Download Trabajo práctico número 2: Circuitos eléctricos – Ley de Ohm
Document related concepts
Transcript
Trabajo práctico número 2: Circuitos eléctricos – Ley de Ohm Grupo 1 Integrantes: o Nicolás Axel Bukovits o Emanuel Flores o Adriel Bernat Fecha de realización: 11 de Septiembre de 2013 Síntesis del trabajo: El trabajo tiene por objetivo comprender la ley de Ohm mediante el confeccionado de diferentes circuitos y la medición de sus corrientes, voltajes y resistencias. Introducción teórica: Se llama intensidad de corriente eléctrica (I) a una magnitud relacionada con la cantidad total de carga que pasa por un punto, por unidad de tiempo. Mide, entonces, el caudal de cargas, en forma análoga al caudal de una corriente de agua que mide la cantidad de agua transportada en la unidad de tiempo. Se mide en amperes (A). O sea: 1A 1C 1s La ley de Ohm establece que el valor de esta magnitud es directamente proporcional a la tensión existente entre dos puntos de un conductor e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica entre esos mismos dos puntos. I V R En esta fórmula V se mide en Volt, R en Ohm e I en Amper. A partir de la ley de Ohm puede demostrarse que la resistencia equivalente (Rs) de dos resistencias conectadas en serie (R1 y R2) vale: 1 Rs = R1 + R2 en tanto que la resistencia equivalente (Rp) de dos resistencias conectadas en paralelo (R1 y R2) cumple con la fórmula 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 Elementos usados o Multímetro o Resistencias 2 o Protoboard o Fuente de corriente continua Desarrollo de la experiencia Se eligieron 3 resistencias con las siguientes bandas de colores: R1 = Marrón – Negro – Naranja: Valor teórico: 10000 . Valor medido: 9830 R2 = Rojo – Rojo – Naranja: Valor teórico: 22000 . Valor medido: 21600 R3 = Naranja – Naranja – Naranja: Valor teórico: 33000 . Valor medido: 32800 Circuitos R1 = 9830 R2 = 21600 R3 = 32800 10 V I1 = 0,15 mA Circuito Nº 1 3 R2 = 21600 R1 = 9830 R3 = 32800 10 V I2 = 0,44 mA Circuito Nº 2 R2 = 21600 R1 = 9830 R3 = 32800 10 V I3 = 0,62 mA Circuito Nº 3 Circuito Nº 1 Req = R1 + R2 + R3 (circuito en serie) Req = 9830 + 21600 + 32800 = 64230 I1 = 10 V/64320 = 0,15 mA. El valor medido experimentalmente fue de 0,16 mA, muy cercano al calculado teóricamente de 0,15 mA. 4 Circuito Nº 2 En este caso tenemos una resistencia en serie y otras dos en paralelo. La resistencia total equivalente se calcula entonces de la siguiente forma: Req = R1 + (1/R2 + 1/R3)-1 Req = 9830 + (1/21600 + 1/32800 -1 = 22853 I2 = 10 V/22853 = 0,44 mA. El valor medido experimentalmente fue de 0,45 mA, muy cercano al calculado teóricamente de 0,44 mA. Circuito Nº 3 En este caso tenemos dos resistencias en serie pero que están en paralelo con la tercera resistencia. La resistencia total equivalente se calcula entonces de la siguiente forma: Req = (1/(R1+R2) + 1/R3)-1 Req = (1/(9830 + 21600 + 1/32800 -1 = 16050 I2 = 10 V/16050 = 0,62 mA. El valor medido experimentalmente fue de 0,64 mA, muy cercano al calculado teóricamente de 0,62 mA. Tabla con diferentes tensiones aplicadas al circuito Nº 3 Voltaje (Volts) 8 6 4 3 1 0 Intensidad (mA) 0,51 0,38 0,25 0,19 0,06 0 5 Gráfico de I vs. V del circuito Nº3 Intensidad (mA) 0.7 0.6 0.5 0.4 Intensidad (mA) 0.3 0.2 0.1 0 0 1 3 4 6 8 10 V (Volts) Los resultados obtenidos de la medición de las resistencias y corrientes que circulan en los tres circuitos son muy cercanos a los calculados teóricamente. En la tabla que posee las diferentes tensiones y sus correspondientes intensidades de corriente se observa cómo se cumple la ley de Ohm correctamente ya que manteniendo constante la resistencia del circuito, el valor de la intensidad es directamente proporcional al de la diferencia de potencial aplicado ya que I=V/R. Cuanto más grande es V, mayor es I, manteniendo R constante. El gráfico obtenido tendría que tener la forma de una recta ya que la relación es lineal, un aumento del doble de potencial debería producir un doble aumento de corriente si se mantiene la resistencia. No es así debido a que las mediciones efectuadas no son perfectas, tienen un pequeño error experimental que hace que difieran del teórico. Para el caso del circuito Nº1 si se intercambian las posiciones de las resistencias, la resistencia total no cambia debido a que están conectadas en serie por lo que la resistencia total es simplemente la suma de ellas y la suma es una operación conmutativa. Para el caso de los circuitos Nº2 y Nº3 cambia el valor de la resistencia total al modificar sus posiciones ya que hay resistencias conectadas en paralelo por lo que la resistencia total no es simplemente la suma. Tenemos operaciones de división e inversión que no permiten la conmutatividad. 6