Experiencia 4_Resistencia y Resistividad

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EXPERIENCIA 4 
 
LEY DE OHM: RESISTENCIA, RESISTIVIDAD Y MATERIALES 
ÓHMICOS 
OBJETIVOS 
• Hallar la resistividad de un conductor tipo ohm de forma cilíndrica. 
• Diferenciar entre un material óhmico y uno no óhmico. 
 
Observe el video introductorio del enlace: https://www.youtube.com/watch?v=91jeiUmxXp0 
PREPARACIÓN PARA EL LABORATORIO 
• Consulte la ley de ohm. 
• ¿Qué es un dispositivo o material tipo ohm? 
• Deduzca a partir de la ley de ohm, la expresión para calcular la resistencia R de un conductor tipo 
ohm de forma cilíndrica de sección transversal A, longitud L y resistividad ρ. 
 𝑅 = 𝜌
𝐿
𝐴
 (1) 
Donde 𝐴 = 𝜋𝑅 . 
• Explique los factores de los cuales depende la resistencia y la resistividad de un material óhmico. 
• Explicar cómo afecta la temperatura a la resistividad y a la resistencia de un material óhmico. 
• Explique mediante una gráfica de Voltaje Vs. Corriente las diferencias entre un dispositivo o 
material óhmico y otro no óhmico. 
• ¿Cómo se calcula la resistencia de un material óhmico a partir de una gráfica de Voltaje Vs. 
Corriente? 
• ¿Cómo se calcula la resistencia de un material no óhmico a partir de una gráfica de Voltaje Vs. 
Corriente? 
 
MATERIALES 
Alambres resistivos de forma cilíndrica 
Calibrador pie de rey 
Termómetro 
Multímetro digital y multímetro analógico 
Fuente de D.C. 
Resistor de 500Ω/90mA, Bombillo de 12W/110V, Reóstato de 33Ω/3.1A 
PARTE A: MEDIDA DE LA RESISTIVIDAD 
Se trata de determinar el valor de la resistividad y de la conductividad de alambres conductores tipo 
óhmico para una determinada temperatura. 
https://www.youtube.com/watch?v=91jeiUmxXp0
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MONTAJE 1 
 
Figura 1. Montaje para calcular la resistividad 
1. Arme el montaje tal como lo indica la figura 1. 
2. Ajuste la escala y las sondas del voltímetro para medir resistencia. 
 
TOMA DE DATOS 1 
Observe el video del enlace: https://www.youtube.com/watch?v=cYq8sX4CKpQ 
1. Mida con ayuda del termómetro la temperatura del alambre. 
2. Mida con ayuda del calibrador pie de rey el radio R del alambre conductor. 
3. Mida la resistencia R de un tramo de alambre de longitud L (ver figura 1). Repita el procedimiento 
hasta cubrir toda la longitud del alambre. Usted debe tomar entre 8 y 10 parejas de datos. 
4. Registre en una tabla los datos medidos de longitud (L) y su correspondiente resistencia (R). 
5. Repita el procedimiento para otro alambre del mismo material, pero de mayor o menor diámetro 
y para otro alambre de diferente material. 
 
ANÁLISIS 
1. Calcule el área transversal A (en m2) de uno de los alambres utilizados. 
2. Calcule, con ayuda de la expresión (1), el valor de la resistividad para cada pareja de datos 
llenando una tabla como la siguiente. 
 
Material: Área transversal: 
R (Ω) 
L/A (m-1) 
𝜌(Ω ∙ m) 
 Promedio: 𝜌 = Temperatura conductor (T) = 
Tabla 1. 
https://www.youtube.com/watch?v=cYq8sX4CKpQ
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3. Repita el procedimiento para los otros alambres. 
4. Calcule ahora la resistividad de los materiales, pero a través del método de mínimos cuadrados 
(MMC). Para ello realice lo siguiente: 
a. Con los datos de la tabla anterior trace la gráfica de R en función de L/A. 
b. ¿Pasa la gráfica por el origen de coordenadas? Justifique 
c. Aplique adecuadamente el método de mínimos cuadrados para calcular la pendiente de 
la recta que mejor se ajusta a los datos experimentales. 
d. La pendiente determinada en el numeral anterior corresponde a la resistividad del 
material del cual está hecho el alambre conductor. ¿Por qué? 
5. ¿Cuál de los dos procedimientos es más adecuado para calcular la resistividad: el primero sacando 
promedio o el segundo por el MMC? 
6. Compare el valor de la resistividad encontrado de los diferentes materiales con el registrado en 
la tabla 4. 
Justifique las respuestas a las siguientes preguntas basándose en los datos registrados y los cálculos 
realizados: 
7. ¿A qué se debe la diferencia entre el valor de la resistividad encontrado y el registrado en las 
tablas? 
8. ¿Depende la resistividad de la longitud del alambre? 
9. ¿Depende la resistividad del área transversal del alambre? 
10. ¿De qué características del alambre depende la resistividad? 
11. ¿Depende la resistencia de la longitud del alambre? Explique. 
12. ¿Depende la resistencia del área de la sección transversal del alambre? Explique. 
 
PARTE B: CARACTERISTICAS DE MATERIALES ÓHMICOS MONTAJE 2 
 
Figura 2. Montaje para el resistor 
 
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 Observe el video del enlace: https://www.youtube.com/watch?v=I4xdEAGPJaM 
1. Arme el montaje tal como lo indica la figura 2. Conéctelo a la salida de la fuente de D.C. No 
olvide colocar el selector de voltaje en cero. 
2. Coloque el cursor del reóstato (resistencia de protección R) en una posición intermedia. 
3. Ajuste la escala y las sondas del amperímetro analógico para medir una corriente del orden de los 
10mA. 
4. Ajuste la escala y las sondas del voltímetro digital para medir un voltaje D.C. 
5. Pida a su profesor o auxiliar que revise el circuito antes de encender la fuente de voltaje. 
 
TOMA DE DATOS 
1. Mida la resistencia del resistor. 
2. Encienda la fuente y aumente gradualmente el voltaje hasta obtener el primer valor de corriente 
de la tabla número 2. Si no logra obtenerlo, realice un ajuste fino con el cursor del reóstato. Una 
vez obtenido el valor de la corriente registre el valor del voltaje correspondiente en la tabla 2. 
Repita el procedimiento para los otros valores de corriente. ANÁLISIS 
1. Grafique los datos de V vs. I registrados en la tabla 2. 
2. Obtenga la curva que mejor se ajusta a los datos mediante el MMC y determine el valor 
experimental de la resistencia del resistor. Compárelo con el valor medido y explique las posibles 
causas de error. 
3. ¿Se comporta el resistor como un dispositivo tipo óhmico? Justifique su respuesta. 
 Resistor 
Voltaje V 
(V) 
Corriente I 
(mA) 
Escala de 
corriente 
 1 10 mA 
 2 
 3 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=I4xdEAGPJaM
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 4 100mA 
 5 
 6 
 7 
 8 
 9 
 10 
 11 
 12 
 13 
 14 
Tabla 2. Para registrar los voltajes y corrientes en el resistor 
 
 
 
 
Bombillo 
Voltaje V 
(V) 
Corriente I 
(A) 
Escala de 
corriente 
0,5 3A 
1,0 
1,5 
2,0 
2,5 
3,0 
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30 
 
3,5 
4,0 
4,5 
5,0 
5,5 
6,0 
6,5 
7,0 
7,5 
8 
8,5 
9 
9,5 
10 
Tabla 3. Para registrar los voltajes y corrientes en la bombilla 
PARTE C: CARACTERISTICAS DE MATERIALES NO ÓHMICOS 
MONTAJE 3. 
Observe el video del enlace: https://www.youtube.com/watch?v=aVZ1IU4IOKU 
1. Arme el mismo circuito de la figura 2, pero remplazando el resistor por la bombilla de 60W. 
 
TOMA DE DATOS 
3. Mida la resistencia del bombillo antes colocarlo en el circuito. 
4. Encienda la fuente y aumente gradualmente el voltaje hasta obtener el primer valor de voltaje de 
la tabla número 3. Si no logra obtenerlo, realice un ajuste fino con el cursor del reóstato. Una vez 
obtenido el valor del voltaje, registre el valor de la corriente correspondiente en la tabla 3. Repita 
el procedimiento para los otros valores de voltaje. 
https://www.youtube.com/watch?v=aVZ1IU4IOKU
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5. Desconecte el bombillo y mida su resistencia rápidamente. 
 
ANÁLISIS 
4. Grafique los datos de V vs. I registrados en la tabla 3. 
5. Obtenga la ecuación de la curva que mejor se ajusta a los datos mediante el MMC. 
6. Determine a partir de la gráfica el valor experimental de la resistencia del bombillo antes y 
después de conectarlo. Compárelo con el valor medido y explique las posibles causas de error. 
7. ¿Se comporta el resistor como un dispositivo tipo óhmico? Justifique su respuesta. 
 
Realice conclusiones de cada una de las experiencias. 
Material ρ (Ω .m) 
Plata 
Cobre 
Aluminio 
Tungsteno 
Plomo 
Constantán (Ni+Cu) 
Aleación de Fe y Ni 
Carbón 
Agua salada 
Germanio 
Oxido de cobre (CuO) 
Agua destilada 
Vidrio 
Aceite de transformador 
Caucho 
1,6x10-8 
1,7x10-8 
2,7x10-8 
5,6x10-8 
2,1x10-7 
4,91x10-7 
1,7x10-6 
3,5x10-5 
2,0x10-1 
5,0x10-1 
1,0x103 
5,0x103 
1,0x1012 
2,0x1014 
1,0x1015 
Tabla 4. Valores de resistividad de algunos materiales a 20ºC.