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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO DOCENTES: LUIS ALFARO GARCÍA EDUARDO MARCELO HUERTAS QUIRÓS ALUMNOS: SANTOS RONCAL, ISRAEL JULIO SERNAQUÉ NUNURA, ANGEL ASIGNATURA: FISICA II CICLO: VI ESCRIBA VAZQUES, ALEXANDER UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO RESUMEN La ley de ohm nos dice que 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. Esta ley fue postulada por el matemático y físico GEORG SIMÓN OHM, es una de las leyes fundamentales en la electrodinámica y en la cual se relacionan los valores de las unidades fundamentales en cualquier circuito cerrado como son la tensión, intensidad y resistor. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO I. OBJETIVOS: Determinar la relación existente entre el voltaje, la corriente y la resistencia eléctrica en un circuito de corriente continua. Verificar la Ley de Ohm. II. FUNDAMENTO TEÓRICO: La ley de Ohm es una de las ecuaciones más importantes en el campo de la electricidad, puede aplicarse a cualquier red, en cualquier marco de tiempo. Es decir, puede aplicarse a circuitos de corriente continua, corriente alterna, circuitos digitales y de microondas, y a cualquier tipo de señal; tanto como para largos periodos de tiempo o para respuestas instantáneas. La ley de Ohm, en honor de George Simon Ohm, se define por la siguiente ecuación: 𝐼 = 𝑉 𝑅 … (1) Donde: I: corriente eléctrica. V: diferencia de potencial o voltaje. R: resistencia eléctrica. La ley establece que, con una resistencia fija, cuanto mayor es el voltaje a través de un resistor, mayor es la corriente; y cuanto mayor es la resistencia manteniendo el voltaje constante, menor es la corriente (Boylestad, 2011). Dependiendo del autor, la diferencia de potencial o voltaje V es representado también con la letra E. Mediante operaciones matemáticas podemos determinar también el voltaje o la resistencia: 𝑅 = 𝑉 𝐼 … (2) 𝑉 = 𝐼𝑅 … (3) UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Para recordar esto nos podemos apoyar en el siguiente gráfico, en el que si tapamos la letra correspondiente a la magnitud que queremos encontrar, tenemos la relación de las otras dos magnitudes que nos llevará a encontrar el valor deseado: III. Instrumentos y materiales: Para desarrollar la práctica de ley de Ohm utilizaremos el simulador de Ley de Ohm de Phet Interactive Simulations de la Universidad de Colorado, para ingresar debes hacer clic en el ícono mostrado a continuación o copiar y pegar el siguiente enlace en el navegador: https://phet.colorado.edu/sims/html/ohms-law/latest/ohms-law_es.html https://phet.colorado.edu/sims/html/ohms-law/latest/ohms-law_es.html UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO IV. Procedimiento: Veremos esta ventana en nuestra pantalla: Aquí podremos variar el voltaje y la resistencia y visualizar como esto afecta a la cantidad de corriente eléctrica que circula por el circuito, para hacerlo solo debemos deslizar las barras del lado derecho hacia arriba para incrementar el valor y hacia abajo para disminuirlo. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO El simulador también muestra el valor de corriente eléctrica resultante de los valores de voltaje y resistencia elegidos. Desliza para variar el voltaje Desliza para variar la resistencia Valor de la corriente eléctrica en miliamperios UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Con la ayuda de este simulador rellenaremos dos tablas de toma de datos que nos servirán para nuestro análisis. En la primera tabla mantendremos constante el voltaje y en la segunda tabla mantendremos constante la resistencia. a) Experimento 1: Establecemos un valor fijo de voltaje de 6 V. Variamos la resistencia con valores de entre 200 y 800 Ohmios. Para cada valor de resistencia elegido, registramos el valor de corriente eléctrica que visualizamos en el simulador. Tabla 1: Voltaje = 6.0 + 0.1 V Muestra Resistencia (Ω) Corriente (mA) 1 207 29.0 2 272 22.1 3 323 18.6 4 399 15.0 5 445 13.5 6 491 12.2 7 542 11.1 8 587 10.2 9 658 9.1 10 795 7.5 UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO y = 6x - 2E-17 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 I( V ) 𝛺^-1(A) Corriente(I) vs R^-1(𝛺) UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO b) Experimento 2: Establecemos un valor fijo de resistencia de 500 Ohmios. Variamos el voltaje con valores de entre 2 y 9 voltios. Para cada valor de voltaje elegido, registramos el valor de corriente eléctrica que visualizamos en el simulador. Tabla 2: Resistencia = 500Ω Muestra Voltaje (V) Corriente (mA) 1 2.1 4.2 2 3 6 3 3.6 7.2 4 4.2 8.4 5 4.8 9.6 6 5.5 11 7 6.2 12.4 8 6.7 13.4 9 7.4 14.8 10 8.8 17.6 V. Procesamiento de Datos: Resistencia y corriente con voltaje constante Con los datos de la tabla 1, calcula el voltaje para cada muestra utilizando la ley de Ohm, no olvides que el valor de la corriente está en miliamperios y el valor de voltaje deberá ser calculado en Voltios. o Recuerda que: 𝑉 = 𝐼𝑅 UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Tabla 3: Muestra Resistencia (Ω) Corriente (mA) Voltaje(V) 1 207 29.0 6.003 2 272 22.1 6.011 3 323 18.6 6.008 4 399 15.0 5.985 5 445 13.5 6.007 6 491 12.2 5.990 7 542 11.1 6.016 8 587 10.2 5.987 9 658 9.1 5.988 10 795 7.5 5.963 Voltaje y corriente con resistencia constante Con los datos de la tabla 2, realiza una gráfica Voltaje vs Corriente y calcula su pendiente, recuerda que la pendiente m es: 𝑚 = ∆𝑦 ∆𝑥 UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Encontrándose El voltaje V en el eje de las y y la corriente I en el eje de las X. y = 2x 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 V ( v) I (mA) Voltaje (V) vs Corriente (I) UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO VI. Resultados: a) Resistencia y corriente con voltaje constante: Compara el valor de voltaje utilizado en el simulador con el valor promedio de los valores de voltaje calculados con la ley de ohm por cada muestra en la tabla 3. Voltaje del simulador (Vsim) 6V Voltaje promedio calculado (V) 5.996V b) Voltaje y corriente con resistencia constante: Encuentre el valor de la pendiente en la gráfica y en qué unidades está dada. Analice lo que representa. m 0.5 V/mA 1 Ω = 1𝑉 𝐴 entonces 𝑚 = 500 Ω por lo tanto la pendiente de la recta representa el valor de R(resistencia) en ohmios. VII. Conclusiones: Se logró identificar que el voltaje es proporcional a la corriente, de acuerdo con la gráfica se obtuvo una recta con pendiente positiva entre V e I teniendo en cuenta que R es el valor de dicha pendiente. VIII. Cuestionario: ¿Qué relación de proporcionalidad encuentra entre la resistencia y la corriente? Existe una relación inversamente proporcional, es decir que considerando un valor fijo para el voltaje entonces si aumentamos el valor de la corriente luego el valor de la resistencia deberá de disminuir para que se mantenga la relación entre estas dos con el voltaje fijado. ¿Qué relación de proporcionalidad encuentra entre el voltaje y la corriente? UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Existe una relación de proporcionalidad directa donde el factor de proporcionalidad viene a estar dado por la resistencia. ¿El valor promedio de voltaje calculadoes igual, muy próximo o alejado del valor de voltaje usado en el simulador? ¿Por qué? Es muy próximo al valor de voltaje usado en el simulador y esto se debe a que, al hacer las operaciones en el simulador, se redondean valores decimales por lo tanto es natural que exista una muy pequeña diferencia numéricamente hablando. La pendiente calculada ¿es positiva o negativa? ¿Por qué? La pendiente calculada es positiva debido a que mientras más corriente se le suministre o fluya más voltaje se podrá medir. ¿Qué representa la pendiente encontrada en la gráfica Voltaje vs Corriente? Representa el valor de la resistencia en Ohmios. IX. Referencias Bibliográficas: Boylestad, R. L. (2011). Introducción al análisis de circuitos (12a. ed.). México, México: PEARSON EDUCACIÓN. PhET Interactive Simulations University of Colorado Boulder https://phet.colorado.edu https://phet.colorado.edu/
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