Ley de ohm

 Universidad de Santiago de Chile, Facultad de Ciencia, Departamento de Física


E5, Ley de Ohm

Fabiana Saavedra F.1, Shih-kwei Tseng R.2


1. Ingeniería Ejecución, Departamento de Ingeniería Mecánica.
2. Ingeniería Ejecución, Departamento de Ingeniería Mecánica.

Profesora: Romina Muñoz



1.- Objetivos
-Establecer la relación voltaje-corriente tanto para los conductoresmetálicos como para los no metálicos.
-Verificar la Ley de Ohm para los circuitos de corriente continua.
2.- Antecedentes teóricos
La corriente eléctrica en un conductor siempre debe tener un campo eléctrico, o bien, un gradiente de potencial en su interior:
=
Considerando un hilo conductor cuya longitud le otrogaremos el valor L y una sección transversal de valor A con una corrienteconstante circulando de valor I, se puede definir una densidad de corriente como:


Los conductores difieren en el valor de la densidad de corriente para un campo eléctrico dado. La razón de la densidad de corriente J a la intensidad E del campo eléctrico del material considerado se denomina:

La conductividad es lo opuesto a la resistividad del material, varía con la temperatura y se representacon la letra griega “Ω” (sigma). Para otros materiales, en especial los metales, la conductividad es independiente del campo eléctrico aplicado, por lo que se puede obtener:

Si se tiene a Va y Vb como los potenciales en cada extremo del conductor de longitud L, se obtiene finalmente como una diferencia de potencial y se representa a través de la siguiente fórmula:
(Va - Vb)
El factor sedenomina conductancia y su recíproco es conocido como la resistencia eléctrica R. Mientras mayor sea la conductancia, mayor será la intensidad de corriente para una diferencia de potencial dada. Finalmente, la relación de piede escribir como:

Que es la ecuación conocida como Ley de Ohm donde I es la intensidad de corriente, R la resistencia y V la diferenica de potencial.
3.- Materiales utilizados-Fuente continua.
-Voltímetro
-Amperímetro
-Sistema de ampolleta, un diodo y una resistencia de carbono (placa Pasco)
-Caja de resistencia eléctrica. (x10)
-PC, interface y sonda de voltaje
4.- Desarrollo del experimento
Para llevar a cabo este eperimento se debe confeccionar el siguiente circuito:

Figura 1: diagrama del circuito.
En este circuito la fuente de poder, claramente, esla fuente continua; el amperaje, el tester; y la diferencia de potencial se mide conectando la resistencia con el interfase. La resistencia se debe representar a través de cuatro elementos distintos los cuales deben ser, sucesivamente:
1. Caja de resistencia negra.
2. Resistencia de carbono.
3. Ampolleta.
4. Diodo semiconductor.
Terminado el montaje se procede a fijar en la fuente continua unvoltaje máximo de 5 V para así prevenir cualquier percance con alguno de los objetos a utilizar. En el caso de la caja de resistencia negra, ésta se debe fijar en un valor de 10Ω. Se cambia el potencial eléctrico de la fuente para obtener el valor de la intensidad de corriente mediante el tester y el valor del voltaje se mide con el programa Data Studio. Luego se realiza una tabla con los valoresdel voltaje y sus respectivas intensidades de corriente y con estos valores se hace un gráfico “voltaje-corriente” cuya pendiente es la resistencia.
Este procedimiento debe repetirse con cada una de las resistencias anteriormente mencionadas.




5.- Resultados
En cada procedimiento verificamos que los valores de corriente no sobrepasen el valor máximo de escala del amperímetro.
Para laresistencia eléctrica tomamos 7 datos verificando que los valores de corriente no sobrepasen un valor máximo de 5V y variando el voltaje de salida de la fuente continua, se obtiene una tabla de valores de voltaje y corriente en la resistencia.
Voltaje de salida
Intensidad (A)
Voltaje PC (V)
1 V
0,010 A
0,986 V
1,5 V
0,015A
1,460 V
2 V
0,021 A
1,997V
2,5 V
0,025 A
2,417 V
3,0 V...