Corriente Continua - Ley De Ohm y Leyes De Kirchhoff

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERÍA Y AGRIMENSURA UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO

DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA
(ESCUELA DE FORMACIÓN BÁSICA)

FÍSICA III

TRABAJO PRÁCTICO Nº 3, 4 y 5:


“Corriente continua, Ley de Ohm y Leyes de Kirchhoff”


Mediante el siguiente trabajo práctico, obtendremos experimentalmente la relación existente entre la tensión y corriente aplicadassobre una resistencia, comprobando así su comportamiento lineal y a su vez, obtendremos la corroboración de la Ley de Ohm y la 1º y 2º Ley de Kirchhoff sobre un circuito sencillo.




AÑO: 2009

OBJETIVOS:

* Verificaremos la linealidad de un elemento circulado por corriente.

* Verificaremos la ley de OHM.

* Verificaremos la primera y segunda Ley deKirchhoff.

1) INTRODUCCIÓN TEÓRICA

LEY DE OHM:

Cuando un conductor transporta una corriente, existe un campo eléctrico en su interior que ejerce una fuerza sobre las cargas libres. Como el campo E tiene la dirección de la fuerza que actúa sobre una carga positiva, y la dirección de la corriente es la de un flujo de cargas positivas, la dirección de la corriente coincide con la del campoeléctrico. En la figura se muestra un segmento de alambre de longitud ΔL y área de sección transversal A por el cual circula una corriente I. Como el campo eléctrico está siempre dirigido de las regiones de mayor potencial hacia las regiones de menor potencial, el potencial en el punto a es mayor que en el punto b. Si el segmento es lo suficientemente corto para despreciar cualquier variación delcampo eléctrico E a lo largo de la distancia ΔL, la diferencia de potencial V entre los puntos a y b es:

V = Va – Vb = E. ΔL
Para la mayor parte de los materiales

La intensidad de corriente en una porción de conductor es proporcional a la
diferencia de potencial que existe entre los extremos de esa porción.

Este resultado experimental se conoce como Ley de Ohm. La constante deproporcionalidad se escribe en la forma 1/R, siendo R la resistencia:

V = tensión [V]

R = Resistencia [Ω]

I = Intensidad de corriente [A]
I = .V
O sea,

R =

Esta es una definición general de la resistencia entre dos puntos en función de la caída de potencial V entre los mismos.

Para obtener las lecturas directas de las corrientes y tensiones que van a interactuar sobre el circuito,utilizaremos dos instrumentos que basan su principio de funcionamiento en un instrumento de bobina móvil, el cual pasamos a detallar a continuación.

AMPERÍMETRO Y VOLTÍMETRO:

Los instrumentos más comunes para medir el potencial o la corriente utilizan un dispositivo denominado galvanómetro de D’Arsonval. En el campo magnético de un imán permanente se coloca una bobina de cable fino giratoria,como se ilustra en la figura. Cuando pasa corriente por la bobina, el campo magnético ejerce sobre ella un torque que es proporcional a la corriente.

Un resorte se opone al torque, en una acción similar a la de la cuerda de un reloj sobre el volante, ejerciendo un torque restaurador proporcional al desplazamiento angular. La desviación angular de la aguja indicadora unida a la bobina móvil esentonces directamente proporcional a la corriente de la bobina y puede calibrarse el dispositivo para medir la corriente. La desviación máxima diseñada para el medidor, normalmente entre 90º y 120º, se denomina desviación a fondo de escala. La corriente necesaria para producir esta desviación (normalmente entre 10 µA y 10 mA) y la resistencia de la bobina (típicamente entre 10 y 1000Ω) son lascaracterísticas esenciales del medidor. La desviación del instrumento es proporcional a la corriente que pasa por la bobina, pero si ésta cumple la ley de Ohm, la corriente es proporcional a la diferencia de potencial entre los terminales de la bobina. Por ejemplo, imaginemos un instrumento cuya bobina tiene una resistencia de 20Ω, y que se desvía a fondo de escala con una corriente de 1 mA. La...