Practica5. RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD FACTORES GEOMÉTRICOS Y TÉRMICOS

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                   Practica  de Laboratorio 5                                                                                                RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD FACTORES GEOMÉTRICOS Y TÉRMICOS

Jhonny Palaguachi

fernando.palaguachij@ucuenca.ec

Resumen—  La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son: la resistencia, corriente y voltaje en esta práctica analizaremos esta ley mediante algunos experimentos.

Introducción

La ley de ohm es muy importante porque nos ayuda a configurar circuitos eléctricos y electrónicos que son la base de la tecnología moderna. Por eso se considera de vital importancia su conocimiento dentro de la ingeniería eléctrica y electrónica además de ramas adyacentes a esta, en esta práctica analizaremos la ley de ohm y trataremos de comprobarla mediante cálculos matemáticos en bases a los resultados de las distintas mediciones que haremos en cada experimento. Además comprobaremos fenómenos relacionados como la variación de resistencia por efecto de la temperatura.

1. objetivos

Objetivo General

• Conocer y comprobar, el enunciado general de la Ley de Ohm.

Objetivos Específicos:

• Determinar las relaciones de proporcionalidad entre las magnitudes eléctricas: Voltaje, Intensidad y Resistencia.
• Aplicar la Ley de Ohm, para el cálculo de magnitudes eléctricas en un circuito de corriente continua.
• Comprobar el efecto de desviación que produce la temperatura sobre el enunciado de la ley de Ohm.
• Emplear y conectar adecuadamente los instrumentos de medición de magnitudes eléctricas.

1. MARCO TEORICO 

• Ley De Ohm

La Ley de Ohm establece que La intensidad de la corriente eléctrica que pasa por un conductor en un circuito es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicado a sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia del conductor.

 Formula ley de ohm   I = V / R

 En el sistema internacional:

I = Intensidad en amperios (A)

V = Diferencia de potencial en voltios (V)

R = Resistencia en ohmios (Ω).

• Formulas prácticas, Ley de ohm

La ley define una propiedad específica de ciertos materiales por la que se cumple la relación:

V = I * R

Al despejar la resistencia de la expresión matemática de la ley de Ohm tenemos que

R = V / I

R (en Ohm)= V (en volts)/I (en amperios) es decir 1ohm=V/A

La ley de Ohm presenta algunas limitaciones como son:

        Se puede aplicar a los metales pero no al carbón o a los materiales utilizados en los transistores.

Al utilizarse esta ley debe recordarse que la resistencia cambia con la temperatura, pues todos los materiales se calientan por el paso de corriente.

Algunas aleaciones conducen mejor las cargas en una dirección que otra.

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• Deducción de la ley de ohm

Para la deducción de la ley de ohm se debe tener en cuenta que J (densidad de corriente eléctrica) es directamente proporcional a E (vector campo eléctrico). Para escribir ésta relación en forma de ecuación es necesario agregar una constante arbitraria, que posteriormente se llamó factor de conductividad eléctrica y que representaremos como δ entonces:

                          𝐽=δ Er

El vector Er es el vector resultante de los campos que actúan en la sección de alambre que se va a analizar, es decir, del campo producido por la carga del alambre en sí y del campo externo, producido por una fuente de fem (fuerza electro motriz). Por lo tanto:

                          [pic 1]

Puesto que J= (I/A)n donde n es un vector unitario tangente al filamento por el que circula la corriente, con lo cual reemplazamos y multiplicamos toda la ecuación por un dI.

[pic 2]

Como los vectores n y dI son paralelos su producto escalar coincide con el producto de sus magnitudes, además integrando ambos miembros en la longitud del conductor:

[pic 3]

El miembro derecho representa el trabajo total de los campos que actúan en la sección de alambre que se está analizando, y de cada integral resulta:

[pic 4]

Donde 𝜃₁−𝜃₂ representa la diferencia de potencial entre los puntos 1 y 2, y 𝜉 representa la fem; por tanto, podemos escribir:

[pic 5]

Donde V₁₂ representa la caída de potencial entre los puntos 1 y 2.                                Donde 𝛿 representa la conductividad, y su inversa representa la resistividad ρ = 1/𝛿. Así:

[pic 6]

Finalmente, esta expresión  es lo que se conoce como resistencia eléctrica.

Por tanto, podemos escribir la expresión final como lo dice abajo:

[pic 7]

• Desviación de la ley de ohm.

La ley de Ohm establece que en conductores lineales a temperaturas constante la gráfica V, I tiene como resultado una recta pendiente igual a la resistencia (R), y ha esta se la llama curva característica pero que si el conductor aumenta de temperatura la resistencia eléctrica baja su capacidad de oponerse al paso de electrones, es decir hay una variación de la curva característica.

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