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lOMoAR cPSD|3707762 lOMoAR cPSD|3707762 VERIFICACION EXPERIMENTAL DE LA LEY DE OHM Estudiantes : Omar Dario Piamba Bravo 4512989 Andres Felipe Villegas Gomez 9772091 Jhon Hammer Parra S. 18515402 Presentado a : Jhon Jairo Santa Chavez UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS PEREIRA-2003 lOMoAR cPSD|3707762 OBJETIVOS • Comprobar experimentalmente la ley de OHM. • Analizar Las diferencias existentes entre los elementos lineales (Ohmicos) y no lineales (no Ohmnicos) • Aplicar técnicas de análisis gráfico y ajuste de curvas a los datos obtenidos en el laboratorio • Expresar correctamente la incertidumbre en medidas eléctricas. A través de esta práctica experimental, el estudiante podrá verificar .la ley de Ohm, identificará comportamientos lineales y no lineales en elementos de circuitos eléctricos y además aplicará técnicas de análisis sobre datos experimentales, discutidas en el laboratorio de física I. EQUIPOS Y MATERIALES • Reóstato Phywe 100 ó 330 ohmios. • Multimetro digital Fluke o Hi-Tech • Voltímetro análogo Pasco • Amperímetro análogo Pasco • Fuente de alimentación de corriente contínua variable Pasco o Phywe. • 10 conductores lOMoAR cPSD|3707762 PROCEDIMIENTO a. Instale el circuito de la figura 2-2 b. Seleccione un reóstato de 100 Ohmios de valor nominal de resistencia y luego mídala con el Ohmetro Fluke y consigne su valor. c. En el circuito asegúrese de la correcta conexión de los equipos de medida considerando su polaridad y la escala de trabajo. d. Encienda la fuente (asegúrese que marca el valor mínimo), luego desde su dial aumente la tensión de voltio en voltio a partir de un (1) voltio o un valor cercano (controle la correcta ejecución de este paso anotando las lecturas correspondientes del voltímetro), hasta llegar a 10 voltios y luego en forma descendente, desde 9.5 voltios disminuya hasta regresar a cero voltios. Tome también las lecturas respectivas en el amperímetro y consigne los datos en la tabla 2.1. NOTA 1: no invierta demasiado tiempo ajustando que la fuente de alimentación le proporcione exactamente 1.0 voltio puede emplear valores cercanos para completar la tabla con las cantidades respectivas. NOTA 2: El reóstato de 100 ohmios instalado entre los terminales a y b, según la figura 2-2, debe medirse con el Ohmetro Profesional y luego conectarse entro los bornes fijos. e. En el circuito de la figura 2-2 instale la siguiente variación: el reóstato situado entre los puntos a y b, debe ser conectado entre los terminales variables y el cursor en una posición intermedia, mida el nuevo valor de R con el Ohmetro y repita el procedimiento descrito. lOMoAR cPSD|3707762 f. Instale el circuito de la figura 2-3 El elemento conectado ahora entre los puntos a y b, es un bombillo B que tiene unas especificaciones suministradas por el fabricante las cuales NO DEBEN SER SOBREPASADAS. Repita el procedimiento y llene la tabla 2.3 lOMoAR cPSD|3707762 TABLAS Y ESCALAS Tabla 2.1: Amperímetro I(m)= 1 Amperio Voltímetro V(m)= 10 Voltios R= 100 Valor medido (Fluke) V(v) I(A) V(v) I(A) 1 0.020 9.5 0.105 2 0.030 8.5 0.095 3 0.040 7.5 0.085 4 0.050 6.5 0.075 5 0.060 5.5 0.065 6 0.070 4.5 0.055 7 0.080 3.5 0.045 8 0.090 2.5 0.035 9 0.100 1.5 0.025 10 0.110 0 0.015 Tabla 2.2 ESCALAS: mperimetro Im= 0.1 Amperios Voltimetro Vm= 10V R= 200 Valor medido (Fluke) V(v) I(A) V(v) I(A) 1 0.006 9.5 0.047 2 0.011 8.5 0.043 3 0.016 7.5 0.037 4 0.021 6.5 0.032 lOMoAR cPSD|3707762 5 0.025 5.5 0.028 6 0.030 4.5 0.022 7 0.035 3.5 0.019 8 0.040 2.5 0.014 9 0.045 1.5 0.008 10 0.049 0 0.001 Tabla 2.3 ESCALAS: Amperimetro Im= 0.3 Amperios Voltimetro Vm= 10V R= 5.8 Valor medido (Fluke) V(v) I(A) V(v) I(A) 1 0.060 9.5 0.236 2 0.085 8.5 0.215 3 0.109 7.5 0.195 4 0.135 6.5 0.175 5 0.144 5.5 0.154 6 0.166 4.5 0.136 7 0.175 3.5 0.115 8 0.190 2.5 0.096 9 0.200 1.5 0.075 10 0.215 0 0.010 lOMoAR cPSD|3707762 ANÁLISIS Y GRÁFICOS Utilice papel milimetrado para elaborar las gráficas para cada una de las tres tablas de datos. En los gráficos donde obtenga una recta mida la pendiente y la ordenada al origen; dé el significado correspondiente a cada una de estas medidas, sus unidades y escriba una ecuación que relacione las variables V e I Pendiente (m ó a) Ordenada al origen (b) 0.032 0.01 0.0047 0.001 0.01 Con los datos de las tablas aplique mínimos cuadrados para construir las ecuaciones respectivas de V e I Ecuaciones: TABLA 1: V = 0.0048(I) + 0.01 TABLA 2: V = 2.8904(i) + 6.001 TABLA 3: V = 0.3630(I) + 0.01 Valores de θ TABLA 1: θ = 0.2750° TABLA 2: θ = 70.9160° TABLA 3: θ = 19.9528° lOMoAR cPSD|3707762 Explique la medida de la resistencia empleada en su práctica de los laboratorios. La medida se realizó en ohmios, que es la medida IUPAC, y por tanto la más usada en nuestra zona, con instrumentos digitales de la ta precisión, mostrándonos que la ley de ohm se cumple, sin importar el porcentaje de resistencia impuesto al circuito. PREGUNTAS 1. ¿Que graficas obtuvo a partir de los datos consignados en las tablas 1 y 2? Se obtuvieron dos rectas aproximadas, de pendiente positiva 2. ¿Cómo es el comportamiento de las resistencias usadas en las partes 1 y 2 del procedimiento? Discútalo. En ambas partes del procedimiento, las resistencias mantuvieron un comportamiento proporcional al voltaje suministrado y a la intensidad de corriente medida al final del circuito. 3. ¿Qué curva obtuvo a partir de la tabla 2.3? Qué relación existe entre V y I? ¿Cómo es el comportamiento del bombillo de la parte 3 podrá concluir que es lineal? ¿Explique por qué? A partir de la tabla 2.3 se obtuvo una recta, de pendiente positiva, mayor a la de los experimentos anteriores. Analizando los datos y la gráfica, se puede concluir que esta describe una línea recta, mostrando un comportamiento lineal en cuanto al voltaje suministrado y la intensidad de la corriente del circuito, ya que según la ley de ohm, estos dos son proporcionales a la resistencia aplicada y como esta última no fue variada durante el desarrollo de la lOMoAR cPSD|3707762 practica, la relación de el voltaje y la intensidad de corriente presenta el comportamiento esperado. 4. Para una resistencia dada; discutir las diferencias entre valores nominales, reales y los calculados. Los valores nominales, reales y esperados difieren en cierto modo, debido a que la ley de ohm en teoría simple omite factores que no son ajenos al experimento, y tendientes a mostrarnos en ocasiones comportamientos algo incongruentes al desarrollo de la practica, pero que si son tomados en la ecuación base, tanto esta nueva teoriza como la practica deben ser congruentes, pero esto complicaría el desarrollo del experimento. 5. Existen resistencias de valor cero o negativas, justifique su respuesta. Para que una resistencia presente un comportamiento igual a cero (0), esta no tendría un papel importante en el circuito, ya que no abría agente alguno que se opusiera en alguna proporción al paso de la corriente en el circuito y por otro lado al ser esta negativa, nos indicaría que hay un incremento en el flujo de electrones en el circuito, siendo esta lo contrario de su razón de ser, por lo tanto no creemos que tal resistencia exista. 6. Consultar qué es un semiconductor. Semiconductor: son una tercera clase de materiales. Sus propiedades eléctricas se encuentranentre las de los aisladores y las de los conductores. El silicio y el germanio son ejemplos bien conocidos de semiconductores utilizados comúnmente en diversos dispositivos electrónicos. Las propiedades eléctricas de los semiconductores pueden cambiarse en varias órdenes de lOMoAR cPSD|3707762 magnitud añadiendo a los materiales cantidades controladas de ciertos átomos. lOMoAR cPSD|3707762 CONCLUSIONES • A través de la experiencia comprobamos la ley de ohm. • Con base en los análisis de los elementos lineales (ohmicos) y no lineales, aprendimos a expresar de manera adecuada la incertidumbre en las medidas eléctricas. • Afianzamos los conocimientos en el manejo de instrumentos de medida eléctricos. • Con la práctica afianzamos la lectura, e interpretación de circuitos eléctricos. • Aplicamos técnicas aprendidas en el laboratorio de física I en el análisis gráfico de datos experimentales y ajuste de curvas a los datos obtenidos en el laboratorio.
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