viernes, 9 de octubre de 2009

Ley de Ohm

Resumen
En este informe se mostrara el procedimiento, los resultados obtenidos y la interpretación de estos mismos.
Los temas que desarrollamos en esta práctica de laboratorio fueron ley de Ohm

las cargas el voltaje y la capacitancia para un condensador de placas paralelas.
Y el objetivo es que planteo en este laboratorio fue establecer la relación entre estas.

Abstract
In this report there was to show the procedure, the obtained results and the interpretation of these themselves. The topics that we develop in this practice of laboratory were the loads, the voltage and the capacitance for a condenser of parallel plates. And the aim is that I raise in this laboratory it was to establish the relation between these.

INTRODUCCION

En nuestra vida diaria utilizamos muchos implementos tecnológicos los cuales nos ayudan a tener una mejor calidad de vida, si nos tomáramos el tiempo para comprender como función estos, nos daríamos cuenta que primero debemos entender los instrumentos que los componen. Uno de estos componentes el cual están en básicamente todos los instrumentos que utilizamos a diario los seres humanos es la resistencia y el diodo.

OBJETIVOS

Conocer la ley de ohm y la aplicación de esta para identificar si un material es óhmico o de lo contrario no lo es.

Establecer la relación que existe entre resistencia, voltaje y corriente eléctrica.


MARCO TEORICO
Para poder entender el desarrollo del la experiencia hay que tener en cuenta muchos conceptos, a continuación se explicara conceptos básicos de un modo conciso para poder tener un mejor entendimiento de cómo se desarrollo esta experiencia
Corriente eléctrica
Una corriente eléctrica es todo el movimiento de carga de una región a otra que recubre un material, es decir, es la razón de cambio de la carga con respecto al tiempo, esta es medida en amperios (A) y es representada con la letra I.
I= dq/dt
Densidad de corriente
Se define como la corriente por unidad de área de sección transversal.
J= I/A
Resistividad
Es la capacidad la cual tiene un material para no permitir el flujo de la corriente eléctrica, esta viene dada por la relación que existe entre el campo eléctrico Ē y la densidad de la corriente eléctrica J.
Б= J/Ē
Conductividad
La conductividad es el reciproco de la resistividad, sus unidades están dadas por 1/((Ω m )).
Los buenos conductores de electricidad tienen una conductividad más grande que los aisladores. La conductividad es análogo eléctrico directo de la conductividad térmica, los buenos conductores eléctricos, como por ejemplo los metales, por lo regular son buenos conductores de calor.
Ley de Ohm
La ley de ohm se cumple siempre y cuando el campo y la densidad de la corriente sean constantes y la complejidad del material no sea muy compleja como por ejemplo los metales.
La ley de ohm se cumple siempre y cuando la resistencia sea constante, hay que resaltar que hay materiales los cuales son óhmicos y pueden transformarse en no óhmicos y viceversa, este fenómeno se presenta cuando la resistividad del material se altera debido al constante paso de corriente eléctrica.
Resistencia
La resistencia es la oposición que presenta un cuerpo al paso de la corriente eléctrica para circular a través de este. Esta se simboliza con el símbolo griego omega Ω.
Resistencia en circuitos
En los materiales electrónicos las resistencias son materiales los cuales como la definición anterior que habíamos dado antes se opone al paso de la corriente.
Estas son pequeñas y si se nos diese por abrir una se puede observar que esta es un hilo el cual este se encuentra enrollado por dentro, debido a esta razón es por eso que se representa así en el circuito, y en un circuito se representa con este símbolo:

Para poder saber el valor de una resistencia se utiliza el código de colores, el cual se utiliza de la siguiente manera:
Primero se observa el primer color de la resistencia este será el primer digito la cual esta tiene, luego se observa el segundo color y al igual que el primero este será otro digito de la resistencia, es decir, será su segundo digito. Y por último se observa el tercer color este es el factor multiplicador por diez de la resistencia.
Código de colores
Negro = 0
Verde = 5

Marrón= 1
Azul = 6

Rojo= 2
Violeta = 7

Naranja=3
Gris = 8

Amarillo = 4
Blanco= 9

Energía potencial eléctrica
Esta está definida como la energía potencia por unidad de carga en un punto y esta expresada por la siguiente expresión:
V = U/q
Diferencia de potencial
Es el trabajo por unidad de carga que debe realizar una fuerza eléctrica cuando un cuerpo con carga se desplaza de un punto A a un punto B. En circuitos a esto se le suele llamar voltaje.
Diodo
Este instrumento es un instrumento no óhmico, es un instrumento semiconductor el cual permite el paso de la corriente solamente por una única dirección, su representación simbólica es:


PROCEDIMIENTO

Parte A: Resistor de 33 ohmios.
Utilice la fuente de poder (power amplifier) para proporcionar diferentes voltajes a una resistencia de 33 ohmnios. Utilice los sensores de voltaje y de corriente en DataStudio para medir el voltaje registrado en los terminales de la resistencia y la corriente que pasa por ella.
Utilice el software para mostrar los datos de voltaje y corriente. Utilice una gráfica de voltaje frente a corriente para determinar el valor de la resistencia.

Parte B: Diodo rectificador
Utilice la fuente de poder (power amplifier) para proporcionar diferentes voltajes a un diodo rectificador. Utilice los sensores de voltaje y de corriente en DataStudio para medir el voltaje y la intensidad de corriente que pasa por el diodo.
Utilice el software para mostrar los valores de voltaje intensidad de corriente. Utilice una gráfica de voltaje frente a intensidad de corriente para determinar la relación que existe entre estas dos variables en el diodo.
Configuración del ordenador
Resistencia:

Conecte el interfaz ScienceWorkshop al ordenador, encienda el interfaz y luego encienda el ordenador.
Conecte los conectores tipo clavijas en los terminales de salida de la fuente de poder (power amplifier).
Arme un circuito eléctrico con la resistencia de 33 ohmios conectada a la fuente de poder, y conecte adecuadamente los sensores de voltaje y corriente.
Configure la fuente de poder para una salida de voltaje DC e inicialmente con un valor de 0.0 Voltios.
Configure el sensor de voltaje para una toma de muestras lenta (slow >1s).
Configure la pantalla adecuadamente para poder observar simultáneamente la gráfica voltaje – corriente ( voltaje en el eje y) y al mismo tiempo la ventana “Signal Generator” de manejo de la fuente de poder.
Presione “Start” para iniciar la toma de medidas y aumente el voltaje aplicado a la resistencia a una rata de 1 voltio hasta llegar a un máximo de 8 voltios. (No sobrepasar este valor, ya que la fuente de sobre carga en corriente)

Diodo Rectificador
Conecte el interfaz ScienceWorkshop al ordenador, encienda el interfaz y luego encienda el ordenador.
Conecte los conectores tipo clavijas en los terminales de salida de la fuente de poder (power amplifier).
Arme un circuito eléctrico con el diodo 1N4001 conectada a la fuente de poder, y conecte adecuadamente los sensores de voltaje y corriente.
Configure la fuente de poder para una salida de voltaje DC e inicialmente con un valor de 0.0 Voltios.
Configure el sensor de voltaje para una toma de muestras lenta (slow >1s).
Configure la pantalla adecuadamente para poder observar simultáneamente la gráfica voltaje – corriente y la ventana “Signal Generator” de manejo de la fuente de poder.
Presione “Start” para iniciar la toma de medidas y aumente el voltaje aplicado a la resistencia a una rata de 0.1 voltio hasta llegar a un máximo de 3 voltios.

Calibración del sensor y montaje del equipo
Montaje del equipo Resistencia
Monte la resistencia de 33ohmios en los conectores resortados junto a los terminales en la esquina inferior derecha de la placa electrónica de laboratorio AC/DC (EM8656).
Conecte los conectores tipo clavijas a la salida de la fuente de poder a los conectores para voltaje correspondientes de la placa electrónica de laboratorio AC/DC.


Montaje del equipo – Diodo
Arme el montaje mostrado en la figura. El circuito está compuesto por una resistencia de 33  en serie con el diodo 1N4001 (observe la polaridad del diodo). Conecte el sensor de corriente en serie con el diodo y el sensor de voltaje en paralelo con el diodo.

Resistencia
Comience la toma de datos. (Haga clic en ‘Start’ en DataStudio).
Observe la grafica de voltaje - intensidad de corriente. Ajuste los ejes vertical y horizontal si es necesario.
Observe el trazo del voltaje frente a la intensidad de mientras aumenta el voltaje suministrado por la fuente y finalice la toma de datos.

Diodo
Comience la toma de datos. Observe la gráfica de voltaje frente a la intensidad de corriente en el diodo, mientras aumenta el voltaje suministrado por la fuente.
Ajuste los ejes vertical y horizontal si es necesario. Finalice la recogida de datos.

TOMA DE DATOS

A continuación daremos a conocer los datos obtenidos de las dos experiencias realizadas en el laboratorio, que gracias a herramientas interactivas como Data Studio en conjunto con el análisis personal nos obsequio lo siguiente:

en esta gráfica encontramos la relación entre el voltaje y la corriente en un diodo viendo que la pendiente es constante y que es la resistencia, la linea recta es la gráfica de voltaje vs corriente de una resistencia que por ser un material ohmico obedece a la ley de ohm, V=I*R, y el otro es un diodo que no obedece a la ley de ohm.
en esta gráfica observamos lo mismo pero analizando el comportamiento del diodo vemos que por debajo de cierto voltaje se comporta como un circuito abierto, es decir, no conduce y cuando llega a su umbral trabaja como un circuito cerrado, como si tuviese una resistencia muy pequeña.

en esta gráfica observamos la relación entre voltaje y corriente en una bombilla, después de un tiempo la bombilla pierde corriente, ya que sabemos que I=Q/t y la bombilla pasa electrones de un filamento al otro por esto pierde carga por tiempo y la corriente disminuye.


Pregunta 1: Según los resultados de la sección 4.3.1. ¿Tienen la resistencias halladas un valor constante?. ¿Qué significado físico tiene la pendiente de la recta de linealización?

si, la pendiente entre voltaje y corriente fisicamente tiene el significado de ser la resistencia ya que obedece a la ley de ohm, V=I*R.

Pregunta 2: Según los resultados de la sección 4.3.2. ¿Tienen la resistencias halladas un valor constante?. ¿En qué forma varía la corriente en el diodo cuando el voltaje aplicado aumenta?

el diodo con un voltaje bajo trabaja como un circuito cerrado y al llegar al umbral trabaja como un circuito cerrado con baja resistencia.

Pregunta 3: ¿Qué conclusión puede sacar de estos resultados?. ¿Para que elemento se cumple la ley de ohm?

la ley de ohm se cumple para resistencias (materiales ohmicos) y vemos que algunos elementos como la resistencia R=V/I

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