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ELECTRICIDAD
RESISTENCIA AL FLUJO
Introducción: En el campo de la ingeniería química, el
término resistencia se emplea cuando
se obstaculiza el
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
, 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
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;
 ,
 y
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 en
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 en
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".
|
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:
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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.
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 Bibliografía
:
 Web Bibliografía
básica:
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