Tp5 ohm fisica i uba

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TP 5: Ley de Ohm y Circuito de Corriente Continua

Resumen

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Introducción

Cuando un material posee una gran cantidad de cargas libres, es decir que parte de sus electrones pueden moverse libremente en el seno del material, se lo denomina conductor. Estos materiales son los metales, pero además existen soluciones conductoras en las cuales las cargas libres pueden ser tanto positivascomo negativas. Entonces puede decirse que a través de un material conductor se puede mover un “caudal” de electrones, y define corriente eléctrica I como la cantidad de carga neta q que atraviesa una superficie transversal en función del tiempo, según:
(1)
Donde corresponde a la densidad superficial de corriente.
El movimiento de cargas se debe a una fuerza electromotriz (f.e.m.) la cualmantiene una diferencia de potencial (V) que genera un campo eléctrico (E) el cual ejerce una fuerza sobre las cargas del conductor, dándoles un determinado movimiento. Lo cual se expresa como:
(2)
(3)


Figura 2.1: Esquema de un conductor cilíndrico, por el que circula una corriente I.

Cada material o combinación de materiales reacciona de diferente manera ante el paso de una corriente ola aplicación de una diferencia de potencial, generando una relación característica entre la diferencia de potencial entre sus extremos (V) y la corriente (I) que pasa a través de él. Esto es el resultado de que cada material opone una resistencia (R) distinta al flujo de corriente.
(4)
En ciertos casos, en la mayoría de los metales, se verifica que la resistencia no depende de V o de laintensidad, sino que la diferencia de potencial entre sus extremos es proporcional a la corriente circulante, donde la constante de proporcionalidad es R, que depende solo de las cualidades de los materiales. A estos se los llaman “materiales óhmicos”, debido a que cumplen la ley de Ohm:
(5)
En los “materiales no óhmicos” la resistencia depende de la corriente, de modo que la diferencia depotencial V no es proporcional a I, por lo que la relación no es lineal como en el caso de los “materiales óhmicos”.
Método experimental
Empleando una fuente de voltaje continuo regulable y una resistencia (R), se armó el circuito que se presenta en la figura 3.1. Utilizando un multímetro (ver apéndice) se tomo la resistividad de R, y se obtuvieron valores de corriente (I) y diferencia de potencial(V), en estos casos empleando un amperímetro conectado en serie y un voltímetro conectado en paralelo. Con los datos obtenidos, se realizó una representación grafica de la diferencia de potencial en función de la corriente, al cual se le realizo para el posterior análisis de los datos. Se espera obtener una relación lineal, en donde la resistencia (R) será la pendiente de la misma, de manera decorroborar la ley de Ohm. Esto será válido en cierto rango de V, debido a que con el paso de una corriente el material se calienta cambiando la densidad superficial de corriente, con lo cual la resistencia se modifica alejándose de la relación lineal esperada.


Figura 3.1: Circuito compuesto por una resistencia (R) y una fuente de voltaje continua (E). Conectados a este un voltímetro y unamperímetro.

Luego se reemplazó la resistencia por un diodo con el objeto de analizar su comportamiento. Generando diferentes voltajes con la fuente de voltaje continuo regulable , se observó que conectado en un sentido el diodo no permitía el paso de corriente (el amperímetro no registraba ningún valor de instensidad de corriente) mientras que conectado en el sentido opuesto si lo hacía.Utilizando los datos de esta última experiencia se realizó un gráfico de la diferencia de potencial en función de la corriente. Se pudo comprobar así que el diodo presenta un comportamiento no ohmico puesto que la relación entre la diferencia de potencial medida por el voltímetro y la intensidad de corriente medida por el amperímetro no es lineal.
Resultados y discusión

R=5K1
Intensidad de...
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