Informe de práctica de física 3 ley de ohm

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ

INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS

D E P A R T A M E N T O D E F Í S I C A

LABORATORIO DE FÍSICA III

INFORME DE PRÁCTICA N° 3

TEMA: LEY DE OHM

Autores:

Paralelo: “F”

Facilitador:

Ing. Rafael Diosdado Zambrano

Portoviejo – 2016

1.- TEMA: LEY DE OHM

2.-RESUMEN

En el laboratorio después de la introducción que nos dio el profesor

empezamos a realizar nuestra práctica q consistía en calcular el voltaje el

los puntos de resistencia, en la caja de conexión y en el bombillo tenias

que determinar cuál era el voltaje q nos daba en el multímetro. Teníamos

que calcular el cada punto con los voltajes de 6, 9 y de 12 y poder observar

la diferencia en cada punto

3.-OBJETIVOS

3.1.-OBJETIVO GENERAL

Comprobar la ley de Ohm comparando la medición directa (con

instrumento) de la resistencia de los elementos del panel con la medición

indirecta (con fórmula) de la resistencia a partir de las características de los

conductores (p. L, D) y de las características del circuito (U, I).

3.2.-OBJETIVO ESPECÍFICO

1. Caracterizar la resistencia de los elementos del panel de resistencia

mediante indicción directa(con instrumento)

2. Obtener mediante medición indirecta los valores de las resistencias de

cada elemento del panel usando la ley de Ohm y la dependencia de las

características físicas.

3. Realizar una valoración porcentual que permita comparar los valores

obtenidos en las diferentes mediciones.

4.-INFORMACION TEORICA

Ley de Ohm

La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm,

es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada

a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico

como son:

1. Tensión o voltaje "V", en volt (V).

2. Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A).

3. Resistencia "R" en ohm ( ) de la carga o consumidor conectado al

circuito.

Postulado general de la Ley de Ohm

El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es

directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente

proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

Fórmula Matemática General De Representación De La Ley De Ohm

Desde el punto de vista matemático el postulado anterior se puede representar por

medio de la siguiente Fórmula General de la Ley de Ohm:

http://www.asifunciona.com/biografias/ohm/ohm.htm

I=VR

La ley de Ohm es la herramienta más importante con la que debe contar cualquier

persona que se involucre con la electricidad. Y con herramienta no nos referimos

a algo físico o manipulable, sino a conocimiento puro. Todo aquel que trabaje o

estudie la electricidad necesita la ley de Ohm.

La Ley de Ohm establece las relaciones que existen entre potencial eléctrico

(voltaje), corriente eléctrica y la resistencia.

La Ley de Ohm expresa que: la corriente eléctrica a través de un conductor será

igual a la diferencia de potencial entre la resistencia que halla en dicho conductor.

5.-MATERIALES Y EQUIPO

1. Dos cables rojos de 25 cm.

2. Fuente de voltaje.

3. Panel de resistencias.

4. Cable rojo de 50 cm.

5. Cable azul de 50 cm.

6. Multímetro.

7. Cable rojo de 100 cm.

8. Caja de conexión.

9. Resistencia de 100 Ω.

10. Bombillo.

6.-PROCEDIMIENTO

a. Usamos dos cables rojos de 25 cm conectar el interruptor con el polo positivo

de la fuente y con un extremo del panel de resistencias;

b. Usando un cable rojo de 50 cm conectar el otro extremo del panel, con uno de

los multímetros en serie, y con un cable azul de 50 cm al polo negativo de la

fuente (Seleccionar la escala de 10 o 20 A);

c. Conectar el segundo multímetro en paralelo para la medición del voltaje usando

el cable rojo de 100 cm y uno azul de 50 cm;

d. En la caja de conexión montar la resistencia de 100 Ω y el bombillo, ambos en

secciones separadas para la caracterización individual de la resistencia de estos

elementos.

Los elementos del circuito;

f. Las características de los alambres del panel de resistencia (Material,

resistividad);

g. Las características del bombillo y el resistor;

h. La toma de voltaje y corriente se hará para tres diferentes valores de voltaje en

la fuente (6, 9 y 12V) y corriente de 1A;

i. Tomar el voltaje y corriente para todas las resistencias en el primer valor de

voltaje de fuente, luego todas en el segundo y así hasta completar el último valor

de voltaje de fuente.

7.-TABULACION DE DATOS:

1. Medir previamente con el multímetro las resistencias de los alambres en el

panel de resistencias, el bombillo y el resistor luego registrar los valores

en la tabla1;

Tabla 1 – Valores medidos y calculados de las resistencias de prueba

N° Elemento Resistencia

medida Rm ΩDiámetro

de

sección

D, mm

Resistivid

ad p,Ωm

Área de

sección

A, m2

Longitud

L, m

Resistencia

calculada

Rp=p LA

,Ω

1 Constantán 0.9 1 49x10−8 7.85 ×10−7 1 0.6242

2 Constantán 2.7 0.5 49x10−8 1.93 ×10−7 1 2.5388

3 Constantán 1.6 0.7 49x10−8 3.85 ×10−7 1 1.2727

4 Cosntantán 5.6 0.35 49x10−8 9.62 ×10−8 1 5.093

5 Latón 0.5 0.5 6.7x10−8 1.93 ×10−7 1 0.3471

6 Lámpara 12.7

7 Resistor 99.5

Tabla 2 – Resistencia de los elementos a partir del voltaje y la intensidad

N° Elemento Voltaje de

fuente

U.V

Voltaje en la

resistencia

U Mult ,V

Intensidad de

corriente

I Mult , A

Resistencia

calculada

Ri=U Mult

I Mult, Ω

1 Constantán 6 0.651 1 0.651

9 0.658 1 0.658

12 0.666 1 0.666

2 Constantán 6 2.544 1 2.544

9 2.530 1 2.530

12 2.527 1 2.527

3 Constantán 6 1.317 1 1.317

9 1.312 1 1.312

12 1.303 1 1.303

4 Constantán 6 5.16 1 5.16

9 5.17 1 5.17

12 5.16 1 5.16

5 Latón 6 0.0375 1 0.378

9 0.330 1 0.380

12 0.389 1 0.389

6 Lámpara 6 5.75 0.06 95.83

9 8.57 0.07 123.29

12 11.43 0.09 127

7 Resistor 6 5.75 0.04 143.75

9 8.57 0.07 21.425

12 11.43 0.11 103.90

2. Calcular y registrar en la tabla 1 el valor de la resistencia de cada

uno de los alambres calculado en función de su longitud y área de

sección:

a. Para calcular la resistencia de los alambres usamos la relación:

Rp=p LA

,Ω;

Rp=49 x10−8 Ωm 1m7.85 ×107 m2 =0.6242 Ω

Rp=49 x10−8 Ωm 1m1.93 ×10−7m2 =2.5388 Ω

Rp=49 x10−8 Ωm 1 m3.85 ×10−7m2

¿=1.2727 Ω¿

Rp=49 x10−8 Ωm 1 m9.621 ×10−8 m2

¿=5.093 Ω¿

Rp=6.7 x10−8Ω m 1m1.93 ×10−7

¿=0.3471 Ω¿

b. Para calcular el área de sección de los alambres use la relación.

A=π D2

4, m2;

A=π 0.0012

4=7.85× 10−7 m2

A=π 0.00052

4=1.93 ×10−7 m2

A=π 0.00072

4=3.85 ×10−7m2

A=π 0.000352

4=9.62 ×10−8m2

A=π 0.00052

4=1.93 ×10−7 m2

3. Medir para los voltajes de fuente, propuestos en la tabla 2, la caída de

potencial U y la intensidad de corriente I en cada resistencia, luego

registrar en la tabla 2

4. Mediante los datos obtenidos en la tabla 2 obtener una gráfica de la

variación del Voltaje UMult con la intensidad de corriente IMult para el

bombillo y para el resistor analizando la variación de la resistencia para

cada caso en particular

5. Obtener el valor de la resistencia de cada elemento con la siguiente

expresión:

Ri=U Mult

I Mult, Ω

Constantán(0.001mm)

Ri 6V=0.6511

=0651 Ω

Ri 9V=0.658

1=0658 Ω

Ri 12 V=0.666

1=0666 Ω


Ri 6 V =2.5441

=2.544 Ω

Ri 9 V =2.5301

=2.530 Ω

Ri 12 V=2.527

1=2.527 Ω


Ri 6V =1.3171

=1.317 Ω

Ri 9 V =1.3121

=1.312 Ω

Ri 12 V=1.303

1=1.303 Ω


Ri 6 V=5.16

1=5.16 Ω

Ri 9 V=5.17

1=5.17 Ω

Ri 12 V=5.16

1=5.16 Ω

Latón (0.0005mm)

Ri 6 V=5.16

1=5.16 Ω

Ri 9 V=5.17

1=5.17 Ω

Ri 12 V=5.16

1=5.16 Ω

Bombillo

Ri 6V=5.750.06

=95.83Ω

Ri 9V =8.630.07

=123.29 Ω

Ri 12 V=11.430.09

=127 Ω

Resistor

Ri 6 V=5.750.04

=143.75 Ω

Ri 9V=8.570.07

=21.425 Ω

Ri 12 V=11.430.11

=103.90 Ω

6. Evaluar los valores de R obtenidos mediante fórmulas:

ΔRi−R p=

R i−Rp

Rp.100 %

Constantán (0.001mm)

ΔRi−R p=0.6566−0.6242

0.6242.100 %=5.1906 %


ΔRi−R p=2.5336−2.5388

2.5388.100 %=0.2048 %


ΔRi−R p=1.3106−1.2727

1.2727.100 %=2.978 %


ΔRi−R p=5.1633−5.093

5.093.100 %=1.380 %

Latón (0.0005mm)

ΔRi−R p=0.3823−0.3471

0.3471.100%=10.14 %

7. Evaluar los valores R obtenidos por medición directa mediante fórmulas:

ΔRi−Rm=

Ri−Rm

Rm.100 %


ΔRi−Rm=0.6566−0.9

0.9.100 %=27.04 %


ΔRi−Rm=2.5336−2.7

2.7.100 %=6.163 %


ΔRi−Rm=1.3106−1.6

1.6.100 %=18.088 %


ΔRi−Rm=5.1633−5.6

5.6.100 %=7.7982 %

Latón (0.0005mm)

ΔRi−Rm=0.3823−0.5

0.5.100 %=23.54 %

Bombillo

ΔRi−Rm=115.37−12.7

12.7.100 %=808.4 %

Resistor

ΔRi−Rm=89.692−99.5

99.5.100 %=9.857 %

ΔR p−Rm=

Rp−Rm

Rm.100 %


ΔR p−Rm=0.6242−0.9

0.9.100 %=30.64 %


ΔR p−Rm=2.5388−2.7

2.7.100 %=5.97 %


ΔR p−Rm=1.2727−1.6

1.6.100 %=20.456 %


ΔR p−Rm=5.093−5.6

5.6.100 %=9.053%

Latón (0.0005mm)

ΔR p−Rm=0.3471−0.5

0.5.100 %=0.306 %

Tabla 3- Evaluación de resultados obtenidos por la medición y cálculo

N

°

Elemento Resistencia

medida

Rm Ω

Resistencia

calculada

Rp=p LA

,Ω

Resistencia

calculada

Ri=UI

,Ω

Diferencia

ΔRi−R p,%

Diferencia

ΔRi−Rm, %

Diferencia

ΔR p−Rm,%

1 Constantán 0.9 0.6242 0.6566 5.1906 27.04 30.64

2 Constantán 2.7 2.5388 2.5336 0.2048 6.163 5.97

3 Constantán 1.6 1.2727 1.3106 2.978 18.088 20.456

4 Constantán 5.6 5.093 5.1633 1.380 7.7982 9.053

5 Latón 0.5 0.3471 0.3823 10.14 23.54 0.306

6 Lámpara 12.7 115.37 808.4

7 Resistor 99.5 89.692 9.857

8.- GRÁFICAS

0.06 0.07 0.090

2

4

6

8

10

12

14

Variación de Umult/imult Bombillo

Varción de U/I

Imult A

Umul

t, V

Gráfica 1 de la variación del Voltaje UMult con la intensidad de corriente IMult para el bombillo

Análisis de la gráfica 1.- En la grafica podemos observar la variación que existe respecto

a la relación del voltaje Umult con la intensidad de corriente Imult para el bombillo

0.04 0.07 0.110

2

4

6

8

10

12

14

Varción de Umult/Imult Resistencia

Varción de U/I

Imult, A

Umilt

,V

Gráfica 2 de la variación del Voltaje UMult con la intensidad de corriente IMult para la resistencia.

Análisis de la gráfica 2.- En la grafica podemos observar la variación que existe respecto

a la relación del voltaje Umult con la intensidad de corriente Imult para la resistencia

9.-RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS PLANTEADAS

PREGUNTAS:

1. ¿Qué se entiende por resistividad del conductor?

La Fuerza que se opone a l flujo de corriente eléctrica

2. ¿Cómo varía la resistencia al variar la longitud L del conductor?

Si es menor la longitud menor será la resistencia del conductor y si es

mayor tendrá una mayor resistencia

3. ¿Cómo varía la resistencia al variar el diámetro de sección D del

conductor?

Si es menor el diámetro mayor será la resistencia del conductor y si es

mayor el diámetro tendrá una menor resistencia

4. Observando las gráficas ¿Qué tipo de dependencia se observa entre I

y U?

U=R.I proporcionalmente directa

5. Si tomamos un cable calibre 14 y un cable calibre 12 ¿cuál ofrece

mayor resistencia y por qué?

El calibre 14 ofrece mayor resistencia por que a menor diámetro mayor

será la resistencia y el calibre 14 tiene un diámetro menor a un cable de

calibre 12.

6. Recomiende un calibre para circuitos de alumbrado doméstico.

Sustente su propuesta en base a la relación entre resistencia y

amperaje.

Calibre 14 puesto que los circuitos de alumbrados domésticos no trabajan

con un voltaje alto.

7. Recomiende un calibre para circuitos domésticos de tomacorrientes.

Sustente su propuesta en base a la relación entre resistencia y

amperaje.

Dependiendo para los aparatos que vayan a usarse podría ser de calibre 12

ya que algunos aparatos eléctricos tiene un mayor amparaje que otros.

8. Describa algunas características y aplicaciones del constantán y el

latón.

El constantán es una aleación, generalmente formada por un 55% de cobre

y un 45% de níquel (Cu55Ni45). Se caracteriza por tener una resistencia

eléctrica constante en un amplio rango de temperaturas, es uno de los

materiales más utilizados para la fabricación de monedas.

El latón es una aleación de cobre y zinc. Las proporciones de cobre y zinc

pueden variar para crear una variedad de latones con propiedades diversas.

En los latones industriales el porcentaje de Zn se mantiene siempre inferior

al 80 %. Su composición influye en las características mecánicas, la

fusibilidad y la capacidad de conformación por fundición, forja, troquelado

y mecanizado. En frío, los lingotes obtenidos pueden transformarse en

láminas de diferentes espesores, varillas o cortarse en tiras susceptibles de

estirarse para fabricar alambres.

10.-CONCLUCIONES

Se puede concluir que existe un error bajo entre la resistencia calculada y la resistencia medida, pero con la nos encotramos con errores mas altos en ΔRi−Rm y ΔR p−Rm Ya que los cables con los que se realizaron las medidas contienen resistencia y esto hace que aumente el error

11.-BIBLIOGRAFÍA.

Asi funciona(s.f).ley de ohm. Descargado de: http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_ley_ohm/ke_ley_ohm_1.htm

Panamahiel(s.f) camceptos básicos de la ley de ohm. Descargado de: http://panamahitek.com/conceptos-basicos-de-electricidad-la-ley-de-ohm/

P.Coca Rebollero y J. Rosique Jiménez (2000). Ciencia de Materiales Teoría- ensayos- tratamientos. Ediciones Pirámide. ISBN 84-368-0404-X.

12.-ANEXOS

Ilustración 1 Integrantes del grupo en el laboratorio realizando la práctica

Ilustración 2 Anotando los datos obtenidos en el voltímetro

Ilustración 3 integrantes del Grupo de laboratorio

Ilustración 4 integrantes del grupo de laboratorio

Ilustración 5 Hoja de Datos técnicos

Engineering

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