Relación entre el voltaje y la corriente eléctrica en la resistencia de un circuito (7029)

, por F_y_Q

1. Monta el circuito de la figura:

2. Conecta el voltímetro y el amperímetro para medir el voltaje y el amperaje en la resistencia R _2.

3. Varía la resistencia R _1, manteniendo constante la resistencia R _2, como se muestra en la tabla, y complétala.

\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|} \hline R_1(k\Omega)&1&2&3&4&5 \\\hline \Delta V_{R_2}(V)& & & & & & \hline I_{R_2}(mA)& & & & & & \hline \end{tabular}

4. Realiza la gráfica V-I utilizando los datos de la tabla.

5. ¿Qué observas en la gráfica?

6. ¿Cuál es el significado físico de la pendiente de la gráfica?


SOLUCIÓN:

Una vez montado el circuito y los aparatos de medida, puedes ir variando la resistencia R _1. Para completar la tabla tienes que usar la ley de Ohm, de manera que la intensidad de corriente por las resistencias la misma ambas porque están conectadas en serie, mientras que la suma de la caída de potencial en cada una debe ser igual al potencial de la batería. Lo hacemos para los dos primeros valores, pero recuerda que la resistencia equivalente del circuito es la suma de los valores de las dos resistencias:

I_1 = \frac{\Delta V}{R_{eq_1}} = \frac{9\ V}{(1 + 1)\ k\Omega} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 4.5\ mA}}

La caída de potencial en R _1 es:

\Delta V_{R_1} = I_1\cdot R_1 = 4.5\ mA\cdot 1\ k\Omega = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 4.5\ V}

La caída de potencial en R _2 es la diferencia:

\Delta V_{R_2} = \Delta V - \Delta V_{R_1} = (9 - 4.5)\ V = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 4.5\ V} Para el segundo valor de R _1 de la tabla obtienes:

I_2 = \frac{\Delta V}{R_{eq_1}} = \frac{9\ V}{(2 + 1)\ k\Omega} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 3\ mA}}

\Delta V_{R_1} = I_2\cdot R_1 = 3\ mA\cdot 2\ k\Omega = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 6\ V}

\Delta V_{R_2} = \Delta V - \Delta V_{R_1} = (9 - 6)\ V = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 3\ V}

La tabla queda como sigue:

\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|} \hline R_1(k\Omega)&1&2&3&4&5 \\\hline \Delta V_{R_2}(V)&\color[RGB]{192,0,0}{\bf 4.5}&\color[RGB]{192,0,0}{\bf 3}&\color[RGB]{192,0,0}{\bf 2.25}&\color[RGB]{192,0,0}{\bf 1.8}&\color[RGB]{192,0,0}{\bf 1.5}& \hline I_{R_2}(mA)&\color[RGB]{192,0,0}{\bf 4.5}&\color[RGB]{192,0,0}{\bf 3}&\color[RGB]{192,0,0}{\bf 2.25}&\color[RGB]{192,0,0}{\bf 1.8}&\color[RGB]{192,0,0}{\bf 1.5}& \hline \end{tabular}


4. La gráfica que resulta es:

Clicando en la miniatura la puedes ver con más detalle.

5. La relación entre la caída de potencial y la intensidad que circula por la resistencia es inversamente proporcional.

6. La pendiente de la recta coincide con el valor de la resistencia R _2.