369832134-Practica-4-Electricidad-y-magnetismo

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Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores
Plantel Aragón
INGENIERIA ELECTRICA
CLASE “ELECRTRICIDAD Y MAGNETSIMO”
TRABAJO
TEMA: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
GRUPO:8510
NOMBRE DEL PROFESOR: RODOLFO ZARAGOZA BUCHAIN
NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 
FECHA DE ENTREGA: NOVIEMBRE DEL 2022
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
CUARTA PRÁCTICA RESISTENCIA ÓHMICA, RESITIVIDAD Y LEY DE OHM
LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO DEPARTAMENTO DE FÍSICA
PRACTICA N°4
RESISTENCIA ÓHMICA, RESISTIVIDAD Y LEY DE OHM
MATERIAL Y EQUIPO
Dos Multímetros. 
Un puente de Wheatstone. 
Una fuente de poder. 
Tres resistencias (100 , 2.7 K, 47 K, todas a 1/2 W). 
Cables de conexión. 
Un hilo conductor de alambre con su base. 
Un tablero con conductores de alambre magneto de diferentes calibres. 
Tres minas de carbón de diferente dureza (HB, 2H y 4H) y longitud igual. 
Un termistor. 
Una parrilla. 
Un soporte universal y sus accesorios. 
Un vaso Pírex. 
Un termómetro digital y/o de bulbo de mercurio. 
Un vernier. 
DESARROLLO
MEDICIÓN DE RESISTENCIA ÓHMICA POR DIFERENTES MÉTODOS: 
Código de colores. 
A) Usando el código de colores identificamos los valores de tres resistencias y registramos los datos de las resistencias de carbón. 
Equipo puente de Wheatstone. 
B) El profesor describió el uso y manejo del equipo Puente de Wheatstone, que crea un puente (circuito cerrado) donde por medio de apretar dos botones y calcular por medio de ajuste a perilla que cada una son múltiplos para ajustar por medio de aguja que tiene que colocarse en medio de la medición.
C) Realice con el puente de Wheatstone la medición de las tres resistencias indicadas en la tabla y concentre sus resultados en la misma. 
Óhmetro. 
D) Utilizamos el multímetro en su función de óhmetro, para medir las mismas resistencias anteriores y registramos los valores en la siguiente tabla. 
	RESISTENCIA 
	CODIGO DE COLORES [Ω] 
	PUENTE DE WHEATSTONE 
[Ω] 
	OHMETRO 
[Ω] 
	R1=100 Ω
	Café, negro, café, dorado
	98.3
	100.2 Ω
	R2=2.7 K Ω
	Rojo, violeta, rojo, dorado
	2672
	2.67 k Ω
	R3=47 K Ω
	Amarillo, violeta, negro, dorado
	47000
	46.8 K Ω
1. ¿Qué condiciones se deben cumplir para medir el valor de la resistencia desconocida por medio del puente de Wheatstone. 
Que el equilibrio de los brazos del puente; Estos estén constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida, que la resistencia cierre el circuito y seguir las especificaciones de fabricante del equipo.
Potencial inducido. 
E) Considerando los valores de resistencia dados por el código de colores, calcular el voltaje máximo ( Vmax=) que se puede aplicar a cada una de ellas y concentre sus resultados en la tabla.
	R
	Vmáx [V] 
	V entrada
	R1=100 Ω
	10.009 v
	8 v
	R2=2.7 K Ω
	36.53 v
	20 v
	R3=47 K Ω
	216.33 v
	20 v
F) Armamos el circuito de la figura 4.5, considerando las resistencias empleadas en el inciso a) una a la vez. 
G) Alimentamos el circuito con un voltaje menor o igual al calculado en la tabla anterior para cada resistencia y realizamos mediciones de voltaje e intensidad de corriente y concentramos sus resultados en la tabla siguiente. 
	RESISTENCIA 
	VOLTAJE 
[V] 
	CORRIENTE 
[A] 
	RESISTENCIA 
[Ω ]
	R1=100 Ω
	8.81 v
	89.3 mA
	98.65 Ω
	R2=2.7 K Ω
	20.26 v
	7.62 mA
	2.65 k Ω
	R3=47 K Ω
	20.28 v
	0.44 mA
	46.09 K Ω
2. Aplicando la Ley de Ohm, encuentre el valor para cada una de las resistencias de la tabla 
4.3, y concentre sus resultados en la misma.
3. ¿Con qué método obtuvo mayor exactitud en la medición de resistencia óhmica? (tome como referencia el valor obtenido por código de colores, sin considerar la tolerancia)
Con el voltaje máximo que su variación solo fue de milésimas, por otra parte la ley de ohm tenía variaciones decimales
Potencia eléctrica en una resistencia. 
H) Arme el circuito mostrado en la figura.
I) Para cada caso de voltaje indicado en la tabla 4.4 mida la corriente eléctrica y concentre sus mediciones en la misma. 
	VOLTAJE
[V]
	CORRIENTE
[A]
	POTENCIA [W]
	2
	19.20mA
	
	4
	39.6mA
	
	6
	58mA
	
	8
	78.5mA
	
	10
	97.1mA
	
	12
	118.5mA
	
	14
	140.3mA
	
	16
	161.6mA
	
	18
	189.2mA
	
	20
	206mA
	
4. Tomando los valores de corriente y voltaje de la tabla 4.4, calcule la potencia y concentre sus resultados en la misma. ¿Coincide la potencia calculada con la especificada por el fabricante? Explique.
Calculo de la potencia:
5. Realice una gráfica de voltaje contra corriente, tomando como referencia los valores obtenidos en la tabla 4.4 
Medición de la resistencia óhmica en función de la longitud del conductor
J) Conecte los elementos como se muestra en la figura 4.7. 
K) De acuerdo a la tabla 4.7 mida la resistencia óhmica en cada caso y concentre los resultados en la misma. 
	LONGITUD
[cm]
	RESISTENCIA

	0
	0.2
	10
	1
	20
	1.2
	30
	1.5
	40
	1.7
	50
	2.1
	60
	2.5
	70
	2.7
	80
	3.2
	90
	3.4
	100
	3.8
Resistencia óhmica en función de la longitud.
6. Realice una gráfica de resistencia contra longitud, a partir de los valores obtenidos en la tabla 
7. ¿Qué relación nos muestra la gráfica y la tabla 4.5 respecto a resistencia contra longitud? 
Que conforme a la longitud del alambre la resistencia aumenta solo que en esta grafica el porcentaje es mínimo
Determinación de la resistencia óhmica en función del área de sección transversal del alambre conductor. 
L) Mida el diámetro de sección transversal de los conductores, llene las columnas correspondientes al diámetro y al área en la tabla 4.6 
M) Mida la resistencia óhmica de cada uno de los conductores contenidos en el tablero (figura 4.8) y concentre sus valores obtenidos en la tabla 4.6. 
Nota: Los diámetros considerados son sin aislante.
Medición de la resistencia óhmica de conductores de diferentes calibres.
	CALIBRE
#
	DIÁMETRO[mm]
	ÁREA[mm^2]
	RESISTENCIA

	
	Medido
	Tablas
	Medido
	Tablas
	
	15
	1.56
	1.45
	1.91
	1.65
	0.2
	22
	0.72
	0.644
	0.40
	0.326
	0.6
	30
	0.012
	0.255
	1.1x10^-4
	0.0509
	3.7
Resistencia óhmica en función del área de sección transversal.
8.- ¿Coinciden los datos obtenidos de diámetro y área de los conductores con la tabla de datos del fabricante de conductores de cobre?
Coincide tanto el diámetro, el área además de la resistividad del material
9.- Con los valores de la tabla 4.6, realice una gráfica de resistencia contra área.
10.- ¿Qué relación de proporcionalidad observa a partir de la gráfica elaborada en la pregunta 9?
Nuestras el área transversal sea más grande habrá menos oposición al paso de electrones y cuando el área es pequeña la resistencia es muy grande.
Determinación de la resistencia respecto a la conductividad de los conductores 
N) Conecte las minas, una a la vez como se muestra en la figura 4.9. 
Medición de conductividad y resistividad eléctrica.
O) Aplique una diferencia de potencial de 1 [V] a cada una de las minas de carbón, mida la intensidad de corriente eléctrica y concentre sus mediciones en la tabla 4.7; calculando lo que se indica. 
	Minas de Carbón 
	Longitud 
[m]
	Diámetro 
[m] 
	Área 
[m2 ] 
	Corriente 
[A] 
	Densidad de Corriente 
[A/m2] 
	Campo Eléctrico. 
[V/m] 
	Resistividad
[ -m]
	Conductividad
[1/ -m]
	HB
	0.12863
	0.0191
	
	32.95mA
	115.21
	7.8125
	4.48
	0.2232
	2H
	0.12863
	0.0193
	
	42.2mA
	144.52
	7.8125
	3.2128
	0.3112
	4H
	0.12863
	0.0193
	
	40.66mA
	139.24
	7.8125
	3.5072
	0.2851
	Resistencia
	35 
	25.1 
	27.4 
Conductividad y resistividad eléctrica.
Determinación de la resistencia debido a la variación de la temperatura 
P) Arme el dispositivo que se muestra en la figura 4.9; cuidando de ubicar el sensor de temperatura junto al termistor. 
Resistencia en función de la temperatura.
Q) Con el multímetro usado como óhmetro, tome el valor de la resistencia del termistor de acuerdo a los valores de temperatura de la tabla 4.8 y concentre sus resultados enla misma. 
	T [ºC] 
	R [Ω] 
	Temperatura inicial 
	5.4
	30
	3.5
	35
	3
	40
	2.6
	45
	2.3
	50
	2
	55
	1.7
	60
	1.5
	65
	1.4
	70
	1.1
Resistencia en función de la temperatura.
11.- Elabore una gráfica resistencia contra temperatura con los datos de la tabla 4.8.
12.- En el caso de un conductor ¿Cómo varía la resistencia en función de la temperatura y por qué?
Si el conductor está caliente permitirá mas fácil el paso de electrones o corriente eléctrica, en cambio si esta frio o a bajas temperaturas, habrá mucha resistencia eléctrica ya que con el calor los átomos se mueven más rápido y más frio estos disminuyen su velocidad.
CONCLUSIONES
La resistencia es una característica importante para materiales y así para los circuitos eléctricos y electrónicos que se opone el flujo eléctrico; conocido como resistencia eléctrica, esta depende de varios factores como área de una materia, longitud, el tipo de material como también la temperatura de este, es muy importante porque de estas bases se rigen el comportamiento del cableado eléctrico que nos proporciona electricidad; conociendo de esta forma otro concepto relacionado a la resistencia que es: la resistividad eléctrica que nos muestra como la resistencia se comporta por metro, que a mayor longitud la resistencia aumenta. Otra característica sería la de la temperatura a mayor temperatura la resistencia es menor y a menor aumenta. De esta forma se cumplen leyes que nos ayudan a conoces resistencia, voltaje y corriente eléctrica (ley de ohm) o voltaje máximo que resiste una resistencia relacionando la potencia eléctrica de las resistencias.
CUESTIONARIO PREVIO
1. Enuncie la Ley de Ohm en su forma escalar, describiendo sus variables y unidades 
correspondientes.
La ley de Ohm, es una propiedad específica de ciertos materiales. La relación
En donde, empleando unidades del Sistema internacional:
I = Intensidad en amperios (A)
. V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω)
2. Los valores de resistencia óhmica se pueden obtener a través de un código de colores. 
Investigue y muestre en una tabla el mismo.
3. Atendiendo al punto 2 indique el valor de las siguientes resistencias:
 
4. ¿Qué características nominales proporciona el fabricante de una resistencia óhmica?
Algunos de los datos más comunes que nos facilitan los fabricantes de estos elementos son:
- Resistencia nominal (Rn): es el valor óhmico que se espera que tenga el componente.
- Tolerancia: es el margen de valores que rodean a la resistencia nominal y en el que se encuentra el valor real de la resistencia. Se expresa porcentaje sobre el valor nominal.
- Potencia nominal (Pn): es la potencia (en vatios) que la resistencia puede disipar sin deteriorarse.
- Tensión nominal (Vn): es la tensión continua que se corresponde con la resistencia y potencia nominal.
- Intensidad nominal (In): es la intensidad continua que se corresponde con la resistencia y potencia nominal.
- Tensión máxima de funcionamiento (Vmax): es la máxima tensión continua o alterna eficaz que el dispositivo no puede sobrepasar de forma continua a la temperatura nominal de funcionamiento.
5. Considerando los valores nominales de resistencia óhmica, a partir de la expresión de 
potencia eléctrica, deduzca la fórmula que cuantifique el voltaje máximo que se puede 
aplicar a la misma.
La formula del voltaje máximo es: 
6. Defina los conceptos: conductividad eléctrica y resistividad eléctrica.
La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad (o de la aptitud) de un material para dejar pasar (o dejar circular) libremente la corriente eléctrica. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material. Los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de la temperatura.
La resistividad es la resistencia eléctrica específica de cada material para oponerse al paso de una corriente eléctrica. Se designa por la letra griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohmios metro (Ω•m).1
en donde  es la resistencia en ohms,  la sección transversal en m² y  la longitud en m. Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor.
7. ¿De qué parámetros geométricos y físicos depende la resistencia óhmica de un alambre 
conductor? Indique la ecuación de resistencia óhmica en función de estos parámetros.
Depende de la longuitud, el área del alambre y la resisividad de su material
8. Defina el concepto densidad de corriente eléctrica y escriba su expresión 
correspondiente.
La densidad de corriente, designada por el símbolo J, es la corriente media por unidad de área (sección trasversal) del conductor, es decir, suponiendo una distribución uniforme de la corriente:
En cuanto a sus unidades, J se mide en el S.I. en A/m2 pero es frecuente expresarlo en A/mm2 ya que, evidentemente, al tratarse de la sección de un conductor, es más manejable realizar la medición en mm2.
9. Enuncie la Ley de Ohm en su forma vectorial, describiendo sus variables y unidades correspondientes
En su forma vectorial, la Ley de Ohm es: 
J = σ E, 
donde J es la densidad de corriente (o corriente por unidad de área), σ es la conductividad del medio, y E la intensidad del campo eléctrico. En esta expresión, tanto J como E son vectores, mientras que σ es un escalar. 
10. Escriba la expresión matemática de variación de la resistencia con respecto a la 
temperatura y defina cada término.
La resistividad de cualquier material no es constante, depende de la temperatura y de otras circunstancias como las impurezas o los campos magnéticos a los que está sometido.
La resistividad aumenta con la temperatura, de modo que podemos decir que:
Donde 
 : Resistividad.
: Coeficiente de variación de la resistividad con la temperatura.
T : temperatura
· Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. 
· La temperatura es una magnitud física  que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente.
VOLTAJE [V	]	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	CORRIENTE [A	]	19.2	39.6	58	78.5	97.1	118.5	140.30000000000001	161.6	189.2	206	LONGITUD [cm	]	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	RESISTENCIA [ W 	]	0.2	1	1.2	1.5	1.7	2.1	2.5	2.7	3.2	3.4	3.8	area	1.65	0.32600000000000001	5.0900000000000001E-2	resistencia	0.2	0.6	3.7	T [ºC	]	 	0	30	35	40	45	50	55	60	65	70	R [Ω	]	 	5.4	3.5	3	2.6	2.2999999999999998	2	1.7	1.5	1.4	1.1000000000000001