reporte 1 fisica 2

1Reporte 1 : Resistencia y ResitividadUniversidad de San Carlos, Facultad de Ingeniera

Departamento de FsicaLaboratorio de Fsica 2

2013-18660 Bryan Dinael Soto Navas

Resumen

LA practica consisti en la metodologa de medicin de voltajey corriente elctrica aplicada a un alambre (metal descono-cido) mediante una serie de 4 corridas con diferentes longitudes,con el fin de utilizar los conceptos de resistencia y resistividad,mediante la ley de Ohm, el objetivo principal de la practica delaboratorio fue la de determinar la resistividad del alambre yen base a esto, determinar el metal del cual esta constituido elalambre. La practica tuvo un error de aproximadamente 6 % loque determina la confiabilidad del trabajo.

I. OBJETIVOS

I-A. Generales

Determinar la resistividad del metal utilizado en lapractica, mediante procedimientos experimentales.

I-B. Especficos

* Entender el concepto de resistencia, y como esta serelaciona con la resistividad.

* Entender la relacin que hay entre diferencia de poten-cial, corriente y resistencia mediante la ley de Ohm.

II. MARCO TERICO

Resistencia Elctrica Se denomina resistencia elctrica, ala oposicin que tienen los electrones al desplazarse a travsde un conductor. La unidad de medida de resistencia elctricaen SI es el ohmio (). La resistencia esta dada por la siguienteformula:

R = L

A(1)

Donde: es la resistividad del material, A corresponde alrea transversal del conductor y L la longitud de dichomaterial, para este caso se supondr que el conductor es unalambre con seccin transversal A y longitud L. Segn seala magnitud de esta medida, los materiales se clasifican enconductores, semiconductores o aislantes.

Ley de Ohm Es una "Ley"de la electricidad que estableceque la intensidad de corriente o corriente elctrica I que circulapor un conductor es directamente proporcional a la diferenciade potencial V que aparece en los extremos del conductor.De esta ley se introduce la nocin del concepto de resistenciaelctrica R, la cual es la razn entre V e I.

R =V

I(2)

.Donde la corriente electrica I esta medida en amperios (A),la diferencia de potencial V en voltios (V) y la resistenciaR en ohmios ().

Al comparar la ecuacin (1) con la ecuacin (2) sedetermina que la resistencia R de un conductor se relacionacon la resistividad del material, la diferencia de potencialV , y la corriente I aplicadas al material.

La ley de Ohm, al igual que la ecuacin de los gases idealesy la ley de Hooke, es un modelo idealizado que describe muybien el comportamiento de ciertos materiales, pero no es unadescripcin general de la materia. La ley de Ohm es validaaun cuando existen muchos casos donde no lo es.

III. DISEO EXPERIMENTAL

III-A. Materiales

* Alambre (Metal Desconocido).* Multimetro.* Voltimetro.* Reostato.* Regla de madera.* Cables (varios).* Fuente Elctrica.

III-B. Magnitudes fsicas a medir

Diferencia de potencial (voltaje) (V) Corriente elctrica (A) Resistencia () Longitud (m) Resistividad (m)

III-C. Procedimiento

- Comprobar que el equipo funcione correctamente, hacerla conexin descrita anteriormente en la practica.

- colocar el alambre del material desconocido sobre laregla, de tal manera que quede sobre las mediciones dela regla, conectar una pinza de cocodrilo tal que, pasecorriente elctrica a travs del alambre.

- Utilizando las pinzas de cocodrilo, medir el voltaje y lacorriente del alambre, utilizando la medida de la reglasobre la cual esta el alambre, realizar la medicin alongitudes de 40cm, 60cm, 80cm y 1m.

2- realizar cuatro veces el procedimiento anterior, aplican-do resistencia con el Reostato con cada corrida que serealiza.

IV. RESULTADOS

Tabla No. 1(Para una longitud de 0.39m)

No. Voltaje Corriente E.1 (0.250 0.005)V (0.74 0.03)A2 (0.380 0.006)V (0.96 0.04)A3 (0.390 0.006)V (1.21 0.04)A4 (0.420 0.006)V (1.56 0.05)A

Grfica No.1



Grfica No.2



Grfica No.3



3Grfica No.4

Para cada una de las grficas anteriores, la pendiente m esrespectivamente la resistencia R de cada corrida (estos datosse encuentran en la tabla No. 5 de la seccin anexos), y estasse utilizaron para graficar lo siguiente:

Grfica No.5

Relacionando la ecuacin (1) con la grfica No.5se observa que la Resistencia R es funcin de lalongitud (Real), por lo tanto la pendiente de la grficaes m =

A= (0,3692 0,0014) m .

Multiplicando el rea transversal del alambre la cual es:

A =1

4piD2 con D = (5,00 0,25)x104m por la pendiente,

se obtiene la resistividad de dicho material, el cual da comoresultado:

= (7,4 0,8)x108m

V. DISCUSIN DE RESULTADOSSegn los datos obtenidos en la practica, y las grficas de la

seccin Resultados, los datos parecen tener un comportamientolineal, la grfica No.1 es la que tiene un mejor comportamientosegn la ecuacin (2), mientras que en las dems grficas,el voltaje tenda a decrecer en algunas ocasiones, lo cualhace pensar en errores accidentales inevitables cometidos enla practica, pero que al final no influyo de gran manera enla determinacin de la resistividad. Segn la tabla No.5 dela seccin anexos, para cada tabla, se estimo la resistencia yestas fueron graficadas en funcin de la longitud a la cual sele aplic el voltaje y la corriente elctrica, la pendiente de lagrfica No.5 determina la razn

Asegn la ecuacin (1), este

valor fue multiplicado por el area transversal del alambre ycomo resultado nos dio el valor de la resistividad del materialdesconocido este es: = (7,40,8)x108m como lo indicala seccin resultados. El valor de la resistividad obtenida fuecomparado con la tabla de la figura 6, que indica la resistividadelctrica de algunos materiales, como se puede observar, elvalor de la resistividad del cadmio y el del niguel (ambosmetales) cae entre el rango del valor de la resistividad consu debida incerteza obtenidos en los resultados, se descartoel cadmio por razones obvias, el cadmio es un materia toxicoy nocivo para los seres humanos y su obtencin es difcil,es decir este material no es de uso experimental; por lotanto el metal desconocido del cual esta hecho el alambrees el Nquel. Esto es congruente con lo observado en ellaboratorio, ya que el material se asemeja con los alambres deniquel con aleaciones de cromo usados en los laboratorios. Porultimo para hacer referencia con el marco terico, segn seala magnitud de la resistividad los materiales se clasifican en:Conductores, Semiconductores y aislantes; se puede concluirsobre la magnitud obtenida, el nquel es un conductor debido asu baja resistividad, esto confirma el hecho de que los metalesson excelentes conductores.

VI. CONCLUSIONES

Se logr entender la relacin que existe entre el voltaje,la corriente y la resistencia mediante la ley de Ohm.

Con los mtodos utilizados para determinar el objetivoprincipal que fue el de encontrar la resistivdad de elmaterial desconocido, se determino el valor con un errorrelativo de 5,86 %

Se tuvo cierta duda sobre el metal del cual esta hechoel alambre, pues hay resistividades con valores cercanosentre si, sin embargo por medio de el calculo de incerte-zas, se estableci el rango indicado para dar con el metalindicado.

VII. FUENTES DE CONSULTA

- Sears y Zemansky (2013) Fisica Universitaria Vol.2(Cap. 25 pag 824-825). Resistencia y Resistividad.

- Wikipedia La Enciclopedia Libre. Ley De Ohm. [En Li-nea]. Disponible en: es.wikipedia.org/wiki/Ley-de-Ohm

- Wikipedia La Enciclopedia Libre. Resistividad. [En Li-nea]. Disponible en: es.wikipedia.org/wiki/Resistividad

4VIII. ANEXOS

Tabla No. 5Resistencias obtenidas de las grficas 1-4.

No. Resistencia1 (0.314) 0.003)2 (0.299) 0.002)3 (0.279) 0.002)4 (0.293) 0.002)

Figura No. 6Tabla Resistividad Elctrica para algunos materiales.

ObjetivosGeneralesEspecficos

Marco TericoDiseo ExperimentalMaterialesMagnitudes fsicas a medirProcedimiento

ResultadosDiscusin de ResultadosConclusionesFuentes de consultaAnexos

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