ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO PARA INGENIERIA

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De gráfico 1 se obtiene la relación funcional entre el voltaje y la corriente para esta resistencia:

8[pic 15]

Con pendiente e[pic 16]

Intercepto .[pic 17]

3.2. Resistencia Carbono:

La resistencia de carbono indicada era: 99,1 [Ω]

De los datos tabulados se obtiene el siguiente gráfico:

[pic 18]

Gráfico2: Muestra la relación funcional obtenida con una resistencia de carbón. Se observa que el coeficiente de correlación R indica que el ajuste de curva lineal es el apropiado, mostrando una relación directamente proporcional entre las variables Voltaje y corriente.

De gráfico 2 se obtiene la relación funcional entre las variables Voltaje y corriente para esta resistencia.

9[pic 19]

Con pendiente e intercepto .[pic 20][pic 21]

3.3. Ampolleta:

El valor de la resistencia es 5,6 [Ω].

De los datos tabulados se obtiene el siguiente gráfico para la ampolleta, la cual funciona como una resistencia:

[pic 22]

Gráfico3: Muestra la relación funcional obtenida con ampolleta (resistencia). Se observa que no existe un comportamiento lineal entre las variables voltaje y corriente. Se realiza un ajuste exponencial.

De gráfico 3 se obtiene una relación empírica funcional para la ampolleta. Cabe notar que esta ecuación sólo es válida para esta ampolleta utilizada, debido a que su comportamiento no lineal, indica que su resistencia es variable y por lo tanto no existe una ley que relaciones estas variables.

[pic 23]

Durante la experiencia también se observa que a medida que se aumenta el voltaje la luz comienza a encenderse en un principio y luego alumbra con mayor intensidad.

3.4. Diodo:

La resistencia no se pudo determinar puesto que es variable.

De los datos tabulados se genera el siguiente gráfico voltaje vs corriente para el diodo.

[pic 24]

Gráfico 4: Muestra la relación funcional obtenida con el diodo. Se observa que no existe un comportamiento lineal entre las variables voltaje y corriente como en los casos anteriores.

Para el diodo no se realiza un ajuste lineal debido a que su comportamiento no está regido por ninguna ley física, por lo que sólo se obtendría una relación funcional empírica y por ningún motivo alguna ley general.

4. Discusión:

Se procede a analizar cada caso por separado, para posteriormente realizar comentarios entre las diferentes resistencias.

Resistencia caja negra:

Para el caso de la resistencia caja negra se observa en el gráfico 1 que las variables se encuentran relacionadas de forma directamente proporcional, esto se corrobora al observar el valor de R=1, el cual nos indica que el ajuste lineal es el apropiado.

Se nota entonces que esta resistencia cumple con la ley de ohm, lo cual se nota en su gráfico y ecuación funcional, siendo entonces esta resistencia un material óhmico. Esto indica que este material posee una resistencia constante que depende sólo de la temperatura y su geometría, siendo totalmente independiente de la corriente. Siguiendo la ley de ohm se tiene que la pendiente de la ecuación 8 es la resistencia empírica del material la cual es: R = 1189 [Ω]. Luego se tiene un error porcentual con respecto al valor de fábrica de tan solo 8,3%, valor que corrobora que la ley de ohm está bien aplicada a este material.

Resistencia carbono:

Al igual que para la resistencia anterior, del gráfico 2 se observa la relación directamente proporcional entre las variables voltaje y corriente, esto se comprueba al notar el valor del coeficiente de correlación, el cual es muy cercano a uno, indicando que la el ajuste de curva es el apropiado.

Según teoría, si estas variables se relacionan de esta forma es debido a que el material cumple la ley de ohm y por lo tanto es un material óhmico. Se nota que la pendiente del gráfico 2 es igual a la resistencia del material R = 95.40 [Ω]. Se tiene entonces un error porcentual con respecto al valor de fábrica de solo 3.7%, valor que es muy pequeño, por lo que vuelve a comprobar que el material cumple con la ley de ohm y por lo tanto es óhmico, siendo su resistencia constante e independiente de la corriente.

Resistencia (ampolleta):

Observando el gráfico 3 se nota que no se cumple una relación directamente proporcional entre las variables voltaje y corriente. Por lo que la resistencia de este material varía al cambiar la corriente que pasa por esta. Se observa entonces que este material es no óhmico, es decir no cumple con la ley de ohm y por lo tanto no es posible obtener la relación funcional de manera universal, si no que solo es posible obtener una relación funcional empírica. Es interesante ver que la ampolleta según teoría es una resistencia que si cumple con la ley de ohm, pero en este caso no lo hace, esto puede ser debido a diversos factores como que los filamentos estén gastados, provocando una variación en la resistencia, o al estar hecha de tungsteno como material para iluminar, este posee propiedades eléctricas, las cuales pueden explicar la variación de esta resistencia.

Diodo:

Este material es un semiconductor, lo que significa que conduce corriente de de mejor o peor forma dependiendo de su temperatura. Se observa notoriamente en el gráfico 4 que este material no es un material óhmico, debido a que no posee una relación directamente proporcional entre las variables analizadas. La relación que se obtiene es una ecuación funcional, pero que no determina de manera genérica a todos los diodos, si no que es característica de este diodo. Este material no cumple la ley de ohm, por lo no tanto no posee sus propiedades.

Cabe resaltar que si bien existen materiales que cumplen o no la ley de ohm, en ingeniería