Ley de ohm

LEY DE OHM



1. OBJETIVOS:

- Comprobar la ley de Ohm, que es demostrada con la ayuda de un alambre cromo níquel y una resistencia.
- Medir resistencias eléctricas usando voltajes y corrientes.
- Determinar la resistividad de conductores ohmicos.



2. EQUIPOS Y MATERIALES:

- Una (01) Fuente de poder regulable de 0 a 12 V
- Un (01) Voltímetro analógico
- Un (01) Amperímetroanalógico
- Un (01) Multímetro Digital Prasek Premium PR-85
- Un (01) Tablero de conexiones
- Seis (06) puentes de conexión
- Un (01) Cerámico porta muestra para alambre conductor
- Tres (03) conductores rojos, 25 cm
- Tres (03) conductores azules, 25 cm
- Dos (02) Resistencia de 100 Ω y 47 Ω
- Un (01) interruptor 0 – 1 (switch off/on)
- Alambre de cromo níquel – Nicrom -204 cm de longitud(0,25 mm
∅)
3. FUNDAMENTO TEÓRICO:

La corriente eléctrica por definición es el flujo de carga eléctrica positiva
(o portadores de carga positivas), cuya expresión está dada por:


I = dq
dt

(1)


donde q es la carga de los portadores y t es el tiempo-



Además debemos tener en cuenta que, cuando un conductor está sujeto a un campo eléctrico externo, los portadores de carga semueven lentamente en la dirección del campo con una velocidad que se conoce
como velocidad de desplazamiento o de arrastre.


ΔL

+ v +

+ + +


E


Figura N° 1: Conductor Cilíndrico


Para encontrar una relación entre la corriente de un conductor y su carga, consideremos un conductor cilíndrico como se muestra en la figura N° 1, supongamos que “v” es la velocidad dedesplazamiento y
por consiguiente en un intervalo de tiempo Δ t de tiempo, los “N”
portadores de carga en este caso que son realmente los electrones

conductores es ”n A Δ L”, donde “n” es el número de electrones por unidad de volumen, “A” es la sección transversal y “ΔL” es un segmento de conductor; por lo tanto “A ΔL” es el volumen, luego la cantidad de
carga en dicho volumen es:Δq = Ne = (nAΔL)e
(2)



donde e es la carga de cada electrón conductor. Para un “Δ t” tenemos
la corriente


I = Δq = nAΔL e
Δt Δt


La velocidad de desplazamiento de los electrones dentro del conductor
ΔL
es v = , por consiguiente:
Δt
I = nAve





Si definimos la densidad de corriente y seguidamente reemplazamos la
corriente, se tendrá:

J = I A
= nve

(3)Debemos aclarar que la densidad de corriente es una magnitud física vectorial y está orientado en la dirección del movimiento de los portadores de carga positiva o sea la dirección de la velocidad de desplazamiento.

Como es común que la densidad de corriente J varíe en función del radio r y la corriente I depende la sección transversal (A), entonces:



A
I = ∫0
J ∗ dA

(4)Ahora, si tenemos diferentes materiales en forma de conductores cilíndricos idénticos y les aplicamos la misma diferencia de potencial en sus extremos podemos observar experimentalmente que sus corrientes eléctricas son diferentes. Suponemos que el campo eléctrico dentro de cada conductor cilíndrico es constante, de allí que los portadores de carga tengan una velocidad desplazamiento, es decir, quetienen una cierta movilidad m en presencia del campo, que es una propiedad del material. Debemos tener en cuenta que a un mayor campo aplicado al conductor tenemos mayor corriente y por consiguiente una velocidad de desplazamiento más grande, por lo tanto, existe una relación directa entre velocidad de desplazamiento y el campo, dependiendo de la movilidad de cada material, esto es:


v = m Esustituyendo la velocidad de desplazamiento en la ecuación (3)
tenemos:



J = nemE = σE
(5)

Donde el producto n e m se llama conducividad y se representa por


J = I = 1 E
A ρ

(6)



Sabemos que la diferencia de potencial en función del campo eléctrico
está dada por la ecuación:


L 2
V = −∫
E ∗ dl = EL

(7)

L1


despejando el campo...