Arriba

ELECTRICIDAD


                                                       Ley de Ohm

               RESISTENCIA  AL  FLUJO

              Introducción: En el campo de la ingeniería química, el término resistencia  se emplea cuando se obstaculiza el flujo de un fluido o el flujo de calor. El rozamiento crea resistencia al flujo de fluido en una tubería, y el aislamiento proporciona una resistencia térmica que reduce el flujo de calor desde una temperatura más alta a una más baja.

Experimentalmente medir la resistencia al flujo, implica un método específico según sea el caso o el tipo de fluido. Para medir la resistencia al flujo de algún líquido implica medir su viscosidad. Por ejemplo; en el caso del flujo eléctrico, además se requiere plantear algunos lineamientos teóricos. Cuando la corriente eléctrica fluye por los circuitos eléctricos, ésta lo realiza de acuerdo a varias leyes de la electricidad. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán Georg Simon Ohm (1787 - 1854). Esta ley suele expresarse mediante la ecuación I = V / R,  siendo "I" la intensidad de corriente en amperios, "V" la fuerza electromotriz en voltios, y "R" la resistencia en ohmios. Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley se aplica a cualquier tipo de circuito eléctrico, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.

Si construimos circuitos eléctricos, la manera más simple de conectar los componentes es disponerlos de forma lineal, uno detrás del otro. Este tipo de circuito se denomina “circuito en serie”, como el que aparece en la ilustración de la derecha. Si una de las bombillas del circuito deja de funcionar, la otra también lo hará debido a que se interrumpe el paso de corriente por el circuito. Otra manera de conectarlo sería que cada bombilla tuviera el suministro eléctrico de manera independiente, y así, si una de ellas se funde, la otra puede continuar funcionando, a este tipo de circuitos se denomina “circuito en paralelo”. Un ejemplo de estos circuitos es el circuito que se muestra a la izquierda.

En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la resistencia.

OBJETIVO 

El objetivo principal que se pretende lograr en éste experimento es que el alumno determine de manera empírica la ecuación de la Ley de Ohm que relaciona el voltaje o potencial eléctrico con la intensidad de corriente que puede circular  por un circuito eléctrico, y que presenta una  resistencia al flujo del fluido.

Para ello se introducirá al alumno en el manejo e interpretación de gráficas así como en la linearización de los resultados a fin de obtener la ecuación empírica, determinando para ello los valores de la pendiente y de la ordenada al origen de dicha recta empleando para este fin distintos métodos incluido el método de los mínimos cuadrados. 

 JUSTIFICACIÓN 

Este proyecto experimental tiene como finalidad que el alumno aplique los conocimientos adquiridos en Matemáticas, en lo referente a gráficas lineales, potenciales, etc. A series de valores reales obtenidos experimentalmente por ellos mismos en el campo de la física experimental, y como un antecedente de aplicación en la asignatura de flujo de fluidos. De igual forma se pretende que el alumno sea capaz de linealizar las curvas obtenidas y determinar la ecuación empírica que represente dicho fenómeno real empleado para tal fin.

                PROYECTO EXPERIMENTAL

               Determinación de la Ecuación empírica de la Ley de Ohm, variando primeramente el voltaje  y en una segunda corrida experimental variando la intensidad de corriente, manteniendo constante el valor de una resistencia, esto es;

 ,  

en un circuito eléctrico.

DISEÑO EXPERIMENTAL

MATERIALES                                                                        REACTIVOS

Resistencia eléctrica de 10 Ω

Ninguno

Interfase Multipropósitos DataStudio

Un "Sensor Current PASCO" "Model CI-6558"

Fuente de poder

 

METODOLOGÍA: Para la determinación de la ecuación empírica de la  Ley de Ohmen función del voltaje y de la resistencia.

Actividades a desarrollar por el alumno: Instalar una resistencia eléctrica de 10 Ω, y un "Sensor current PASCO" "Model CI-6558", en un circuito eléctrico.

Con una fuente de poder, aplicar diferentes voltajes de acuerdo a la siguiente tabla, y realizar las diversas lecturas que proporcione la interfase multipropósito "DataStudio".

1a. Corrida Experimental

2a. Corrida Experimental

 

V (volts) V (volts) I (ampere) I (ampere)
0.05 3.50 0.05 0.35
1.50 4.00 0.15 0.40
2.00 4.50 0.20 0.45
2.50 ... 0.25 ...
3.00 10.0 0.30 1.00

 METODOLOGÍA: Para la determinación de la ecuación empírica de la  Ley de Ohmen función del amperaje y de la resistencia.

Con el circuito eléctrico anterior, el "Sensor Current PASCO" "Model CI-6558", y una fuente de poder, aplicar diferentes amperajes de acuerdo a la tabla anterior, y realizar las diversas lecturas que proporcione la interfase multipropósito "DataStudio".

 PRECAUCIONES

Varios son los factores que deben tomarse en consideración, entre las más importantes se encuentran los siguientes:

1.- Calibrar el equipo para evitar los errores en la lectura de la medición de los datos experimentales.

2.- Cuidar el funcionamiento del equipo con voltajes mayores a 12 volts para evitar dañar se queme el sistema de la interfase multipropósito.

3.- Evitar el funcionamiento del equipo con corrientes mayores de 1.5 Amperes.

El experimento requiere de equipo sofisticado y un software específico (DataStudio). Es muy importante que la medición de los voltajes y amperajes sean controlados para no rebasar los límites de funcionamiento del mismo.

REFERENCIAS 

“En construcción”

Bibliografía básica:

 

1.     D. Halliday. R. Resnick, "Física Para estudiantes de ciencias e ingeniería", 2º.Tomo,  Edit. CECSA. México, 1968.

2.     F. W. Sears, "Fundamentos de Física, Electricidad y Magnetismo", 2º.Tomo, Edit. Aguilar.  España, 1972, pp. 439.

3.     Zarco, R. E. Seguridad en laboratorios, Ed. Trillas, México, 1990, pp. 146.

Bibliografía complementaria :

 
  1. X, Y, Z, 19...

 

Web Bibliografía básica:

 
  1. La Seguridad en los Laboratorios de Prácticas, Universidad de Alcalá, 1995, Comisión de Seguridad y Salud Laboral

      http://www2.uah.es/edejesus/seguridad.htm

  1. Ley de Ohm. Esta aplicación simula un circuito sencillo de una resistencia. Además, hay un ...   http://colossrv.fcu.um.es/Cursos/Walter/phs/ohmslaw_s.htm

 

 

 

 

 

 

.

Mapa del Sitio

.
Basic Science applied to Chemical Enginnering
Diseño del Sitio Web: Ing. Mario Barroso Moreno,  e-mail:  mariobm@unam.mx    
Última modificación:  19 de Abril de 2017