Introducción Montajes experimentales: Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos Conceptos que debemos manejar: Campo y potencial eléctrico Densidad de corriente Corriente eléctrica Fuentes de tensión, baterías Resistencia, resistividad Ley de Ohm Conductores óhmicos y no óhmicos Conductor, semiconductor, diodo Acoplamiento de resistencias Leyes de Kirchhoff Introducción Montajes experimentales: 1) Medición de resistencias (directa y acopladas). 2) Relevamiento I vs V para una R y un diodo. 3) Verificación leyes de Kirchhoff en un circuito simple. 1

Si E en el conductor es uniforme: V = E. L Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos LEY DE OHM J – densidad de corriente Ley de Ohm en algunos materiales (incluidos la mayoría de los metales) se cumple una relación de proporcionalidad entre E y J: J = s E s conductividad del conductor (a la inversa de la conductividad se le denomina resistividad r) Si E en el conductor es uniforme: V = E. L 2

Ley de Ohm (macroscópica) Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos LEY DE OHM Se define la resistencia del conductor como con lo que se obtiene Ley de Ohm (macroscópica) J = s E Ley de Ohm (microscópica) 3

Conductores óhmicos y no óhmicos Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos Conductores óhmicos y no óhmicos 4

Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos Banda 1- (más próxima a uno de los extremos) primer dígito del valor de la resistencia. Banda 2- segundo dígito del valor de la resistencia. Banda 3- multiplicador decimal (nº de ceros o lugares decimales que deben agregarse a la derecha o correrse hacia la izquierda de las dos primeras cifras para obtener el valor nominal de la resistencia. Banda 4- Exactitud o tolerancia valor de R se especifica como porcentaje (%). Color Banda significativa Banda multiplicadora Tolerancia Negro × 100 = 1 Marrón 1 × 101 = 10 1% Rojo 2 × 102 = 100 2% Naranja 3 × 103 = 1.000 = 1K Amarillo 4 × 104 = 10.000 =10 K Verde 5 × 105 = 100.000 = 100 K Azul 6 × 106 = 1.000.000 = 1 M Violeta 7 × 107 = 10.000.000 = 10 M Gris 8 × 108 = 100.000.000 = 100 M Blanco 9 × 109 = 1.000.000.000 = 1G Dorado × 10-1 = 0,1 = 1 d ± 5 % Plateado ×10-2 = 0,01 = 1 c ± 10 % Sin Color ± 20 % 5

DIODO SEMICONDUCTOR Bandas de energía en materiales Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos DIODO SEMICONDUCTOR Se caracterizan por tener una relación no lineal entre la corriente y la diferencia de potencial. Dejan pasar una corriente más intensa para una polaridad de la tensión aplicada que para la polaridad opuesta. Uno ideal tiene una resistencia nula en un sentido y resistencia infinita en el opuesto. Bandas de energía en materiales 6

Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos DIODO SEMICONDUCTOR I0 Corriente de saturación k: la constante de Boltzman (k = 1,3806503 ×10-23 J/K) qe= 1,602 × 10–19 C T: temperatura (expresada en Kelvin) I: corriente que pasa por el diodo V: voltaje del diodo V (V) I (mA) 0,421 0,1 0,635 3 0,674 7 0,701 12,3 0,764 53,3 0,775 70,6 0,788 95,3 0,796 118,5 0,807 155,5 0,813 182,1 7

CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA 8

Subidas y caídas de potencial en un circuito Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos Subidas y caídas de potencial en un circuito 9

Acoplamiento de resistencias: en serie Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos Acoplamiento de resistencias: en serie La misma corriente atraviesa a todas las resistencias, la caída de tensión total es la suma de caída en c/u de las resistencias 10

Introducción Acoplamiento de resistencias: en paralelo Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos Acoplamiento de resistencias: en paralelo Introducción La corriente se divide en c/u de las resistencias, la diferencia de potencial en ellas es la misma. 11

Resolución de circuitos simples Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos Resolución de circuitos simples 12

Leyes de Kirchhoff: Ley de los nodos Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos Leyes de Kirchhoff: Ley de los nodos PRIMERA LEY: En cualquier nodo, la suma de corrientes que entran al nodo debe ser igual a la suma de corrientes que salen de él. Esta ley es consecuencia de la conservación de la carga. 13

Reglas de Kirchhoff: Ley de las mallas Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos Reglas de Kirchhoff: Ley de las mallas SEGUNDA LEY: La suma algebraica de los cambios de potencial a través de todos los elementos a lo largo de cualquier lazo (malla) de un circuito cerrado debe ser cero. Ésta regla surge de la conservación de la energía. 14

Mediciones en circuitos Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos Mediciones en circuitos Amperímetro y voltímetro Errores de interacción por el uso de los dos instrumentos simultáneamente 15

Procedimiento experimental Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 2 - CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO, EQUIPOTENCIALES Procedimiento experimental Medición de resistencias R1 R2 B A R3 C Multímetro como ohmímetro 16 Héctor Korenko -2012

Procedimiento experimental Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 2 - CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO, EQUIPOTENCIALES Procedimiento experimental Dependencia entre la corriente y el voltaje en los bornes de un resistor Relevar la curva de intensidad de corriente como función del voltaje entre los extremos del resistor R. Se utilizará una fuente de voltaje variable . 17 Héctor Korenko -2012

Procedimiento experimental Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 2 - CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO, EQUIPOTENCIALES Procedimiento experimental Dependencia entre la corriente y el voltaje en un diodo En circuito anterior, se sustituye la resistencia por un conjunto resistencia-diodo. Se obtendrá experimentalmente la curva I(V) para la región de polarización directa, siendo V, la diferencia de potencial entre los extremos del diodo, mediante la medición de la corriente que circula por el mismo.  Nota: Antes de comenzar a medir con el diodo, se deberá discutir: Máximos valores de voltaje y corriente que soporta el diodo En que rango de voltaje de entrada se trabajará, según las características del diodo 18 Héctor Korenko -2012

Procedimiento experimental Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 2 - CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO, EQUIPOTENCIALES Procedimiento experimental Comprobación de las leyes de Kirchhoff Montar un circuito mostrado. Medir: R1, R2, R3, VAG , VAB, VCD, VEF, VAB, I1, I2, I3. Verificar si : IENTRANTE  ISALIENTE  DISALIENTE Malla ABCDGA: Verificar si : e  I1R1+I2R2  D(I1R1+I2R2 ) Verificar si : I1R1+I2R2  e  D e 19 Héctor Korenko -2012

Procedimiento experimental Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 2 - CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO, EQUIPOTENCIALES Procedimiento experimental Comprobación de las leyes de Kirchhoff 20 Héctor Korenko -2012