Determinar las curvas características de corriente – voltaje, para una resistencia, un diodo y una lámpara incandescente.

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CURVAS CARACTERISTICAS DE DISPOSITIVOS
A. OBJETIVO:
Determinar las curvas características de corriente – voltaje, para una resistencia, un diodo
y una lámpara incandescente.
B. FUNDAMENTO TEORICO:
Un circuito está constituido por una fuente (f.e.m.) y por lo menos un dispositivo eléctrico
(resistencia, condensador, etc.)
Consideremos un dispositivo eléctrico a una resistencia; la variación de la diferenci de
potencial es directamente proporcional a la corriente que circula por ella, además el
cociente (V/I) es una constante a la cual se le llama resistencia eléctrica, la grafica de la
intensidad de corriente en función de la diferencia de potencial es una recta con
pendiente igual al valor del inverso de la resistencia (conductividad).
Si el circuito esta constituido por una fuente y un diodo; la relación entre la diferencia de
potencial y la corriente no es directamente proporcional, es una relación exponencial:
𝐼 𝐷 = 𝐼 𝐷𝑆 (𝑒
𝑉 𝐷
0.05𝑉 − 1) … … … … … (1)
𝐼 𝐷 Es la corriente en el diodo
𝐼 𝐷𝑆 Es la corriente de saturación en polarización inversa
𝑉𝐷 Es la tensión en el diodo
Para corrientes menores a 100mA se puede considerar 𝑒
𝑉 𝐷
0.05𝑉 >> 1 .la ecuación (1) se
reduce a:

2. 𝐼 𝐷 = 𝐼 𝐷𝑆 (𝑒
𝑉 𝐷
0.05𝑉) … … … … … . . (2)
Si el circuito esta constituido por una fuente y una lámpara incandescente (foco) la
relación entre la diferencia de potencial y la corriente no es directamente proporcional, es
una relación potencial porque la resistencia del filamento (tungsteno) vari en función de
temperatura, y esta a su vez, varía en función de corriente que circula por ella.
C. EQUIPO Y MATERIALES:
 Un voltímetro
 Un amperímetro
 Una base de conexión
 Una lámpara de 12 V-0.25A
 Una resistencia de 100 Ὼ
 Dos conmutadores
 5 tiras de conexión
 Un potenciómetro
 7 cables
 12 cruces de conexión
 Un diodo de Si
 Un interruptor
 Una fuente DC
D. DIAGRAMA DE INSTALACION:

3. E. PROCEDIMIENTO:
ESTUDIO DE RESISTENCIA
1. Armamos el circuito de al figura 1 y regulamos la fuente a la posición 1 (3V)
2. Conectamos el circuito de la resistencia, verificando que las ramas del diodo y
lámpara estén abiertos, mover el cursor del potenciómetro a fin de que la tensión
de salida sea mínima.
3. Desplazamos el cursor del potenciómetro para aplicar diferentes voltajes para
obtener diferentes intensidades de corriente eléctrica.
ESTUDIO DEL DIODO
1. Regulamos la fuente en la posición 1(3V)
2. Conectamos el circuito con el diodo, verificando que las ramas de la resistencia y
de la lámpara estén abiertos, pusimos el cursor en el mínimo valor
3. Desplazamos el cursor para aplicar diferentes intensidades de corriente, para
obtener diferentes voltajes.
ESTUDIO DE LA LAMPARA
1. Regulamos la fuente en la posición 4 (12V)
2. Verificamos que el circuito de lámpara este cerrado. Pusimos el cursor en el punto
del mínimo valor.
3. Desplazando el cursor aplicamos diferentes voltajes para obtener diferentes
intensidades de corriente.
F. DATOS EXPERIMENTALES.
TABLA 1
TABLA 2
TABLA 3
I(mA) 0 2.9 5.9 8.9 11.9 14.9 18 21.1 24.1
V(V) 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4
I(mA) 0 5 10 15 20 25 30 35 40
V(V) 0 0.68 0.7 0.72 0.73 0.74 0.75 0.76 0.77
I(mA) 0 77.7 94 109 122.6 134.5 145.9 156.9 167.1
V(V) 0 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

4. G. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES:
1. Características de los instrumentos utilizados, como también de los dispositivos.
Resistencia: dispositivo electrónico de forma cilíndrica con dos terminales a cada
lado. Cuenta con franjas de colores que permite determinar su valor en ohmnios.
Diodo: dispositivo electrónico también de forma cilíndrica y con dos terminales a
cada lado. Cuenta con un código de 6 dígitos que permite establecer las tensiones
e intensidad de corriente a la que puede ser sometida.
Lámpara: dispositivo conocido como diodo emisor de luz o, en nuestro caso, un
filamento de tungsteno dentro de una bombilla (en el vacío).
2. ¿Cuánto indica el voltímetro en circuito abierto? ¿y cuánto en el cerrado? (el
elemento es la resistencia)
-Sin resistencia: 12.08 v
-Con resistencia: 11.65 v
La tensión disminuye al colocar una resistencia en el circuito eléctrico.
3. Toque la resistencia cuando el circuito este alimentado con una tensión de 12V,
espere 1 minuto.
Al someter la resistencia a una tensión de 12v durante 1 minuto, se notó (tocando
la resistencia) que había elevado su temperatura; esto a partir del efecto joule que
dice que la corriente eléctrica puede transformarse en energía calorífica.
H. ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES:
1. Grafique los resultados de la tabla 1; I en función de V. ¿Qué tipo de curva
corresponde al grafico? Escriba su ecuación.
TABLA 1
I(mA) 0 2.9 5.9 8.9 11.9 14.9 18 21.1 24.1
V(V) 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4

5. GRAFICA
ECUACION EMPIRICA
𝐼 =
1
𝑅
∗ 𝑉
𝑦 = 𝑚 ∗ 𝑥 + 𝑐
DETERMINANDO LOS PARAMETROS m y c
𝑚 =
𝑛(∑ 𝑥 𝑖
,
𝑦𝑖
,
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)(∑ 𝑦𝑖
,
)
𝑛(∑(𝑥 𝑖
,
)
2
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)
2
𝑚 =
9(0.184)−(0.10.8)(0.1077)
9(18.36)−(10.8)2
𝑚 = 0.010067
𝑐 =
(∑ 𝑦𝑖
,
) ∑(𝑥 𝑖
,
)
2
−(∑ 𝑥 𝑖
,
)(∑ 𝑥 𝑖
,
𝑦𝑖
,
)
𝑛(∑(𝑥 𝑖
,
)
2
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)
2
𝑐 =
(0.1077)(18.36)−(10.8)(0.184)
9(18.36)−(10.8)2
𝑐 = -0.00011
y = 0.0101x - 0.0001
R² = 0.9999
-0.005
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
I(A)
V(v)
I=f(V)
n 𝑥 =
1
𝑅 𝑌 = 𝐼 xy 𝑥2
1 0 0 0 0
2 0.3 0.0029 9E-04 0.09
3 0.6 0.0059 0.004 0.36
4 0.9 0.0089 0.008 0.81
5 1.2 0.0119 0.014 1.44
6 1.5 0.0149 0.022 2.25
7 1.8 0.018 0.032 3.24
8 2.1 0.0211 0.044 4.41
9 2.4 0.0241 0.058 5.76
∑ 𝑥𝑖
,
=10.8 ∑ 𝑦𝑖
,
=0.1077 ∑ 𝑥𝑖
,
𝑦𝑖
,
=0.184 ∑(𝑥𝑖
,
)=18.36

6. ECUACION
𝐼 =
1
𝑅
∗ 𝑉
Donde
1
𝑅
= 𝑚 entonces: 𝑅 =
1
𝑚
=
1
0.01
𝐼 = 0.01 ∗ 𝑉
2. Efectué el análisis de gráficos. ¿Qué representa la pendiente?
La grafica representa una ecuación lineal con pendiente igual a 𝑚 =
1
𝑅
.esta
pendiente representa la “conductividad”.
3. Grafique los datos de tabla 2. ¿a qué curva le recuerda su grafico? Escriba su
ecuación
TABLA 2
GRAFICA
ECUACION EMPIRICA
𝐼 = 𝐴𝑒 𝐵𝑉
ln 𝐼 = 𝐵 ∗ 𝑉 + ln 𝐴
𝑦 = 𝑚 ∗ 𝑥 + 𝑐
DETERMINANDO LOS PARAMETROS m y c
y = 1E-09e22.882x
R² = 0.9808
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0.045
0.05
0.66 0.68 0.7 0.72 0.74 0.76 0.78
I(A)
V(V)
I(A) 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04
V(V) 0 0.68 0.7 0.72 0.73 0.74 0.75 0.76 0.77

7. 𝑚 =
𝑛(∑ 𝑥 𝑖
,
𝑦𝑖
,
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)(∑ 𝑦𝑖
,
)
𝑛(∑(𝑥 𝑖
,
)
2
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)
2
𝑚 =
8(−23.09)−(5.85)(−31.78)
8(4.28)−(5.85)2
𝑚 = 22.88
𝑐 =
(∑ 𝑦𝑖
,
) ∑(𝑥 𝑖
,
)
2
−(∑ 𝑥 𝑖
,
)(∑ 𝑥 𝑖
,
𝑦𝑖
,
)
𝑛(∑(𝑥 𝑖
,
)
2
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)
2
𝑐 =
(−31.78)(4.28)−(5.85)(23.0)
8(4.28)−(5.85)2
𝑐 = -0.00011
ECUACION
𝐼 = 𝐴𝑒 𝐵𝑉
Dado que ln 𝐴 = 𝐶 , entonces 𝐴 = 𝑒−0.00011
𝐼 = 𝑒−0.00011
𝑒(22.88)𝑉
4. Efectué el análisis del gráfico. ¿Qué representan los parámetros?
El grafico pertenece a una función exponencial y el parámetro A representa la
corriente de saturación en polarización inversa (𝐼 𝑑𝑠) , el parámetro B es la tensión
en el diodo.
5. Grafique I=f (V) los resultados de la tabla 3 ¿Qué curva le recuerda su grafico?
Escribas su ecuación.
TABLA 3
n I LnI = y v=x xy x2
1 0 0 0 0 0
2 0.005 -5.2983 0.68 -3.603 0.4624
3 0.01 -4.6052 0.7 -3.224 0.49
4 0.015 -4.1997 0.72 -3.024 0.5184
5 0.02 -3.912 0.73 -2.856 0.5329
6 0.025 -3.6889 0.74 -2.73 0.5476
7 0.03 -3.5066 0.75 -2.63 0.5625
8 0.035 -3.3524 0.76 -2.548 0.5776
9 0.04 -3.2189 0.77 -2.479 0.5929
-31.782 5.85 -23.09 4.2843
I(A) 0 0.0777 0.094 0.109 0.1226 0.135 0.1459 0.1569 0.167
V(V) 0 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

8. GRAFICA
ECUACION EMPIRICA
𝐼 = 𝐴𝑉 𝐵
log 𝐼 = 𝐵 ∗ log 𝑉 + log 𝐴
𝑦 = 𝑚 ∗ 𝑥 + 𝑐
DETERMINANDO LOS PARAMETROS m y c
n I V log I = y log V = x xy 𝑥2
2 0.0777 1 -1.11 0 0 0
3 0.094 1.5 -1.027 0.1761 -0.181 0.031
4 0.109 2 -0.963 0.301 -0.29 0.0906
5 0.1226 2.5 -0.912 0.3979 -0.363 0.1584
6 0.1345 3 -0.871 0.4771 -0.416 0.2276
7 0.1459 3.5 -0.836 0.5441 -0.455 0.296
8 0.1569 4 -0.804 0.6021 -0.484 0.3625
9 0.1671 4.5 -0.777 0.6532 -0.508 0.4267
∑ 𝑦𝑖
,
=-7.299 ∑ 𝑥𝑖
,
=3.1515 ∑ 𝑥𝑖
,
𝑦𝑖
,
=-2.696 ∑(𝑥𝑖
,
)=1.5928
𝑚 =
𝑛(∑ 𝑥 𝑖
,
𝑦𝑖
,
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)(∑ 𝑦𝑖
,
)
𝑛(∑(𝑥 𝑖
,
)
2
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)
2
𝑚 =
8(2.69)−(3.15)(−7.29)
8(1.59)−(3.15)2
𝑚 = 0.512
𝑐 =
(∑ 𝑦𝑖
,
) ∑(𝑥 𝑖
,
)
2
−(∑ 𝑥 𝑖
,
)(∑ 𝑥 𝑖
,
𝑦𝑖
,
)
𝑛(∑(𝑥 𝑖
,
)
2
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)
2
𝑐 =
(−7.29)(1.59)−(3.15)(−2.96)
8(1.59)−(3.15)2
𝑐 = -1.114
ECUACION
𝐼 = 𝐴𝑉 𝐵
Dado que log 𝐴 = 𝐶 entonces 𝐴 = 10−1.114
𝐼 = 10−1.114
∗ 𝑉0.512
y = 0.0769x0.5117
R² = 0.9995
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0 1 2 3 4 5
I(A)
V(V)
I=f(V)

9. 6. ¿En cuál de los elementos se cumple la ley de ohm? Y en cual no? Explique su
respuesta
La ley de ohm solo se cumple en el primer caso (TABLA 1), porque es el único caso
en el que se aplica la resistencia.
7. Explique las observaciones experimentales
Cada dispositivo electrónico tiene sus propias características de acuerdo a su
capacidad para la que fueron diseñados.
En el circuito abierto el voltímetro mide la tensión original, pero al introducir la
resistencia la tensión disminuye ya que la resistencia se opone al paso de la
corriente, por eso podemos asegurar que la corriente es directamente
proporcional a la tensión.
La resistencia tiene la capacidad de transformar energía eléctrica en energía
calorífica debido al efecto joule.
I. CUESTIONARIO:
APLICACIONES DE LA RESISTENCIA
 Utilizada en operaciones que requieren calefacción de superficies cilíndricas tales como:
cañones de los extrusores de plástico, máquinas inyectoras y de soplado de plásticos,
tanques de almacenamiento barriles, envases de calentar alimentos, autoclaves y equipos
de moldeo por soplado
 Principalmente para ser introducidas en un barreno en un metal sólido, para calefacción
localizada en los procesos que exigen control riguroso de temperaturas, tales como:
moldes, cilindros, etiquetado, estampado en caliente, sellado de bolsas, equipo de
empaque y medicinales, extrusoras e inyectoras para plásticos Así mismo para calentar
gases y líquidos.
APLICACIONES DEL DIODO
 Rectificador: Los diodos se pueden usar para rectificar señales de corriente
alterna, y transformarla a corrientes positivas o negativas de corriente continua

10. con ayuda de una inductancia. A estos circuitos se les llama “Rectificadores”. Se
utiliza para hacer multímetros o fuentes de poder de corriente directa, su
funcionamiento consiste en no dejar pasar el lado positivo o negativo de la señal
por medio de la resistencia de los diodos, y así tener una lectura en forma de arco
positiva o negativa.
 Multiplicador de Tensión. Un multiplicador de tensión está hecho con diodos y con
capacitores, sirve para aumentar el voltaje de entrada de forma multiplicativa.
Mientras más mallas existan, más será el voltaje multiplicado. Consiste en cargar
los capacitores para que sumen mayor voltaje, la señal positiva corre directamente
por todas las mayas pero deja cargados algunos capacitores, mientras que la señal
negativa provee a los demás capacitores para llenarlos de voltaje y así sumarse
con el voltaje de entrada.
 Limitador de Voltaje: Nos permite transformar una señal manipulándola para
variar su tipo (cuadrada o triangular) o sus valores de voltaje pico o pico pico.
También se le conoce como circuito recortador. Normalmente se aplica un cierto
voltaje a los diodos para que estos permitan la entrada de un poco de corriente
antes de mostrar resistencia a la señal, en el ejemplo se tiene como consecuencia
un recorte horizontal del valor pico en el sentido positivo y negativo.
 Compuertas Lógicas: Es posible desarrollar las compuertas lógicas con diodos que
sirven para ofrecer una respuesta lógica booleana de salida de acuerdo a un tipo
de señal de entrada, existen de dos tipos: compuerta de tipo ‘or’ y compuerta de
tipo ‘and’, las dos se basan en una fuente continua y otra cuadrada. El primero
(compuerta ‘or’) en la salida entrega una respuesta cuando existe una señal de
entrada en cualquiera de los dos diodos, mientras que en el segundo (compuerta
‘and’) entrega una respuesta sólo si en ambos diodos se recibe una señal de
entrada simultáneamente.
 Regulador de Voltaje o Corriente. El valor del voltaje o de corriente de salida se
mantiene constante a pesar de las variaciones que existan en el voltaje o corriente
de entrada, esto se logra gracias a la característica del diodo Zener, que tiene al
usarse polarizado inversamente una tensión o corriente de valor constante.
APLICACIONES DEL LA LAMPARA
 Iluminación de interiores (hogares, comercios, hospitales, etc.).
 Iluminación exterior de edificios y fachadas en general.
 Ambientación interior en general.
 Decoración.
 Cabina de ascensores.
 Pasillos interiores de casas, comercios, hospitales, etc.
 Escaleras y sus escalones.
 Calles y parques.
 Estacionamientos de coches en exteriores e interiores.
 Linternas en general.
 Paneles informativos y publicitarios.
 Faros de coches.
 Semáforos de tráfico.
 Juguetes.
 Guirnaldas y adornos navideños.

11.  Rayo láser (luz coherente de color rojo, verde o azul).
 Retroiluminación de pantallas TFT de televisores.
 Pantallas gigantes de televisión (“Jumbo”).
J. CONCLUSIONES:
 Podemos decir que el surgimiento de los Diodos ha proporcionado un gran avance a la
ciencia no solo a la electrónica sino a la ciencia de forma general porque casi todos
equipos que tenemos en la actualidad funcionan con componentes eléctricos y con
presencia de diodo en sus circuitos.
 Tomar varias veces una misma medida (sea de tiempo o longitud) permite obtener valores
medios que reducen el margen de error, proporcionando resultados precisos para su
respectivo análisis.
 El tratamiento del error permite obtener una estimación del porcentaje de medidas
erróneas, ayuda a determinar la incertidumbre de ciertos valores de medición, lo cual
ofrece un acercamiento al valor preciso que se está hallando.