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INFORME 3 FISICA 2.terminado
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Laboratorio de Física II
Experimento N° 3
Título
“Curvas Características: Voltaje – Corriente”
Estudiantes
López Benites, Paul Anderson 20181239E
Mamani Olgado, Alex Wilson 20162101A
Zapana Berrospi, Martín Eduardo 20225510K
Cruz Gómez, Ángelo Josué 20191231G
Docente
Jaime San Bartolomé Montero
2. Introducción ............................................................................................................ 1
3. Objetivos ................................................................................................................. 2
6. Procedimiento ....................................................................................................... 12
8.1. Grafique I = f(V) con los valores obtenidos en los pasos 4, 5, 6 y 7............. 16
8.2. ¿En cuál de los elementos se cumple la ley de Ohm y en cuáles no? Explique
su respuesta. ..................................................................................................................... 18
8.3. Para una diferencia de 0.8 voltios, halle las resistencias de los tres elementos
18
8.5. En el caso del diodo se puede decir que hay un voltaje crítico a partir del cual
comienza a conducir, ¿Cuál es ese voltaje? ..................................................................... 19
10.1. Conclusiones.................................................................................................. 20
INDICE DE TABLAS
1. Resumen
El voltaje es la magnitud que da cuenta de la diferencia en el potencial eléctrico entre
dos puntos determinados. También llamado diferencia de potencial eléctrico o tensión
eléctrica, es el trabajo por unidad de carga eléctrica que ejerce sobre una partícula un
campo eléctrico, para lograr moverla entre dos puntos determinados. La corriente eléctrica
es un fenómeno físico causado por el desplazamiento de una carga (ión o electrón). En el
caso de un conductor metálico, son principalmente los electrones los que toman parte en la
corriente.
El objetivo es aprender si dichos elementos obedecen a la tan conocida ley de ohm del
cual trata este laboratorio, en la medición de señales de distinta naturaleza. El multímetro,
amperímetro son instrumentos que sirvieron como herramienta para efectuar la práctica.
Cabe resaltar el alcance que tiene dicho estudio, empezando por el hecho de que
servirá de ayuda para las prácticas posteriores, otra característica importante es que con la
ayuda del osciloscopio podemos analizar una señal con mayor eficiencia y en menos
tiempo de lo que podríamos hacerlo con cualquier otra herramienta del laboratorio, por
tanto, aprender de su uso es de gran interés
2. Introducción
El experimento de curvas características : voltaje-corriente , tiene como primera parte
el fundamento teórico , en dicho espacio proporcionaremos todos los conceptos teóricos al
lector , brindaremos además gráficos para enriquecer el estudio y entendimiento del
experimento .
Luego , en la segunda parte mencionaremos cada uno de los materiales usados
proporcionando una breve definición y uso . Asi mismo , mostraremos imágenes reales de
los equipos que han sido utilizados en el experimento .
Enseguida , trataremos el procedimiento del experimento . En esta parte del laboratorio
segmentaremos cada paso realizado y detallaremos observaciones y pequeñas
conclusiones.
Por otro lado , discutiremos cada resultado obtenido en la anterior parte para luego
concluir acordado . Asimismo , compararemos los resultados con los datos experimentales
con los datos obtenidos y explicaremos cuales eran las causas de la diferencia .
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3. Objetivos
El siguiente laboratorio tiene como objetivos específicos los siguientes:
• Realizar la medición de voltaje y corriente a través de distintos elementos
resistivos, para así obtener sus gráficas y estudiar sus características.
• Comprobar si los elementos resistivos cumplen o no la ley de Ohm
• Obtener la gráfica voltaje-corriente de elementos resistivos
• Observada las características de los elementos al pasar por ellos una
determinada cantidad de corriente
4. Fundamentos teóricos
4.1. Circuito eléctrico
Un circuito eléctrico es un sistema cerrado de componentes eléctricos
interconectados que permite el flujo de corriente eléctrica. Está compuesto por elementos
como fuentes de energía, conductores, resistencias, interruptores, capacitores, inductores,
transistores, diodos y otros dispositivos, los cuales se conectan de manera precisa para
cumplir una función específica.
En un circuito eléctrico, la corriente eléctrica fluye desde la fuente de energía, como una
batería o una fuente de alimentación, a través de los conductores y otros componentes, y
finalmente regresa a la fuente de energía. Los conductores, generalmente cables,
proporcionan el camino para el flujo de electrones. Los componentes del circuito, como
resistencias, capacitores e inductores, pueden modificar y controlar el flujo de corriente
eléctrica según sus características eléctricas.
La función de un circuito eléctrico puede variar según su diseño y aplicación. Puede ser un
circuito simple, como una linterna que consta de una fuente de energía (batería) y una
bombilla conectada en serie, o un circuito complejo, como el sistema eléctrico de un
automóvil o una computadora, que involucra múltiples componentes y conexiones.
Los circuitos eléctricos se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde
electrodomésticos y electrónica de consumo hasta sistemas de control industrial y sistemas
de comunicación. Comprender y diseñar circuitos eléctricos es fundamental en la
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4.4. Resistores
Son dispositivos electrónicos que poseen un valor específico de resistencia.Según el
material del cual están hechos se clasifican en:
a) Resistores de alambre: Reconstruyen enrollando alambre de nicromo alrededor
de un núcleo aislante.
b) Resistores de carbón: Se construyen de carbón o de grafito granulado que se
encierra en un tubo de plástico endurecido.
Además, existen resistores que pueden variar el valor de su resistencia, estos se
denominan resistencia variable. Según su aplicación en un circuito se
denominan:
i) Potenciómetro.- Cuando se conectan en serie en un circuito de tal manera que
regule su voltaje.
ii) Reóstato.- Cuando está conectado en paralelo en un circuito de tal manera que
regule la corriente que pasa por él.
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A las sustancias que cumplen con lo dicho anteriormente se les conoce como materiales
Óhmicos. A los materiales que no cumplen con la ley de Ohm, se les llama “Conductores
no Óhmicos”.
Esto quiere decir que si en un circuito variamos los valores del voltaje (V), los
valores de la intensidad de corriente (I) también van a variar y la razón de proporcionalidad
es llamada “Resistencia” (R). La relación está explicada en la figura 6.
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𝐽𝐽→ = 𝜎𝜎 𝐸𝐸
⃗→
Materiales Óhmicos
Son aquellos materiales que cumplen la ley de Ohm de manera precisa y
consistente. Esto significa que la relación entre la corriente, la resistencia y la diferencia de
potencial en un circuito que contiene un material óhmico es lineal. La resistencia de estos
materiales permanece constante independientemente de la tensión aplicada.
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Algunos materiales óhmicos son los metales como cobre, plata, oro y aluminio en
condiciones normales. Estos materiales tienen una estructura cristalina regular y una gran
cantidad de portadores de carga libre (electrones) que se mueven fácilmente a través del
material.
Materiales no Óhmicos
Son aquellos materiales que no cumplen la ley de Ohm de manera precisa. La
resistencia de estos materiales no es constante y puede variar en función de la tensión
aplicada o la corriente que circula a través de ellos. La relación entre la corriente y la
tensión puede ser no lineal.
Algunos materiales no óhmicos son los semiconductores como el silicio y el
germanio, así como dispositivos electrónicos como diodos y transistores. Estos materiales
tienen una estructura cristalina más compleja y su comportamiento eléctrico está
influenciado por fenómenos como la temperatura, la concentración de impurezas, etc.
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no importa cómo se conectan los dispositivos, por ejemplo, si se giran los enchufes
de las viviendas funcionan sin problemas.
d) Tensión utilizada: Tanto en alterna como en continua el voltaje puede variar,
normalmente en función del lugar donde se encuentre. Para el transporte es más
eficiente utilizar tensiones elevadas, mientras que para los receptores se utilizan
tensiones más reducidas, tanto por seguridad como por coste.
e) Almacenamiento: La energía transportada mediante corriente continua puede
almacenarse, como es el caso de las baterías, de forma independiente o asociado a
la generación, mientras que esto no puede hacerse con mediante corriente alterna.
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5. Materiales y equipos
5.1. Osciloscopio
Instrumento de medición electrónica para la visualización de señales eléctricas en
un tiempo determinado. La finalidad principal del osciloscopio sera medir y mostrar
voltaje en función del tiempo , nos muestra básicamente graficas útiles para la deducción y
análisis.
Figura 14.Osciloscopio
5.2. Resistores
El propósito principal de un resistor será de limitar el flujo de corriente eléctrica y
mantener valores específicos de voltaje en un circuito electrónico. Este funcionara según
el principio de la ley de Ohm y la ley establece que el voltaje a través de los terminales de
una resistencia es directamente proporcional a la corriente que fluye a través de ella.
Figura 15.Resistores
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para minimizar está perdida, el voltaje se aumenta a varios miles de volts con corrientes
pequeñas usando transformadores de subida.
5.4. Galvanómetro
Un galvanómetro es un transductor analógico electromecánico que produce una
deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que
fluye a través de su bobina. Para este caso el galvanómetro se usará como voltímetro.
Figura 17.Galvanómetro
5.5. Reóstato
Un reóstato es un dispositivo que permite modificar su resistencia. A través del
movimiento de un cursor o de un eje, el reóstato permite variar el nivel de la corriente.
Para este laboratorio se usará el reóstato como un potenciómetro.
Figura 18.Reóstato
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5.6. Multímetro
Un multímetro digital (DMM) es una herramienta de prueba usada para medir dos o
más valores eléctricos, principalmente tensión (voltios), corriente (amperios) y resistencia
(ohmios).Para este laboratorio se usar para medir la corriente y el voltaje del transformador
y de los circuidos a crear.
Figura 19.Multímetro
6. Procedimiento
6.1. Primera parte
Determinación de las curvas usando voltímetro y amperímetro
1. Identifique en la caja de cinco elementos, los elementos incógnita cuyas curvas
características nos proponemos investigar: E1, E2 y E3. Observe también que
hay una resistencia de 1Ω y una de 100Ω. En esta primera parte se usarán solo
E1, E2 y E3.
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3. Gire el cursor del reóstato a fin de que el voltaje medido sea nulo.
4. Conecte los puntos “a” y “b” a la lámpara (E1) a fin de averiguar el
comportamiento de la resistencia de su filamento.
5. Varíe el cursor del reóstato para medir la intensidad de corriente que circula por
el filamento del foquito cuando la diferencia de potencial es de 1V. Sugerencia:
Emplear una escala de 5 ó 6V. (EN EL VOLTÍMETRO).
6. Repita el paso exterior para 2, 3, 4, 5 y 6V.
7. Repita los pasos 4 y 5 para la resistencia de carbón (E2).
8. Repita los pasos 4 y 5 para el diodo (E3) pero teniendo cuidado de no pasar de
0,9A (SE QUEMA). Obtenga los datos de voltaje para corrientes de 0,0; 0,1;
0,2; … 0,9 A.
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7. Datos experimentales
7.1. Medición de las resistencias y el voltímetro DC
𝑅𝑅1 = 2 ± 0,6 Ω 𝑅𝑅2 = 100 ± 1,1 Ω 𝑉𝑉 = 6 ± 0,82 V
7.2. Filamento del foco (E1)
Filamento del foco (E1)
Voltaje (V) Corriente (A)
1 0.5 0.09
2 1 0.114
3 1.5 0.138
4 2 0.159
5 2.5 0.178
6 3 0.196
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2,5; 0,178
2; 0,159
0,15
1,5; 0,138
1; 0,114
0,1
0,5; 0,09
0,05
0
0,5 1 1,5 2 2,5 3
Voltaje (V)
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0,02 2; 0,02
1,7; 0,017
0,015 1,5; 0,015
1,2; 0,012
0,01 1; 0,01
0,7; 0,007
0,005 0,5; 0,005
0,2; 0,002
0
0,2 0,5 0,7 1 1,2 1,5 1,7 2 2,5 3
Voltaje (V)
1
Intensidad de corriente (A)
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0,4 0,5 0,6 0,62 0,65 0,67 0,68 0,69 0,7 0,75
Voltaje (V)
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8.2. ¿En cuál de los elementos se cumple la ley de Ohm y en cuáles no?
Explique su respuesta.
Según los datos obtenidos de manera experimental, los materiales que cumplen
aproximadamente con la ley de Ohm es la resistencia de carbón, cuya gráfica I vs V es una
recta donde la pendiente sería el valor de la resistencia del material.
8.3. Para una diferencia de 0.8 voltios, halle las resistencias de los tres
elementos
8.3.1. Para el foco
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8.5. En el caso del diodo se puede decir que hay un voltaje crítico a
partir del cual comienza a conducir, ¿Cuál es ese voltaje?
Para nuestro caso, el voltaje crítico a partir del cual se comienza a conducir corriente es
de 0.4 V.
9. Discusión de resultados
• Según la experiencia realizada y los datos obtenidos, los materiales que cumplen
aproximadamente la ley de Ohm, es la resistencia de carbón y del foco, para la cual la
gráfica I vs V es una recta cuya pendiente vendría a ser la resistencia del material.
• El diodo no es un material óhmico ya que las gráficas muestran curvas no lineales,
por lo que la dependencia entre la intensidad y la diferencia de potencial no es
proporcional, ya que su resistencia varía conforme varía la intensidad de corriente.
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10.Conclusiones y recomendaciones
10.1. Conclusiones
10.2. Recomendaciones
• Armar correctamente el circuito eléctrico, asegurándose primero que la fuente
de suministro de energía eléctrica este desconectada.
• El amperímetro, el voltímetro, las resistencias y el reóstato son instrumentos
muy sensibles, así que se les debe de usar con sumo cuidado y sabiendo lo que
se hace.
• Considerar el voltaje nominal del diodo de 3.7 V , que es el máximo voltaje
que puede soportar antes de que se funda.
• Usar las medidas de protección como guantes aislantes y una bata aislante ante
una descarga eléctrica.
11.Bibliografía
1. Serway, Raymond A. “Física”, Tomo II, cuarta edición, 1999.Paginas: 773-782.
2. Asmat, Humberto, “Física General III” 5ta edición, Universidad Nacional de
Ingeniería.
3. 3. Sears ,F. ; Zemansky , M. ; Young , H. ; Freedman , R. : Física Universitaria.
Volumen II. Undécima edición: México. Pearson ed. 2004. Paginas: 943-953.
4. Facultad de ciencias de la Universidad nacional de ingeniería. Manual de
Laboratorio de Física General. 1ra edición. FC UNI .2009. Paginas: 116-119.
5. MecatrónicaLATAM. (23 de abril de 2021). Potenciómetro. Recuperado de
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https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/electronica/componenteselectronic
os/potenciometro/
6. Voltaje. CIDECAME UAEH. Recuperado de
http://cidecame.uaeh.edu.mx/lcc/mapa/PROYECTO/libro16/16_voltaje.html
7. Corriente y Resistencia Eléctrica. CIDECAME UAEH. Recuperado de:
http://cidecame.uaeh.edu.mx/lcc/mapa/PROYECTO/libro16/23_corriente_y_resiste
ncia_elctrica.html
8. Ley de Ohm/ Ley de Joule. CIDECAME UAEH. Recuperado de:
http://cidecame.uaeh.edu.mx/lcc/mapa/PROYECTO/libro16/24_ley_de_ohm_ley_d
e_joule.html
9. Circuitos Eléctricos: Partes y Tipos. Tecnología Fácil: Electricidad, Electrónica,
Informática, etc. Recuperado de:
https://www.areatecnologia.com/electricidad/circuitos-electricos.html
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