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Ley Ohm

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Verificación de la ley de Ohm y medición de

la resistividad eléctrica
Rodríguez López M. F; Pedraza Mayorga L. X; Hernandez Herrera M. D; Urrego Gutierrez C. D;
Rojas Romero D. G
Universidad Francisco José de Caldas
Facultad Tecnológica

RESUMEN 1. MATERIALES

En este documento se analiza la ley Ohm y la resistividad ● Un puente de hilo.


eléctrica, que fueron obtenidas a través de un puente de
● Dos multímetros análogos.
hilo que fue sometido a diferentes voltajes. Para realizar la
medición de la corriente y de los voltajes se utilizaron dos ● Una fuente de voltaje.
multímetros, uno cómo voltımetro en paralelo con el ● Seis cables de conexión.
circuito y otro como amperımetro en serie con el circuito;
de aquí fue dondé se obtuvieron los resultados y 2. MARCO TEÓRICO
comparaciones que serán explicados más adelante
mediante un sistema de tablas y gráficos.
Ley de Ohm
Palabras claves: Alambre, corriente, diámetro,
longitud, resistencia, voltaje George Simon Ohm, formuló en 1827 la que se conoce
como Ley de Ohm. Posiblemente una de las leyes
fundamentales de la electrónica que nos dice que “la
1. INTRODUCCIÓN corriente en un circuito eléctrico varía de manera
directamente proporcional a la diferencia de
En esta práctica se observó y analizó un conjunto potencial aplicada, e inversamente proporcional a
de experimentos que nos permitió verificar la ley una propiedad característica del circuito que
de Ohm. Los experimentos se realizaron con un llamamos resistencia.”
puente de hilo que es un instrumento de gran
precisión que puede operar en corriente continua o Para entender esto, primero hay que definir las tres
alterna, además de permitir la medida tanto de magnitudes físicas principales de la electrónica:
resistencias óhmicas como de sus equivalentes. A
este elemento estaban conectados a través de
alambres de constantantan, dos multímetros
digitales que son utilizados para medir dos o más
valores eléctricos, principalmente tensión (voltios),
corriente (amperios) y resistencia (ohmios).

El objetivo de esta práctica se basa en medir el


voltaje y la corriente de cuatro alambres de
constantán, primero dos de ellos de diferente
longitud y luego un alambre de constantán junto
un alambre de latón. Después de medir, se tuvo que Figura 1. Representación ley de ohm
determinar las resistencias de los alambres para lo
cual usamos la ley Ohm. ● Voltaje (o Diferencia de Potencial):
Representa la «fuerza que tiene la energía
A partir de los resultados experimentales se eléctrica» entre los polos positivo y negativo.
construyeron una serie de gráficas que pretenden La fuerza representada por el voltaje impulsa
explicar, analizar y comparar cada una las medidas la electricidad por los conductores y
resultantes de los voltajes y la corriente, para así componentes electrónicos
dar a conocer el valor de la resistencia eléctrica.

1
de un circuito, haciéndolo funcionar. Se Resistividad
mide en Voltios.

● Intensidad (o Corriente): Representa el flujo La resistividad eléctrica hace referencia a un punto


de energía eléctrica durante un en específico del material. Así que lo que se busca
determinado período de tiempo, es decir, la definir es la densidad de corriente en el material
«velocidad con que circula la energía resistivo causado por el campo eléctrico en el punto.
eléctrica». En un circuito electrónico esta Así que todos los materiales cuentan con una
velocidad es variable, ya que para funcionar resistividad característica a temperatura ambiente.
necesita que por algunos de sus Se simboliza con la letra griega rho minúscula (ρ) y se
componentes la energía circule con más mide en ohmios metro.
rapidez que por otros. Se mide en

ρ☰(Ω m)
Amperios.

● Resistencia: Representa la «oposición al


paso de la energía eléctrica». Sirve para
regular la corriente y el voltaje según lo
requiera cada componente de un circuito 3. PROCEDIMIENTO
electrónico.Se mide en Ohmios. EXPERIMENTAL

4.1 Medición de voltaje y corriente en alambre de


igual longitud y diferente diámetro

En la figura 1 se muestra el diagrama esquemático


utilizado para el montaje experimental para verificar
la ley de Ohm.
Uno de los multímetros se utilizó como amperímetro
y el otro como voltímetro. Se conectó el voltımetro, el
amperímetro y la fuente de voltaje al alambre de
constantan de 1 mm de diámetro. (para él voltımetro
Figura 2. Ley de ohm se colocó el rango de medida en 3V DC y para el
amperímetro se colocó el rango de medida en 3A DC)
Su formulación matemática es: y utilizamos la escala negra.

Se midió los voltajes U(V ) entre 0.1 V a 1.2 V en pasos


de 0.1 V y la correspondiente corriente I(A). Como
resultado de este proceso se muestra la tabla 1 en la
parte de “resultados” de este documento. Después se
conectó el alambre de constantan de 0.7 mm de
diámetro y medimos los voltajes U(V ) entre 0.2 V a
2.2 V en pasos de 0.2 V y la correspondiente corriente
I(A).

Figura 3. Triángulo de Ohm

En este triángulo, solo hay que tapar la variable que


queremos calcular y aparecerán las otras dos
variables con la posición que ocupan en la ecuación
que corresponda.

Figura 4. Experimento ley de Ohm

2
Se utilizaron los mismos rangos de medida del paso
2. Se registraron las medidas en la tabla 1. Se realizó
las medidas de voltaje y corriente para el alambre
de constantan de 0.5 mm en pasos de 0.4 V hasta
3.6 V y para el alambre de constantan de 0.35 mm
de diámetro en pasos de 0.8 V hasta 4 V.

Se utilizó el rango 10 V DC para el voltímetro y el


rango de 3A DC para el amperímetro. Las medidas
serán registradas en la tabla 1.

Tabla 2: Medidas de corriente y voltaje para alambres de


constant´an de igual diámetro y diferente longitud

4.3 Medición de corriente y voltaje en alambres de


igual longitud y diámetro y diferente material.

Aquí se conectó el voltímetro, el amperímetro y la


fuente de voltaje al alambre de latón de 0.5 mm de
diámetro. Se realizaron las medidas de voltaje y
corriente para el alambre de latón de 0.5 mm de
diámetro en pasos de 0.1 V hasta 0.7 V. Se utilizó el
Tabla 1. Medidas de corriente y voltaje para alambres de rango 1 V DC para el voltímetro y el rango de 3A DC
constante de la misma longitud (1 m) y diferentes para el amperímetro. Las medidas están registradas
diámetros. en la tabla 3 en la sección de “resultados”.

4.2. Medición de voltaje y corriente en alambres de


diferente longitud e igual diámetro

Para este proceso se conectó en serie los dos


alambres de constantán de 0.7 mm de diámetro
para tener un alambre con una longitud total de 2
m. Se conectó el volt́ımetro en paralelo y el
amperímetro en serie en el nuevo circuito. Se
realizaron las medidas de voltaje y corriente para el
alambre de constantán de 2 m de longitud y 0.7 mm
de diámetro en pasos de 0.4 V hasta 4.4 V. Se utilizó Tabla 3: Medidas de corriente y voltaje para alambres de
el rango 10 V DC para el voltímetro y el rango de 3A constantan de igual diámetro y longitud y diferente material.
DC para el amperímetro. Las medidas estarán
registradas en la tabla 2 de la sección de
“resultados”.

Figura 6. Experimento ley de Ohm

Figura 5. Experimento Ley de Ohm

3
5. RESULTADOS Y ANÁLISIS

Como se dijo anteriormente, los resultados serán


explicados a través de tablas y gráficas con los
datos obtenidos en el laboratorio.

5.1 Medición de voltaje y corriente en alambre de


igual longitud y diferente diámetro

Gráfica 3. U(V ) contra I(A). Voltaje y corriente para el


alambre de constantan de 0.5 mm de diámetro y área de
0.2mm², en pasos de 0.4 V hasta 3.6 V.

Tabla 1. Resultados de la medición de voltaje y corriente en


alambre de igual longitud y diferente diámetro.

Gráfica 4. U(v) contra I(A). Voltaje y corriente para el alambre


de constantan de 0.35 mm de diámetro y área de 0.1mm², en
pasos de 0.8 V hasta 4 V.

El diámetro del cable eléctrico tiene una influencia


significativa en la resistencia del cable. A medida que
Gráfica 1. U(V ) contra I(A). Voltaje y corriente para el
alambre de constantan de 0.1 mm de diámetro y área de el diámetro del cable disminuye, la resistencia del
0.8mm², desde 0.1 V hasta 1.2 V, en pasos de 0.1 V. cable aumenta, lo que puede afectar el voltaje y la
corriente que se transmiten a través del cable.

Los cables eléctricos de mayor diámetro pueden


transmitir más corriente que los cables de menor
diámetro. Esto se debe a que los cables de mayor
diámetro tienen menos resistencia, lo que permite
que pase una mayor cantidad de corriente sin
generar una caída significativa de voltaje.

La relación entre el voltaje y la corriente en un cable


eléctrico puede verse afectada por su diámetro. A
medida que el diámetro del cable aumenta, el voltaje
puede disminuir ligeramente debido a la resistencia
del cable, pero la corriente puede aumentar, lo que
Gráfica 2. Voltaje y corriente para el alambre de constantan de 0.7 puede ser útil en algunas aplicaciones.
mm de diámetro y área de 0.4mm², entre 0.2 V a 2.2 V en pasos de
0.2 V.

4
● Valor experimental para la resistencia 5.2 Medición de voltaje y corriente en alambres de
el´ectrica de los alambres de constantan de diferente longitud e igual diámetro
diferente diámetro

Tabla 1.1. Resistencia de un alambre de constantan de 1 m


de longitud como función de su área de sección
transversal.

Tabla 2: Resultados de medidas en alambres de constantan de


igual diámetro y diferente longitud.

Gráfica 5, Valor experimental para la resistencia eléctrica


de los alambres de constantan de diferente diámetro.

El diámetro del conductor afecta la cantidad de


corriente que puede fluir a través de él: al
aumentar el diámetro del conductor, la cantidad de
corriente que puede fluir a través de él también Gráfica 6. Medidas de voltaje y corriente para el alambre de
aumenta. Esto se debe a que un conductor más constantan de 1 m de longitud y 0.7 mm de diámetro en pasos
grande tiene una menor resistencia eléctrica y, por de 0.2 V hasta 2.2 V.
lo tanto, puede transportar más corriente sin
sobrecalentarse.

La resistencia eléctrica del conductor es


inversamente proporcional al diámetro del
conductor: un conductor más grande tiene una
menor resistencia eléctrica que un conductor más
pequeño. Esto se debe a que la resistencia eléctrica
depende de la sección transversal del conductor,
que es directamente proporcional al diámetro del
conductor.

El voltaje en el conductor es proporcional a la


corriente que fluye a través de él: al aumentar la
corriente que fluye a través de un conductor,
también aumenta el voltaje en el conductor. Gráfica 7. Medidas de voltaje y corriente para el alambre de

5
Tabla 3. Medidas de corriente y voltaje para alambres de
constantan de 2 m de longitud y 0.7 mm de diámetro en constante de igual diámetro y longitud y diferente material.
pasos de 0.4 V hasta 4.4 V.

Se observa que los cables más largos tienen mayor


resistencia eléctrica, lo que puede disminuir la
corriente que fluye a través del circuito y reducir la
medición de la corriente. Según la Ley de Ohm, la
corriente eléctrica que fluye a través del alambre es
proporcional al voltaje aplicado y la resistencia
eléctrica del alambre

Como la resistencia eléctrica es diferente para cada


alambre debido a su longitud, estas gráficas nos
muestran cómo la corriente eléctrica varía para
cada voltaje aplicado. Esto permite analizar cómo la
longitud del alambre afecta la resistencia eléctrica Gráfica 8. Medidas de voltaje y corriente para el alambre de
y, por lo tanto, la corriente eléctrica que fluye a latón de 0.5 mm de diámetro en pasos de 0.1 V hasta 0.7 V.
través de él. Con ayuda de la tabla 2, podemos
observar cómo se generan las comparación más
detallada entre los diferentes alambres de diferente
longitud.

Tabla 2.2. Valor experimental para la resistencia eléctrica


de los alambres de constantan de diferente longitud

Como podemos observar, si tenemos dos alambres


de constantan con igual diámetro pero con
Gráfica 9. Medidas de voltaje y corriente para el alambre de
diferentes longitudes, la resistencia eléctrica será constantan de 0.5 mm en pasos de 0.4 V hasta 3.6 V.
diferente para cada uno. Por lo tanto, si la
resistencia eléctrica de cada alambre es diferente
debido a su longitud, la corriente eléctrica también Se puede observar que la resistencia eléctrica de los
será diferente para cada alambre cuando se aplica alambres de latón y constatan es diferente debido a
el mismo voltaje. su resistividad eléctrica distinta. Por lo tanto, la
corriente que fluye a través de cada alambre será
5.3 Medición de corriente y voltaje en alambres de diferente para un voltaje dado.
igual longitud y diámetro y diferente material.
El latón es una aleación de cobre y zinc, y su
resistividad eléctrica es aproximadamente 7,5 veces
mayor que la del cobre puro. El constatan, por otro
lado, es una aleación de cobre y níquel, y su
resistividad eléctrica es aproximadamente 50 veces
mayor que la del cobre puro. Debido a estas
diferencias en la resistividad eléctrica, la resistencia
eléctrica de los alambres de latón y constatan será
diferente para un mismo diámetro y longitud.

Según la ley de Ohm, la corriente eléctrica que fluye a


través de un conductor es directamente proporcional
al voltaje aplicado e inversamente

6
proporcional a la resistencia eléctrica del ● Para el constantan:
conductor (I = V/R). Por lo tanto, la corriente que 2
fluye a través de cada alambre será diferente para
𝐴 = 0. 2𝑚𝑚
un voltaje dado debido a la diferencia en su
resistencia eléctrica.
La resistividad eléctrica del constantan es igual a:
3.3. Para determinar un valor experimental ρexp
para la resistividad eléctrica del constantan y el 𝑅*𝐴
latón y compárelo con el valor teórico ρteo
ρ 𝑒𝑥𝑝
= 𝐿
correspondiente:

● Para el latón:
Reemplazamos valores

2 2
𝐴 = π𝑟 2,5148*0,2 Ω𝑚𝑚
ρ 𝑒𝑥𝑝
= 1
= 0. 5029 𝑚

𝐴= π ( )𝑑
2
2
(
= π
0.5𝑚𝑚
2 ) 2
= 0,1964

De paso calculamos el error porcentual:

𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙−𝑉𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥 |
La resistividad eléctrica del latón es igual a: 𝐸% = || 𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙 | * 100%
𝑅*𝐴
ρ 𝑒𝑥𝑝
= 𝐿
0,49−0,5029 |
𝐸% = || 0,49 | * 100% = 0. 02%

Reemplazamos valores

2
0,3547*0.1964 Ω𝑚𝑚
ρ 𝑒𝑥𝑝
= 1
= 0, 0696 𝑚

De paso calculamos el error porcentual


Tabla 3.3. Valor experimental para la resistencia eléctrica
de los alambres de constantan y latón, valor experimental y
𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙−𝑉𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥 |
𝐸% = || 𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙 | * 100%
valor de resistencia de cada cable

0,065−0,0696 |
𝐸% = || 0,065 | * 100% = 0. 070%

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6. CONCLUSIONES 7. REFERENCIAS

La ley de Ohm establece que la corriente eléctrica


que fluye a través de un material conductor es [1] La ley de Ohm - Electricidad y electrónica - Picuino.
directamente proporcional al voltaje aplicado e (n.d.).
inversamente proporcional a la resistencia del https://www.picuino.com/es/electric-ley-ohm.html
material. Esta ley es aplicable a diferentes tipos de
cables conductores, como los de cobre, aluminio, [2] Resistividad eléctrica. (n.d.-a).
acero, entre otros. https://acmax.mx/resistividad
La resistencia de un cable aumenta a medida que
su longitud aumenta y disminuye a medida que su [3] F. (n.d.-b). ¿Qué es la ley de Ohm? Fluke.
sección transversal aumenta. Esto significa que https://www.fluke.com/es-co/informacion/blog/el
cables más largos y delgados tendrán mayor ectrica/que-es-la-ley-de-ohm
resistencia que cables más cortos y gruesos.
[4] La ley de Ohm - Electricidad y electrónica -
En general, los cables con menor resistencia Picuino. (n.d.).
permiten una mayor corriente eléctrica para una https://www.picuino.com/es/electric-ley-ohm.html
misma tensión aplicada. Por lo tanto, es importante
elegir un cable adecuado para la aplicación en [
cuestión, considerando la longitud, la sección
transversal, el material y la corriente máxima que
se espera que circule por él.

Se puede evidenciar que al unir dos cables las


resistencia de este unificado será la suma
algebraica de las resistencia de cada uno, por lo
tanto entre mayor resistencia mas dificil sera el
paso de la corriente por el cable; a altas
temperaturas el cable tiene mayor movimiento de
electrones por lo tanto habrá más corriente allí
adentro.

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