Analizar y verificar el PRINCIPIO DE OHM

Practica de Laboratorio N 06

Ley de Ohm

1. Objetivo .

- Analizar y verificar el PRINCIPIO  DE OHM .

- Calcular la resistencia R.

2. Fundamento Teorico.

Resistencia Electrica.

Georg Simon Ohm observó a través de numerosos experimentos, que cuando se aplicaba una tensión constante a varias muestras de conductores, de distintas dimensiones pero de distinto material, cada muestra tenía un flujo distinto de corriente.

De ello dedujo que la resistencia ofrecida al paso de corriente por cada muestra, no dependía solamente del tipo de material, sino también de sus dimensiones.

Esto se puede observar en la figura , el material conductor se muestra en forma prismática para facilitar la explicación, y se supone que está conectado a una batería mediante conductores que tienen resistencia nula.

Obsérvese que el eje longitudinal del material conductor es paralelo a la dirección de la corriente, y que el área transversal es perpendicular a la dirección de la  misma. Si se aplica una tensión constante a los extremos de la muestra para producir un cierto flujo eléctrico, la resistencia de esta muestra es igual al cociente de la longitud por el área transversal, multiplicado por una constante llamada RESISTIVIDAD del material.

Tomando una muestra de dimensiones normalizadas (1 cm de alto, 1 cm largo, 1 cm de espesor) la resistencia de la muestra será igual a la resistividad del material, como se vé en la siguiente expresión matemática:

R =   x l / A

Donde:

X = Resistividad (valor constante dependiente de la

        estructura molecular de la muestra).

R = Resistencia de la muestra medida en OHM.

L = Longitud de la muestra en cm.

A = Sección transversal de la muestra cm3.

Sustituyendo los valores asignados a la muestra normalizada:

R =   x 1 /1

Por lo tanto R =  .

El valor de    es una constante para un cm3 de un material determinado, y se lo conoce como RESISTIVIDAD de ese material. Es evidente que cuanto mayor sea el número de electrones capaces de transformarse en electrones libres, tanto mayor será la corriente para cualquier valor constante de la tensión.

De este modo, cuanto mayor sea el número de electrones libres que tiene un material, menor la resistencia al flujo de una corriente eléctrica. El valor de   es diferente para cada uno de los materiales conductores que se usan en electricidad o electrónica.

Si el largo o la muestra de la sección de un material fuesen modificados, la resistencia total cambiará, pero   permanecerá constante. Si la tensión aplicada una muestra se mantiene constante, mientras que el largo de la misma aumenta, la velocidad de desplazamiento de los electrones decrecerá. Esto sucede porque la velocidad desplazamiento depende de la fuerza aplicada a las órbitas de los electrones. Como la tensión actúa sobre una mayor longitud de alambre, la fuerza aplicada a las órbitas de los electrones se ha reducido.

Como se explicó anteriormente, la corriente es proporcional a la velocidad desplazamiento; por lo tanto, la corriente decrecerá y la resistencia aumentará, si se aumenta la longitud de la muestra. Igualmente, si se se aumenta la sección transversal de un material mientras se conservan como constantes la tensión aplicada y la longitud de la muestra, habrá un número mayor de electrones que pasan por un punto dado en un segundo. Esto se traduce en un incremento de corriente. Por lo tanto, al aumentar el área de la sección del conductor, se disminuye la resistencia eléctrica está presente en todo circuito eléctrico, incluyendo los componentes y los alambres de conexión entre las partes de un circuito.

El monto de la resistencia ofrecida por un alambre conductor es muy pequeño comparado con la resistencia total de un circuito; en consecuencia, se considera despreciable con respecto a la total del circuito. Sin embargo, la resistencia eléctrica de un conductor es de primordial importancia. En el transporte de energía eléctrica a grandes distancias.

LEY DE OHM .Una de las más importantes leyes de la electricidad y electrónica, es la enunciada en base a los resultados experimentales de Georg Simon Ohm. Este resultado expresa la relación fundamental entre tensión, corriente y resistencia en un circuito. Se llama ley de OHM y expresa:

LA CORRIENTE QUE FLUYE POR UN CIRCUITO ELECTRICO ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA TENSION E INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA RESISTENCIA.

La ley de OHM, expresada en forma de ecuación matemática, es:

[pic 2]

Donde:

I = Corriente en ampere.

V = tensión en volt.

R = resistencia en OHM.

El enunciado de la ley de OHM estaba basado originalmente en la acción de la tensión, corriente y resistencia en un circuito eléctrico alimentado por una fuente de corriente continua. En la figura se presenta un circuito eléctrico simple, similar a los circuitos mostrados anteriormente. Nótese que un circuito eléctrico no funcionará si no hay un camino completo para el flujo de corriente, desde una fuente de fuerza electromotriz, a través de un circuito externo, hasta el otro borne de la fuente. En nuestro circuito la corriente fluirá en la dirección indicada, procedente del terminal negativo de la batería, a través de la pequeña resistencia del amperímetro y de la resistencia de 10 ohm, hasta el terminal positivo de la batería.

Los valores presentados en la figura servirán para ilustrar las relaciones expresadas por la ley de ohm. Usando la ley de ohm se puede calcular la corriente total del circuito, reemplazando el valor de tensión E y la resistencia R en la fórmula:

I =  V           I =  10 volt         I = 1 ampere

    R                10 ohm

Mediante la ley de ohm, se se calculó que el flujo de corriente a través del circuito es el mismo que el indicado en el amperímetro. Por lo tanto la ley de OHM puede utilizarse para el cálculo de la intensidad circulante por el circuito, sin necesidad de intercalar un amperímetro dentro del mismo.

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