Materiales no ohmicos

Facultad de Química

Laboratorio de Física

Materiales óhmicos u no óhmicos.

Resumen.

En este proyecto analizamos el comportamiento de dos materiales distintos y con esto ver si siguen la ley de ohm y determinar si son óhmicos o no óhmicos, esto lo podemos ver al analizar las gráficas de diferencia de potencial contra intensidad de corriente para esto aquellos que tienen un comportamiento lineal a partir de lo observado gráficamente se consideran óhmicos mientras que un material no óhmico tiene un comportamiento distinto. Los materiales que comparamos fueron dos: un trozo largo de grafito y un alambre de tungsteno, los valores de diferencia de potencial medidos fueron en intervalos de 0.5 V comenzando con el mismo valor de 0.5 para ambos hasta llegar a un potencial máximo de 5 V.  

Introducción.

LEY DE OHM. Cuando aplicamos una tensión a un conductor, circula por él una intensidad, de tal forma que si multiplicamos (o dividimos) la tensión aplicada, la intensidad también se multiplica (o divide) por el mismo factor. Del mismo modo, si por un conductor circula una corriente, se generará una tensión entre sus extremos, de forma que si se multiplica (o divide) la intensidad, la tensión generada se multiplicará (o dividirá) en la misma proporción. De esta forma podremos enunciar la LEY DE OHM: "La relación entre la tensión aplicada a un conductor y la intensidad que circula por él se mantiene constante. A esta constante se le llama RESISTENCIA del conductor". [pic 1]

[pic 2]

R se expresa en Ohmios (Ω), siempre que I esté expresada en Amperios y V en Voltios.

La resistividad se puede explicar, muy generalmente, como la dificultad que tiene la intensidad de corriente para pasar sobre un material, ésta depende de las dimensiones del material y se puede calcular de la siguiente manera:

[pic 3][pic 4]

Podemos observar que existe una relación entre la resistencia y la festividad. Un material con comportamiento óhmico tiene una resistencia constante, sin embargo, un material no óhmico, debido a que su comportamiento es exponencial, la resistencia cambiará dependiendo de la diferencia de potencial y la intensidad con la que se trabaje.

Para calcular la incertidumbre de nuestras medidas utilizamos:[pic 5]

[pic 6]

Debido a que cada valor debemos reportarlo con la incertidumbre a y b utilizamos la incertidumbre combinada:[pic 7]

[pic 8]

Hipótesis y objetivo.

De acuerdo por lo establecido en la Ley de Ohm el comportamiento para un material óhmico es lineal, es por esto que esperamos ver en el caso de alguno de los dos esta conducta y analizar a partir de la gráfica cual es óhmico y cual no.

El objetivo es a partir de la gráfica de diferencia de potencial contra intensidad deducir aquel material con comportamiento óhmico y cual no, con esto dejar clara la hipótesis además de que usaremos variaciones de voltaje pequeñas para apreciar los cambios.

Desarrollo experimental:

Se construyó un circuito con de corriente directa, conectando un multímetro en serie para media la intensidad de corriente y otro en paralelo para medir la diferencia de potencial del material con el que se trabajó, en este caso fue el grafito de un lápiz y un pequeño alambre de tungsteno que obtuvimos de un foco. Se le aplicó una diferencia de potencial de 0.5V al circuito, se obtuvieron los valores de la intensidad de corriente y de la diferencia de potencial del material. Se fueron aumentando 0.5V hasta llegar a 5V, repitiendo el procedimiento de medir la intensidad de corriente y la diferencia de potencial cada que se aumentaba la diferencia de potencial.

Material:

• 2 multímetros digitales (Steren)
• 1 vernier digital
• 6 cables banana-banana
• 4 caimanes
• 1 fuente directa
• Grafito
• Cable de tungsteno

Tratamiento de datos

Primero se midió la diferencia de potencial y la intensidad de corriente del grafito, los resultados obtenidos se reportan en la Tabla 1.

La incertidumbre combinada fue calculada con uso de la ecuación 4. Los valores de incertidumbre reportados en los multímetros de Steren fueron de 1% + 3 dígitos de  para Voltaje y 3% + 3 dígitos para intensidad de corriente.

Se construyó una gráfica con el uso de los datos de la tabla 1, de dónde se pretende obtener la resistencia del grafito.

[pic 9]

Gráfica 1

De acuerdo con la gráfica, haciendo uso de la ecuación 1, la resistencia del grafito es de 0.345±0.98Ω

Podemos observar que hay un claro comportamiento óhmico. Con el uso de la ecuación 2 podemos calcular la resistividad.

Tomamos la longitud como 4.719x10-2±0.06 cm y el área como 1.483x10-1 ±0.07 cm2. Obtenemos que el valor de la resistividad es de  0.108Ωm

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