Ley De Ohm

Joule Heat
Alan José Rovira Torres
Física para Ingenieros II, Departamento de Física
Universidad de Puerto Rico, Recinto de Bayamón
Abstracto
En este experimento quisimos probar la Ley de Ohm. Nosotros comprobamos que la Ley de Ohm es cierta, midiendo 10 distintas resistencias a un voltaje constante y midiendo 10 distintos voltajes a una resistencia constante para poder calcular el efectoen la corriente de cada caso. Obtuvimos 0.00 % de error cuando mantuvimos la corriente constante y tan solo 2.11% de error cuando mantuvimos el voltaje constante que puedo deberse al ruido instrumental.

1 Culombios, Carga Parcial y Voltaje
Para poder entender que es voltaje, es necesario entender lo que son culombios y lo que es un material parcialmente cargado. “Un culombio es una cargaequivalente a un paquete que contiene 6.242 x 10^18 electrones. Si tenemos 6.242 x 10^18 electrones entonces tenemos 1 Culombio (C).” Un material en su estado natural, por lo general tiene carga neutra, esto quiere decir que contiene la misma cantidad de electrones que de protones. Sin embargo, existen diversas formas de provocar que un material neutro se vuelva parcialmente cargado.Empecemos por establecer que cargas opuestas se atraen. Esto quiere decir que una manera de lograr que un material neutro se vuelva parcialmente cargado es frotándolo con un material positivo. Esto provocara que los electrones del material neutro se muevan hacia el material positivo, dejando el material que era neutro con una carga parcial negativa a un extremo y una carga parcial positiva al otro.Ambas regiones tendrán la misma concentración de carga pero con signos opuestos.
Si queremos que un electrón pase a través de un material parcialmente cargado, este tiene que pasar de una región hacia otra. El voltaje es la energía que permite transferir un paquete de electrones (o culombios) de una región del material a otra región de carga opuesta. “El voltaje se define como razón de trabajosobre carga (J/C) y esta dado en voltios (v).” (Boylestad, 2006) A mayor voltaje, mas fácil se le hará a un electrón recorrer el material.
2 Corriente
“La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material.” (Boylestad, 2006)
Esto quiere decir que la corriente es la medida de que cantidad de electrones (o cuantos culombios) están fluyendo a travésdel material en un segundo, a causa del voltaje. El voltaje es la energía que permite que los electrones se muevan, la corriente es una reacción al voltaje aplicado, ya que mientras mas voltaje se aplica mayor flujo de electrones ósea mayor corriente. Por definición si 6.242 ×10^18 electrones (1 culombio) pasa a través de un material en un segundo, el flujo de electrones o corriente es de 1ampere (A), la corriente entonces es dada en amperes (A). En resumen el voltaje aplicado en un sistema eléctrico es la “presión” necesaria para poner el sistema en movimiento y la reacción a esta “presión” es la corriente.
3 Resistencia
“La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente.” (Boylestad, 2006)
En otras palabras la resistencia es una fuerza quedificulta el flujo de electrones a través del material.
Esta oposición de corriente que ocurre principalmente por la colisión y fricción entre los electrones cuando estos están moviéndose durante su paso a través del material, convierte la energía eléctrica en calor. Los materiales se pueden clasificar de acuerdo con su capacidad de permitir corriente eléctrica. Se les conoce como materialesconductores a aquellos que permiten un flujo generoso de cargas y por ello tienen niveles bajos de resistencia. Materiales aisladores son aquellos donde los electrones se mueven con mucha dificultad a través del material y por eso tienen resistencia bien alta. Los semiconductores son materiales de conducción y resistencia intermedia. Otro tipo de conductores lo son los superconductores, que son un...