Ley de Ohm - Electronica

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Ley de Ohm objetivos Comprobar la ley de Ohm Determinar la resistividad y conductividad del cobre

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Fundamento Teórico Las cargas eléctricas están presentes en la materia. La repulsión o atracción entre ellas provoca su movimiento El campo eléctrico asociado a cada carga se extiende en el espacio

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Corriente Eléctrica La aplicación de un campo eléctrico E moviliza las cargas en el sentido en que disminuyen su energía potencial

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Elementos de la corriente eléctrica Intensidad : I = [ I ] = Amperio (A) Q t Fuerza electromotriz fem e = [e] = voltio (V) W q Resistencia R = [ R ] = ohmio (?) V I

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Resistencia Eléctrica Cuando los electrones circulan a través de un conductor metálico, lo hacen muy lentamente debido a su interacción repulsiva con las nubes electrónicas de los átomos del conductor provocando un incremento de las amplitudes de oscilación de los átomos hecho que se traduce como una elevación de temperatura (Efecto Joule). Esto implica que la frecuencia de choques se elevan drásticamente dificultando el paso del electrón a lo largo del conductor. Así decimos que el conductor ofrece una resistencia.

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Movimiento real de un electrón en un conductor metálico

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La ley de Ohm afirma que “La relacion entre la diferencia de potencial V y la intensidad de corriente I en un conductor es igual a una constante denomminada resistencia del conductor” V I — = R(constante) ó V = I . R (1) Si V se mide en voltios I en amperios la resistencia queda expresada en Ohmios (?) Si dividimos la intensidad de corriente entre el área de la sección transversal del conductor se obtiene la densidad de corriente J

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A nivel microscópico la ley de Ohm afirma que en cualquier punto del conductor, la densidad de corriente J es directamente proporcional al valor del campo eléctrico E en dicho punto J = s E (2) donde la constante de proporcionalidad s se denomina conductividad eléctrica del material.

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Al aplicar una diferencia de potencial variable a un conductor metálico, tal como el cobre, se obtiene una determinada intensidad de corriente para cada valor del voltaje. Al graficar V vs. I se obtendrá una línea recta cuya pendiente representa la resistencia R del conductor, tal como lo establece la relación (1). La resistividad ?, a diferencia de la resistencia, es una constante que caracteriza eléctricamente a un material, siendo independiente de su forma o tamaño. La relación entre estas dos propiedades eléctricas importantes es:

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V I V vs I

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R = ? — (3) LA donde L es la longitud del conductor y A es el área de su sección transversal. La unidad de medida SI de la resistividad es el ohmio-metro (?.m) La resistividad depende de la temperatura a la cual se encuentre sometido el conductor; por ejemplo, para el cobre a 20oC tenemos ? ?= 1,7×10– 8. ?.m .

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Nótese que se ha dado la resistividad del cobre a una cierta temperatura (aproximadamente temperatura del ambiente); esto quiere decir, que este parámetro depende de las propiedades del material y de la temperatura. Los buenos conductores tienen muy baja resistividad (o alta conductividad), y un buen aislante tiene alta resistividad (baja conductividad). Esto significa que hay una relación inversa entre la resistividad y la conductividad: ? = 1/s . ? = (4) 1 s

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En general los sistemas biológicos tiene alta resistividad en particular la membrana celular, sin embargo los electrolitos presentes en la célula son buenos conductores de la electricidad. Los estudios demuestran que la resistencia a la corriente alterna (impedancia) de la membrana del axón aumenta considerablemente durante el paso del pulso eléctrico denominado potencial de acción el cual se debe al cambio de la selectividad iónica de la membrana

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Materiales e Instrumentos

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Procedimiento y datos experimentales O V V µA mA A Off ¦+ AUTO-H RANGE SELECT 20 m A COM A µA mA V O Amperímetro Fuente 0.0 mA 0 reóstato O V V µA mA A Off ¦+ AUTO-H RANGE SELECT 0.17 V COM A µA mA V O 0.00 V voltímetro Conductor (resistencia)

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Tabla 1 Diámetro y longitud del conductor d = ……………..… L = ………………. R = V I

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Procesamiento y análisis Grafica V vs I V(V) I(A) B = ………... A = ………… Ecuación: V = ……… I + ……….

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Medida de la resistividad y conductividad R = ? — ? ? = LA RA L A = pd2/4 s = 1/?

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Resultados

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Conclusiones Bibliografía