ley de ohm _resistencias equivalentes _ puente de wheaston

7/24/2019 Ley de Ohm _Resistencias Equivalentes _ Puente de Wheaston

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Ley de Ohm, Resistencias Equivalentes y

el Puente de WheatstoneLaboratorio 3

Objetivos

• Obtener la relación entre voltaje y la corriente eléctrica en materiales

conductores lineales y no lineales.

• Distinguir entre materiales óhmicos y no óhmicos.

• Aplicar la ley de Ohm para obtener valores de corrientes, resistencias o voltajes.• Discutir las dos maneras de medir resistencias con el voltímetro y el

amperímetro y explicar como ellas difieren.

• Describir el principio de operación del puente de heatstone.

• Discutir la exactitud en la medida de resistencias utili!ando el voltímetro y el

amperímetro comparado con la medida de resistencias utili!ando el puente deheatstone.

Materiales

" #ili$amperímetro" #ultímetro" %eostato" &uente de voltaje '(po)er suply*+ -ables para conexión tipo (banana*" anel de conexión y cables -ocodrilos '(alligator clipper*+" caja de resistores" interruptor" bombilla '$"/ volts+

/ 0ginas de papel de gr0ficas

Nota: Cuando utilicemos el puente de Wheatstone, en lugar del cero en el galvanómetro

utilizaremos el cero en el voltímetro



Teoría

1n este experimento estudiaremos las corrientes eléctricas y las diferenciasde potencial a través de un resistor en un circuito eléctrico b0sico. 2as mediciones sereali!aran con el multímetro digital. 2a corriente eléctrica es el flujo de cargas eléctricas

en un medio conductor y se mide en amperes3 A 'coulombs4segundo+. 1l voltaje odiferencia de potencial se mide en voltios3 5 '6oules4coulomb+ y es gracias a ésta 7uela corriente eléctrica puede ser mantenida en un conductor. 1n particular, se estudiarala relación 7ue existe entre la corriente eléctrica3 8 y el voltaje o diferencia de potencial35.

9n circuito simple en el cual pueden medirse estas cantidades físicas, consisteen una fuente de voltaje como una batería y resistores conectados entre sus terminalescomo se muestra en la &igura ". 2a fuente de voltaje es también denominada fuente defuerza electromotriz 'fem+ por ser capa! de llevar o mover carga eléctrica 'negativa+desde un lugar de menor potencial eléctrico '$+ hacia un lugar con un potencial eléctricomayor ':+.

&igura ".

1l término corriente eléctrica, denotado por 8, se utili!a para describir la rapide!con la cual las cargas fluyen en un conductor. 9na batería establece una diferencia depotencial entre sus terminales, la cual al ser conectada a un conductor, crea un campoeléctrico dentro de él y 7ue produce el movimiento de cargas 'de los electronesprincipalmente+ estableciéndose una corriente eléctrica. ;i en un material conductor seestablece una corriente eléctrica3 8, 7ue es proporcional al voltaje o diferencia depotencial en el conductor3 5, se dice 7ue el material conductor obedece a la 2ey de

Ohm3 R I V ⋅= , donde la constante de proporcionalidad (%* denota la resistencia delconductor, cuya unidad en el ;istema 8nternacional de medidas ';8+ es el ohm ' Ω +.1sto es, la 2ey de Ohm establece una relación lineal y proporcional entre la corriente yel voltaje. ara algunos materiales 'los llamados no óhmicos+ la relación entre voltaje yresistencia puede ser m0s complicada. 1n la &igura / se presenta una gr0fica delcomportamiento entre la corriente y el voltaje en dos elementos conductores.



&ig. /.

Procedimiento

Parte A: Conductor Ohmico". Aseg<rese de utili!ar escalas apropiadas en el multímetro cuando mida voltaje y

corriente para mantener la seguridad del e7uipo. Aseg<rese 7ue las puntasest0n correctamente en sus correspondientes enchufes.

/. #onte el circuito de la &ig. = usando los mismos valores indicados tanto en lafuente de voltaje como en resistencias. Aseg<rese de 7ue el interruptor estéabierto.

&ig. =

=. -ierre el interruptor y mida para %D% >>Ω los valores de corriente y voltaje yanote estos valores en la ?abla ".

@. Disminuya el valor de la resistencia %D% en ">> Ω . #ida los valores decorriente y voltaje y anote estos valores en la ?abla ".

. %epita el paso hasta 7ue complete la tabla ".

?abla ".

R DR ( Ω ) V R (V) I R (A) R ( Ω )

600

500

400



300

200

100

0

Rave=

. 9tilice los valores de la primera y segunda columna para calcular el valor de % ycomplete la cuarta columna de la tabla ".

B. Caga una gr0fica de voltaje vs. corriente. 1ncuentre el valor de % seg<n lagrafica y comp0relo con el valor %ave. -omente sobre la comparación.

%aveEEEEEEEEEEEEEEE %graf EEEEEEEEEEEE

F. #ida el valor de la resistencia utili!ando el multímetro, y utilice este valor comoel valor aceptado y encuentre el error experimental.

G1rror de %aveEEEEEEEEEEEE G1rror de %graf EEEEEEEEEEE

Parte B: Conductor No-Ohmico

". Aseg<rese de utili!ar escalas apropiadas en el multímetro cuando mida voltaje ycorriente para mantener la seguridad del e7uipo. Aseg<rese 7ue las puntasest0n correctamente en sus correspondientes enchufes.

/. #onte el circuito de la &ig. @ usando los mismos valores indicados tanto en lafuente de voltaje como en el resistor. Aseg<rese de 7ue el interruptor estéabierto.

&ig @



=. -ierre el interruptor y mida los valores de corriente y voltaje y anote estosvalores en la tabla /.@. Disminuya el valor de la resistencia %D% en Ω . #ida los valores de corriente y

voltaje y anote estos valores en la tabla /.. %epita el paso hasta 7ue complete la tabla /.

?abla /

R DR ( Ω ) V R (V) I R (A) R ( Ω )

4540

35

30

25

20

15

10

5

0

. 9tilice los valores de la primera y segunda columna para calcular el valor de % ycomplete la cuarta columna de la tabla /.

B. Caga un grafico de voltaje vs. -orriente e indi7ue si el filamento de una bombillaes óhmico. 1xpli7ue.

Parte C: Medida de resistencias utilizando el puente de WHEATSTONE

ara determinar resistencias utili!ando el puente de heatstone 'ver figura +

usaremos la condición de balance del puente3 la diferencia de potencial medida por elvoltímetro entre los puntos A y H debe ser igual a cero. -uando esta condición secumple, se satisface 7ue3

3211 R I R I ⋅=⋅

X R I R I ⋅=⋅

221



De donde se obtiene 7ue la resistencia desconocida es31

32

R

R R R

X

⋅

=

". 1nsamble el circuito como se muestra en la fig.

&ig.

/. 1scoja los valores de %" y %/. %ecuerde, como mínimo %/ D1H1 ser unaresistencia variable.

=. 9tili!ando la condición de balance, encuentre el valor de dos resistenciassuministradas por el instructor. 2a condición de balance se obtiene modificandoel valor de %/ hasta lograr 7ue el voltímetro indi7ue cero.

@. ara poder medir el valor de %" y %/, se debe desconectar el reóstato delcircuito.

. -ompare los valores experimentales con el valor extraído utili!ando el código decolores

. -ompare los valores obtenidos con los valores obtenidos utili!ando directamenteel Ohmiómetro.

%x 'experimental+EEEEEEEEEEEE

%x'nominal+EEEEEEEEEEEEE

%x'medido+EEEEEEEEEEEE

Referencias:

Physics Laboratory Experiments, The Ohms’ Law p.30!3"#,p.33!3$%, &erry '. (ilson



Physics Labs with computers, )ol. *, Ohm’s Law, Experiment P$0

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