Sesión Práctica
Simulación
En este link encontrará una simulación sobre la medición en el reóstato, y en este link encontrará la simulación para el material no-óhmico.
Recuerde revisar la sección de como realizar mediciones en el laboratorio.
Para llevar a cabo la toma de datos recolectados se utilizará la Hoja de Datos.
Metodología
La práctica de laboratorio se llevó a cabo en tres etapas. En la primera etapa, se determinó experimentalmente la relación entre la corriente y el voltaje, manteniendo una resistencia constante. En la segunda etapa metodológica, se estableció la relación entre la corriente y el inverso de la resistencia (conductancia) en referencia a un voltaje fijo. En la etapa final, se determinó la relación entre el potencial y la corriente de un material no óhmico, como el filamento de una bombilla.
En esta práctica descrita, se utilizaron los siguientes materiales:
Materiales usados:
- Fuente AC
- Multímetro
- Bombillo
- Reóstato
- Cables de conexión
Primera Etapa
Se lleva a cabo el montaje del circuito que se muestra a continuación. Los multímetros se conectan para la medición tanto de la corriente como del voltaje, siguiendo las pautas presentadas en la sección de como realizar mediciones en el laboratorio. El reóstato se ajusta al valor indicado por el profesor. Posteriormente, se procede a la conexión de la fuente y su encendido, ajustando gradualmente su valor de acuerdo con las indicaciones proporcionadas por el profesor. Se registran los valores de corriente y voltaje observados en cada multímetro durante la toma de ocho datos, variando el voltaje suministrado por la fuente.
Segunda Etapa
Se lleva a cabo el montaje del circuito mostrado en la etapa anterior. Los multímetros se conectan para la medición tanto de la corriente como del voltaje, siguiendo las pautas presentadas en la sección de como realizar mediciones en el laboratorio. En esta etapa, se mantendrá un valor constante de voltaje suministrado por la fuente, variando los ajustes del reóstato, los cuales serán verificados mediante el multímetro configurado en la opción de ohmios (Ω). Se considerará la condición de corriente máxima del reóstato. Después de completar los pasos anteriores, se procederá a encender la fuente y medir tanto la corriente como la resistencia, registrando un total de 8 mediciones.
Tercera Etapa
Para este modelo, se estableció la conexión de los elementos de manera análoga a las dos etapas anteriores, con una modificación notable: el reóstato fue sustituido por una bombilla de luz, como se ilustra en la figura a continuación. La disposición de los multímetros sigue las directrices expuestas en la sección de cómo realizar mediciones en el laboratorio. El reóstato se ajusta al valor indicado por el profesor. Posteriormente, se lleva a cabo una revisión del circuito, conectando la fuente a este y al multímetro configurado en la función de voltios. Al encender la fuente, se varían los valores de voltaje de manera progresiva, verificándolos con el multímetro. Se registran los valores observados de corriente y voltaje, con los cuales, de acuerdo con la ley de Ohm, se calculará el valor resultante de la resistencia.
Métodos utilizados para hallar el valor de la resistencia
- Mediante un método analítico estadístico, se realiza el cálculo de la resistencia para cada conjunto de valores de voltaje y corriente. Este cálculo se lleva a cabo aplicando la ley de Ohm, que establece la relación matemática entre estos dos parámetros en un circuito eléctrico.
- Se emplea un método gráfico utilizando el método de los mínimos cuadrados para calcular el valor de la resistencia. En este enfoque, la resistencia se determina como la pendiente de la recta en la gráfica de corriente versus voltaje. Para llevar a cabo este proceso, se utilizará un Notebook de Python, donde se realizarán todos los cálculos necesarios asociados al método de los mínimos cuadrados.
- El resultado obtenido mediante el método gráfico con los mínimos cuadrados se comparará con el valor derivado directamente del uso de la librería numpy de Python. Esta comparación permitirá evaluar la consistencia y precisión de los resultados obtenidos a través de ambos enfoques, proporcionando así una validación adicional de la metodología empleada.