Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniera Escuela de Ciencias Departamento de Fsica Laboratorio de Fsica II

Informe de Laboratorio #

4

Grupo 1 Nombres: Jos Vctor Tobas Romero Luis Edyn Pop Castro Rodrigo Arana Garca Seccin: A B C

200714364 200915690 201020307

INTRODUCCINAl pensar en un flujo de electrones en un conductor se podra pensar que la totalidad de energa elctrica se transfiere de un punto a otro. Ahora se sabe que en realidad existe una prdida de energa, pues en su trayectoria los electrones chocan con otras partculas atmicas en el material conductor. Estos choques inelsticos resultan en una prdida de energa por unidad de carga, a la cual se le conoce como cada de voltaje. sta cada depende de la resistividad de cada material, por medio de la cual se calcula a resistencia de un conductor. La relacin entre el voltaje, la corriente y la resistencia es conocida como la Ley de Ohm. En la prctica se realizaron mediciones de voltaje y corriente y se crearon grficas que describen su comportamiento. Adems se determin el material del que estaba hecho el alambre conductor al calcular la resistividad del material y compararlo con datos tericos investigados.

OBJETIVOS

GeneralesComprobar la Ley de Ohm de manera grfica utilizando datos experimentales, obteniendo una grfica cuya pendiente es la resistencia.

EspecficosEncontrar la resistividad del alambre utilizado. Determinar el material del que est hecho el alambre utilizado en la prctica al encontrar su resistividad y compararla con datos tericos. Demostrar que la resistividad de un conductor es independiente de su rea transversal y de su longitud.

HIPTESISLa corriente elctrica es el flujo de cargas elctricas. La cantidad de corriente que fluye por un circuito depende del voltaje suministrado por la fuente, pero tambin depende de la resistencia que opone el conductor al flujo de carga, llamada Resistencia elctrica. La resistencia de un conductor es proporcional a su longitud e inversamente proporcional al rea de su seccin transversal, esto quiere decir que a mayor longitud y menor rea transversal del elemento, mas es la resistencia. Tambin a menor longitud y mayor rea transversal, menos es la resistencia del material. La constante de proporcionalidad se denomina Resistividad del material, Determinaremos que la Resistividad del alambre conductor es independiente de su longitud y su rea transversal. Y se comprobara que la relacin voltaje y corriente es proporcional, es decir, a mayor voltaje, mayor es la corriente, por lo tanto se obtendr una grafica lineal.

MARCO TERICOResistividadEs el grado de dificultad que encuentran los electrones en sus desplazamientos sobre cierto material. Se designa por la letra griega rho minscula () y es medida en m. En contrario, la conductividad es la permisividad de un material al paso de electrones. La resistividad es proporcionalmente inversa a la conductividad, es decir entre mayor es la resistividad menor es la conductividad y viceversa. Se expresa matemticamente como:

Donde

es la resistividad del material.

Debido a que es una propiedad del material, cada uno tiene su propia resistividad. A continuacin se muestra una tabla con la resistividad de algunos materiales.

Los materiales conductores presentan una resistividad casi nula, los aislantes no permiten el flujo de corriente y los semiconductores presentan una resistividad considerable.

ResistenciaUna resistencia es un componente elctrico pasivo, en el cual la tensin que se aplica en el es proporcional a la intensidad que circula por l. Generalmente la resistencia en un material aumenta cuando la temperatura se eleva en ste. La resistencia de un conductor es directamente proporcional a la longitud de este e inversamente proporcional a su seccin transversal. La unidad de medida de la resistencia es el Ohmio y se representa por la letra griega mayscula omega () y se expresa con la letra R. Si se pasa una corriente elctrica de I amperios por un objeto, y la potencia se reduce V voltios, la resistencia R del objeto se calcula por la ley de Ohm Si este objeto es en forma del cilindro de largo L y seccin A, entonces

Ley de OhmLa ley de Ohm establece una relacin entre la corriente elctrica y el voltaje aplicado a cierto material. Establece que la intensidad de la corriente elctrica que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo. Esta ley fue desarrollada por el fsico alemn Georg Simon Ohm alrededor del ao 1827.

DISEO EXPERIMENTALMATERIALES: Alambre Conductor, sobre una regla graduada de un metro Dos Multimetros. 4 alambres de conexin 2(banana lagarto de color rojo y negro) y 2 (lagarto lagarto) Una fuente de alimentacin DC variable Restato

FUENTE

AMPERMETRO

VOLTMETRO

RESTATO

CABLES DE CONEXIN

MAGNITUDES FSICAS A MEDIR: Medir la Voltaje (Volt) y Corriente (Amp) y Voltaje siete veces con diferentes voltajes en cada uno de los tres puntos, cada uno de los puntos separados por 30 cm.

PROCEDIMIENTO:

#1: Armar el sistema como se muestra en el diagrama anterior #2: Como la fuente no empieza desde cero voltios se coloca unrestato #3: realizar todas las conexiones necesarias para poder medir el voltaje y corriente en dicho alambre conductor #4: Despus de haber colocado todo el equipo necesario fijar un voltaje en la fuente de alimentacin de 8 voltios. #5: Cuando haga contacto las puntas en el alambre conductor vera como cambia el voltaje y la corriente en los Multimetros. #6: Realizando las mediciones con 5 diferentes voltajes en una misma distancia ser ms que suficiente. Siempre haciendo nota de los voltajes y corrientes medidos.

RESULTADOSPara L=0.30mNo. 1 2 3 4 5 6 7 Tensin (V) 1.02 1.37 1.52 1.80 2.03 2.08 2.24 Corriente I (mA) 45.20 60.60 68.30 79.70 90.20 93.20 103.60 No. 1 2 3 4 5 6 7 Resistencia 22.5664 22.6073 22.2548 22.5847 22.5055 22.3176 21.6216 Incerteza 0.2712 0.2023 0.1790 0.1538 0.1358 0.1312 0.1174

Resistencia Promedio: 22.3511 Incerteza Promedio: 0.1701 Incerteza Total de la resistencia: 0.0406 Resistencia = 22.3511 0.0406

Ecuacin Emprica:

Ecuacin Emprica:

Calculo de la resistividad R = 21.67, L = 0.30m, Dimetro = 0.15 mm por lo tanto el radio es de 75 m, Area = R2 = (75x10-6)2 = 1.7672x10-8

Para L = 0.60mCorriente I (mA) 29.30 39.20 44.10 53.80 59.00 61.60 64.90

No. Voltaje (V) 1 1.03 2 1.39 3 1.58 4 1.83 5 2.03 6 2.12 7 2.23

No. 1 2 3 4 5 6 7

Resistencia Incerteza 35.1536 0.4613 35.4592 0.3456 35.8277 0.3080 34.0149 0.2491 34.4068 0.2278 34.4156 0.2182 34.3606 0.2070

Resistencia Promedio: 34.8055 Incerteza Promedio: 0.2881 Incerteza Total de la resistencia: 0.0715 Resistencia = 34.8055 0.0715

Ecuacin Emprica:

Ecuacin Emprica: Calculo de la resistividad R = 21.67, L = 0.60m, Dimetro = 0.15 mm por lo tanto el radio es de 75 m, Area = R2 = (75x10-6)2 = 1.7672x10-8

Para L = 0.90mNo. 1 2 3 4 5 6 7 Voltaje (V) 1.03 1.40 1.63 1.81 2.07 2.15 2.33 Corriente I (mA) 22.50 30.90 36.50 40.80 46.00 48.50 52.70 No. Resistencia Incerteza 1 45.7778 0.6479 2 45.3074 0.4703 3 44.6575 0.3963 4 44.3627 0.3538 5 45.0000 0.3152 6 44.3299 0.2976 7 44.2125 0.2736

Resistencia Promedio: 34.8055 Incerteza Promedio: 0.3935 Incerteza Total de la resistencia: 0.0954 Resistencia = 44.8068 0.0954

Ecuacin Emprica:

Ecuacin Emprica:

Calculo de la resistividad R = 21.67, L = 0.60m, Dimetro = 0.15 mm por lo tanto el radio es de 75 m, Area = R2 = (75x10-6)2 = 1.7672x10-8

Por los valores de Resistividad dados:

= ((1.1725x10-6 - 0.9475x10-6) + (0.9473x10-6 - 0.9475x10-6) + (0.7227x10-6 0.9475x10-6))/3 = 0.1500x10-6 m

DISCUSIN DE RESULTADOSLa resistividad del alambre conductor es la resistencia del material a el paso de los electrones en el. Los valores de la resistividad final se han mostrado con exponentes x10-8 dado que segn las tablas encontradas en internet, muestran los valores de la resistividad de los materiales en exponentes x10-8. Entonces los posibles valores de la resistividad serian: 79.75x10-8 m 94.75x10-8 m 109.75x10-8 m

Al verificar en las fuentes de internet y segn los valores de resistividad de los materiales encontrados en tablas no hay un material que tenga una resistividad de 94.75x10-8 m ni otra de 109.75x10-8 m por lo tanto el valor ms exacto que tenemos es 79.75x10-8 m que esta sera la resistividad del Acero que tericamente tiene 72.00x10-8 m de resistividad. Cuando se calcula la resistencia se puede observar que la resistencia es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la corriente. Se puede observar que en el clculo de las resistencias, su magnitud aumenta a medida que la longitud del alambre aumenta.

CONCLUSIONESLa ley de Ohm nos permite predecir el comportamiento de ciertos materiales conductores o no. Po lo tanto es posible saber de que elemento esta hecho un alambre. A partir de los datos experimentales se comprob que la corriente es proporcional al voltaje, se obtuvo que la relacin Voltaje-Corriente es lineal, establecimos que la resistencia de prueba es un material hmico, tambin se verifico que la resistividad no depende de su longitud y rea transversal, sino depende del material con que este fabricado el conductor y de la temperatura. Por ultimo con la ley de Ohm y los resultados obtenidos fue posible saber de que elemento esta hecho el material usado en el experimento, comparado despus con el dato investigado sobre ese material.

FUENTES DE CONSULTAReferencias bibliogrficasIzquierdo, Csar. Manual de Laboratorio de Fsica 2. Universidad de San Carlos de Guatemala Sears, zemansky. Fsica Universitaria con Fsica Moderna. Pearson Educacin. Volumen 2. 2005.

Fuentes electrnicasJos Antonio Garca lvarez. Ley de Ohm. [En lnea]. Consultado el 25 de diciembre de 2010. Disponible en: http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_ley_ohm/ke_ley_o hm_1.htm Annimo. Ley de Ohm. [En lnea]. Consultado el 25 de diciembre de 2010. Disponible en: http://es.wikiversity.org/wiki/Ley_de_Ohm Armando Aguilar. Corriente Elctrica. [En lnea]. Consultado el 25 de diciembre de 2010. Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos11/coele/coele.shtml