Elemento lineal y no lineal

Carol Ribeiro

Practico

N° 4

Ley de Ohm

Objetivo:Analizar el comportamiento de resistores con distintas resistencias y del diodo 1N 4007, al modificar la intensidad de corriente y la diferencia de potencial.

Materiales: Generador de C.C. (3-12V) Resistencia de 100Ω y 470Ω. Diodo 1N 4007 Resistencia Variable (220Ω, 4W) Amperímetro y Voltímetro. Conexiones.

Circuitos:

1) 2)

3) 4)

Fundamento:

LEY DE OHM.

La Ley de Ohm establece que "La intensidad de la corriente eléctrica que

circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia

de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo",

se puede expresar matemáticamente en la siguiente ecuación:

donde, empleando unidades del Sistema internacional, tenemos que:

I = Intensidad en amperios (A)

V = Diferencia de potencial en voltios (V)

R = Resistencia en ohmios (Ω).

Esta ley no se cumple, por ejemplo, cuando la resistencia del conductor varía

con la temperatura, y la temperatura del conductor depende de la intensidad de

corriente y el tiempo que esté circulando.

La ley define una propiedad específica de ciertos materiales por la que se

cumple la relación:

Un conductor cumple la Ley de Ohm sólo si su curva V-I es lineal, esto es

si R es independiente de V y de I.

RESISTENCIA ELÉCTRICA:

Simbolizada habitualmente como R, a la dificultad u oposición que presenta un

cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través de él. En el

Sistema Internacional de Unidades, su valor se expresa en ohmios, que se

designa con la letra griega omega mayúscula, Ω. Para su medida existen

diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro.

Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna

cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente

inductiva ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición

presentada a la circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.

Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en

conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales

en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un

fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia

es prácticamente nulo.

MATERIALES OHMICOS Y NO OHMICOS:

Un conductor recibe la denominación de "óhmico" o lineal si la diferencia de

potencial Vab entre sus extremos es directamente proporcional a la intensidad

de la corriente que circula por él. La constante de proporcionalidad recibe el

nombre de resistencia R del conductor. Por lo tanto:

Vab = I * R ec.1

expresión conocida como la Ley de Ohm.

La resistencia de los materiales óhmicos depende de la forma del conductor,

del tipo de material, de la temperatura, pero no de la intensidad de corriente

que circula por él.

Hay materiales, sin embargo, cuya resistencia, obtenida con el cociente Vab/ I

no es constante sino función de la intensidad I. Son los materiales "no

óhmicos".

La Ley de ohm, por tanto, no es una ley fundamental de la naturaleza sino una

descripción empírica de una propiedad que es compartida por muchos

materiales.

Fig. 1

DIODO

Un diodo es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la corriente

eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor.

De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos

regiones: por debajo de cierta diferencia, se comporta como un circuito abierto

(no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con

una resistencia eléctrica muy pequeña.

Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que

son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como

paso inicial para convertir unacorriente alterna en corriente continua. Su

principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest.

Los primeros diodos eran válvulas grandes en chips o tubos de vacío, también

llamadasválvulas termoiónicas constituidas por dos electrodos rodeados de

vacío en un tubo de cristal, con un aspecto similar al de las lámparas

incandescentes. El invento fue realizado en 1904 porJohn Ambrose Fleming,

de la empresa Marconi, basándose en observaciones realizadas porThomas

Alva Edison.- Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío

tienen un filamento (el cátodo) a través del que circula la corriente,

calentándolo por efecto Joule. El filamento está tratado con óxido de bario, de

modo que al calentarse emite electrones al vacío circundante; electrones que

son conducidos electrostáticamente hacia una placa característica corvada por

un muelle doble cargada positivamente (el ánodo), produciéndose así la

conducción. Evidentemente, si el cátodo no se calienta, no podrá ceder

electrones. Por esa razón los circuitos que utilizaban válvulas de vacío

requerían un tiempo para que las válvulas se calentaran antes de poder

funcionar y las válvulas se quemaban con mucha facilidad.

Tablas:

Circuito 1 R=100Ω Circuito 2 R=470Ω

V (V) i (mA) V (V) i (mA)1,69 17 3,93 81,89 19 4,18 9

2,2 22 4,46 9,52,59 26 4,74 103,09 31 5,04 10,53,95 39 5,45 11

Circuito 3 Circuito 4

V (V) i (mA) V (V) i (mA)0,7 18 6,06 0

0,71 22 6,06 00,71 24 6,06 00,73 30 6,06 00,74 35 6,06 00,76 50 6,06 0

GRAFICAS:

5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

1

2

3

4

5

6f(x) = 0.485714285714286 x − 0.0714285714285721R² = 0.971744320283342f(x) = 0.0999706227967097 x + 0.00512925969447764R² = 0.999455605344933

100 ohm Linear (100 ohm)470 ohm Linear (470 ohm)

I (mA)

V(v)

0 100 200 300 400 500 600

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

f(x) = 0.0486825784525416 ln(x) + 0.564798077101439R² = 0.99134503216797

Diodo directo Logarithmic (Diodo directo)Diodo invertido

i (mA)

V(v)

CONCLUSIONESDespués de haber desarrollo de la práctica y al resultado de la misma podemos

concluir lo siguiente:

Se comprobó la ley de Ohm y determinar la curva I-V para los resistores

óhmicos, la cual pendiente fue R=1/m

Se aprendió a utilizar el código de colores para la obtención del valor de

una resistencia.

Se concluyó que el amperímetro se conecta en serie para que mide la

misma corriente en ambos puntos de donde es conectado.

La relación se puede analizar fácilmente cuando es el mismo conductor

en el circuito.

BIBLIOGRAFÍA:

Resnick. Tomo II. Torneria. Temas de Física. Física General. Ignacio Martin Bragado.

fisicas.ucm.es/data/cont/media/www/.../fisica-general-libro-completo.pdf