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 Universidad de Santiago de Chile
Electricidad y Magnetismo para Ingeniería
Facultad de Ingeniería - Departamento de Física

Experiencia N° 4 – Ley de Ohm
Kevin Canales B. – Daniel Millaqueo F. – Mauricio Moreno J. – Sebastián Ossandón R.
Laboratorio: 10112-0- L-22 / Marcel López Urbina
Resumen: En esta experiencia comprobaremos experimentalmente la ley de Ohm, utilizando circuitoscon diferentes resistencias (y, por lo tanto, conductores). También veremos cómo varían dichos valores de resistencias debido a variaciones en sus temperaturas. En general, se estudiará el comportamiento de una resistencia de carbono y el de una ampolleta, para determinar si son conductores óhmicos o no. En caso de que un conductor no lo sea, analizaremos cómo varía su resistencia en relación a sutemperatura.
Objetivos Experimentales:
- Obtener curvas voltaje-corriente de conductores metálicos.
- Verificar la ley de Ohm.
- Utilizar la variación de la resistencia eléctrica debida a cambios de temperatura para medir temperaturas.


Introducción Teórica:
Para un conductor de área de sección trasversal A que transporta una corriente I, se define densidad de corriente J en elconductor como la corriente por unidad de área, es decir:

Para que exista una densidad de corriente en un conductor debe haber un campo eléctrico en dicho conductor. En muchos materiales, incluyendo la mayoría de los metales, la densidad de corriente J es proporcional al campo eléctrico E.

Donde, σ = conductividad del conductor.
Esta relación constituye la Ley de Ohm, y los materiales que cumplendicha ley, son llamados materiales óhmicos. De (2) se obtiene la siguiente relación, que es la forma más conocida de la Ley de Ohm:

Donde R se conoce como resistencia del conductor, y se mide en Ohm [Ω]. Su valor recíproco se llama resistividad, y se expresa como . Se puede expresar la resistencia del segmento de alambre recto de longitud L y de área de sección trasversal A en función de laresistividad:

Todo material óhmico tiene una resistividad característica que depende de las propiedades del material y de la temperatura. En un rango limitado de temperatura, la resistividad de un conductor varía prácticamente de manera lineal en función de la temperatura, de acuerdo con la expresión:

Dado que la resistencia es proporcional a la resistividad, podemos escribir:

ConFinalmente, si queremos obtener la temperatura del conductor, despejamos T, y se tiene:

= Resistencia a una temperatura fija .
= Temperatura fija (temperatura ambiente).
= coeficiente de temperatura.

Montaje Experimental:

















Imagen 1. Muestra el montaje realizado en la experiencia

Este experimento se subdividió en dos partes. En la primera parte,conectamos un voltímetro en paralelo y un amperímetro en serie a una resistencia de carbono, que tenía un valor teórico de 100 Ω. Luego, con ayuda de una fuente de corriente continua, fuimos variando el voltaje, desde 0.5V hasta 7V en diferencias de 0.5V. En cada diferencia de potencial diferente, fuimos midiendo y registrando la intensidad de corriente que circulaba por el circuito.

En la segundaparte, desconectamos el circuito anterior y lo reconfiguramos, esta vez usando como resistencia, una pequeña ampolleta, que al variar el voltaje, se encendía. Como en la primera parte, se procedió a medir la intensidad de la corriente que pasaba por el circuito mientras se variaba el voltaje.

La siguiente imagen, muestra la disposición del circuito, donde R es cada una de las resistencias queutilizamos. Es decir, R toma el lugar de la resistencia de carbono (caso uno), y de la ampolleta (caso dos).



Imagen 2. Circuito genérico armado en ambas partes del experimento


En la figura se muestran los símbolos de amperímetro y voltímetro. Estos instrumentos eran los multitesters conectados cumpliendo con dichas funciones. La diferencia de potencial, era la suministrada por la fuente...