Universidad Católica de Colombia. Hernandez Tatiana, Espitia Fabián, Carvajal Rafael, Cuadrado Fadrian. Instrumentación eléctrica-Ley de Ohm.

Resumen— Este es el primer laboratorio de Física: Electricidad y Magnetismo, consistente en desarrollar habilidades en el uso correcto de instrumentos para la medición de cantidad eléctricas, manejar correctamente las unidades y todo lo relacionado con mediciones eléctricas, determinar el comportamiento Óhmico de diferentes materiales y comprobar la Ley de Ohm.

I.INTRODUCCIÓNComo parte importante en nuestro proceso de formación como estudiantes es estar en capacidad de relacionar resultados experimentales, con modelos teóricos, mediante la realización de prácticas, para concluir sobre la validez de los mismos. Así mismo estar en capacidad de hacer medidas experimentales que le permitan estudiar un Sistema físico realizando un correcto tratamiento de datos experimentales para presentar los resultados de un experimento de una manera correcta; desarrollando cualidades fundamentales como el análisis de la información entre otras.

II. MARCO TEORICO

RESISTENCIA, VOLTAJE Y CORRIENTE (UNIDADES DE ESTAS CANTIDADES).

Resistencia: Se le denomina así a la igualdad de oposición que tienen los electrones al moverse a través de un conductor, se mide en ohmios (Ω)

Voltaje: es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, unidad de medida esta dada en Culombios (C).

Corriente: es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material, unidad de medida es el voltio

MEDICIÓN DE CORRIENTE Y VOLTAJE.

Corriente: La intensidad de circulación de corriente eléctrica por un circuito cerrado se puede medir por medio de un amperímetro

Voltaje: El voltaje es la diferencia del potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito eléctrico o electrónico, expresado en voltios. Mide la energía potencial de un campo eléctrico para causar una corriente eléctrica en un conductor eléctrico.

USO DEL PROTOBOARD.

Es un dispositivo muy utilizado para probar circuitos electrónicos. Tiene la ventaja de que permite armar con facilidad un circuito, sin la necesidad de realizar soldaduras.

Los circuitos integrados se colocan en la parte central de la protoboard con una hilera de patas en la parte superior del canal central y la otra hilera en la parte inferior del mismo. Puede observarse sin problema que las patitas del circuito integrado se conectan a una pista vertical diferente.

Para realizar conexiones, entre las patitas de los componentes, se utilizan pequeños cables conectores de diferentes colores.

CONEXIÓN EN SERIE Y EN PARALELO:

El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos los dispositivos conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.

Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos están unidos para un solo circuito se conectan secuencialmente.

LEY DE OHM.

La corriente que fluye a través de un conductor es proporcional a la fuerza electromotriz aplicada entre sus extremos, teniendo en cuenta que la temperatura y demás condiciones se mantengan constantes.

MATERIAL OHMICO Y NO OHMICO.

Un conductor recibe la denominación de "óhmico" o lineal si el voltaje entre sus extremos es directamente proporcional a la intensidad de la corriente que circula por él.

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INSTRUMENTACION ELECTRICA LEY DE OHM

Hernandez Tatiana - 538276, Espitia Fabián - 504281, Carvajal Rafael - 504688, Cuadrado Fadrian - 625020Tahernandez76@ucatolica.edu.co, fgespitia81@ucatolica.edu.co, rrcarvajal88@ucatolica.edu.co,

jfcuadrado20@ucatolica.edu.co Universidad Católica de Colombia

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III. MONTAJE EXPERIMENTAL

El valor nominal teórico de una resistencia de carbón está dado por el código de colores (figura No. 1). En tal caso se puede utilizar la tolerancia como la incertidumbre de la resistencia.

A partir de este código obtenemos los valores de las resistencias utilizadas en el laboratorio y comparamos con los valores obtenidos en la práctica. La tolerancia hallada corresponde a la incertidumbre.

Para el montaje inicial realizado se utilizaron los siguientes elementos:

A. Resistores:

B. Fuente de Voltaje:

C. Multímetro:

D. Cables de conexión y/o protoboard

Colocamos las resistencias a medir sobre la mesa de manera que sus alambres de conexión estén libres y fácilmente accesibles. Para medir la resistencia, conectamos el ohmiómetro en paralelo con el resistor como se indica en la figura No.2:

Figura No.2

Coloque las puntas del multímetro una en cada alambre de conexión de la resistencia.

Montaje en el protoboard el circuito de la figura No.3. Como se observa, se tienen dos resistores, R1 y R2 conectados en serie y el conjunto de los dos, conectado a la fuente en paralelo.

Se miden los voltajes de los dos primeros resistores. Por último medimos la corriente, la cual debe ser la misma para

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los dos resistores puesto que están en serie.

Posteriormente conectamos dos resistencias en paralelo como se muestra en la figura No. 4

Por último aplicamos 10 valores distintos en el voltaje sobre una misma resistencia para hallar la resistencia de manera indirecta.

IV. RESULTADOS

Resistencia

ColoresValor teorico

(nominal)Valor

experimentalError

porcentual1 R, R, C, O 220 Ω (217,2±0,1) Ω 5%2 C, R, C, O 120 Ω (121,8±0,1) Ω 5%3 C, N, C, O 100 Ω (100,8±0,1) Ω 5%4 V, A, C, O 560 Ω (554,0±0,1) Ω 5%5 NA, NA,C, O 330 Ω (330,0±0,1) Ω 5%

Tabla No. 1: Resistencias

No Voltaje (V)

V1(V) V2(V) I(A)

1 12,0 (7,720±0,001) V (4,310±0,001) V (1,7±0,1)mA2 10,0 (6,400±0,001) V (3,567±0,001) V (1,6±0,1)mA3 8,0 (5,140±0,001) V (2,861±0,001) V (1,4±0,1)mA4 6,0 (3,816±0,001) V (2,129±0,001) V (1,6±0,1)mA

5 4,0 (2,587±0,001) V (1,443±0,001) V (1,5±0,1)mA6 2,0 (1,263±0,001) V (0,704±0,001) V (1,3±0,1)mA

Tabla No. 2: Voltaje y corriente Resistencias en Serie

No Voltaje (V) I1 (V) I2 (V) I (A)1 12,0 (85,0±0,1) V (47,3±0,1) V (132,8±0,1)mA2 10,0 (70,6±0,001) V (39,6±0,1) V (109,9±0,1)mA3 8,0 (56,8±0,001) V (31,5±0,1) V (87,8±0,1)mA4 6,0 (42,4±0,001) V (23,7±0,1) V (65,4±0,1)mA5 4,0 (28,4±0,001) V (15,5±0,1) V (43,3±0,1)mA6 2,0 (13,8±0,001) V (7,8±0,1) V (21,6±0,1)mA

Tabla No. 3: Voltaje y Corriente Resistencias en Paralelo

Voltaje (V) Corriente (I)10 (39,3±0,1)mA

9 (35,4±0,1)mA

8 (31,4±0,1)mA

7 (27,6±0,1)mA

6 (23,4±0,1)mA

5 (19,6±0,1)mA

4 (15,7±0,1)mA

3 (11,9±0,1)mA

2 (7,7±0,1)mA

1 (4,8±0,1)mA

Table No. 4: Medicion Indirecta de Resistencia

V. ANALISIS Y RESULTADOS

Análisis y resultados. Responda en forma clara y justificada las siguientes preguntas, teniendo en cuenta sus resultados:

De acuerdo con la ley de Ohm ¿cuál es el significado físico de la razón entre el voltaje y la corriente?

RTA/ En correlación con lo que se vio es que aumenta el voltaje e igualmente aumentará la corriente eléctrica, sosteniendo consolidado el valor de la resistencia, si incrementa el doble también incrementara al doble la corriente eléctrica, ósea, la corriente cambia en proporción directa al voltaje.

De los dos valores obtenidos de resistencia ¿Cuál es el que está más relacionado con la ley de Ohm y porque?

RTA/El más enlazado con la ley de ohm son los resistores ya que son óhmicos, el foco no se opone al paso de la corriente eléctrica, si no que la utiliza y la transforma en energía luminosa.

¿Qué tan cerca están los valores experimentales obtenidos para los resistores? Tenga en cuenta la diferencia porcentual obtenida. Compare también estos valores mediante las incertidumbres de cada uno.

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RTA/ Las medidas están en el rango de incertidumbre establecidos por el fabricante sin llegar superar el 2% del valor de la resistencia.

De acuerdo con la práctica ¿las resistencias utilizadas tienen un valor constante?

RTA/ La estimación de cada una de las resistencia es constante y está predeterminado por el fabricante.

De acuerdo con la práctica ¿el bombillo utilizado tiene una resistencia constante?

RTA/ El bombillo tiene una conducta debido a que la relación voltaje corriente no es la misma. YA que el filamento está hecho de tungsteno, y la temperatura de operación es extremadamente superior,

¿Qué razones físicas cree usted que se presentan, para que el bombillo tenga el comportamiento mostrado?

RTA/Las razones que tenemos es que el filamento está fabricado con tungsteno, y el calentamiento es muy superior.

Para cada caso (resistencias y bombillo) ¿el material utilizado es Óhmico?

RTA/ En peripecia para las resistencias el material es óhmico pero para el bombillo es no-óhmico.

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VI. CONCLUSIONES

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VII. REFERENCIAS

Bibliografía.

[7.1.] SERWAY, Raymond A. y JEWETT, John W. (2002) Física I y II Texto basado en cálculo, 6a Ed. Editorial Thomson. [7.2.] PASCO scientific. (1999), Physics Labs with Computers Student Workbook. Volumen 2. [7.3.] Documentos en internet: http://www.educasites.net/fisica.html http://www.usc.edu.co/laboratorios/archivos/propuesta/LEY_DE_OHM_2.pdf www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001771/cap01/01_03_01.html http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/resistor/index.html

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