometía a ella y calculaba su intensidad por

el dolor. Cavendish escribió que la "velocidad" (corriente) variaba directamente por el

"grado de electrificación" (tensión). Él no publicó sus resultados a otros científicos a

tiempo, y sus resultados fueron desconocidas hasta queMaxwell los publicó en 1879.

En 1825 y 1826, Ohm hizo su trabajo sobre las resistencias, y publicó sus resultados en

1827 en el libro Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (Trabajos

matemáticos sobre loscircuitos eléctricos). Su inspiración la obtuvo del trabajo de la

explicación teórica de Fourier sobre la conducción del calor.

En sus experimentos, inicialmente usó pilas voltaicas, pero posteriormente usó

un termopar ya que este proveía una fuente de tensión con una resistencia interna y

diferencia de potencial casi constante. Usó un galvanómetro para medir la corriente, y

se dio cuenta de que la tensión de las terminales del termopar era proporcional a su

temperatura. Entonces agregó cables de prueba de diferente largo, diámetro y material

para completar el circuito. El encontró que los resultados obtenidos podían modelarse

a través de la ecuación:

Donde x era la lectura obtenida del galvanómetro, l era el largo del conductor a

prueba, a dependía solamente de la temperatura del termopar, y b era una constante

de cada material. A partir de esto, Ohm determinó su ley de proporcionalidad y publicó

sus resultados.

1. OBJETIVOS:

LEY DE OHM

Medir corriente y voltaje en un circuito DC.

Determinar la relación matemática entre corriente y voltaje.

Graficar la Ley de Ohm.

Determinar la pendiente de una curva I – V.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO:

2.1. Ley de Ohm:

La Ley de ohm establece que la intensidad eléctrica (corriente) que circula entre dos

puntos de una

red es directamente proporcional a la diferencia de potencial (voltaje) entre dichos

puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes.

Dicha constante de proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que es inversa a la

resistencia eléctrica. Por lo tanto:

Donde:

I: corriente que pasa a través del objeto en amperes (A).

V: diferencia de potencial de las terminales en volts (V).

G: conductancia siemens (S).

R: resistencia en ohms (Ω)

De esto, podemos decir que, la ley define una propiedad específica de ciertos

materiales por la que se cumple la relación.

V = I.R … (2)

Un conductor cumple la ley de Ohm sólo si su curva V – I es lineal (figura 1), esto es, si

la resistencia (R) es independiente del voltaje (V) y de intensidad eléctrica (I).

En la figura 2 se muestra la configuración básica de un circuito DC.

2.2. Aplicación de la Ley de Ohm:

Para medir corriente, coloque el amperímetro en serie con el ramal o componente a ser

medido. Por lo regular es necesario abrir el circuito para poder insertar el amperímetro

en serie. El amperímetro tiene polaridad, por lo tanto asegúrese de conectar el positivo

y negativo en la dirección correcta. La resistencia interna del amperímetro es muy

pequeña, por lo que no sobrecarga ni altera el circuito en serie medido. La figura 3

muestra un esquema del ensamblado de los equipos.

3. MATERIALES E INSTRUMENTOS:

01 Computadora

01 Prueba de corriente Vernier

Prueba de Diferencial de Voltajes Vernier

01 Protoboard mediano

01 Tarjeta de circuitos Vernier

02 Resistencias

01 Cable UTP de 4 pares

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

4.1. Procedimiento experimental:

a) Medición de las Resistencias:

Coloca las resistencias a medir sobre el protoboard. Luego, coloca las puntas del

multímetro

una en cada alambre de conexión de la resistencia y reporte el resultado en la tabla

Tabla 1: Valores de las resistencias.

R1 = Naranja/Negro/Marron/Dorado = 30x10±5

R2 = Amarrillo/Violeta/Negro/Dorado = 47x100 ±5 = 47

R(Ω) V.M (Ω) V.T (Ω) ∆R

R1 300.3 300 O.3

R2 47.0 47.0 0

b) Medición de la Intensidad de Corriente y el Voltaje:

Con la fuente de alimentación apagada, conecte la fuente de poder, la

resistencia de 10 Ω,

cables como se muestra en la figura 3.

El profesor debe verificar las conexiones antes de seguir. Gire el control de la

fuente de

alimentación DC a 0 V y vuelva a encender la fuente de alimentación. Poco a

poco aumente la tensión a 6 V. Supervise el medidor en

Logger Pro y describa que sucede cuando la corriente que atraviesa la

resistencia con la diferencia de potencial que cruza la resistencia cambia. Si el

voltaje se duplica, ¿Qué sucede con la corriente? ¿qué tipo de relación cree

usted que exista entre la tensión y la corriente?

Dado que la corriente I es igual V/R, a medida que sube el voltaje la corriente

aumenta.

Una relación lineal entre tensión y corriente, es decir, que la corriente crece

proporcionalmente con la tensión suministrada siempre que la temperatura se

mantenga constante:

V = m . I

Donde “m” s una constante de proporcionalidad que marca la pendiente de la

recta. Esta características de cada conductor, se llama resistencia (R), se mide,

como se dijo anteriormente, en Ohm(Ω), y permite escribir la relación entre

tensión y corriente como:

V = R . I

4.2. Procesamiento de Datos:

Coloca en la tabla 2 los valores teóricos para cada resistencia.

Coloca las resistencias a medir sobre el protoboard. Luego, coloca las puntas del

multímetro una en cada alambre de conexión de la resistencia y reporte el

resultado en la tabla 2.

Tabla 2: Valores de las resistencias.

R(Ω

)

(Ω) Pendiente de la Regresión Lineal Intercepto Y de la

Regresión Lineal

R1 300 285.9 -0.3235 v

R2 47.0 45.11 -0.07 v

Pot = ml + b

pot = (45.11) l -0.07801

Asegúrese que la fuente de poder este en 0 V. Inicie la colección de datos.

Monitoree el voltaje y 3 la corriente.

Aumente el voltaje de la fuente de alimentación aproximadamente 2 V. Inicie la

colección de datos. Monitoree el voltaje y la corriente.

Repita este proceso hasta alcanzar un voltaje de 6,0 V.

Click en y ajuste la fuente de alimentación de vuelta a 0 V.

Imprima una copia del gráfico. ¿Son la corriente y el voltaje proporcionales?

Repita los pasos anteriores usando diferentes resistencias.

5. RESULTADOS:

R(Ω

)

(Ω) Pendiente de la Regresión Lineal Intercepto Y de la Regresión

Lineal

R1 300 285.9 -0.3235 v

R2 47.0 45.11 -0.07 v

La lectura de la medida de las resistencias es:

Gráficas de las funciones Voltaje vs. Corriente.

Pot = ml + b

Pot = (285.9)l -0-3235

6. CONCLUSIONES DEL LABORATORIO:

Medimos las resistencias y diferencias de potenciales y determinamos que hay

una relación entre ellos.

Concluimos al finalizar la experiencia que sólo la resistencia es óhmica y que no

todos los elementos actúan de la misma manera cuando invertimos su

conexión.

La gráfica de V en función de I resultó ser una recta que pasa por el origen,

hecho que nos da la pauta de que la diferencia de potencial y la intensidad de

corriente son magnitudes directamente proporcionales. La pendiente representa

la resistencia, es decir la constante entre V e i. A partir de la observación del

gráfico y del cálculo anterior, podemos establecer como conclusión que la

resistencia cumple con la Ley de Ohm.

7. BIBLIOGRAFÍA:

SERWAY, Raymond. Física. Tomo II. Iztalapa. Cuarta Edición.

SEAR, Francis. Física Universitaria Volumen 2

JOHNSON, David. Análisis Básico de Circuitos Eléctricos.