Experimento Ley de Ohm

[crishchess]

Hola tengo dudas con este experimento que planteo a continuación

1. Se entrega un set de datos, el cual contiene mediciones de voltaje e intensidad de corriente para los tres aparatos eléctricos.

Dejo acá los datos:

R (Ohm) = 100

- Procedimiento A: Resistencia

	I (mA)	V (Volts)
1	5,14	0,501
2	10,42	1,013
3	15,44	1,5
4	20,85	2,024
5	25,76	2,5
6	31,37	3,043
7	41,6	4,02
8	52,3	5,04
9	63,1	6,06
10	89,6	8,52

- Procedimiento B: Ampolleta

	I (mA)	V (Volts)
1	5,92	0,039
2	44,3	0,508
3	57,3	1,066
4	66,9	1,513
5	78,5	2,089
6	95,7	3,032
7	103,7	3,506
8	112,2	4,02 luz
9	120,6	4,56
10	128,5	5,1
11	134,4	5,51
12	141,7	6,04
13	147,7	6,5
14	155	7,05
15	159,5	7,42

- Procedimiento C: Diodo (led)

	I (mA)	V (Volts)
1	0	0,013
2	0	0,567
3	0,02	1,511
4	2,22	2,043 rojo
5	5,16	2,527
6	8,76	3,095
7	12,38	3,661
8	14,93	4,04
9	19,64	4,75
10	22,86	5,25
11	28,99	6,18
12	33,85	6,91
13	38,12	7,56
14	42,8	8,26
15	49,3	9,23
16	53	9,78
17	56,7	10,33
18	62,9	11,23
19	70,2	12,3

2. Grafique los resultados de voltaje vs intensidad de corriente para la resistencia y analice la pendiente de la curva para determinar si el conductor es óhmico o no óhmico. Reporte el valor de la pendiente.

3. Grafique los resultados de voltaje vs intensidad de corriente para la ampolleta y analice la pendiente de la curva para dos tramos:
a) El tramo con poco brillo (no entiendo muy bien cuales son esos tramos yo lo grafique todo)
b) El tramo con máximo brillo

Analice las pendientes mencionadas y determine si el conductor es óhmico o no óhmico. Reporte el valor de las pendientes.

4. Grafique los resultados de voltaje vs intensidad de corriente para el diodo y analice la pendiente de la curva para tres tramos de la curva obtenida.

Tengo que realizar un breve informe en base a unas preguntas bases en las cuales tengo dudas en algunas

EXPERIENCIA: RESISTENCIA
1. ¿Qué representa físicamente la pendiente del gráfico V v/s I?

Realice el gráfico y me resulto de esta manera:



Del gráfico tenemos que la pendiente es 0.0951 que representaria la resistencia y seria una constante


2. ¿Se comporta la resistencia como dispositivo óhmico?

Si ya que es lineal

3. ¿Cuál es el valor experimental de la resistencia?
La pendiente y seria 0.0951

4. ¿Cómo se compara, porcentualmente, el valor de resistencia obtenida a partir de los datos medidos con los multímetros y el indicado?
Seria que porcentaje es 0.0951 de 100 ohm??

5. ¿De qué parámetros depende la resistencia?A partir d ela ley de ohm vemos que depende del voltaje e intensidad

EXPERIENCIA: AMPOLLETA
1. ¿Se comporta la ampolleta como un dispositivo óhmico?
La gráfica sería:



Como no es lineal no seria dispositivo óhmico
Las demas nos e como responderla en base al experimento
2. ¿Cuál es la resistencia del filamento cuando tiene poco brillo? ¿Y cuando brilla más?
3. ¿Cómo se relaciona el brillo con la temperatura?
4. ¿A qué se debe el cambio en el valor de la resistencia?

EXPERIENCIA: DIODO
1. ¿Se comporta el diodo como un dispositivo óhmico?
Como no es lineal no sería óhmico
2. ¿Qué ocurre con la resistencia a medida que el voltaje aumenta?
De $R =V/I$ son directamente proporcionales
3. ¿Qué ocurre en el diodo si se invierte el sentido de la corriente?
No la sé responder

¿Donde puedo sacar mas informacion leyendo algún libro? ¿Cual me recomiendan?

Muchas gracias.

Un saludo

[Al2000]

Te doy algunas indicaciones esperando te sirvan de algo. Lo primero es tomar tu texto de Física y leer la parte que trata de corriente y resistencia eléctricas. Varias de las preguntas que te formulan no se pueden responder a partir de los datos que te dan, sino más bien a partir de modelos teóricos de los dispositivos (que habrán sido obtenidos con experimentos mucho más detallados).

...
EXPERIENCIA: RESISTENCIA
...
Del gráfico tenemos que la pendiente es 0.0951 que representaria la resistencia y seria una constante


2. ¿Se comporta la resistencia como dispositivo óhmico?

Si ya que es lineal

3. ¿Cuál es el valor experimental de la resistencia?
La pendiente y seria 0.0951

4. ¿Cómo se compara, porcentualmente, el valor de resistencia obtenida a partir de los datos medidos con los multímetros y el indicado?
Seria que porcentaje es 0.0951 de 100 ohm??

5. ¿De qué parámetros depende la resistencia?A partir d ela ley de ohm vemos que depende del voltaje e intensidad

...

Primero, nunca des una respuesta numérica sin indicar las correspondientes unidades. Decir que la resistencia vale 0.0951 no significa nada y de hecho puede conducir a errores como cuando comparas ese valor con 100 $\Omega$. Como estás graficando directamente la corriente en mA, la pendiente de la recta será $\dst \mathrm{\frac V {mA} = k \Omega }$. En otras palabras, la resistencia medida es de $0.0951 \,\mathrm{k \Omega } = 95.1 \Omega$.

Segundo, no te contradigas. Si dices antes que la resistencia es constante, no digas después que depende del voltaje y la intensidad. . $\dst R = \frac V I$ es la definición de la resistencia y en absoluto dice nada de cómo depende $R$ de los valores de $V$ o de $I$. En el caso de un conductor óhmico se da la circunstancia de que la resistencia eléctrica no depende ni del voltaje ni de la corriente, lo cual es la razón de que obtengas una línea recta cuando graficas los valores que se midieron.

Nota que la resistencia puede depender de otras variables, notablemente de la temperatura del conductor (esa es precisamente la razón de porque la ampolleta no se comporta linealmente, porque se calienta). Si mantienes las otras posibles influencias controladas, la resistencia de un conductor óhmico dependerá exclusivamente de su forma, tamaño y material constituyente.

...
EXPERIENCIA: AMPOLLETA
1. ¿Se comporta la ampolleta como un dispositivo óhmico?
La gráfica sería:
...

Como no es lineal no seria dispositivo óhmico
Las demas nos e como responderla en base al experimento
2. ¿Cuál es la resistencia del filamento cuando tiene poco brillo? ¿Y cuando brilla más?
3. ¿Cómo se relaciona el brillo con la temperatura?
4. ¿A qué se debe el cambio en el valor de la resistencia?

...

Como te decía antes, la "ampolleta" no se comporta linealmente porque el filamento se calienta con el paso de la corriente y eso altera el valor de la resistencia del conductor. Calcula la resistencia (pendiente de la curva) con los primeros dos puntos (poco brillo) y con los últimos dos puntos (máximo brillo) y comenta la diferencia en los resultados.

Sin profundizar en modelos teóricos, lo único que puedes decir con los datos de tu experimento (y con experiencia de vida) es que el brillo aumenta con la temperatura. Establecer cómo lo hace es harina de otro costal.

Por cierto que los datos que tienes deberías graficarlos tomando escala logarítmica en los voltajes, las corrientes o en ambos, con la esperanza de obtener una recta y poder establecer un modelo de la dependencia de R con V o I.

...
EXPERIENCIA: DIODO
1. ¿Se comporta el diodo como un dispositivo óhmico?
Como no es lineal no sería óhmico
2. ¿Qué ocurre con la resistencia a medida que el voltaje aumenta?
De $R =V/I$ son directamente proporcionales
3. ¿Qué ocurre en el diodo si se invierte el sentido de la corriente?
No la sé responder
...

De nuevo, mantén un hilo de pensamiento coherente. No puedes decir que "Como no es lineal no sería óhmico" y decir luego que V e I son directamente proporcionales, te estás contradiciendo.

El modelo de un tipo de diodo es el de una resistencia muy baja cuando la corriente circula en una dirección y una resistencia muy alta cuando la corriente circula en sentido opuesto. Otros tipos de diodos se comportan de manera diferente aunque el sentido de preferencia direccional está presente en todos.

El tu caso, la experiencia no es tan amplia como para acercarte a determinar como se comporta el diodo en general. Pero lo que si es bastante evidente de los datos que tienes es que la resistencia es muy grande para los tres primeros valores de voltaje y luego se reduce a un valor que puedes determinar en la gráfica. Yo te sugeriría que calcules la pendiente (resistencia) a partir del cuarto valor de voltaje, región donde se aprecia una marcada linealidad en el comportamiento del diodo.

Bueno, espero haberte ayudado. Si tienes preguntas más concretas, plantéalas y seguramente recibirás ayuda.

Saludos,

$\mathcal A \ell$

[Alriga]

Por añadir algo a las excelentes observaciones de Al2000 comentaré el tema del diodo. Los diodos polarizados en directo no conducen hasta que se supera un determinado nivel de tensión que se llama Tensión Umbral. Para los diodos de silicio esta tensión umbral se produce alrededor de ~0.7 V

Por eso en tu experimento para tensiones de 0.013V y de 0.567V la corriente es cero. Halla la ecuación de la recta de regresión “v vs i” sin esos dos primeros puntos en los que la tensión es cero (ten en cuenta las unidades). Obtendrás

$v=U_{\gamma}+R_f\cdot i$

La ordenada en el origen $U_{\gamma}$ es aproximadamente la tensión umbral del diodo. La pendiente de la recta $R_f$ es aproximadamente la resistencia del diodo en conducción directa.

Por ello, un buen "circuito equivalente en conducción directa" de tu diodo es una fuente de tensión de valor $U_{\gamma}$ en serie con una resistencia de valor $R_f$

Saludos.

[Abdulai]

Un par de comentarios:

- En la última experiencia no se está usando un diodo aislado sino un led (diodo) en serie con una resistencia (~150ohms). El motivo probablemente sea para poder variar la tensión en un rango amplio sin quemar el led en cada experiencia.
Es algo que debería estar aclarado, si no, mas de un estudiante pensará que un diodo se comporta como en esa curva.

- En una lámpara incandescente la relación entre la resistencia en funcionamiento y en frío es mayor de la que se alcanza en la tabla (del orden de 10 veces) , por algún motivo no llegan a excitarla a tensión nominal.

[crishchess]

Me surgen bastantes dudas voy con la primera:

"Calcula la resistencia (pendiente de la curva) con los primeros dos puntos (poco brillo) y con los últimos dos puntos (máximo brillo) y comenta la diferencia en los resultados."

Adjunto el gráfico



Del gráfico notemos que la pendiente en los primeros dos puntos es $0,0122 \,\mathrm{k \Omega }$ y la pendiente en los dos últimos puntos es $0,0822 \,\mathrm{k \Omega }$ podemos concluir que en máximo brillo la resistencia es mayor.

No se que mas puedo decir.

Saludos

[Abdulai]

...
"Calcula la resistencia (pendiente de la curva) con los primeros dos puntos (poco brillo) y con los últimos dos puntos (máximo brillo) y comenta la diferencia en los resultados."

Ojo con la terminología, no se si es interpretación tuya o está en el enunciado.
En elemento que cumple la ley de ohm da igual hablar de resistencia o pendiente de la curva (es una recta que pasa por el origen) pero con elementos no lineales no.
Ahí se diferencia lo que es resistencia a secas (o resistencia estática), que es simplemente el cociente $\dfrac{V}{I}$ en cada punto, con resistencia dinámica (o incremental), que esta sí es la pendiente de la curva.
En una lámpara incandescente es mas útil conocer la resistencia estática a determinadas condiciones que la incremental (que aquí no aporta nada)

De todas maneras, a medida que aumenta la tensión --> aumenta la temperatura --> aumenta la resistencia --> aumenta el brillo.
Tené en cuenta que en una lámpara incandescente a tensión nominal el filamento está a mas de 2000°C.

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Todos los materiales varían su resistencia en función de la temperatura, por suerte algunos varían poco
En la experiencia de la resistencia vos graficaste los valores, calculaste la recta de regresión y te quedaste con la pendiente --> Ok! ése es el objetivo del ensayo.
Pero si vas un poco mas fino y analizas el cociente V/I te vas a encontrar con que va disminuyendo ligeramente a medida que aumenta la tensión (empieza en 97,5ohm y termina en 95ohm)
Que está pasando??? Pues que la resistencia se va calentando y el material tiene coeficiente de temperatura negativo, indicando que se trata de una resistencia de carbón.