Prácticas de Electricidad y Electrónica: Circuito simple y la Ley de Ohm
Objetivos
- Entender la ley de Ohm con el montaje de un circuito sencillo.
Vamos a aplicar la ley de Ohm al circuito más sencillo: una pila y una resistencia. Para ello realizamos el montaje de la figura y completaremos la tabla con las mediciones efectuadas en el taller.
Como ejercicio, también puedes utilizar el simulador croclip para completar las tablas.
Circuito simple
- Medir RAB desconectada del circuito.
- Utilizando el código de colores
- Con el polímetro
- Conectar la RAB, completar el circuito y conectarlo a la pila.
- Medir el voltaje de la pila, VT, utilizando el polímetro con el circuito conectado.
- Medir el voltaje que hay entre los puntos A y B (llamado VAB) con el circuito conectado.
- Medir la intensidad que sale de la pila IT
- Completar la tabla con los datos obtenidos.
- Comprobar que se cumple la ley de Ohm en la resistencia RAB
Completar la siguiente tabla con los datos obtenidos:
Observación:
En este caso de una sola resistencia VAB coincide con VT, por lo que habitualmente se suele escribir la ley de Ohm para una resistencia como
y suele decirse que la intensidad del circuito es directamente proporcional al voltaje (de la pila) e inversamente proporcional a la resistencia.
En los circuitos con más de una resistencia, la aplicación de la ley de Ohm hay que hacerla a cada resistencia y se interpreta como "la intensidad que recorre una resistencia es directamente proporcional al voltaje que hay entre sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia que hay entre dichos extremos".
Relés
Divisor de tensión
Objetivos
- Comprender cómo se puede aprovechar los cambios de resistencia para producir cambios de tensión.
- Utilizar resistencias variables como sensores aprovechando los cambios de tensión que producen.
El divisor de tensión es útil para utilizarlo como sensor de entrada en un sistema electrónico. En la figura 1 tenemos dos resistencias en serie iguales. Si medimos con el voltímetro el voltaje en Vs vemos que el voltaje es 2 V, justo la mitad del voltaje de la fuente porque las dos resistencias son iguales.
En las figuras 2 y 3 vemos que el voltaje Vs se acerca más al valor del terminal cuya resistencia es menor.
Si por comodidad ponemos una resistencia variable (potenciómetro o similar) podemos ir variando el voltaje de salida Vs sin más que actuar sobre el potenciómetro (Fig. 4).
Si ahora sustituimos el potenciómetro por una resistencia que varía su valor según la luz que incide sobre ella (LDR) podemos utilizar el divisor de tensión como un sensor que nos proporciona un voltaje Vs que varía en función de la luz que recibe. Así, si conectamos este sensor a una tarjeta controladora podemos realizar un programa que de manera que si hay poca luz (resistencia de la LDR muy grande y Vs pequeño) el programa encienda una lámpara. Por el contrario, podemos indicar que si hay mucha luz ambiente (resistencia de la LDR muy pequeña y Vs próximo a 4 V) el programa apague la lámpara.
Nos interesan este tipo de sistemas que transforma una variable que deseamos controlar como la luz, la temperatura, el sonido, etc en valores de voltaje que son los que entienden los sistemas electrónicos.
Caso práctico: Medición en un divisor de tensión
En esta práctica vamos a comprobar cómo funciona un divisor de tensión. Para ello tendrás que realizar un montaje similar al de la figura.
Monta en la placa protoboard un divisor de tensión como la figura 2 con las dos resistencias suministradas: una grande arriba y otra pequeña abajo. Alimenta el circuito con la pila y mide el voltaje en Vs. ¿Qué observas?
Ahora cambia el orden y pon la resistencia pequeña arriba y la grande abajo como en la figura 3. Mide el voltaje en Vs de nuevo. ¿Qué diferencia encuentras con el caso anterior?
Retroalimentación
El voltaje medido en Vs se aproximará a 4,5 voltios si la resistencia de arriba es la pequeña y a 0 voltios si la resistencia de arriba es la grande.
Si las dos resistencias fuesen iguales, el voltaje medido en Vs sería la mitad del voltaje de la pila.
Caso práctico: Resistencia LDR
Una LDR es una resistencia variable que varía su resistencia según la luz que reciba.
Toma una LDR y mide con el polímetro el valor de la resistencia entre sus extremos. ¿Es fija la resistencia? Tapa la resistencia con la mano. ¿Varía según la luz que incide sobre ella?
A mayor luz, la resistencia ¿es pequeña o grande?
Retroalimentación
El resultado que observarás es que la resistencia varía en función de la luz que recibe y el valor medido por polímetro es variable. También comprobarás que cuanto mayor es la iluminación, menor es la resistencia y viceversa.
Monta ahora un circuito como la figura 5 con una LDR en una placa protoboard y construye un divisor de tensión con la LDR próxima a los 4,5 V de la pila y una resistencia de 10 kohm conectada a masa. Mide con el polímetro el voltaje que hay entre Vs y masa y observa el comportamiento en función de la luz que recibe la LDR.
Retroalimentación
Si hay poca luz, la resistencia de la LDR es muy grande, mucho mayor que los 10 Kohm de la resistencia de abajo y por tanto el voltaje medido en Vs es pequeño, es decir, muy parecido al del voltaje de abajo (masa o 0 voltios).
En cambio, si la luz ambiente es alta la resistencia de la LDR es muy pequeña comparada con los 10 Kohm que hemos puesto abajo y, por tanto, el voltaje medido en Vs es muy próximo al voltaje que hay arriba (alimentación de la pila, unos 4,5 voltios).
Sonido: zumbadores
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