Ley De Ohm

Demostración de la Ley de Ohm por medio del cálculo de la constante de resistividad en un cable de nicromo y el comportamiento de carácter óhmico o no óhmico de un resistor y una ampolleta

Claudio Hidalgo Sebastián Arriaza

clhidalgo@alumnos.uai.cl sarriaza@alumnos.uai.cl

Laboratorio Electromagnetismo

Sección 3

Universidad Adolfo Ibáñez

Sede Viña del Mar

Resumen

El presente informe busca comprender la Ley de Ohm experimentalmente por medio de la búsqueda de la constante de resistividad (ρ) que presentan tres cables de Nicromo de distinto diámetro, para comprobar experimentalmente la conductividad intrínseca que poseen los materiales y además verificar el comportamiento del tipo óhmico o no óhmico que presentan dos materiales (resistor de 220 Ω y una ampolleta) por medio de la misma ley de la física.

Resultados de experimentos:

La resistividad (ρ) presente en cada alambre son: Alambre I 5,1E-07±0,0004, Alambre II 3,5401E-07±0,0005, Alambre III 4,9282E-07±0,0008 se acerca a a la constante estándar del Nicromo que es de 1x〖10〗^(-6) [Ωm] por lo que se comprueba experimentalmente

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El resistor presenta un comportamiento óhmico y la ampolleta presenta es de carácter no óhmico, ya que en el primero la resistencia se mantiene constante y en el segundo presenta variaciones.

Introducción

La primera parte del experimento responde a la búsqueda de la resistividad eléctrica en cables de nicromo y como definición la resistividad, es la capacidad de un material para oponerse al flujo de carga eléctrica o también puede definirse como la resistencia eléctrica específica de una sustancia, sus unidades son el ohm por metro (Ω*m) y habitualmente se designa la letra para ella.

Si la resistividad eléctrica de un material es alta, este puede clasificarse como un “mal” conductor, por el contrario, si esta es baja, el material se considera como un “buen” conductor de flujo de carga eléctrica. Por lo que conocer la resistividad eléctrica de diversos materiales se vuelve de gran utilidad.

La resistencia eléctrica es equivalente a la resistividad eléctrica por la longitud divida por el área transversal, esto queda explicitado en la siguiente fórmula:

Donde R es la resistencia eléctrica en ohm, (L/A) es la longitud partida por el área transversal. En este caso la aleación níquel-cromo posee una resistividad de 1E-6 [Ωm].

Al observar la ecuación (1), se destaca que la resistencia es directamente proporcional al producto de la resistividad por el largo del alambre e inversamente proporcional al área de este. Al llevarse a un gráfico, por ende, la resistividad es una recta, la cual se compara con los datos de fábrica mencionados anteriormente.

En la segunda parte del experimento, se utiliza un resistor y una ampolleta a modo de revisar su comportamiento óhmico. Existe una relación proporcional entre la intensidad de la corriente eléctrica y el potencial eléctrico, la cual se conoce como la Ley de Ohm, y se rige por la siguiente ecuación.

(2) V=IR.

Tanto para el caso del resistor como de la ampolleta, se llevan los resultados obtenidos a gráficos al usar la ecuación (2), los cuales determinan si sus comportamientos son lineales (óhmico) o no (no óhmico).

Montaje y procedimiento experimental

Para realizar el segundo experimento es necesario lo siguiente:

Materiales:

Pie de metro digital (error instrumental: 0,0002 mts)

1 multímetro o tester (error instrumental: 0,001)

Tabla de madera con 3 cables de nicromo de diferentes diámetros y de 40 cm de largo

2 conectores o punta (Rojo y negro)

En el primer experimento se dispone de 3 cables de nicromo de diferentes diámetros en una tabla de madera: El primer paso es realizar la medición de la longitud y diámetro de cada cable ya dispuesto gracias al pie de metro. Después se procede a dividir en 10 partes distintas cada cable eligiendo diversas medidas de longitud para hacer la medición de la resistencia eléctrica con el multímetro. Los conectores se adhieren al cable y se instalan en cada una de las medidas precisadas, es decir, una punta se colocaba en un extremo y la otra en otra parte de la sección longitudinal del cable, y posteriormente se realiza la medición de la resistencia eléctrica en la escala 200[kΩ]. (Se registra la información en tablas)

Para el segundo experimento se lleva a cabo un circuito eléctrico, el cual se compone de una fuente de poder 220[v], una ampolleta, un resistor de 220 [Ω], dos multímetros, un protoboard y cables. Para el caso del resistor, se ubica en el protoboard y se eleva el voltaje en forma gradual de 0 a 12 V, con intervalos de 1,2 V. Anotando los datos entregados de corriente por la fuente de poder.

Para el tercer experimento se reemplaza el resistor y el protoboard por una ampolleta, la cual se une al circuito anterior y se lleva a cabo el mismo procedimiento pero partiendo la medición desde -2,5 V hasta 2,5 V, en intervalos de 0,2 V. Nuevamente se anotan los resultados de corriente.

Resultados Experimentales

Experimento 1: Se mide la resistencia eléctrica (Ω) 10 veces por cada cable de nicromo de longitud total utilizada de 0,4 [m] y de diámetro medido en [m], en función de una longitud (ΔL) designada, los resultados se registran

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