RESISTIVIDA Y LEY DE OHM

DOCENTE:Lic. CABRERA ARISTA CESAR

INTEGRANTES:BARRIOS MUCHA TITO JESSBERROCLA ANTONIO KATHERINECALDERN CURIPACO JENNIFERTOVAR MAYTA SHIRLEY

BELLAVISTA, CALLAO 9 DE JUNIO DE 2014

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

OBJETIVOS Encontrar experimentalmente la resistividad de un material conductor Demostrar la ley de ohm Establecer la relacin del voltaje con la resistividad Realizar grficas para una mejor interpretacin de los resultados.

INTRODUCCION:Siempre que se desplazan cargas del mismo signo, se dice que existe una corriente. Con objeto de definir la corriente con ms precisin, supngase que las cargas se desplazan en sentido perpendicular a una superficie de rea A. La corriente es la razn a la que la carga fluye a travs de esta superficie. Si es la cantidad de carga que pasa a travs de sta rea en un intervalo de tiempo , la corriente, , es igual al cociente de la carga entre el intervalo de tiempo:Formula 1.

La unidad del SI de corriente es el ampere (A):

As pues, 1 A de corriente equivale a 1 C de carga que pasa a travs del rea de seccin transversal en un intervalo de tiempo de 1 s.Cuando fluyen cargas a travs de una superficie, pueden ser positivas, negativas o ambas cosas. Por convencin, se asigna a la corriente la misma direccin que tiene el flujo de carga positiva.La corriente convencional siempre va de un potencial alto a un potencial bajo.

Resistencia y Ley de OhmCuando se aplica un voltaje (diferencia de potencial) entre los extremos de un conductor metlico, se encuentra que la corriente en el conductor es proporcional al voltaje aplicado; es decir, I V. Si la proporcionalidad es exacta, podemos escribir V=IR , donde la constante de proporcionalidad R recibe el nombre de resistencia del conductor. De hecho, definimos esta resistencia como la razn del voltaje entre los extremos del conductor a la corriente que el mismo transporta:

Formula 2.

La resistencia tiene unidades SI de volts por ampere, llamados ohms (). Por tanto si una diferencia de potencial de 1 V entre los extremos de un conductor produce una corriente de 1 A, la resistencia del conductor es de 1 .

Un resistor es un conductor que proporciona una resistencia especfica en un circuito elctrico. El smbolo de resistor en los diagramas de circuitos es una lnea en zigzag.

Ilustracin 1. Resistencias

MARCO TERICOLA LEY DE OHMLa Ley de Ohm, postulada por el fsico y matemtico alemnGeorg Simn Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinmica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades bsicas presentes en cualquier circuito elctrico como son1. Tensin o voltaje"E",en volt (V).2. Intensidad de la corriente" I ",en ampere (A).3. Resistencia"R"en ohm () de la carga o consumidor conectado al circuito4. Tensin o voltaje"E",en volt (V).5. Intensidad de la corriente" I ",en ampere (A).6. Resistencia"R"en ohm () de la carga o consumidor conectado al circuito7. Tensin o voltaje"E",en volt (V).8. Intensidad de la corriente" I ",en ampere (A).9. Resistencia"R"en ohm () de la carga o consumidor conectado al circuito.

Circuito elctrico cerrado compuesto por una pila de 1,5 volt, una resistencia o carga elctrica"R"y la.circulacin de una intensidad o flujo de corriente elctrica" I "suministrado por la propia pila.Debido a la existencia de materiales que dificultan ms que otros el paso de la corriente elctrica a travs de los mismos, cuando el valor de su resistencia vara, el valor de la intensidad de corriente en ampere tambin vara de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensin o voltaje se mantenga constante.

Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensin o voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentar o disminuir en la misma proporcin, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.POSTULADO GENERAL DE LA LEY DE OHMEl flujo de corriente en ampere que circula por un circuito elctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensin o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada.

FRMULA MATEMTICA GENERAL DE REPRESENTACIN DE LA LEY DE OHMDesde el punto de vista matemtico el postulado anterior se puede representar por medio de la siguiente Frmula General de la Ley de Ohm:

Qu es Resistividad?Laresistividado resistencia especfica es una caracterstica propia de un material y tiene unidades de ohmiosmetro. La resistividadindica que tanto se opone el material al paso de lacorriente.Laresistividad[](rho) se define como :

Dnde: A es el rea transversal medida en es la resistividad medida en ( es la longitud del material medida en (m) es el valor de la resistencia elctrica en (De la anterior frmula se puede deducir que el valor de unresistor, utilizado normalmente en electricidad y electrnica, depende en su construccin, de laresistividad(material con el que fue fabricado), su longitud, y su rea transversal.

A mayor longitud y menor rea transversal del elemento, ms resistencia A menor longitud y mayor rea transversal del elemento, menos resistenciaLos valores tpicos de resistividad de varios materiales a 23 C son:LA RESISTIVIDAD DEPENDE DE LA TEMPERATURALaresistividadde los metales aumenta al aumentar la temperatura al contrario de los semiconductores en donde este valor decrece. El inverso de laresistividadse llamaconductividad() [sigma] = 1 / En los conductores, aumenta con la temperatura, pudindose considerar que para pequeos intervalos de temperatura una dependencia lineal: r=r20(1 +a(t- 20 C)), dondeaes el coeficiente de temperatura.

Resistividad del cobre en funcin de la temperatura

MATERIALES Y EQUIPOS:

EQUIPO Y MATERIAL

USO

Fuente de poder DC de 1V: Nos brindara el voltaje que queremos en el experimento

Multmetro Sanwa:Sirve para encontrar la intensidad, resistencia etc.

Juego de resistencias:Se usa para la resistividad.

Hilo metlico:Se el medio por el cual pasara la corriente

Calibrador de Vernier:Se usa para medir el dimetro del hilo metlico

Cables de conexin:Se usa para descargar los capacitores, y en las conexiones que se usaran en los experimentos.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:ACTIVIDAD N1:Resistencia vs longitud1. Usando el calibrador de vernier, mida el dimetro del hilo conductor en los cinco puntos marcados. Anote los valores en la tabla 1.2. Con el multmetrosanwa, mida la resistencia R del hilo conductor entre las dos primeras marcaciones X0 Y X1. anote en la tabla 1, el valor de R y la longitud entre las dos marcaciones.3. Repita el paso 2, pero entre las marcaciones x0 y x2, luego entre X0 Y X3, luego entre X0 Y X4 y finalmente entre X0 Y X5 hasta completar la tabla 1.

D(mm)1.31.31.31.31.3

L(cm) 2141.56282.5102.5

R()0.71.21.92.22.6

ACTIVIDAD N2:Voltaje vs resistencia, I = cte.1. Calibre la fuente de poder a una salida de 1.2V y apguela. Luego conecte los bordes de la fuente apagada a los extremos del hilo conductor.2. Con el multmetro sanwa, mida el voltaje V entre las dos primeras marcaciones x0 y x1 del hilo conductor. Anote en la tabla 2, el voltaje V y el valor de la resistencia R entre las dos marcaciones.3. Repita el paso 2, pero entre las dos marcaciones x0 y x2, luego entre el x0 y x3, luego entre x0 y x4 y finalmente entre x0 y x5 hasta completar la tabla 2.

Medicin 12345

V(volt) 0,140,290,440,60,74

R0.71.21.92.22.6

ACTIVIDAD N3:Corriente vs resistencia, V = cte.1. Calibre la fuente de poder a una salida de 4V y apguela.2. Tome el juego de resistencias en serie, mida la resistencia de un resistor y anote el valor en la tabla 3, repita el paso 2 con dos resistores, luego con tres y as sucesivamente hasta completar la tabla 3.3. Encienda un multmetro en la funcionovoltmetro y el otro en la funcin ampermetro (miliamperios)4. Usando la fuente apagada, el voltmetro, el ampermetro y la primera resistencia del conjunto de resistores en serie, arme el circuito de la figura 1.5. Encienda la fuente de poder, luego tome lectura de voltaje y de corriente, anote los valores en la tabla 3.6. Mueva el punto de conexin P al segundo resistor, para aumentar el valor de la resistencia a uno de mayor valor.7. Luego gire suavemente la perilla de la fuente de poder hasta lograr que el voltmetro marque el mismo voltaje del paso anterior, en seguida tome lectura del ampermetro y anote el valor de corriente en la tabla 3.8. Repita el paso 6 y 7, hasta completar las mediciones de corriente con las otras resistencias.

R11.1020.671

I (mA)298138,460,3

V (volt)2,984,074,51

CUESTIONARIO:1. Qu es lo que establece explcitamente la ley de Ohm? Sugerencia revise algunos artculos en internetLa ley deOhmdice que: "la intensidad de la corriente elctrica que circula por un conductor elctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo".

En el Sistema internacional de unidades:

I= Intensidad en amperios (A)V= Diferencia de potencial en voltios (V)R= Resistencia en ohmios ()

La diferencia de potencial del generador "empuja " a moverse a loselectrones, pero los cables y los dems elementos del circuito frenan este movimiento.

2. Cul es la conclusin acerca del material que ha medido en la actividad 1?De la actividad nmero uno podemos notar atraves de la grafica que la resistividad del conductor esta en una razn directa con la longitud del material conductor , mientras la lonitud crece la resistivdad tambin aumenta. lo podemos comprobar con la grafica resistividad vs longitud .Podemos deducirlo tambin por la definicin :Dondees el coeficiente de proporcionalidad o laresistividaddel material,es la longitud del cable ySel rea de la seccin transversal del mismo.

3. Compare la resistividad obtenida en la actividad 1 con el valor de resistividades que existe en la literatura Cul de estas resistividades es la que ms se asemeja?La resistividad tomada entre los puntos y que mide 5.6 , es la que se asemeja ms.4. Qu relacin existe entre la resistividad y las propiedades atmicas y de estructura de un material? Explique.Laconductividad elctricaes la medida de la capacidad (o de la aptitud) de unmaterialpara dejar pasar (o dejar circular) libremente lacorriente elctrica. La conductividad depende de la estructura atmica y molecular del material. Losmetalesson buenos conductores porque tienen una estructura con muchoselectrones con vnculos dbiles, y esto permite su movimiento. La conductividad tambin depende de otros factores fsicos del propio material, y de latemperatura.Laconductividades la inversa de laresistividad; por tanto,, y su unidad es elS/m(siemenspormetro) o1m1

5. Qu concluye de la grafica de voltaje vs resistencia obtenida de la actividad 2?La pendiente de la curva es constante, expliqueRealizando un ajuste lineal observamos que la relacin voltaje vs resistencia varia proporcionalmente teniendo la forma de una curva constante.

6. La grafica de corriente vs resistencia que se obtiene de la actividad 3, satisface la ley de Ohm. Por qu?

Si porque la formula V = I*R nos indica que el Voltaje debe ser constante, y al resolver la formula en los diferentes puntos nos sale V (constante).

7. Cmo varia la resistividad de los materiales en funcin de la temperatura? es igual para todos lo materiales?Primero definamos qu es resistividad ():Resistividad es la magnitud caracterstica que mide la capacidad de un material para oponerse al flujo de una corriente elctrica, Sus unidades segn S.I es .m.La resistividad vara en funcin de la temperatura. Esta variacin se debe a que cuando aumenta la temperatura los iones del material conductor comienzan a vibrar con mayor amplitud lo que aumenta la probabilidad de que un electrn en movimiento choque con un in. Esto dificulta el desplazamiento de los electrones a travs de ste y, por tanto, reduce la corriente a lo largo de un pequeo intervalo de temperatura. En otras palabras al aumentar la temperatura a la corriente le cuesta ms fluir.No es igual para todos los materiales. Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura.Cuando la temperatura aumenta la resistividad de muchos metales puros sube casi linealmente con la temperatura siguiendo la expresin emprica

8. Mencione las posibles fuentes de error de las mediciones en las tres actividades.Podemos pensar en un error en la medicin de los dimetros de conductor, tambin en la calibracin incorrecta de los equipos de medicin (multmetro) y algunas variaciones, moderadas, para el voltaje y por ltimo la fuente de poder se encontraba con un voltaje aproximado y no exactamente al voltaje deseado. Una vez graficado los datos de la experiencia y teniendo en cuenta estos aspectos del proceso experimental, observamos cierto error, sin embargo, la tendencia aproximada de la grfica era correcta.

9. Explique la resistividad y la corriente elctrica desde el punto de vista microscpico.Aunque los electrones son los portadores de cargas mviles, responsables de la corriente elctrica en los conductores tales como los cables, se ha establecido la convencin de tomar la direccin de la corriente elctrica, como si las que se movieran fueran las cargas positivas. Algunos textos, invierten esta convencin y toma la corriente elctrica como la direccin del movimiento de electrones, y esto es obviamente una direccin fsica ms realista, pero la gran mayora de referencias toma la direccin de corriente convencional y en la mayor parte de este material, se va a seguir esa convencin. En aplicaciones comunes, tales como la determinacin de la direccin de una fuerza sobre un cable con corriente, el actual tratamiento como movimiento de cargas positivas o movimiento de cargas negativas, da resultados idnticos. Adems de la ventaja del acuerdo con la mayora de los textos, la direccin de corriente convencional, es la direccin desde alto voltaje a bajo voltaje, de alta energa a baja energa, y por tanto tiene cierto atractivo en su paralelo con el flujo del agua desde alta presin a baja presin.

RESISTIVIDAD

Cuando la corriente elctrica en un material es proporcional al voltaje a travs de l, se dice que es un material hmico, o que obedece la ley de Ohm. Una vista microscpica, sugiere que esta proporcionalidad viene del hecho de que el campo elctrico aplicado (por el voltaje), le superpone una pequea velocidad de desplazamiento a los electrones libres del metal. Para corrientes ordinarias esta velocidad de desplazamiento es del orden de milmetros por segundo, en contraste con la propia velocidad de los electrones, que es del orden de un milln de metros por segundo. Incluso la propia velocidad del electrn es pequea, comparada con la velocidad de transmisin de una seal elctrica por un cable, que es del orden de la velocidad de la luz; 300 millones de metros por segundo.

CONCLUSIONES La resistencia en un circuito es inversamente proporcional a la intensidad de corriente de que fluye por este. En un circuito elctrico, en el cual la resistencia en constante, la relacin entre el voltaje e intensidad es lineal. Para cualquier conductor la ley de Ohm es verificable, en un circuito cerrado.

RECOMENDACIONES Previamente a la realizacin de las prcticas el alumno deber haber estudiado y entendido la Prctica de Laboratorio de Fsica.

Se debe leer el contenido de la prctica correspondiente con el fin de conocer los objetivos que se persiguen y los procedimientos de medida para cada experimento, antes de entrar en el laboratorio.

Se debe identificar el material correspondiente a cada prctica y asegurarse de conocer su funcionamiento antes de utilizarlo.

Antes de conectar a la red o fuente de corriente un circuito, se tendr cuidado de comprobar que los ampermetros, resistencias, etc., que forman parte del mismo son capaces de soportar sin riesgo alguno en dicho circuito la intensidad mxima de corriente admisible (en caso de duda preguntar al profesor).

BIBLIOGRAFA Gua de Laboratorio de Fsica C. ICF - ESPOL. Revisin IV SERWAY, Raymond. Fsica, Edic. 5, Pearson Educacin, Mxico, 2001. SERWAY, Raymond A, Fsica, vol II. Edit. McGraw-Hill, tercera edicin revisada, 1993.

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