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Departamento de Física
Octubre 08, 2009
Código: 1807
Laboratorio de Física electricidad
©Ciencias Básicas
Universidad del Norte – Colombia
EXPERIENCIA No. 4 CIRCUITOS: LEY DE OHM
Vanessa Fonseca
Andres Lastra
email: vfonseca@uninorte.edu.co
Ingenieria Industrial
email: aflastra@uninorte.edu.co
Ingenieria industrial
Abstract
This report aims to make students understand the difference between certain types
of materials that have potential exposure to different reactions, and the relationship
between the resistance of a resistor and its differentiation with semiconductor or
diode.
Resumen
En este informe se busca que el estudiante entienda la diferencia entre ciertos
tipos de materiales expuestos a potenciales que tienen reacciones diferentes, y la
relación entre la resistencia de un resistor y su diferenciación con semiconductores
o diodos.
1. OBJETIVOS
1.1. General:
 Establecer la relación entre materiales óhmicos y no óhmicos.
1.2. Específicos:
1. Establecer una relación empírica entre el voltaje V y la corriente I, para
determinadas resistencias.
2. Establecer una relación empírica entre la corriente I y el voltaje V, para un
diodo.
3. Identificar los códigos de colores de las resistencias para hallar su
configuración en un circuito.
2. MARCO TEORICO
Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R, a la
dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica
para circular a través de él. En el Sistema Internacional de Unidades, su valor se
expresa en ohmios, que se designa con la letra griega omega mayúscula, Ω. Para
su medida existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un
ohmímetro.
Esta definición es válida para la corriente continua y para la corriente alterna
cuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componente inductiva
ni capacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposición presentada a la
circulación de corriente recibe el nombre de impedancia.
Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en
conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en
los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno
denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es
prácticamente nulo.
Comportamientos ideal y real
Figura 2. Circuito con resistencia.
Una resistencia ideal es un elemento pasivo que disipa energía en forma de calor
según la ley de Joule. También establece una relación de proporcionalidad entre la
intensidad de corriente que la atraviesa y la tensión medible entre sus extremos,
relación conocida como ley de Ohm:
donde i(t) es la corriente eléctrica que atraviesa la resistencia de valor R y u(t) es
la diferencia de potencial que se origina. En general, una resistencia real podrá
tener diferente comportamiento en función del tipo de corriente que circule por ella.
Comportamiento en corriente continua
Una resistencia real en corriente continua (CC) se comporta prácticamente de la
misma forma que si fuera ideal, esto es, transformando la energía eléctrica en
calor por efecto Joule. La ley de Ohm para corriente continua establece que:
donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I
es la intensidad de corriente en amperios.
Comportamiento en corriente alterna
Figura 3. Diagrama fasorial.
Como se ha comentado anteriormente, una resistencia real muestra un
comportamiento diferente del que se observaría en una resistencia ideal si la
intensidad que la atraviesa no es continua. En el caso de que la señal aplicada
sea senoidal, corriente alterna (CA), a bajas frecuencias se observa que una
resistencia real se comportará de forma muy similar a como lo haría en CC, siendo
despreciables las diferencias. En altas frecuencias el comportamiento es diferente,
aumentando en la medida en la que aumenta la frecuencia aplicada, lo que se
explica fundamentalmente por los efectos inductivos que producen los materiales
que conforman la resistencia real. Por ejemplo, en una resistencia de carbón los
efectos inductivos solo provienen de los propios terminales de conexión del
dispositivo mientras que en una resistencia de tipo bobinado estos efectos se
incrementan por el devanado de hilo resistivo alrededor del soporte cerámico,
además de aparecer una cierta componente capacitiva si la frecuencia es
especialmente elevada. En estos casos, para analizar los circuitos, la resistencia
real se sustituye por una asociación serie formada por una resistencia ideal y por
una bobina también ideal, aunque a veces también se les puede añadir un
pequeño condensador ideal en paralelo con dicha asociación serie. En los
conductores, además, aparecen otros efectos entre los que cabe destacar el
efecto pelicular.
Consideremos una resistencia R, como la de la figura 2, a la que se aplica una
tensión alterna de valor:
De acuerdo con la ley de Ohm circulará una corriente alterna de valor:
donde
. Se obtiene así, para la corriente, una función senoidal que está
en fase con la tensión aplicada (figura 3).
Si se representa el valor eficaz de la corriente obtenida en forma polar:
Y operando matemáticamente:
De donde se deduce que en los circuitos de CA la resistencia puede considerarse
como una magnitud compleja con parte real y sin parte imaginaria o, lo que es lo
mismo con argumento nulo, cuya representación binómica y polar serán:
Asociación de resistencias
Resistencia equivalente
Figura 4. Asociaciones generales de resistencias: a) Serie y b) Paralelo. c)
Resistencia equivalente
Se denomina resistencia equivalente, RAB, de una asociación respecto de dos
puntos A y B, a aquella que conectada la misma diferencia de potencial, UAB,
demanda la misma intensidad, I (ver figura 4). Esto significa que ante las mismas
condiciones, la asociación y su resistencia equivalente disipan la misma potencia.
Asociación en serie
Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al aplicar al
conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma
corriente.
Para determinar la resistencia equivalente de una asociación serie imaginaremos
que ambas, figuras 4a) y 4c), están conectadas a la misma diferencia de potencial,
UAB. Si aplicamos la segunda ley de Kirchhoff a la asociación en serie tendremos:
Aplicando la ley de Ohm:
En la resistencia equivalente:
Finalmente, igualando ambas ecuaciones se obtiene que:
Y eliminando la intensidad:
Por lo tanto, la resistencia equivalente a n resistencias montadas en serie es igual
a la suma de dichas resistencias.
Asociación en paralelo
Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales
comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, UAB,
todas la resistencias tienen la misma caída de tensión, UAB.
Para determinar la resistencia equivalente de una asociación en paralelo
imaginaremos que ambas, figuras 4b) y 4c), están conectadas a la misma
diferencia de potencial mencionada, UAB, lo que originará una misma demanda de
corriente eléctrica, I. Esta corriente se repartirá en la asociación por cada una de
sus resistencias de acuerdo con la primera ley de Kirchhoff:
Aplicando la ley de Ohm:
En la resistencia equivalente se cumple:
Igualando ambas ecuaciones y eliminando la tensión UAB:
De donde:
Por lo que la resistencia equivalente de una asociación en paralelo es igual a la
inversa de la suma de las inversas de cada una de las resistencias.
Existen dos casos particulares que suelen darse en una asociación en paralelo:
1. Dos resistencias: en este caso se puede comprobar que la resistencia
equivalente es igual al producto dividido por la suma de sus valores, esto
es:
2. k resistencias iguales: su equivalente resulta ser:
3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
En esta experiencia, se indagará la relación entre materiales óhmicos y no
óhmicos con relación a la corriente y el voltaje a través de resistencias, por medio
de un circuito. Para poder analizar sus graficas correspondientes.
3.1. Configuración del ordenador
1. Conecte el interfaz ScienceWorkshop al ordenador, encienda el interfaz y luego
encienda el ordenador.
2. Conecte las clavijas del sensor de voltaje al Canal Analógico A y al canal B.
3. Conecte el amplificador de voltaje al canal C.
4. Abra el archivo titulado: DataStudio
3.2. Calibración del sensor y montaje del equipo
 Al abrir Data Studio calibre el amplificador de voltaje, aun voltaje cc de 0.1V.
3.3. Toma de datos
Caso 1: circuito: Diodo – resistencia
 Una vez calibrado el sensor conectar las fuentes de voltaje de positivo a
negativo de A y B de forma que se pueda determinar el sentido de la
corriente.
 Es necesario también colocar la fuente de amplificación C al circuito de la
misma manera.
 Después de haber hecho el montaje se le da inicio a Data Studio y a
medida que se va creando la grafica es necesario aumentar el voltaje que
pasa por el circuito, de tal manera que se cree un grafica doble hasta llegar
un voltaje de 3V.
Caso 2: circuito: diodo (bombilla) – fuente de voltaje
 Realizar el montaje del circuito donde una fuente A esta conectada a un
bombillo que se comporta como un diodo.
 Se realiza el mismo montaje anterior y el mismo procedimiento.
Caso 3: Circuito: resistencias (Serie) – fuente de voltaje
 Se realiza un montaje de un circuito con 3 resistencias diferentes en serie
conectadas a una fuente de voltaje.
 Con ayuda del voltímetro medimos en cada nodo de las resistencias el
voltaje a través de ellas.

.
Para por ultimo poder
corriente en el circuito.
hallar
la
4. DATOS OBTENIDOS
GRAFICO 1; Línea roja representa un material óhmico, la línea azul representa un material no
óhmico.
En la grafica podemos notar que las líneas representan dos materiales diferentes
expuestos a un voltaje variable, lo que esto demuestra es que la línea roja
representa un material óhmico, es decir que sin importar el voltaje que
experimente la corriente que pase por este va hacer proporcional a este y es por
esto que la pendiente de esta recta es la resistencia del resistor. Por otro lado la
línea azul representa un material que varia la corriente dependiendo de el voltaje
al que es sometido. Como su estructura cristalina no permite que los electrones
fluyan de manera libre y es por esto que se les conoce como semiconductores,
porque determinado voltaje se comporta como un aislante y a otro como un
conductor.
GRAFICO 2; esta grafica representa un material no óhmico (bombillo).
En este caso en la grafica se muestra un material no óhmico, por el cual la
corriente fluye dependiendo de él voltaje. En este caso el semiconductor es un
bombillo.
Caso 1
m=corresponde a la resistencia de 10Ω
y por otro lado para encontrar la resistencia del diodo es necesario encontrar la
relación de los puntos para la cual el resultado es de 100Ω
Caso 3
De acuerdo al código de colores de las resistencias
1) 33Ω 5%
2) 100Ω 5%
3) 330Ω 5%
El voltaje en cada resistencia es de:
1) 0.703V
2) 2.139V
3) 7.080V
La corriente en cada resistencia es de:
1) 0.020 A
2) 0.020 A
3) 0.020 A
El voltaje de la fuente es de: 9.92V
4) REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
 Sears, F.; Zemansky, M.; Young, H.; Freedman, R. Física Universitaria,
Vol. 2. Undécima edición. México, Addison Wesley Longman, 2004. 864p,
ISBN: 970-26-0511-3.
 Castro, D.; Olivo, A. Física Electricidad. Para Estudiantes de ingeniería,
notas de clase. Primera edición. Barranquilla: Ediciones Uninorte, 2008.
198p. ISBN: 978-958-8252-49-0.
 Lea, S.; Burke, J. Física. La naturaleza de las cosas, Vol. 2. Primera
edición. México: International Thomson Editores, 1998. Physics,
Brooks/Cole, 1999. 493p. ISBN: 968-7529-38-5.
 http//:www.wikipedia.com