laboratorio de fisica 2

2. Objetivos
● Mostrar que la potencia eléctrica como
función del voltaje y de la corriente,
calculando y midiendo la potencia
disipada en una resistencia conforme
aumenta el voltaje.
● Determinar que la resistencia de un
filamento de una lámpara varía con la
temperatura.
● Medir la resistencia en “frío” del
filamento y verificar que la resistencia
del filamento (foco) no varía linealmente
con el voltaje aplicado.

4. Caja de resistencias Foco 6 Ω Fuente de CC
Amperímetro Voltímetro Reóstato

6. ¿QUÉ ES LA POTENCIA ELÉCTRICA?
La potencia eléctrica es la proporción de corriente eléctrica que se transfiere en un circuito eléctrico
por unidad de tiempo. Es decir, la cantidad de energía eléctrica que genera un elemento durante un
determinado período de tiempo.
La potencia eléctrica se representa con la letra P y la unidad de medida es el Vatio (Watt).
¿CÓMO LA CALCULAMOS?
P = V x I
Donde:
● P: Potencia eléctrica (Watt o vatios-W)
● V: voltaje (Voltios-V)
● I: Intensidad (Amperios-A)
● R: Resistencia (ohmio- Ω)
OTRAS FORMAS:
P = V / R
I = V / R
P = V x I 2 P = V x I
V = I x R
P = I x R
2

7. Potencia reactiva: A diferencia de la potencia activa, la reactiva es aquella consumida por
transformadores u otros dispositivos similares que se nutren de un tipo de bobina con el fin de crear un
campo electromagnético a través de unidad VAR (Vatio Amper Reactivo) y su múltiplo, el kVAR.
Potencia aparente: La potencia aparente es aquella que se obtiene a través de un teorema de
Pitágoras, el cual consiste en sumar los valores de la potencia reactiva (representada como Q) y la
potencia activa (representada como P), posteriormente elevados al cuadrado.
TIPOS DE POTENCIA ELÉCTRICA
Potencia activa: También es llamada “potencia útil”, la cual hace alusión a aquella potencia que
aprovechamos cuando activamos un equipo o instalación eléctrica. A su vez, la potencia activa se
corresponde con la potencia contratada, registrada por los contadores.

9. EXPERIENCIA N°1
Verificando la potencia eléctrica como función del voltaje y de la corriente
eléctrica. Se calcula y se mide la potencia disipada en una resistencia conforme
aumenta el voltaje.

10. Voltaje(V) Corriente(A) Potencia(W)
2V 50mA 0.1W
4.8V 80mA 0.384W
5.5V 120mA 0.66W
7.5V 160mA 1.2W
9V 190mA 1.71W
Observe la tabla 1 y use la ley de Ohm para calcular la intensidad que
pasa a través de las resistencias. Varié el cursor del reóstato. Anote los
datos obtenidos en la tabla 1
Tabla N°1

11. EXPERIENCIA N°2
Determinación de la variación de la resistencia del filamento de una lámpara con
la temperatura.

12. VOLTAJE (V) CORRIENTE (A) RESISTENCIA (Ω) POTENCIA (W)
1 V 50 mA 20 Ω 0.05 W
2.5 V 80 mA 31.25 Ω 0.2 W
4 V 100 mA 40 Ω 0.4 W
5.9 V 120 mA 49.166 Ω 0.696 W
8 V 140 mA 57.14 Ω 1.12 W
Arme el circuito #2, ajuste la fuente de voltaje de energía sucesivamente a voltajes diferentes variando el
reostato y anote sus valores en la tabla #2
a) Sabiendo que la resistencia en frío del foquito es aproximadamente 6Ω arme el circuito de la figura 2.
b) Ajuste la fuente de voltaje de energía sucesivamente a voltajes diferentes variando el reóstato y anote
los valores que indica en la Tabla N°2. Al aumentar la corriente del filamento aumenta la potencia disipada
por éste, elevando su temperatura hasta que brilla. Por tanto se disipa la potencia en forma de calor y luz.
c) Calcule y anote la resistencia del filamento de la lámpara para cada valor de voltaje y corriente
registrados en la Tabla N°2.
Tabla N°2

14. Cuestionario
1. Compare los valores calculados de la Tabla 1 y los valores de la Tabla 2. ¿Qué factores
simplificarán las diferencias entre los dos conjuntos de valores? Explique detalladamente.
Tabla Nº01 Tabla Nº02
Voltaje
(V)
Intensidad
(I)
Resistencia
(Ω)
Potencia
(W)
2.000 0.050 40.000 0.100
4.800 0.080 60.000 0.384
5.500 0.120 45.833 0.660
7.500 0.160 46.875 1.200
9.000 0.190 47.368 1.710
Voltaje
(V)
Intensidad
(I)
Resistencia
(Ω)
Potencia
(W)
1.000 0.050 20.000 0.050
2.500 0.080 31.250 0.200
4.000 0.100 40.000 0.400
5.900 0.120 49.167 0.708
8.000 0.140 57.143 1.120
En la tabla N°01 se observa que los valores experimentales de la resistencia están dispersos en torno a su
valor teórico de 50 Ω. En cambio, en la tabla N°02 esto no es así, se observa que los valores experimentales
de la resistencia siguen una tendencia al incremento. Esto puede deberse a la temperatura producto del
funcionamiento del foco y efecto Joule.

15. 2. Examine sus mediciones registradas en la Tabla Nº02, ¿al aumentar el voltaje,
aumenta la resistencia del filamento? ¿Por qué? Explique.
Efectivamente, la resistencia del filamento aumentó. Esto se debe a la temperatura a la que
es sometido. Dicha temperatura es producto del calor generado por el incremento del
efecto de los choques de los electrones, fenómeno denominado “Efecto Joule”. Este efecto
se ve incrementado ya que los átomos del conductor vibran con mayor amplitud, lo cual
hace más probable que un electrón en movimiento choque con los átomos, esto impide el
arrastre de los electrones por el conductor y, por tanto, también la corriente.

16. Voltaje (V) Intensidad (I) Resistencia (Ω) Potencia (W)
1.000 0.050 20.000 0.050
2.500 0.080 31.250 0.200
4.000 0.100 40.000 0.400
5.900 0.120 49.167 0.708
8.000 0.140 57.143 1.120
3. ¿En qué medida fue la mayor resistencia del filamento a un voltio que
cuando estaba frío?
Para ello tiene que determinar el valor aproximado de la resistencia del filamento usando
la ecuación: V = KRn
, determine los valores de K y n para poder extrapolar y hallar el R
aproximado del foquito (use la primera recta de regresión o ajuste lineal).
Tabla Nº02

17. Determinamos la ecuación experimental:
N 𝑿𝒊
𝒀𝒊
𝑿𝒊
𝒀𝒊
𝑿𝟐
𝒊
1 1.3010 0.0000 0.0000 1.6927
2 1.4949 0.3979 0.5949 2.2346
3 1.6021 0.6021 0.9645 2.5666
4 1.6917 0.7709 1.3040 2.8617
5 1.7570 0.9031 1.5867 3.0869
Σ𝑿𝒊
=7.8466 Σ𝒀𝒊
=2.6739 Σ𝑿𝒊
𝒀𝒊
=4.4501 Σ𝑿𝟐
𝒊
=12.4425
Hallando resistencia del foco para un voltio:
∴ 𝐿𝑎 resistencia del filamento del foco
caliente es 0.1375 Ω mayor en comparación
a cuando esta frío.

18. 4. Grafique en papel milimetrado Voltaje Vs. Resistencia de la tabla 2. Interprete el gráfico.
Voltaje (V) (Eje Y) Vs. Resistencia (Ω) (Eje X)
Se observa que la relación de voltaje y resistencia no varía
linealmente. En conclusión, no cumple la ley de Ohm.

19. 5. Compare y explique los resultados de la tabla 2 con la experiencia de la ley
de Ohm, para R = constante.
Tabla Nº02
Voltaje
(V)
Intensidad
(I)
Resistencia
(Ω)
Potencia
(W)
1.000 0.050 20.000 0.050
2.500 0.080 31.250 0.200
4.000 0.100 40.000 0.400
5.900 0.120 49.167 0.708
8.000 0.140 57.143 1.120
Tabla Nº01
Experiencia de Ley de Ohm
RESISTENCIA CONSTANTE: R=400 (Ω)
Voltaje (V) 1.8 4 6 7.5 12.5
Intensidad
(I)
0.005 0.01 0.018 0.023 0.035
Resistencia
(Ω)
360 400 333.333 326.087 357.143
Potencia
(W)
0.0075 0.04 0.108 0.1725 0.4375
Al igual que en el problema 1, la comparación se realiza entre tablas de datos de un material Óhmico y otro
no Óhmico, por lo cual la diferencia radica en que el primero mantiene sus valores experimentales de
resistencia alrededor de su valor teórico de 400 Ω, en cambio el segundo sufre un incremento en su
resistencia debido al efecto Joule.

20. 6. Grafique e interprete Potencia Vs. Resistencia de la tabla 2.
Tabla Nº02
Voltaje
(V)
Intensidad (I)
Resistencia
(Ω)
Potencia (W)
1.000 0.050 20.000 0.050
2.500 0.080 31.250 0.200
4.000 0.100 40.000 0.400
5.900 0.120 49.167 0.708
8.000 0.140 57.143 1.120

21. Determinamos la ecuación experimental:
N 𝑿𝒊
𝒀𝒊
𝑿𝒊
𝒀𝒊
𝑿𝟐
𝒊
1 1.3010 -1.3010 -1.6927 1.6927
2 1.4949 -0.6990 -1.0449 2.2346
3 1.6021 -0.3979 -0.6375 2.5666
4 1.6917 -0.1500 -0.2537 2.8617
5 1.7570 0.0492 0.0865 3.0869
Σ𝑿𝒊
=7.8466 Σ𝒀𝒊
=-2.4987 Σ𝑿𝒊
𝒀𝒊
=-3.5423 Σ𝑿𝟐
𝒊
=12.4425

22. Graficando:
Potencia (W) (Eje Y) Vs. Resistencia (Ω) (Eje X)
Se observa como la resistencia del filamento se incrementa debido al efecto
Joule, el cual es directamente proporcional a la potencia disipada.

23. CONCLUSIONES
- A través de los diferentes conceptos como potencial eléctrico, trabajo del campo eléctrico y carga, podemos hallar una relación existente
entre estos, permitiendo así poder hallar el trabajo y energía eléctrica de un circuito. Las cargas que se mueven de un punto A a un - - -
punto B a través de un conductor, en el que existe una diferencia de potencial eléctrico, lo hacen debido al trabajo realizado por el campo
eléctrico, donde a la vez dicho trabajo representa la energía utilizada o almacenada por el sistema.
- Cuando nosotros queremos saber la rapidez con la que se realiza un trabajo, en este caso trabajo de campo eléctrico, hacemos uso del
concepto denominado potencia eléctrica, el cual es definido como el trabajo eléctrico realizado por unidad de tiempo.
Sin embargo, podemos expresar la potencia eléctrica de diferentes maneras, en función del voltaje y la intensidad, en función de la
intensidad y la resistencia, y en función del voltaje y la resistencia.
- La energía eléctrica puede convertirse en otro tipo de energía, muchas veces esta energía se pierde o disipa en forma de calor, dando
paso a lo que nosotros conocemos como efecto Joule, concepto que establece que el calor
desarrollado cuando una corriente eléctrica atraviesa un conductor es proporcional
al cuadrado de la intensidad, a su resistencia y al tiempo durante el cual circula.

24. Referencias
● Guillén, A. y Miramira, B. (2020). Sexta Experiencia - Laboratorio Físico 3. Facultad de
Ciencias Físicas UNMSM. Recuperado de:
https://www.youtube.com/watch?v=VikvXLYhIRQ.