Universidad Tecnolgica de PanamFacultad de Ingeniera IndustrialLicenciatura en Ingeniera Industrial

Laboratorio de Sistemas Elctricos

1.4 EXPERIMENTO N5:LA LEY DE OHM (EXPER.)

Pertenece a:Amancio Marn

Cedula:8-863-1014

Grupo:1-II-122 (B)

Profesor:ngel Hernndez

Fecha de entrega:25 de agosto de 2015

Horario:Martes (8:40-10:15) am

EXP. N5 Ley de OhmObjetivos1) Aprender la ley de Ohm y sus diversas formas.2) Familiarizarse con los voltmetros y los ampermetros de c-d.ExposicinLa resistencia elctrica es la oposicin que existe al flujo de la corriente en un circuito y depende de muchos factores. Ei alambre de cobre, aunque se considera un buen conductor de corriente elctrica, Presenta cierta resistencia. Un fsico alemn, George Simon Ohm (1787-1854), descubri que para un conductor metlico dado, de una longitud y corte transversal especficos, la relacin entre eI voltaje y la corriente era una constante. Esta relacin se conoce como resistencia y se expresa en Ia unidad ohm, denominada as en su honor.La Ley de Ohm se considera a menudo como el fundamento del anlisis de circuitos y se puede expresar mediante la frmula:R = E / IEn donde,E = Ia diferencia de potencial entre los dos extremos de un elemento de resistencia (que se mide en volts).I = La corriente elctrica que pasa por dicho elemento de resistencia (Que se mide en amperes).Existen otras dos formas tiles que se pueden derivar de la ecuacin y son: I = E / R ; E = I R Para producir una corriente, primero debe existir un voltaje en la resistencia.Los Primeros experimentadores en este campo, reconocieron el hecho de que una corriente elctrica constitua un movimiento de cargas a lo largo de un conductor. El sentido del flujo de la corriente no se pudo determinar y desgraciadamente, se convino en forma arbitraria que fuera desde un cuerpo de carga positiva hacia otro de carga negativa (positivo a negativo), y este acuerdo se estableci tan firmemente, que sigue en vigencia hasta nuestros das. As pues, la direccin convencional o direccin positiva del flujo de la corriente, es siempre de positivo a negativo. Aunque se sabe ahora que la direccin del flujo electrnico, que en realidad constituye una corriente elctrica, va de negativo a positivo,Los sistemas de energa elctrica de los que este programa forma parte, utilizan el "flujo convencional de La corriente" para la corriente elctrica, En este sistema "convencional" ,la corriente va de la terminal positivo a negativo.El volt es la unidad de la presin o el potencial elctrico y se mide con un voltmetro. Los voltmetros poseen una alta resistencia elctrica y siempre se conectan en paralelo con un circuito o componente, por ejemplo, una resistencia. Vea la Figura.

Cercirese siempre de que las polaridades concuerden con las marcadas en las terminales del medidor, a fin de obtener una lectura positiva (escala arriba), Si se invierten las conexiones, la aguja se desviar en la direccin negativa.El ampere es la unidad de la corriente elctrica y se mide con un ampermetro. Los ampermetros tienen una baja resistencia interna y se conectan en serie con el circuito o el componente, por ejemplo, una resistencia. Vea la Fgura 5-1.

Las mismas observaciones que se hicieron respectivamente a la polaridad del voltmetro se aplican al ampermetro. La polaridad se debe mantener para obtener la deflexin adecuada de la aguja.Instrumentos y equipo Mdulo de fuente de energa (0-120V c-d) EMS 8821 Mdulo de resistencia EMS 8311 Mdulo de medicin de CD (200V, 500 mA , 2.5A) EMS 8412 Cables de conexin EMS 8941 Otros: OhmmetroProcedimientosAdvertencia: En este Experimento se manejan altos voltajes! No haga ninguna conexin cuando la fuente est conectada! Debe desconectar la fuente despus de realizar cada medicin!1. Use el ohmmetro para medir la resistencia entre las terminales del voltmetro de 200V c-d.R= 197.3 K 2. Mida la resistencia del ampermetro de 2.5A c-d.R= 0.03 3. Mida la resistencia del miliampermetro de 500mA c-d.R= 0.04 4. Es mucho mayor la resistencia interna del voltmetro que la de los dos medidores de corriente? Puede explicar por qu?R//: S. Ya que el ampermetro que mide la corriente que circula por el circuito, su resistencia debe ser lo ms prxima a cero posible con el objetivo de que su presencia altere la corriente lo menos posible. En cambio el voltmetro mide la presencia de tensin, su resistencia debe ser lo ms alta posible para evitar que la corriente se desvi por el voltmetro y disminuya el voltaje medido.5. Use los Mdulos EMS de Resistencia, Medicin de CD y Fuente de Energa, para conectar el circuito ilustrado en la Figura 5-3. Tenga sumo cuidado al establecer las polaridades. Cercirese de que el interruptor de alimentacin est abierto, la lmpara indicadora on-off est apagada y que a la perilla del control del voltaje variable de salida se le ha dado toda la vuelta en sentido contrario al de las manecillas del reloj. El interruptor del voltmetro de la fuente de energa debe estar en la posicin de CD y, adems, deber indicar cero volts. (7 es la terminal positiva y N la negativa para la salida de voltaje en c-d de la fuente de energa.)

6. Conecte la fuente de energa y haga girar lentamente la perilla de control del voltaje de salida (en el sentido de las manecillas del reloj) hasta que el voltmetro de 0-200V c-d conectado a la carga de 300 ohms indique 20V c-d. El miliampermetro de 0-500mA c-d indicar la corriente que pasa por el circuito. Anote este valor en el espacio correspondiente de la tabla. Haga lo mismo para los diferentes voltajes que se indican en la Tabla 5-1. Reduzca el voltaje a cero y desconecte el interruptor de la fuente de energa. (No desconecte el circuito.)Volts E020406080100120

AMPS I Experimental00.0650.130.190.240.30.36

7. Grafique las corrientes anotadas (a los voltajes indicados) en la Tabla 5-1, sobre la grfica que aparece en la Figura 5-4.8. Trace una curva continua por los puntos marcados. Es directamente proporcional la corriente al voltaje (se duplica, triplica, etc., la corriente cuando el voltaje se duplica, triplica, etc.)?

R//: S, es directamente proporcional la corriente al voltaje. El voltaje se duplica mientras que la corriente se triplica. 9. Con los valores de I y E de la tabla que aparece en el Procedimiento 6, calcule las relaciones de E/I correspondientes a cada caso. Anote sus clculos en la Tabla.E20406080100120

E/I307.7 307.7 315.7 333.3 333.3 333.3

10. El valor promedio de E/I es 321.83 Observe que la relacin entre el voltaje aplicado a la resistencia y la corriente que pasa por ella es un valor constante denominado resistencia.11. A continuacin deber comprobar que la forma alternativa de la ley de Ohm (I= E/R) es vlida. Use el mismo circuito de la Figura 5-3. Conecte la fuente de energa y ajstela a 90V c-d, de acuerdo con la lectura que aparezca en el voltmetro conectado a la resistencia de 300 ohms. Mida y anote la corriente que pasa por esta resistencia.Imedida= 0.280 A c-d Reduzca el voltaje a cero y desconecte el interruptor de la fuente de energa.Es I medida = E/R = 90/300?R//: Si, es de 300mA.12. Ahora verificar que la otra forma de la ley de Ohm (E = I x R) es vlida. Utilice el mismo circuito que aparece en la Figura 5-3; sin embargo, en esta ocasin, la resistencia se ajustar a 600 ohms. Conecte la fuente de energa y ajuste el voltaje de salida hasta que el medidor de corriente indique 0.2 amperes. Mida y anote el voltaje a travs de la resistencia de 600 ohms.Emedida = 130 V c-dReduzca el voltaje a cero y desconecte el interruptor de la fuente de alimentacin.Es E medida = I x R = 0.2 x 600?R//: S, es de 120V13. Ahora deber medir el valor de una resistencia equivalente sin utilizar el ohmmetro. Emplee el mismo circuito que aparece en la Figura 5-3. Conecte la fuente de energa y ajuste el voltaje de salida a 60V c-d segn le indique el voltmetro conectado a la resistencia. Haga variar la resistencia por medio de los interruptores hasta que el medidor de corriente indique aproximadamente 0.3 amperes. Reajuste el control de voltaje si es necesario, a fin de mantener 60 V c-d en la resistencia.a. Aplique la ley de Ohm, el voltaje anterior (60V) y la corriente (0.3A), para calcular la resistencia equivalente que se tiene ahora en el circuito.Requivalente = E/I = 60/0.3 = 200 Reduzca el voltaje a cero y desconecte el interruptor de la fuente de energa.b. Use la frmula de la resistencia en paralelo y, con las resistencias que conect en paralelo, calcule R equivalenteRequivalente = 200 .

Concuerdan ms o menos los valores de a) y b)?R//: Si, la diferencia es poca. 14. Desconecte el circuito sin perturbar la posicin de los interruptores de las resistencias. Utilice el ohmmetro para medir la resistencia equivalente del Procedimiento13.Requivalente = 200 Concuerdan ms o menos la lectura correspondiente a R equivalente y el valor de R equivalente calculada en el Procedimiento 13. (b)? Explique por qu.R//: S, las 2 resistencias concuerdan aproximadamente ya que son maneras experimentales y tericas de sacar el resultado. Adems de que el valor terico y el valor de las resistencias tienen un porcentaje de error.

Prueba de Conocimientos1. Use la ley de Ohm en sus diversas formas, para llenar los espacios en blanco de la Tabla 5-3.No.12345678910

E6125497251212100000120

I250.536103301001200

R32583120.540.410000.1

2. Un medidor de 3A c-d tiene una resistencia de 0.1 ohm. Si accidentalmente se le conectara a una lnea de alimentacin de 120V c-d, Cul sera la corriente que pasara por el instrumento?I= V/R = 120V/0.1 =1200A. Pasaran 1200A por el instrumento. Qu sucedera en tal caso?Como la corriente es mayor a lo que soporta, el aparato se fundira. 3. Un medidor de 3A c-d tiene una resistencia de 0.15 ohm y porta una corriente de 2 amperes. Cul es el voltaje en sus terminales?E= 0.15 (2A) = 0.3 V c-d. El voltaje es de 0.3 V.4. Un medidor de 0-150V c-d tiene una resistencia de 150,000 ohm. Cul es la corriente que pasa por el instrumento cuando se conecta a una lnea de 120V c-d?I= V/R =120V/150000 = 0.8 mA. c-d o 8x10-45. Un experimentador toca accidentalmente una lnea de 240V c-d. Si la resistencia de su piel es 10,000 ohm, Cul es el valor de la corriente que pasa por su cuerpo? Es peligrosa esta corriente?I=V/R = 240V /10000 = 24 mA =0.024ASi es peligrosa pero no mortal ya que arriba de los 100 miliamperios son fatales. 24mA puede provocar entre una sacudida fuerte y una sensacin ligera de dolor. Arriba de los 50mA provoca respiracin trabajosa. 6. Una planta de electrodeposicin tiene barras colectoras que portan hasta 10,000 amperes a 6 volts en corriente directa. El medio circundante es muy hmedo debido a un exceso de agua y electrolito. Deben aislarse dichas barras y, de ser necesario, por qu?No tendra sentido el que fueran aisladas si son fijas y ya que la corriente son 6 volts, a menos de que pudiera haber algn contacto entre ellas, si porque hay de por medio 10000 amperes y las lneas se sobrecalentara al contacto a pesar del bajo voltaje.7. Se ha visto que las aves pueden pararse en cables de transmisin sin aislar y con voltajes hasta de 2,300 volts, y que aparentemente no sufren ningn dao. Se debe esto a la naturaleza extremadamente seca de sus patas? Por qu?Los puntos en los que estn apoyadas las patas de los pjaros estn tan prximos que la diferencia de potencial entre ellos es nfima. La resistencia a la conduccin del cuerpo del pjaro es muchsimo mayor que la que ofrece ese minsculo trozo de cable. La corriente elctrica circular por el cable y apenas una minscula parte derivar por el cuerpo del pjaro, que no notar ningn efecto. El circuito no se cierra porqu sus patas se posan slo sobre uno de los polos de la fuente, quedando el otro polo abierto. El circuito se cerrara si el cuerpo tocase tambin a la vez el otro cable, o tierra si el cable en que estn posadas es el de fase (vivo).8. Un ampermetro que tiene una escala de 0-1A c-d y una resistencia de 1 ohm, se conecta a una fuente de 300 milivolts. Qu valor indicar?300 mV = 0.3VI=V/R=0.3V/1 =0.3A= 300 mA c-d.

Introduccin

El estudio de la ley de Ohm y los circuitos de corriente continua es un excelente mtodo para aprender a manejar conexiones e instrumentos de medida como el voltmetro, ampermetro y fuente de alimentacin y darse cuenta de que es fcil confundir una conexin. Esto pone de manifiesto la necesidad de tener un esquema del montaje antes de iniciar cualquier manipulacin.

Conclusin

De acuerdo a los experimentos realizados en el laboratorio, podemos concluir que la Ley de Ohm si resulta ser cierta y es altamente efectiva a la hora de determinar los valores que existen en un circuito.

Aunque los resultados de los experimentos no fueron idnticos a los resultados calculados, hubo un margen de error muy reducido (menos del 1%). Esto resulta ser contundente y confirma las leyes de George Ohm.

Otra conclusin fue que se pudo comprobar que: R=E/I. Y tambin pudimos verificar que sus variaciones I= E/R y E=IR resultan ser efectivas a la hora de calcular los parmetros de un circuito.