Ley de Ohm

Universidad Nacional del Callao
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Escuela de Ingeniería Electrónica
Ley de Ohm
Integrantes
Almeyda García, Hugo Fabrizio
Orihuela Grovas, Gianmarco
Vera Diaz, Cristian
Garriazo Gonzales, Helios Alejandro
Benites Acuña, George Lenz
Electricidad y magnetismo
Félix Julián Acevedo Poma
Callao - 2023
Competencias 3
Experimento 3
Modelo físico 3
Ley de Ohm 3
Diseño 6
Materiales 6
Rango de trabajo 6
Procedimiento 8
Parte 1 Preparación del experimento. 8
Parte 2 Ejecución. 8
Datos directos 9
1º Caso: Resistencia constante 9
2º Caso: Voltaje constante 9
3º Caso: Intensidad de corriente constante 9
Análisis 9
Gráficas en escala cartesiana 9
Gráficas en escala logarítmica 11
Ajuste de curva 12
Cuestionario 19
Conclusiones 22
Bibliografía y Webgrafía 22
Competencias
Verificar experimentalmente la ley de Ohm para un trozo de conductor,
utilizando para este fin valores constantes para la resistencia, luego para el voltaje y
por último para la intensidad de corriente.
Experimento
Modelo físico
Ley de Ohm
La Ley de Ohm establece una relación fundamental entre la corriente
eléctrica, la resistencia eléctrica y la diferencia de potencial en un circuito eléctrico.
Fue formulada por el físico alemán Georg Simon Ohm en 1827.
La ley de Ohm se expresa mediante la fórmula matemática: V = I * R, donde
V representa la diferencia de potencial o voltaje en el circuito (medido en voltios), I
es la corriente eléctrica que fluye a través del circuito (medida en amperios) y R es
la resistencia eléctrica del circuito (medida en ohmios).
Esta ley establece que la corriente eléctrica que fluye a través de un
conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada y
inversamente proporcional a la resistencia del circuito. En otras palabras, a mayor
diferencia de potencial, mayor será la corriente eléctrica, mientras que a mayor
resistencia, menor será la corriente.
La relación entre la Ley de Ohm y el campo eléctrico se establece a través de
la resistencia eléctrica. La resistencia se debe a la interacción de los electrones en
el conductor con los átomos del material. Cuando una corriente eléctrica fluye a
través de un conductor, los electrones se desplazan y chocan con los átomos del
material, lo que dificulta el flujo de corriente.
El campo eléctrico, por su parte, se genera debido a la presencia de una
carga eléctrica. Este campo ejerce una fuerza sobre las partículas cargadas, como
los electrones, impulsándolos a moverse a lo largo del conductor. La resistencia
eléctrica surge como una oposición a este movimiento de carga, disipando parte de
la energía en forma de calor.
Definición de la corriente
La corriente eléctrica se refiere al movimiento de portadores de carga
eléctrica a través de un conductor, como un cable metálico, impulsado por una
diferencia de potencial generada por una fuente de energía eléctrica. En
electromagnetismo, se describe mediante la ecuación:
Donde el vector J es la densidad de corriente de conducción, el vector dS es
perpendicular al diferencial de superficie, n es el vector unitario normal a la
superficie, y dS es el diferencial de superficie.
La relación de la densidad de corriente y el campo eléctrico es
donde J es vector de la densidad de corriente en una localización dada en el
material resistivo, E es vector del campo eléctrico en esa localización, y σ (sigma) es
un parámetro dependiente del material llamado conductividad. Esta reformulación
de la ley de Ohm se debe a Gustav Kirchhoff.
Para llegar de J = σE a V = IR, necesitamos hacer uso de la ley de
conservación de la carga eléctrica y de la definición de resistencia eléctrica.

La ley de conservación de la carga eléctrica establece que la carga eléctrica
no se crea ni se destruye, solo se redistribuye. En un conductor, la carga eléctrica
que fluye a través de una sección debe ser igual a la carga que fluye a través de
cualquier otra sección.
Si consideramos un área pequeña (A) en el material conductor, la cantidad de
carga que pasa a través de esa área en un tiempo determinado es dQ = J * A * dt,
donde dQ es la cantidad de carga, J es la densidad de corriente, A es el área y dt es
el intervalo de tiempo.
La diferencia de potencial (V) a través de esa misma sección se define como
V = E * d, donde E es el campo eléctrico y d es la distancia en la dirección del
campo eléctrico.
Ahora, consideremos una sección de un conductor con una resistencia R. La
resistencia eléctrica se define como R = ρ * (L / A), donde ρ es la resistividad del
material, L es la longitud y A es el área transversal del conductor.
Si reorganizamos la ecuación de resistencia para obtener A = (ρ * L) / R,
podemos sustituirlo en la ecuación de la carga eléctrica dQ = J * A * dt, lo que nos
da dQ = J * [(ρ * L) / R] * dt.
Reemplazando la ecuación de carga en términos de densidad de corriente en
dQ, obtenemos dQ = (σE) * [(ρ * L) / R] * dt.
La cantidad de carga que fluye a través de la sección del conductor en un
tiempo determinado es igual a la corriente eléctrica I multiplicada por el intervalo de
tiempo dt, es decir, dQ = I * dt.
Finalmente, podemos igualar las dos expresiones de dQ y simplificar la
ecuación para llegar a V = IR.

Diseño
Fig.1.
Materiales
● Multímetro
● Amperímetro
● Voltímetro
● Dos Reostatos
● Fuente de Voltaje
● Cables de conexión
Rango de trabajo
Voltímetro: las mediciones de voltaje DC, el instrumento tiene un rango de
medición que va desde 0,2 mV hasta 1000 V, y su precisión básica es del 0,01%.
Esto significa que al medir un voltaje de 5 V, el error de medición será de solo
0,0005 V. Es importante tener en cuenta que este modelo de voltímetro es un
dispositivo de alta precisión diseñado para aplicaciones de laboratorio y de medición
de alta precisión, por lo que se debe seleccionar el rango adecuado para obtener
mediciones precisas y evitar dañar el instrumento
Amperímetro: El amperímetro Yokogawa 201137 es un instrumento de
medición analógico diseñado para medir corriente en circuitos DC. Tiene un rango
de medición de corriente DC seleccionable de 1 A, 3 A, 10 A y 30 A, y una
sensibilidad de 50 mV. Esto significa que para cada amperio de corriente que fluya a
través del amperímetro, se generará una caída de voltaje de 50 mV en el medidor.
Para el presente experimento se a tenido el valor de 100mA de manera constante
Multímetro: Igualmente debemos de tomar en cuenta el rango de trabajo de
este que varía dependiendo al modelo de fabricante, en este caso
proporcionaremos unos rangos aproximados de las fichas técnicas de dicha marca
RD 700:
Voltaje DC: 200mV, 2 V, 20 V, 200 V, 1000 V
Voltaje AC: 200 mV, 2 V, 20 V, 200 V, 750 V
Corriente DC: 2 mA, 20 mA, 200 mA, 10 A
Corriente AC: 2 mA, 20 mA, 200 mA, 10 A
Resistencia: 200 Ω, 2 kΩ, 20 kΩ
Fuente de alimentación: El rango de trabajo utilizado para los circuitos tuvo
el valor de 2 V +/- 0.5V

Procedimiento
Parte 1 Preparación del experimento.
Armar el circuito de acuerdo a la Figura 1.
Parte 2 Ejecución.
1º Caso: Resistencia constante
1. Con la ayuda del potenciómetro, variar la intensidad de corriente I y la
diferencia de potencial V. No exceder del valor de 6 voltios.
2. Anotar en la Tabla N.º 1, las lecturas correspondientes al amperímetro
y voltímetro para cada posición diferente del control del potenciómetro.
2º Caso: Voltaje constante
1. Reemplazar en el circuito de la figura 1, la resistencia R por una
resistencia variable.
2. Observar y anotar en la tabla 2, los valores de la intensidad de
corriente cuando se cambian los valores de la resistencia variable,
considerando constante la diferencia de potencial entre los terminales
de la misma. Para conseguir esto variar la posición del control del
potenciómetro para cada lectura.
3º Caso: Intensidad de corriente constante
Variar ahora los valores de la resistencia variable; y, para cada valor, observar
y anotar en la Tabla N.º 3, el voltaje entre los terminales de la misma. Mantener
constante un determinado valor de intensidad de corriente para las distintas
lecturas, variando la posición del control del potenciómetro convenientemente.

Datos directos
1º Caso: Resistencia 2º Caso: Voltaje 3º Caso: Intensidad de
constante constante corriente constante
Tabla N.º 1 Tabla N.º 2 Tabla N.º 3
Análisis
Gráficas en escala cartesiana


Gráficas en escala logarítmica

Ajuste de curva
𝑛
Sea 𝑦 = 𝑎𝑥 , entonces 𝑙𝑜𝑔(𝑦) = 𝑛𝑙𝑜𝑔(𝑥) + 𝑙𝑜𝑔(𝑎).
Renombramos a cada variable como 𝑣(𝑦) = 𝑛𝑢(𝑥) + 𝐿
Resistencia constante 36,80 Ohms
log V (Volt) log I (mA)

N u2 uv
v(y) u(x)
1 0,29 1,00 1,00 0,29
2 0,32 1,30 1,69 0,42
3 0,34 1,48 2,18 0,51
4 0,36 1,60 2,57 0,58
5 0,39 1,70 2,89 0,66
6 0,41 1,78 3,16 0,72
7 0,41 1,85 3,40 0,77
8 0,45 1,90 3,62 0,85
9 0,51 1,95 3,82 0,99

10 0,54 2,00 4,00 1,08
Suma 4,02 16,56 28,33 6,86
Realizamos ajuste lineal
10Σ𝑢𝑣−Σ𝑢Σ𝑣
𝑛= 2 2 = 0, 2255
10Σ𝑢 −(Σ𝑥)
Σ𝑦−𝑛Σ𝑥 10
𝐿= 10
= 0, 028 → 𝐿 = 𝑎 = 1, 067
0,2255 0,2255
𝑦 = 1, 067𝑥 → 𝑉(𝐼) = 1, 067𝐼
𝑛
Voltaje constante 2,00 V
log I (mA) log R

N u2 uv
v(y) (Ohm) u(x)
1 1,30 1,57 2,48 2,05
2 1,70 1,47 2,17 2,50
3 1,85 1,39 1,93 2,57
4 1,90 1,39 1,94 2,65

5 2,04 1,31 1,73 2,68
6 2,08 1,17 1,38 2,44
7 2,23 1,10 1,22 2,46
8 2,34 1,02 1,03 2,38
9 2,36 0,96 0,93 2,28
10 2,45 0,88 0,77 2,14
Suma 20,25 12,28 15,57 24,15
𝑛= 2 2 = − 1, 4291
𝐿= 10
= 3, 780 → 𝐿 = 𝑎 = 6020, 537
−1,4291 −1,4291
𝑦 = 6020, 537𝑥 → 𝐼(𝑅) = 6020, 537𝑅
𝑛
Corriente constante 100 mA

log V (Volt) log R
N u2 uv
v(y) (Ohm) u(x)
1 -0,15 0,85 0,72 -0,13
2 0,00 1,03 1,07 0,00
3 0,03 1,14 1,31 0,04
4 0,06 1,10 1,21 0,07
5 0,18 1,16 1,35 0,20
6 0,23 1,22 1,48 0,28
7 0,32 1,32 1,74 0,42
8 0,40 1,46 2,12 0,58
9 0,42 1,43 2,05 0,61
10 0,45 1,51 2,27 0,68
Suma 1,94 12,22 15,31 2,75
𝑛= 2 2 = 0, 9788
𝐿= 10
= − 1, 001 → 𝐿 = 𝑎 = 0, 100
0,9788 0,9788
𝑦 = 0, 100𝑥 → 𝑉(𝑅) = 0, 100𝑅
1. ¿Qué representan las pendientes halladas mediante los ajustes respectivos?.
Compararlas con los parámetros que permanecieron constantes en las
tablas.
Las pendientes son las tasas de cambio en la curva de ajuste. No obstante, al
comparar estas con los parámetros nos podemos dar cuenta de cierta
similitud en uno de los tres casos.
En el primer caso, el parámetro es R = 36,80 Ohms y la pendiente 1,067. No
se aprecia una relación. Tampoco en el segundo, donde V = 2,00 Volt y la
pendiente 6020,537. Pero en el tercer caso I = 100 mA y la pendiente tiene
un valor similar de 0,100.
2. Calcular el error experimental en cada caso. ¿A qué se deben estos errores?
Resistencia 36,80 Ohms Errores

constante
N V (Volt) V ajust I (mA) Aritmético %
1 1,95 1,79 10,00 0,16 8,70
2 2,10 2,10 20,00 0,00 0,13
3 2,20 2,30 30,00 0,10 4,27
4 2,30 2,45 40,00 0,15 6,21
5 2,45 2,58 50,00 0,13 4,99
6 2,55 2,69 60,00 0,14 5,10
7 2,60 2,78 70,00 0,18 6,55
8 2,80 2,87 80,00 0,07 2,34
9 3,20 2,94 90,00 0,26 8,68
10 3,45 3,02 100,00 0,43 14,42

Voltaje
2,00 Volt Errores
constante
N I (mA) I ajust R (Ohm) Aritmético %
1 20,00 33,89 37,50 13,89 40,99
2 50,00 47,30 29,70 2,70 5,71
3 70,00 61,91 24,60 8,09 13,06
4 80,00 61,56 24,70 18,44 29,96
5 110,00 79,79 20,60 30,21 37,87
6 120,00 126,76 14,90 6,76 5,33
7 170,00 159,27 12,70 10,73 6,74
8 220,00 211,91 10,40 8,09 3,82
9 230,00 252,49 9,20 22,49 8,91
10 280,00 338,10 7,50 58,10 17,18
Corriente 100 mA Errores

constante
N V (Volt) V ajust R (Ohm) Aritmético %
1 0,70 0,68 7,10 0,02 3,13
2 1,00 1,02 10,80 0,02 2,28
3 1,08 1,31 13,90 0,23 17,56
4 1,15 1,19 12,60 0,04 3,36
5 1,50 1,37 14,50 0,13 9,86

6 1,70 1,55 16,50 0,15 9,71
7 2,10 1,94 20,80 0,16 8,04
8 2,50 2,65 28,60 0,15 5,83
9 2,65 2,51 27,00 0,14 5,61
10 2,85 2,96 32,00 0,11 3,82
Los errores se deben a que la Ley de Ohm 𝑉 = 𝐼𝑅 posee diferentes ajustes
de curvas adecuados según el caso.
● Resistencia constante: 𝑉(𝐼) = 𝐼𝑘. Función lineal.
𝑘
● Voltaje constante: 𝐼(𝑅) = 𝑅
. Función racional.
● Intensidad de corriente constante: 𝑉(𝑅) = 𝑘𝑅. Función lineal.
Otras razones son
● Uso de instrumentos de medición analógicos
● Uso de un multímetro cuya opción de medición de resistencias era
inestable durante la experimentación.
3. Al aumentar la corriente eléctrica. ¿Cómo varía la diferencia de potencial para
una resistencia constante?
Analizando el 1º Caso
0,2255
𝑉(𝐼) = 1, 067𝐼
Se observa que el voltaje 𝑉(𝐼) crece a medida que 𝐼 aumenta.
4. ¿Para qué materiales se cumple Ley de Ohm y en qué condiciones puede no
cumplirse?
La ley de Ohm se aplica a circuitos o secciones de circuitos que
contienen elementos resistivos. La resistencia de un conductor se determina
mediante propiedades de la sustancia que lo compone, como la

conductividad, así como la longitud y el área transversal del objeto. Además,
la temperatura también afecta la resistencia. Un componente que cumple con
la ley de Ohm se denomina resistor lineal.
Sin embargo, hay situaciones en las que la ley de Ohm no se cumple,
como cuando se tiene un resistor no lineal o cuando hay elementos
inductivos o capacitivos presentes, como bombillas eléctricas, diodos y otros
componentes. En estos casos, las condiciones para la aplicación de la ley de
Ohm no se cumplen.
Cuestionario
1. Un conductor de cobre de sección transversal circular de 1 mm de
diámetro transporta una corriente constante de 1 A. Hallar la densidad de
la corriente.
2. ¿Cómo varía la diferencia de potencial entre los terminales de una fuente
al aumentar la densidad de la corriente? ¿Por qué?.
Según la ley de Ohm, La diferencia de potencial es directamente
proporcional a la intensidad de corriente y la densidad de carga es

directamente proporcional a la intensidad de carga, por lo que al aumentar la
densidad de carga, la diferencia de potencial también aumentará
3. Analizar la diferencia entre resistividad y resistencia.
4. El espacio entre dos cilindros metálicos coaxiales de radios ra y rb está
ocupado por un material de resistividad ρ. Si la longitud de los cilindros es
l, demostrar que la resistencia entre los cilindros es (ρ/2πL) Ln(rb/ra).

5. Explique la semejanza de conductividad eléctrica con la conductividad
térmica.
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA: capacidad de un cuerpo de permitir el
paso de la corriente eléctrica a través de sí
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA: propiedad física de los materiales que
mide la capacidad de conducción de calor o es la capacidad de transferir el
movimiento cinético de moléculas a moléculas adyacentes a estas.
En lo que se asemejan en que los dos varían de forma creciente con la
temperatura y ambas se ponen en evidencia en la naturaleza en forma de
energía
6. ¿Cuáles son los valores, de las intensidades de corriente y de las
resistencias en un circuito abierto y en un corto circuito?.
CIRCUITO ABIERTO: en este circuito no circula corriente eléctrica, y
su resistencia es infinitamente grande (eso explica el porqué su corriente es
nula)
CIRCUITO CERRADO: en este circuito su resistencia es nula y su
intensidad de corriente es infinitamente grande
7. Analizar la conducción eléctrica en los metales.
Los conductores metálicos son arreglos regulares de átomos formando
una red cristalina que contiene una gran cantidad de electrones libres que se
mueven aleatoriamente como lo hacen las moléculas de un gas contenido en
un recipiente, con una rapidez media de 106 m/s. Si no hay campo, existe un
campo eléctrico externo donde el flujo neto de electrones libres es cero y su
velocidad es cero.
Pero si en el interior del conductor metálico se establece un campo
eléctrico externo constante, los electrones modifican sus movimientos
aleatorios, siendo arrastrados en sentido opuesto al campo eléctrico E con
una velocidad de arrastre Vd. En este modelo, el exceso de energía que el
campo eléctrico entrega a los electrones libres se pierde en choques
inelásticos con los núcleos o iones, incrementando la energía térmica de los
átomos
Conclusiones
En conclusión, este experimento nos permitió adquirir competencias
importantes en el campo de la electricidad, como la verificación experimental de la
ley de Ohm y el análisis de datos directos obtenidos a través de diferentes casos:
resistencia constante, voltaje constante e intensidad de corriente constante. A través
del análisis de gráficas en escala cartesiana y logarítmica, pudimos ajustar curvas
para obtener resultados precisos. Además, el cuestionario nos permitió profundizar
en conceptos clave como la densidad de corriente y la diferencia entre resistividad y
resistencia. En resumen, este experimento fue una experiencia valiosa para
comprender mejor los principios fundamentales de la electricidad y su aplicación
práctica en circuitos eléctricos.
Bibliografía y Webgrafía
Contribuidores de Wikipedia. (2023, 28 de mayo). Ley de Ohm. Wikipedia, La
enciclopedia libre. Desde
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ley_de_Ohm&oldid=151497199.
Contribuidores de Wikipedia. (2023, 30 de mayo). Corriente eléctrica. Wikipedia, La
enciclopedia libre. Desde
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Corriente_el%C3%A9ctrica&oldid=1
51534528.
Prof. Beltrán. (11 de julio del 2022). Definición de corriente y densidad de corriente.
YouTube. https://youtu.be/JgqsGlIgN_4

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Parte 1 Preparación del experimento. 8

1º Caso: Resistencia constante 9

2º Caso: Voltaje constante 9

3º Caso: Intensidad de corriente constante 9

Gráficas en escala cartesiana 9

Gráficas en escala logarítmica 11

Verificar experimentalmente la ley de Ohm para un trozo de conductor,

por último para la intensidad de corriente.

La Ley de Ohm establece una relación fundamental entre la corriente

eléctrica, la resistencia eléctrica y la diferencia de potencial en un circuito eléctrico.

Fue formulada por el físico alemán Georg Simon Ohm en 1827.

La ley de Ohm se expresa mediante la fórmula matemática: V = I * R, donde

V representa la diferencia de potencial o voltaje en el circuito (medido en voltios), I

es la corriente eléctrica que fluye a través del circuito (medida en amperios) y R es

la resistencia eléctrica del circuito (medida en ohmios).

Esta ley establece que la corriente eléctrica que fluye a través de un

conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada y

inversamente proporcional a la resistencia del circuito. En otras palabras, a mayor

diferencia de potencial, mayor será la corriente eléctrica, mientras que a mayor

resistencia, menor será la corriente.

La relación entre la Ley de Ohm y el campo eléctrico se establece a través de

la resistencia eléctrica. La resistencia se debe a la interacción de los electrones en

material, lo que dificulta el flujo de corriente.

El campo eléctrico, por su parte, se genera debido a la presencia de una

los electrones, impulsándolos a moverse a lo largo del conductor. La resistencia

la energía en forma de calor.

La corriente eléctrica se refiere al movimiento de portadores de carga

eléctrica a través de un conductor, como un cable metálico, impulsado por una

diferencia de potencial generada por una fuente de energía eléctrica. En

electromagnetismo, se describe mediante la ecuación:

Donde el vector J es la densidad de corriente de conducción, el vector dS es

perpendicular al diferencial de superficie, n es el vector unitario normal a la

superficie, y dS es el diferencial de superficie.

La relación de la densidad de corriente y el campo eléctrico es

donde J es vector de la densidad de corriente en una localización dada en el

material resistivo, E es vector del campo eléctrico en esa localización, y σ (sigma) es

un parámetro dependiente del material llamado conductividad. Esta reformulación

de la ley de Ohm se debe a Gustav Kirchhoff.

Para llegar de J = σE a V = IR, necesitamos hacer uso de la ley de

conservación de la carga eléctrica y de la definición de resistencia eléctrica.

no se crea ni se destruye, solo se redistribuye. En un conductor, la carga eléctrica

cualquier otra sección.

Si consideramos un área pequeña (A) en el material conductor, la cantidad de

carga que pasa a través de esa área en un tiempo determinado es dQ = J * A * dt,

donde dQ es la cantidad de carga, J es la densidad de corriente, A es el área y dt es

La diferencia de potencial (V) a través de esa misma sección se define como

V = E * d, donde E es el campo eléctrico y d es la distancia en la dirección del

Ahora, consideremos una sección de un conductor con una resistencia R. La

resistencia eléctrica se define como R = ρ * (L / A), donde ρ es la resistividad del

material, L es la longitud y A es el área transversal del conductor.