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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

DIQILABORATORIO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL



ESIQIE

DIQI



PRACTICAS DEL LABORATORIO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA.



PRACTICA N° 3

LEY DE OHM



OBJETIVO GENERAL



El alumno comprobará la Ley de Ohm, y su no generalidad en los elementos electrónicos, por medio de gráficas de voltaje y corriente.

MATERIAL Y EQUIPO

Resistencias:



680 Ohms ½ w azul-gris-café-dorado

1000 ohms ½ w café--negro-rojo-dorado

2200 ohms ½ w rojo-rojo-rojo-dorado

100 ohms ½ w café-negro-café-dorado

Diodo Rectificador 1N4004 o 1N4007 o 1N4006

1 Voltmetro



1 Ampermetro

1 Ohmetro

1 Fuente de energía de C.D. variable

Conectores necesarios (caimanes)

1 Protoboard.



INTRODUCCIÓN:



En los inicios del siglo XIX, George Simon Ohm da un gran impulso a los estudios de la electricidad al desarrollar la ley que hoy lleva su nombre; esta ley relaciona el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito eléctrico.

V= I R



Esta ley no es de carácter general, ya que sólo se cumple para ciertos elementos. Es decir, que si a un elemento conductor se le aplica un voltaje se tendrá entonces una corriente fluyendo a través de él. Si este voltaje se varía se tendrán diferentes valores de corriente.

Haciendo las gráficas de voltaje contra corriente se podrá observar que:



1. La gráfica resultante será una línea recta: O sea que las variaciones de corriente son proporcionales al voltaje aplicado y, por lo tanto, se cumple la Ley de Ohm, a este elemento se le llama OHMICO o RESISTIVO.

2. La gráfica resultante será una curva: Esto significa que para diferentes valores de voltaje se tiene determinados valores de corriente, sin tener una relación proporcional; o sea, no se cumple la Ley de Ohm, a estos elementos se les llama NO OHMICOS.



DESARROLLO

LEA EL DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Y RECONOZCA EL MATERIAL QUE VA A UTILIZAR, LUEGO REALICE CADA UNO DE LOS PUNTOS Y CONTESTE. EN CASO DE DUDA CONSULTE A SU PROFESOR.



I. LEY DE OHM



1. Mida con su ohmetro las resistencias indicadas en la Tabla 1; anote sus mediciones en la columna indicada como Valor Medido.

TABLA 1

Resistencia Corriente

Valor nominal()

Valor Medido ()

Valor Calculado(mA)

Valor Medido (mA)



R1 680

R2 1000

R3 2200

2. Con sus valores medidos de la resistencia y utilizando la Ley de Ohm calcule la corriente del circuito de la Figura 1; para cada



resistencia considere que se tiene una fuente de energía E = 10 volts. Anote sus resultados en la columna Valores de Corriente Calculados.



3. Construya el circuito mostrados en la Figura 1, con la resistencia de 680 Ohms. Ajuste la fuente de energía hasta obtener una lectura de 10 volts. Anote la lectura obtenida en el miliamperímetro, en la columna indicada como Valores de Corriente Medidos.

4. Repita el punto 3 sustituyendo la resistencia de 680 ohms por la de 100 ohms.



5. Repita el punto 3 sustituyendo, ahora, la resistencia del circuito por la de 2200 ohms.

a) ¿Los valores de corriente calculados son iguales de los valores medidos? ¿Por qué? __________________________________________________________________



____________________________________________________________________________________________________________________________________

b) ¿En un circuito, con una resistencia como carga, se puede saber el valor de la corriente conociendo el voltaje de la fuente y el valor de la resistencia? __________________________________________________________________



Efectivamente, en un circuito con una resistencia conocida y un voltaje de fuente conocido se puede saber la corriente que circula sin necesidad de medirla.

6. Utilizando el circuito del punto 3 (R = 2200 ohms) calcule la corriente para los valores de voltaje indicados en la Tabla 2. Es decir ahora mantenga la resistencia de 2200 sin cambiar y varíe el voltaje de su fuente anote los valores.



TABLA 2

E (Volts) Corriente Calculada (mA) Corriente Medida (mA)

5

10



15

20

25



7. Con el circuito del punto 3 ajuste la fuente para medir cada uno de los valores de voltaje indicados. Mida la corriente y anótela en la Tabla 2 (Valor Medido), conserve el circuito.

a) ¿La corriente aumentó cuando el voltaje aumentó? _______________ ¿Por qué? ____________________________________________________________________________________________________________________________________



b) ¿En este caso se dice que la corriente es directa o inversamente proporcional al voltaje? ___________________________________________________________

c) Para el caso de la Tabla 1, ¿La corriente aumentó cuando la resistencia aumento? Si __________ No ______________ ¿Por qué? _____________________________________________________________



d) ¿En este caso se dice que la corriente es Directa o inversamente proporcional a la resistencia? ________________________________________________________

e) Existe también una proporcionalidad entre el voltaje y la resistencia que se puede expresar en la forma siguiente: El voltaje es _________________ proporcional a la resistencia.



f) Complete los siguientes enunciados poniendo la palabra MAYOR O MENOR en los espacios indicados:

Para aclarar los conceptos inversamente proporcional y directamente proporcional se puede decir que:



A voltaje constante, una mayor resistencia implica una __________ corriente; y una menor resistencia implica una ____________ corriente. (INVERSAMENTE PROPORCIONAL)

A corriente constante, una mayor resistencia implica un ________ voltaje. (DIRECTAMENTE PROPORCIONAL)



A resistencia constante, una Mayor corriente implica un ____________ voltaje; y una menor corriente implica un ______________ voltaje. (DIRECTAMENTE PROPORCIONAL).

g) Lo enunciado en el inciso f puede ser sintetizado en el principio que es la Ley _________________ que dice: ______________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________



_________________________________________________________________. Su expresión matemática es: __________________________________________

Esta Ley permite conocer, sin necesidad de realizar mediciones, un tercer valor a partir de dos ya conocidos, cualquiera que sea, en circuitos ohmicos.



II. LEY DE OHM EN FORMA GRÁFICA.

1. Vacíe en la columna correspondiente a R= 680 ohms, las lecturas obtenidas de la Tabla 2 en la Tabla 3.

2. Realice el procedimiento del punto I-7 sustituyendo la resistencia de 680 ohms por la de 1000 ohms. Anote sus resultados en la columna R = 1000 de la Tabla 3.

3. Ahora, repita el punto 2 con la resistencia de 2200 ohms.TABLA 3



Corriente Medida (mA) para:

V (Volts) R = 680 R = 1000 R = 2200

5

10

15



20

25

4. Con los datos obtenidos en la Tabla 3, realice la gráfica para cada una de las resistencias. Utilice las coordenadas indicadas en la



Figura 2. Una los puntos a partir del origen. Anote en cada curva el valor de la resistencia que le corresponda.

I(mA)



40

35



30

25



20

15



10

5

0 5 10 15 20 25

V (Volts)



a) ¿Qué tipo de curva se obtuvo? __________________________ Explique por qué ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



b) ¿Qué pasaría, gráficamente, si la resistencia del circuito fuera mayor de 2.2 kilohms ? _________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________

c) ¿Qué pasaría gráficamente, si la resistencia del circuito fuera menor de 680 ? __________________________________________________________________



____________________________________________________________________________________________________________________________________

d) Explique qué significado tienen las gráficas siguientes:

I I

V V



Gráfica A Gráfica B



Gráfica A : _________________________________________________________ __________________________________________________________________

Gráfica B : _________________________________________________________ __________________________________________________________________



e) ¿Se formaría una gráfica similar a las obtenidas si la resistencia del circuito fuera de 1 megohm y la fuente variara entra o y 100 volts ? _______________________ ¿Por qué? ____________________________________________________________________



f) La representación gráfica de la Ley de Ohm es: ___________________________. Esto se debe a: ____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



III. ANÁLISIS GRÁFICO DE UN DISPOSITIVO NO OHMICO.

1. Construya el circuito de la Figura 3. (Siga las instrucciones de su profesor para este punto).

Figura 3



2. Ajuste su fuente hasta obtener una lectura de 1 mA. En el miliamperímetro. Anote su lectura en la Tabla 4.

3. Continúe variando la fuente hasta obtener cada una de las corrientes indicadas en la Tabla 4, y anote sus lecturas como lo hizo en el punto anterior. Cuide de no exceder de 10mA. La corriente del circuito.



Tabla 4

ID (mA) 2mA 4mA 6mA 8mA 10mA

VD (V)



4. Con los datos obtenidos en la Tabla 4 realice una gráfica en el espacio de la Figura 4.

Figura 4

I(mA



2

4

6

8

10

0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2

V(Volts)



a) Observando la gráfica, ¿se puede decir que se cumple la Ley de Ohm para el diodo rectificador? Si ____________________ No ________________ ¿Por qué? ____________________________________________________________________________________________________________________________________

b) ¿La resistencia del diodo rectificador depende de la corriente aplicada? Si ______ No _______



Explique : _______________________________________________ __________________________________________________________________

5. Investigue si el diodo rectificador se puede utilizar como un dispositivo lineal. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



______________________________________________________________________________

6. Investigue en qué dispositivo, al ocurrir un aumento en el voltaje, ocurre una disminución en la corriente. _____________________________________________

¿Para qué se utilizan? _________________________________________________ ______________________________________________________________________



En la siguiente tabla están anotados los valores de voltajes y corriente obtenidos experimentalmente a partir del circuito anterior, con estos valores construya una gráfica de voltaje y corriente en donde pueda observarse el comportamiento del diodo.

Voltaje Corriente Voltaje en el diodo

Voltaje en



Volts mA mV R1

Volts

0.2 15.46µA 198.45mV 1.55 mV

0.4 265.72µA 373.4mV 26.57 mV

0.6 1.28 mA 471.61 mV 128.38 mV



0.8 2.80 mA 520.24 mV 279.72 mV

1.0 4.50 mA 549.97 mV 449.98 mV

1.25 6.75 mA 575.3 mV 674.59 mV

2.0 13.79 mA 620.24 mV 1.38 V

3.0 23.46 mA 653.77 mV 2.35 V

4.0 33.23 mA 675.91 mV 3.32 V



5.0 43.05 mA 692.49 mV 4.31 V

6.0 52.91 mA 705.77 mV 5.29 V

8.0 72.68 mA 726.41 mV 7.27 V

10.0 92.48 mA 742.29 mV 9.25 V

12.0 112.31 mA 755.25 mV 11.23 V

14.0 132.15 mA 766.24 mV 13.22 V



16.0 152 mA 775.82 mV 15.2 V



CONCLUSIONES

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIA



Allan H. Robbins, Wilhelm C. MillerAnálisis de Circuitos Teoría y PrácticaEditorial CENGAGE

CHESTER L. DAWESTratado de Electricidad.Tomo I y II

JOHNSON DAVIDAnálisis Básicos de Circuitos Eléctricos.Prentice Hall, México 1991

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