7/16/2019 ley de ohm (1)

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 Revista Colombiana de Física, 2015. InternationalYearLight 

Caracterización de la ley de Ohm y su relación con corriente,resistencia y voltaje

Characterization of Ohm's law and its relation to current, resistance and voltage

Paula Andrea Herrera1, Andrea Rodriguez2, Yeisson Ramirez2

1Gr!o 1.1", Ingenieria #mbiental, $niversidad Central.2Gr!o 1.1", Ingeniería Indstrial, $niversidad Central.

Fecha práctica 13/03/201! Fecha entrega de in"orme 20/03/201

Resumen

#l o$%eti&o general de esta práctica es estudiar la relaci'n entre corriente, resistencia ( &olta%e) *e supone una relaci'n entre&olta%e ( corriente para lo +ue se procede a &ariar el &olta%e e ir midiendo la corriente en cada punto determinando, a

continuaci'n se hace mediciones &ariando el &alor de R ( tomando el &alor encontrado del &olta%e ( "inalmente una relaci'nentre el &olta%e ( resistencia (a u$icadas las resistencias en un proto$oard se procede a determinar el &alor de cada una de

ellas eperimentalmente, se o$tiene un porcenta%e de error de 0)- promedio en el primer monta%e ( un error de 0).- en elsegundo, 2)3- en el tercer monta%e esto indica +ue hu$o un $uen mane%o e interpretaci'n de los datos o$tenidos en el

la$oratorio)

Palabras claves: olta%e, corriente elctrica, resistencia)

201 Re&ista olom$iana de Fsica) 4odos los derechos reser&ados) Formato a%ustado con "in pedag'gico)

! "ntroducción*e puede esta$lecer la relaci'n entre el &olta%e de la $atera,el &alor de la resistencia ( la corriente +ue entrega la $atera

+ue circula a tra&s de la resistencia, eiste una relaci'n +ue

es &5ir ( a esta se le conoce como la de 6hm) 7a resistencia

elctrica es toda oposici'n +ue encuentra la corriente a su paso por un circuito elctrico cerrado, atenuando o "renando

el li$re "lu%o de circulaci'n de las cargas elctricas o

electrones) ual+uier dispositi&o o consumidor conectado a

un circuito elctrico representa en s una carga, resistencia uo$stáculo para la circulaci'n de la corriente elctrica) 7a

relaci'n de la resistencia con la longitud ( el área es de

 proporcionalidad e in&aria$ilidad, respecti&amente, es decir,

la resistencia es directamente proporcional a la longitud ein&ersamente proporcional a la secci'n trans&ersal de área)

7a intensidad de corriente +ue pasa por dos puntos de un

conductor dado es directamente proporcional a la di"erencia

de potencial entre ellos ( a su &ez, es in&ersamente proporcional a la resistencia de los mismos) 7a distri$uci'n

del potencial en un campo elctrico, se puede representar 

grá"icamente por super"icies perpendiculares a lneas de

campo elctrico e+uipotenciales, el o$%eti&o de la presente

 práctica es estudiar la relaci'n entre corriente, &olta%e (resistencia, ( a su &ez, espec"icamente &eri"icar o re"utar la

le( de 6hm ( &eri"icar las &aria$les elctricas estudiadas)

#n lo +ue sigue del in"orme se plantea el marco conceptual,es decir los conceptos, le(es ( ecuaciones +ue sustentan esta

 práctica, en la secci'n 3 se presentan los datos ( el

tratamiento +ue se hace de ellos, en la secci'n 8 se

 presentan las grá"icas ( se hace el análisis de los resultados,"inalmente en la secci'n se presentan las conclusiones)

#! $arco Conce%tual

&ey de Ohm

7a le( de 6hm dice +ue9 :la intensidad de lacorriente

elctrica +ue circula por un conductor elctrico es

directamente proporcional a la di"erencia de potencial

aplicada e in&ersamente proporcional a la resistencia delmismo)

1

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 #tor !rinci!al et al.% &itlo 

 I =V 

 R

#n el *istema internacional de unidades9" 5 ;ntensidad en amperios <A= 5 >i"erencia de potencial en &oltios <=

R  5 Resistencia en ohmios <?=

7a di"erencia de potencial del generador empu%a amo&erse a los electrones, pero los ca$les ( los demás

elementos del circuito "renan este mo&imiento)

7a corriente elctrica corresponde al mo&imiento de

 partculas cargada dentro de un conductor por la acci'n de

la eistencia de un campo elctrico dentro del conductor) *ide"inimos la densidad de corriente en el conductor de área

de secci'n trans&ersal A como la corriente elctrica +ue

 pasa por unidad de área, es decir9

omo una densidad de corriente @ ( un campo elctrico # seesta$lecen en un conductor cuando eiste una di"erencia de

 potencial entre los etremos del conductor) *i la di"erencia

de potencial es constante la intensidad de corriente elctrica

tam$in lo es) *i para un material la densidad de corriente

es proporcional con el campo elctrico, es decir9 @ σ E

siendo la conducti&idad elctrica del conductor, se dice +ueel conductor cumple con la le( de 6hm) Y el material es

'hmico)

*i consideramos +ue el conductor es un alam$re recto deárea de secci'n trans&ersal A ( longitud l, a una di"erencia

de potencial aria$le entre los etremos se esta$lece un

campo elctrico en este ( una corriente elctrica, como la

di"erencia de potencial se relaciona con el campo elctrico

en la "orma 5 #;, haciendo las sustituciones en lasecuaciones anteriores +ueda9

*iendo llamado resistencia de un conductor R 5 ;/ σ A, as

se puede escri$ir9

Resistencia el(ctrica )R*

na consecuencia de la 7e( de 6hm es +ue la cantidad9

 

#s una constante para un conductor metálico $a%o

condiciones "sicas estacionarias ( se llama resistencia

elctrica) Aun cuando se est tra$a%ando con arte"actos

<&ál&ulas de radio o tu$os de descarga= para los cuales norige la 7e( de 6hm, a menudo es con&eniente de"inir la

resistencia del arte"acto, en tales casos la resistencia

dependerá de la intensidad de corriente)

+m%ermetro

2

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 #tor !rinci!al et al.% &itlo 

-igura ! Ampermetro conectado en un circuito)

n ampermetro es un aparato +ue mide la intensidad de

corriente, al ser conectado en *#R;# en el circuito ( posee

una resistencia interna mu( pe+ueBa <;r 0= para +ue noin"lu(a en la medici'n) n elemento de un circuito está

conectado en serie en una rama de un circuito cuando toda

la corriente en esa rama del circuito pasa a tra&s de l) *e

de$e conectar el ampermetro de modo +ue el $orne

marcado positi&o est a ma(or potencial +ue el otro $orne)Figura 1)

oltmetro

n &oltmetro es un aparato +ue mide la di"erencia de

 potencial entre dos puntos) *iempre se conecta en paralelo (

 posee una resistencia interna mu( grande <Ri =, para +ueno in"lu(a en la medici'n) n elemento de un circuito está

conectado en paralelo cuando tiene etremos comunes con

otro <s= elemento <s=, ( parte de la corriente pasa por cada

uno de los $razos) Figura 2)

-igura #! onei'n del oltmetro

uando aplicamos una tensi'n a un conductor, circula por luna intensidad, de tal "orma +ue si multiplicamos <odi&idimos= la tensi'n aplicada, la intensidad tam$in se

multiplica <o di&ide= por el mismo "actor) >el mismo modo,

si por un conductor circula una corriente, se generará una

tensi'n entre sus etremos, de "orma +ue si se multiplica <odi&ide= la intensidad, la tensi'n generada se multiplicará <o

di&idirá= en la misma proporci'n) >e esta "orma podremos

enunciar la 7#Y ># 6HC9 :7a relaci'n entre la tensi'n

aplicada a un conductor ( la intensidad +ue circula por l se

mantiene constante)

Potenciómetro

n potenci'metro es una Resistencia aria$le) 7os

 potenci'metros limitan el paso de la corriente elctrica

<;ntensidad= pro&ocando una cada de tensi'n en ellos aligual +ue en una resistencia, pero en este caso el &alor de la

corriente ( la tensi'n en el potenci'metro las podemos

&ariar solo con cam$iar el &alor de su resistencia) #n una

resistencia "i%a estos &alores seran siempre los mismos

-igura .! Potenci'metro

.! $ontaje y metodologa de ca%tura de

datos

#n principio es determinar la relaci'n de una resistenciaelctrica respecto al área ( la longitud del material)

Corriente en función del voltaje

*e realiza un monta%e con una resistencia "i%a con &olta%e

&aria$le "oto 1, se gra"ica corriente &s &olta%e, con esta

gra"ica se halla la relaci'n entre las dos &aria$les)

-oto ! Conta%e elctrico sencillo con &olta%e &aria$le)<"oto

autores marzo 201=Corriente en función de la resistencia variable

*e realiza un monta%e con resistencia &aria$le ( se "i%a el

&olta%e en &oltios "oto 2, se grá"ica corriente &s

resistencia, con esta gra"ica se halla la relaci'n entre las dos

&aria$les)

3

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 RevColFis, 'ol. 1, (o.1 de 2015. #)o internacional de la L*

-oto #! Conta%e elctrico sencillo con resistencia &aria$le) <"oto

autores marzo de 201=

Corriente en función de siete resistencias en serie

*e realiza un monta%e con &olta%e "i%o ( siete resistencias enserie de distintos &alores siendo la de menor &alor la

 primera ( la ultima la de ma(or &alor, "oto 3, se grá"ica

corriente &s resistencia elctrica, con esta gra"ica se halla larelaci'n entre las dos &aria$les)

-

oto .) Conta%e elctrico resistencias en serie) <"oto autores marzo

de 201=

/! 0atos, resultados y an1lisis

on los datos o$tenidos durante la prue$a eperimental se

lograron construir las siguientes ta$las, ( gra"icas)

Corriente en función de voltaje

2o! " )3+* 4567 )voltios*

e4%erimental

)voltios*

teóricoe 8

1   96.8 2.06 2.02 2.12   195.1 4.03 4.06 0.8

3   290.5 6.02 6.04 0.4

8   388.3 8.08 8.08 0.0

  485 10.1 10.1 0.1

.   580 12.05 12.07 0.1

D   676 14.09 14.06 0.2

0.59abla ! orriente &s &olta%e)

0 100 200 300 400 500 600 700 800

0

2

4

6

8

10

12

14

16

f(x) = 0.02x + 0

R² = 1

rafica ! orriente &s &olta%e)

7a gra"ica 1 muestra una relaci'n de dependencia linealentre los datos o$tenidos, muestra +ue el &olta%e en "unci'n

de la corriente ( están directamente relacionados, por lo

tanto, a medida +ue aumenta el &olta%e la corriente se hacema(or o &ice&ersa)

4am$in es notorio +ue se relizo una correcta captura de

datos de$ido a +ue están u$icadas las coordenadas so$re la

linea de tendencia, el coe"iciente de correlacion rE251 nosindica +ue los datos coinciden pre"ectamente so$re la lnea

de tendencia)

Corriente en función de resistencia el(ctrica

2o

! R );*

" )m+* 456.

e4%erimental " )m+* teórico e 8

1 28,1 1.,. 1.,D   0.5

2 .38 D,2 D,G   1.0

3 . ,23 ,1   0.7

8 1200 8,1D 8,1   0.5

121 3,3 3,32   0.8

. 1GD 2,D2 2,D3   0.4

D 200 2,83 2,83   0.1

0.69abla #! orriente &s resistencia)

8

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 #tor !rinci!al et al.% &itlo 

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

f(x) = 4428.57 x^-0.98

R² = 1

rafica #! orriente &s resistencia)

4eniendo como constante un &olta%e de &oltios en relaci'n

con una resistencia &aria$le, la grá"ica 2 muestra una

relaci'n de dependencia potencial entre los datos o$tenidos,

muestra +ue la corriente está en "unci'n de la resistencia (están in&ersamente relacionados, por lo tanto, a medida +ue

aumenta la resistencia el "lu%o de corriente se hace menor)#n esta gra"ica tam$in es notoria la correcta captura de

datos, de$ido a +ue las coordenadas están u$icadas so$re lalnea de tendencia, el coe"iciente de relaci'n rE250, esta,

mu( cercano a uno ( nos permita sa$er +ue la captura de

datos es casi per"ecta)

Corriente en función de siete resistencias en serie

2

oR )<;*

)voltios*

e4%erimental

)voltios*

teóricoe 8

1

2000

0 0.5 0.47 6.69

2

3300

0 0.8 0.79 0.93

3

3900

0 0.9 0.94 4.78

4

6200

0 1.5 1.52 1.33

5

7500

0 1.863 1.85 0.92

6

8200

0 2.007 2.02 0.72

7 100000 2.491 2.47 0.73

2.309abla .) orriente en "unci'n de resistencias en serie)

0 20000 40000 60000 80000 100000

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

f(x) = 0x - 0.04

R² = 1

rafica .! orriente &s resistencias)

4eniendo un &olta%e constante en &oltios, ( siete

resistencias en serie se mide el &olta%e en cada una de ellasse constru(e la ta$la 3 ( la grá"ica 3, muestra la corriente en

cada una de las distintas resistencias, para este monta%e "uenecesario con&ertir los &alores de las resistencia a I)

#n la ta$la 3 en relaci'n de de &olta%e &s resistencia se presenta una tendencia lineal, esto indica +ue a ma(or 

resistencia se presenta un ma(or &olata%e, tam$in es

e&idente en la gra"ica +ue los puntos tienden a estar so$re la

lnea de tendencia la gra"ica tam$in nos arro%a unrE250,G. +ue nos indica +ue realizo una captura de datos

casi per"ecta so$re la lnea de tendencia, la resistencia

e+ui&alente es iguala a la suma de cada una de las

resistencias)

=! Conclusiones

#ste in"orme se relizo con tres circuitos con elementos

electr'nicos di"erentes para analizar su "uncionamiento (

esta$lecer comparaciones ( as poder  llegar a las siguientesconclusiones)

 *e &eri"ica la le( de 6hm, se e&idencia en la grá"ica 1

muestra la relaci'n de dependencia lineal de la corriente conel &olta%e ( su aumento paulatino, on un &alor 

de resistencia "i%o9 7a corriente sigue al &olta%e) n

incremento del &olta%e, signi"ica un incremento en

la corriente ( un incremento en la corriente signi"ica unincremento en el &olta%e)

#n lagra"ica 2 es in&ersamente proporcional presentndo una

dependencia potencial en el caso de resistencia &s corriente,a ma(or resistencia a menor corriente) on el &olta%e "i%o9

n incremento en la corriente, causa una disminuci'n en

la resistencia ( un incremento en la resistencia causa una

disminuci'n en la corriente)

#n la grá"ica 3 de &olta%e en "unci'n de las resistencias se

o$ser&a una tendencia lineal, a medida +ue la resistencia

7/16/2019 ley de ohm (1)

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 RevColFis, 'ol. 1, (o.1 de 2015. #)o internacional de la L*

 presenta un ma(or &alor el &olta%e tam$in &a incrementadosu &alor de "orma proporcional, a partir de este monta%e se

comprue$a la le( de 6hm) on la corriente "i%a)

 7! >ibliografa!

J1K #7#4R;;>A> PR;L;P;6 Y AP7;A;6L#*, Ricahrd @)FoMler 

J2K F;*;A ( N;C;A, #dite >ulce maria Andres ( @uan 7uis

AntonJ3K >aMes) H) 7) #lectricidad ;ndustrial ;) #ditorial Re&ert *)A)

Oarcelona) 1D.) <pg) =

J8K Alcalde *an Ciguel, P) #lectronica general9 #+uiposelectr'nicos de consumo) #ditorial Paranin"o *)A) Cadrid) 200)

<Pg) 3=

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