Trabajo practico de física

Objetivos

Experiencias 1 y 2: verificar la ley de Ohm y medición de resistencias con voltímetro y amperímetro

Experiencias 3 y 4: verificar las leyes de asociación de resistencias.

Elementos utilizados

Para la experiencia utilizamos: un voltímetro, un amperímetro, dos resistencias, un reostato, una fuente de corriente continua y cables de conexión.

El reostato o resistencia variable la utilizamos en reemplazo de una fuente variable para poder variar la diferencia de potencial sin variar la fem. La ddp la variamos al mover el cursor del reostato, que varia el largo de la resistencia.

Al comenzar, la resistencia que debe ofrecer el reostato debe ser la maxima, para que la diferencia de potencial sea la menor posible, ya que sino se podría arruinar algún instrumento.

Procedimiento

Debimos armar el circuito correspondiente para el experimento.

Tuvimos que tener cuidado al conectar los instrumentos de medición para no arruinarlos.

Primera parte: utilizamos una resistencia fija y variando la posición del cursor del reostato obtuvimos diferentes lecturas de V y de i, cuyos valores volcaremos en el siguiente cuadro.

La relación que existe entre V e I es directamente proporcional, ya que representa el valor de la resistencia obtenida de forma experimental. Este valor lo obtenemos en los gráficos que realizamos. En los gráficos, nosotros obtuvimos la inversa de la resistencia, que luego calculamos correctamente. Esto ocurre en todos los gráficos.

R1=(9,62 +- 0,6) kW

Experiencia N°2

Con el mismo circuito, cambiamos la resistencia y volvimos a medir, utilizando los mismos valores de intensidad. Los valores obtenidos los volcamos en la siguiente tabla.

Calculamos a través del gráfico el valor de la segunda resistencia y lo expresamos con sus respectivas incertezas

Experiencia N°3

En esta experiencia medimos experimentalmente el valor de dos resistencias asociadas en serie.

Utilizamos el siguiente circuito:

Los valores obtenidos durante la experiencia los volcamos en la siguiente tabla

*Debido a los valores de intensidad que veníamos utilizando, el voltaje era superior a la escala del voltímetro, por lo que no pudimos medir estos valores.

Como realizamos en las experiencias anteriores, el valor de las resistencias asociadas en serie es igual a la inversa de la pendiente que obtenemos del gráfico.

La pendiente de este gráfico va a dar por abajo de la pendiente del gráfico de las resistencias sin asociar. La constante es mas alta, lo que habla de que las resistencias asociadas en serie van a ser mayores.

Experiencia N°4

En esta experiencia medimos el valor de las resistencias asociadas en paralelo.

Para medirla, armamos el siguiente circuito.

Para realizar las mediciones, tomamos los mismos valores de intensidad que en las experiencias anteriores.

Los valores son los siguientes

La pendiente de este gráfico va a dar por arriba de las anteriores, ya que es la inversa, por lo que la resistencia de menor valor va a dar por arriba que las otras.

El valor de la asociación de las resistencias en paralelo va a ser igual a:

Las leyes de asociación de las resistencias

Para calcular el valor de las resistencias asociadas en forma teorica existen dos formulas, que dependen de la forma en la que están conectadas las resistencias.

Para las resistencias conectadas en serie, la formula es la siguiente:

Rserie = R₁ + R₂. Esta ley deriva de la siguiente expresion:

V = V_r1 + V_r2, esto es igual a la siguiente expresion: V = I.R₁ + I.R₂

De aqqui obtenemos lo siguiente V/I = R₁+R₂, siendo V/I igual a R

Para este trabajo, R₁ es igual a 16KW y R₂ es igual a 10 KW. Entonces el valor de la resistencia en serie es de 26 KW.

Para calcular el valor de las resistencias asociadas en paralelo, debemos realizar el siguiente calculo: Rp = R₁xR₂ /R₁+R₂. Esta formula deriva de la siguiente expresion: I = I₁ + I₂. Esto equivale a: I= V/R₁ + V/R₂. Luego sacamos factor común a V, entonces la formula equivale a I/V= 1/R₁ + 1/R₂. De aquí obtenemos que 1/Rp = 1/R₁ + 1/R₂. Esta formula es equivalente a Rp = R₁ x R₂ /R₁ + R₂.

Los valores de las resistencias son los mismos. Al calcular el valor de las resistencias asociadas en paralelo, esta nos dio 6,15 KW.

Conclusiones

Comprobamos la ley de Ohm en la primera parte del trabajo al calcular la constante, que resulta ser el valor de la resistencia que colocamos en el circuito.

En la segunda parte pudimos probar las leyes de asociación de resistencias al comprobar experimentalmente mediante la realización del experimento que colocar dos resistencias en serie es como poner una de valor igual a la suma de ambas. Para las resistencias en paralelo pudimos comprobar que el valor que toman es igual al planteado en forma teórica.

Los valores que obtuvimos de forma practica durante el Tp son muy cercanos a los valores que calculamos de forma teorica.