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Aplicaciones de La Ley de Ohm

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Laboratorio de Química Analítica IV FCPN-UMSA

APLICACIONES DE LA LEY DE OHM

Palabras Claves: ley de Ohm, intensidad de corriente, caída de tensión, potenciales

ABSTRACT

In practice two different circuits were assembled thanks to the use of a multiple connection board (protovolt), in
order to study the voltage drops, the current intensities and the powers dissipated in each resistance, then a
comparison was made with the theoretical values, thus obtaining small errors for circuit 1 and large errors for
circuit 2

RESUMEN

En la práctica se armaron dos diferentes circuitos gracias al uso de un tablero de conexiones múltiples
(protovolt), con el fin de estudiar las caídas de tensión, las intensidades de corriente y las potencias disipadas en
cada resistencia, luego se hizo una comparación con los valores teóricos, obteniendo así errores pequeños para
el circuito 1 y errores grandes para el circuito 2

INTRODUCCION polaridad del voltaje del generador o de otra fuente.


[3]
Un circuito es una red eléctrica que contiene al
menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que Diferencias entre corriente continua y alterna:
contienen solo fuentes, componentes lineales
(resistores, condensadores, inductores), y elementos La diferencia entre estos dos tipos de corriente es
de distribución lineales (líneas de transmisión o que, la continua no varía mientras que la alterna
cables) pueden analizarse por métodos algebraicos varía varias veces por segundo. Algunos ejemplos
para determinar su comportamiento en corriente son un ordenador y los enchufes de la casa,
directa (continua) o en corriente alterna.[1] respectivamente. [2]

La corriente continua, que implica un flujo de carga


que fluye siempre en una sola dirección. Una batería
produce corriente continua en un circuito porque sus
bornes tienen siempre el mismo signo de carga. Los
electrones se mueven siempre en el circuito en la
misma dirección, del borne negativo que los repele
al borne positivo que los atrae.[3]
Figura1: Se muestra una gráfica del
La corriente alterna se comporta como su nombre lo funcionamiento de un circuito de corriente continua
indica. Los electrones del circuito se desplazan donde se observa que la corriente no varía. [2]
primero en una dirección y luego en sentido opuesto,
con un movimiento en torno a posiciones
relativamente fijas. Esto se consigue alternando la

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Existen dos formas de conectar las resistencias entre
si, en serie y en paralelo. En la asociación en serie
las resistencias se conectan una tras otra de modo
que por todas ellas pasa la misma intensidad de
corriente. En la asociación en paralelo la conexión
se efectúa uniendo los dos extremos de cada una de
ellas a un mismo par de puntos.

Se denomina resistencia equivalente de una


Figura2: Se muestra el funcionamiento de un
asociación de resistencias a aquella resistencia única
circuito de corriente alterna, donde se observa la
por la que podría sustituirse la asociación sin alterar
variación de la corriente respecto al tiempo.[2]
la intensidad que circula por el circuito. En el caso
de una asociación en serie de tres resistencias, la
Existen 3 magnitudes que son las que intervienes en
fórmula de la resistencia equivalente Re se obtiene
un circuito eléctrico, que son la intensidad, tensión y
como sigue. De acuerdo con la ley de Ohm aplicada
resistencia, se relacionan mediante la LEY DE
a cada una de ellas, se tiene:[1]
OHM:

Req= R1+R2+R3 (resistencias en serie)


V
I= (1) 1 1 1
R ❑= + (resistencias en paralelo) [1]
R eq R2 R3
Siendo V, el voltaje aplicado; R, la resistencia; I, la
corriente que circula.[3] PARTE EXPERIMENTAL

Potencia eléctrica: Para esta práctica se requirió los siguientes


materiales
Cuando en un circuito eléctrico se cierra el
interruptor circula una corriente, la misma es capaz Materiales
de realizar un trabajo, y para un mismo receptor, el - Multitester digital (mide mA, mV, KΩ,..)
trabajo realizado es tanto mayor cuanto mayor es la - Voltímetro fijo
intensidad de corriente. - Resistencia Variable ( de hornilla)
- 6 resistencias fijas (con códigos de colores)
El trabajo realizado en la unidad de tiempo, es decir - Protovolt
un segundo se denomina Potencia. - Una tabla de madera de 40x5cm
- Cables con conexión caimán - caimán y
P=V ❑ I (2) plus-caimán

Donde P, es la potencia la unidad utilizada es Después se procedió a armar los siguientes circuitos:
WATIO; y V, es caída de tensión en voltios; y I, es
la intensidad de corriente en Amperios. [3]

Otra magnitud que interviene en la potencia


desarrollada es la tensión. [3]

V ❑=I R

Asociación de resistencias:

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Figura 4: Segundo circuito con 3 pares de
Imagen 1: sistema completo armado resistencias en serie conectadas en paralelo en un
Circuito 1: solo punto. Y una conectada en serie
Los valores para cada resistencia en este circuito se
muestran en la siguiente tabla.

R1 1 KΩ

R2 1,5 KΩ

Figura 3: Primer circuito con dos resistencias en R3 2,2 KΩ


paralelo y dos en serie.
R4 2,7KΩ
Este Circuito se puede observar mejor en la
siguiente imagen,
R5 3,3KΩ

R6 4,7KΩ

Tabla 2: Valores de cada resistencia usada en el


circuito de la Figura 4.

Este Circuito se puede observar mejor en la


Imagen 2: Circuito armado, utilizando 4 siguiente imagen,
resistencias diferentes.

Los valores para cada resistencia en este circuito se


muestran en la siguiente tabla.

R1 1 KΩ

R2 1,5 KΩ
Imagen 3: Circuito armado, utilizando 6
resistencias diferentes
R3 2,2KΩ

R4 Una vez armados los circuitos se procedió a medir


2,7KΩ
de la caída de tensión y la intensidad de cada
Tabla 1: Valores de cada resistencia usada en el resistencia, así como la diferencia de potencial y la
circuito de la Figura 3. intensidad total de cada circuito, se aplicaron a cada
circuito diferencias de potencial de 12 V empleando
Circuito 2: un voltímetro fijo, y realizando la variación del
voltaje con el empleo de una resistencia variable.

RESULTADOS

Se procedió a la medición experimental de la caída


de tensión y la intensidad de cada resistencia, así
como la diferencia de potencial y la intensidad total

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de cada circuito, así también se procede a calcular la i1 4,3 mA P5 4,75 W
potencia disipada en cada resistencia. i2 0,3 Ma P6 4,23 W

Tabla 4: Datos experimentales de las caídas de


tensión e intensidades en cada resistencia cuando se
aplica una diferencia de potencial de 12 V al
Datos experimentales : circuito.

Los datos experimentales para el primer circuito de Cálculos teóricos :


la Figura 3 se muestran en la siguiente tabla:
Seguidamente se procede a calcular los valores
Circuito 1: teóricos de las caídas de tensión y la intensidad de
Experimental cada resistencia para cada diferencia de potencial,
V 11,97 V así también se procede a calcular la potencia
V1 6,26 V disipada en cada resistencia para los circuitos 1 y 2
V2 5,73 V
V3 5,73 V Resistencia Equivalente
V4 0,01 V
I 2,61 mA Circuito 1:
i1 2,61 mA
i2 1,52 mA
i3 1,06 mA
i4 2,61 mA
P1 4,75 W
P2 4,23 W
P3 4,23 W
P4 12,84 W
Figura 3: Primer circuito con dos resistencias en
paralelo y dos en serie.
Tabla 3: Datos experimentales de las caídas de
tensión e intensidades en cada resistencia cuando se
Para el primer circuito de la Figura 3 se tiene que R1
aplica una diferencia de potencial de 12 V al
y R3 están conectados en paralelo, por tanto, la
circuito.
resistencia equivalente de estas tres resistencias será

Los datos experimentales para el segundo circuito de


1 1 1
la Figura 4 se muestran en la siguiente tabla: = +
R eq R2 R3
'

Circuito 2: 1 1 1
= +
R eq 1,5 KΩ 2,2 KΩ
'
Experimental Experimental
V 11,91V i3 1,2 mA R'eq =¿0,89 KΩ
V1 4,05V i4 2,8 mA
V2 0,31 V i5 0,3 mA Luego el circuito se simplifica a
V3 2,48 V i6 1,2 mA
V4 7,83 V P1 4,75 W
V5 7,48V P2 4,23 W
V6 5,37 V P3 4,23 W
I 4,1mA P4 12,84 W

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en paralelo, la resistencia equivalente de cada par
conectado en serie se resume en la siguiente tabla:

R2 + R6 R' =6,2 KΩ
R3 + R5 R' ' =5,5 KΩ
R4 R ' ' ' =2,7 KΩ

Figura 5: Circuito 1 reducido en serie Tabla 5: Valores de las resistencias equivalentes a


cada par conectado en serie en el circuito 2.
Luego R’ y R4 se encuentran conectadas en serie, por
tanto la resistencia equivalente del circuito es la Luego el segundo circuito queda simplificado al
suma de estas dos resistencias: siguiente circuito:

'
R❑
eq =R1 + Req + R 4

R❑
eq =1 KΩ+0,89 KΩ+2,7 KΩ

R❑
eq =4,59 KΩ

Al sumar estas tres residencias nos dan el ultimo


circuito simplificado:

Figura 7: Circuito 2 simplificado a 3 resistencias


equivalentes conectados en paralelo.

Luego se calcula la resistencia equivalente de las


Figura 6: Circuito1 reducida en su forma final tres resistencias conectadas en serie:

Con este valor se procedió al cálculo de la corriente 1 1 1 1


= + +
que pasa por el circuito a 12 V de diferencia de R eq1 R ' R '' R' ' '
potencial: Req 1=1,40 KΩ

Circuito 2: Es asi que el circuito queda reducido de la siguiente


manera

Figura 4: Segundo circuito con 3 pares de Figura 8: Circuito 2 simplificado a 2 resistencias


resistencias en serie conectadas en paralelo en un equivalentes conectados en serie.
solo punto. Y una conectada en serie
Req =R1+ Req1

En el circuito 2 de la Figura 4, existen 3 pares de Req =1+ 1,40=2,40 KΩ



resistencias que están en serie y cada par conectado
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Intensidad de Corriente iR 3
1,04 iR 3
1,27 mA
iR 2,64 iR 2,59 mA
La cantidad de electricidad que circula por los
4 4

iR 1,27 mA
circuitos es: 5

iR 1,13mA
V 6

I=
R eq ❑
Tabla 8:Valores teóricos de las caídas de tensión
en cada resistencia de los circuitos 1y 2 .
Circuito 1 Circuito 2
I 2,61 mA 5,00mA
Potencias disipadas en cada resistencia
Tabla 6: Valores de las resistencias equivalentes a
Con los valores de las Tablas 6 y 7 se procede al
cada par conectado en serie en el circuito 1 y 2.
cálculo de las potencias disipadas en cada resistencia
con la relación
Caída de tensión
P=V R i R
V R=i R R los resultados son los siguientes:

Luego se procede a calcular la caída de tensión en Circuito 1 Circuito 2


cada resistencia, para R’ se tiene que como es el PR 1
6,20 PR 1 25,00 W
equivalente de R1, R2 y R3 conectados en paralelo la PR 2
3,46 PR 2 1,92 W
caída de tensión será la misma para estas PR 3
2,37 PR 3 3,54 W
resistencias, también se calcula la caída de tensión PR 18,82 PR
4 4 18,13 W
para R4 con la relación V =IR , los resultados son: PR 5 5,32 W
PR 6,00 W
Circuito 1 Circuito 2 6

VR 2,49 V VR 5,00 V
1 1
Tabla 9: Valores de la potencia disipada en cada
VR 2,28 V VR 1,70 V
2 2 resistencia de los circuitos 1 y 2
VR 3
2,28 V VR 3
2,79 V
VR 4
7,13 V VR 4
7,00 V Ahora se procede a comparar los valores teóricos y
VR 5
4,19 V experimentales de las caídas de potencial, las
VR 5,31 V intensidades de corriente y las potencias disipadas
6
por cada resistencia, tanto en el Circuito 1 como en
Tabla 7: Valores teóricos de las caídas de tensión el circuito 2
en cada resistencia de los circuitos 1 y 2
Circuito 1:
Intensidad de Corriente en cada resistencia
Experimental Teórico Error %
Con estos valores se procede a calcular las V 11,97 V 12,00V 0,25
intensidades de corriente que pasan por cada VR 1
2,49 V 2,61 V 4,60
resistencia en los dos circuitos con la relación VR 2
2,28 V 2,32V 1,72
VR VR 2,28 V 2,32V 1,72
iR = 3

R VR 4
7,13 V 7,05 V 1,13
I 2,61 mA 2,61 mA 0
Circuito 1 Circuito 2 iR 1
2,61 mA 2,49 mA 4,82
iR 1
2,49 iR 1
5,00 mA iR 1,52 mA 1,52 mA 0
2

iR 2
1,52 iR 2
1,13 mA iR 1,06 mA 1,04 mA 1,92
3

6
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iR 4
2,61 mA 2,64 mA 1,14 iR6
1,20 mA 1,13mA -6,19
PR 1 6,50 W 6,20 W 4,84 PR 1 17,42 W 25,00 W 30,32
PR 2 3,46 W 3,46 W 0 PR 2 0,73 W 1,92 W 61,98
PR 3 2,42 W 2,37 W 2,11 PR 3 2,92 W 3,54 W 17,51
PR 4 18,61 W 18,82 W 1,12 PR 4 21,92 W 18,13 W 20,90
PR 5 2,24 W 5,32 W 57,89
Tabla 10: Valores teóricos y experimentales de las PR 6 6,44 W 6,00 W 7,33
caídas de potencial, las intensidades de corriente y
las potencias disipadas por cada resistencia en el Tabla 11: Se muestran los valores teóricos de cada
Circuito 1 con su respectivo error. variable calculada con la ley de Ohm para los
circuitos 2

CONCLUSIONES

Los valores reportados en las Tablas 10 y 11


muestran las medidas experimentales y los cálculos
Circuito 2: teóricos de cada circuito, los errores en el caso del
primer circuito no son tan grandes como en el
Experimental Teórico Error % segundo circuito, esto se explica porque las
V 11,91V 12.00 V 0,75 mediciones en el segundo circuito no fueron las
VR 1
4,05V 5,00 V 19 correctas, se realizó las mediciones abriendo quizá el
VR 2
2,43 V 1,70 V 42,94 circuito en lugares incorrectos proporcionando datos
VR 3
2,43 V 2,79 V 12,90 erróneos. Los errores menores son producto de las
VR 7,83 V 7,00 V 11,86 oscilaciones de la diferencia de potencial producidas
4

VR 7,48 V 4,19 V por la fuente de voltaje ya que esta fuente es


5 78,52
corriente alterna, pero en la práctica se estudió los
VR 5,37 V 5,31 V 1,13
6
circuitos en corriente continua.
I 4,10mA 5,00 mA 18,00
iR 4,30 mA 5,00 mA 14,00
1 Se concluye que la aplicación de la ley de ohm es
iR 2
0,30 mA 1,13 mA 73,45 muy preciso, pero a pesar de ello se debe tener en
iR 3
1,20 mA 1,27 mA 5,51 cuenta las condiciones de laboratorio, equipos,
iR 4
2,80 mA 2,59 mA 8,11 conexión de circuitos, etc. Para cualquier aplicación
iR 0,30 mA 1,27 mA 76,38 de la ley de Ohm.
5

BIBLIOGRAFIA.

1.SERWAY. Física Moderna, Tercera Edición, TomoII.

2.PEDRO JAVIER NICOLAS, Trabajo Tecnologías,


Unidad 6.
http://pedro-95.blogspot.com/2010/05/trabajo-unidad-
6.html

3.Francesc Buqué, Manuales prácticos de refrigeración.


TOMO IV.Editorial,MARCOMBO, Ediciones Técnicas
2008.

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