3 Informe Lab Resistencia Vrs Temperatura

RESISTENCIA VRS TEMPERATURA

“RESISTENCIA VRS TEMPERATURA”

LABORATORIO DE FISICA 3 #3

Rubén Chevez Lester Roche Jossira Tabora Daniela Cáceres

Instructor Gustavo Ocampo

San Pedro Pedro Sula, 22 de Agosto 2014 2014

Laboratorio 3 de Física 3

Página 1


I. RESUMEN INTRODUCTORIO

1. Objetivos de la experiencia 









Comprobación de la dependencia de temperatura de las resistencias de diferentes componentes eléctricos. Comprobación de la dependencia de temperatura del estado de conducción de voltaje en diodos semiconductores. Comprobación de la dependencia de temperatura del voltaje en los efectos Zener y Avalancha. Analizar el comportamiento de los termistores y diodos. Identificar el coeficiente Olveriano de diferentes materiales.

2. Precauciones experimentales 





Realizar el montaje cuidadosamente Tener precaución al momento de medir las corrientes en las diferentes resistencias, ya que podemos obtener una medición errónea si tocamos las terminales con nuestras manos. Regular correctamente el multímetro, es decir, observar si esta en la manera correcta para medir cada resistencia ya sea 20k, 200k, etc.


Página 2


3. Breve resumen del trabajo realizado Primero se introduce el termostato y el circuito de inmersión dentro de una bolsa plástica en el recipiente plástico con agua. Luego conectamos en paralelo con el circuito, un multímetro digital. Luego se usa el termostato para calentar el agua y medir los tipos de resistencia con la temperatura necesaria de acuerdo a la tabla de datos correspondiente. Por ultimo anotamos los valores de Resistencia vs. Temperatura.


Página 3


II. REGISTRO DE DATOS


Página 4


Resistencias

Z 2.7

(Ω)

Temperatura (°C) 28 40 52 64 76

Si

Ge

PTC

NTC

20kΩ

200Ω

2kΩ

200 M

200k

5 3.9 3.31 0.14

139 105 82.3 62.8

2.86 2.18 1.62 1.15

65.5 78 153.8 0.548

0.811 0.508 0.353 0.241

0.15

44.4

0.82

1

0.171

Ω

Temperatura (°C) 28

32

36

40

44

48

52

56

0.997 0.991 0.388 0.169

0.997 0.991 0.392 0.167

0.996 0.995 0.4 0.168

0.997 0.994 0.41 0.168

60

64

Resistencias (Ω)

Met C Cu CuNi

0.998 0.993 0.368 0.17

0.996 0.997 0.996 0.988 0.991 0.992 0.371 0.376 0.386 0.182 0.168 0.168


0.998 0.994 0.989 0.982 0.409 0.417 0.168 0.169

Página 5


III. CÁLCULOS Diferencia R-R28 (Ω) Vs. iferencias T-28 (°C)

2832

3236

3640

4044

4448

4852

5256

5660

CuNi

0.0176

-0.019

0

0.0015

-0.003

0.0015

-0.01

0.0125

0.00

Cu

0.002

0.0033

0.0067

0.0013

0.0026

0.0051

0.00625

-0.006098

0.00

Diferencia R-R20 (Ω) Vs. Diferencias T-28 (°C) Z 2.7 (200M) Si (200k Ω) Ge (20k Ω) PTC (200k Ω) NTC (2k Ω)


28-40

28-52

28-64

28-76

-0.018 -0.014 -0.027 -0.02 -0.02 -0.017 -0.015 -0.014 -0.0198 -0.018 -0.017 -0.015 0.0159 0.056 -0.0045 -0.02 -0.031 -0.024 -0.020 -0.016

Página 6

60 64



Página 7



Página 8



Página 9



Página 10


IV. RESULTADOS 

Gráficas. Deberá incluir las gráficas R vs. T de la siguiente manera:

a) Gráfica única para el resistor de cobre-níquel CuNi vs. T 0.185

0.182

0.18 0.175 i N u 0.17 C

0.169 0.17

0.168

0.168 0.168

0.165

0.168

0.168

0.168 0.169

0.168

0.167

0.168

0.16 0.155 28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

72

76

T

b) Gráfica única para el resistor de cobre Cu vs. T 0.432

0.44 0.42

0.426

0.432

0.417

0.41

0.409

56

60

0.4 0.4 u 0.38 C

0.368

0.371

28

32

0.386

0.388

40

44

0.392

0.376

0.36 0.34 0.32 36

48

52

64

68

72

T


Página 11

76

RESISTENCIA VRS TEMPERATURA c) Gráficas combinadas para los resistores de metal y el carbón C, Met vs. T 2.5 0.993

0.988

0.991

0.992

0.991

0.991

0.995

0.994

0.989

0.982

0.977

0.978

0.986

0.998

0.996

0.997

0.996

0.997

0.997

0.996

0.997

0.998

0.994

0.994

0.979

0.985

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

72

76

C

0.993

0.988

0.991

0.992

0.991

0.991

0.995

0.994

0.989

0.982

0.977

0.978

0.986

Met

0.998

0.996

0.997

0.996

0.997

0.997

0.996

0.997

0.998

0.994

0.994

0.979

0.985

2 t e M , C

1.5 1 0.5 0

T

d) Gráficas combinadas para todos los resistores anteriores 3

Met, C, Cu, CuNi vs. T 2.5 i N u C , u C , C , t e M

2

1.5

1

0.5

0

T

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

72

76

CuNi

0.17

0.182

0.168

0.168

0.169

0.167

0.168

0.168

0.168

0.169

0.168

0.168

0.168

Cu

0.368

0.371

0.376

0.386

0.388

0.392

0.4

0.41

0.409

0.417

0.432

0.426

0.432

C

0.993

0.988

0.991

0.992

0.991

0.991

0.995

0.994

0.989

0.982

0.977

0.978

0.986

Met

0.998

0.996

0.997

0.996

0.997

0.997

0.996

0.997

0.998

0.994

0.994

0.979

0.985


Página 12

RESISTENCIA VRS TEMPERATURA e) Gráficas combinadas para los termistores PTC y NTC NTC, PTC vs T 180 160

y = -20.645x + 121.71

140 C T P , C T N

120 100 80 60 40 20 0

y = -0.1547x + 0.8809 28

40

52

64

76

NTC

0.811

0.508

0.353

0.241

0.171

PTC

65.5

78

153.8

0.548

1

T NTC

PTC

Linear (NTC)

Linear (PTC)

f) Gráficas combinadas para los diodos Diodos vs T

s o d o i D

160 140 120 100 80 60 40 20 0

28

40

52

64

76

Ge

2.86

2.18

1.62

1.15

0.82

Si

139

105

82.3

62.8

44.4

5

3.9

3.31

0.14

0.15

Z 2.7

T Z 2.7


Si

Ge

Página 13

RESISTENCIA VRS TEMPERATURA g) Gráfica combinada con todas las curvas. Utilice una escala logarítmica (base 10) para el eje vertical.

RESISTENCIAS VS T Z 2.7

Si

Ge

PTC

NTC

Met

Met

Cu

CuNi

1000

100

S A I C N E T S I S E R

10

1 28

40

0.1


52

64

76

T

Página 14

RESISTENCIA VRS TEMPERATURA 

Valores numéricos. Los que permiten conocer los distintos coeficientes, según los casos:



Gráficas lineales; mediante la pendiente ( Z2.7, C, Cu, Met, CuNi) Z 2.7 Z 2.7 5

6

Linear (Z 2.7) 3.9

y = -0.1122x + 8.3327 R² = 0.9078

3.31

4 2

0.14

0.15

0 -2 0

10

20

30

40

50

60

70

80

T

y = -0.0002x + 1.0069 R² = 0.4565

Met Met 1.01 1 0.99 0.98 0.97

Linear (Met)

0.9980.9960.9970.9960.9970.9970.9960.9970.998 0.9940.994 0.985 0.979

0

10

20

30

40

50

60

70

80

T

y = -0.0002x + 1.001 R² = 0.4249

C C

Linear (C)

0.9950.994 0.993 0.9910.9920.9910.991 0.989 0.988 0.986 0.982 0.978 0.977

1 0.99 0.98 0.97 0

10

20

30

40

50

60

70

80

T

y = 0.0014x + 0.3265 R² = 0.9771

Cu Cu

Linear (Cu)

0.45 0.4 0.3860.3880.392 0.376 0.3680.371

0.4

0.4320.4260.432 0.41 0.4090.417

0.35 0

10

20

30

40

50

60

70

80

T


Página 15

RESISTENCIA VRS TEMPERATURA y = -0.0001x + 0.175 R² = 0.1945

CuNi CuNi

Linear (CuNi)

0.182

0.19 0.18 0.17 0.16

0.17

0

10

20

0.1680.1680.1690.1670.1680.1680.1680.1690.1680.1680.168

30

40

50

60

70

80

T



Gráficas no lineales (NTC, PTC, Silicio)

PTC 200 52, 153.8

150 100 40, 78

28, 65.5

50 0 0

10

20

30

40

50

60

64, 0.548 70

76, 1 80

NTC 1 28, 0.811

0.8 0.6

40, 0.508

0.4

52, 0.353 64, 0.241

0.2

76, 0.171

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

Si 150

28, 139 40, 105

100

52, 82.3 64, 62.8

50

76, 44.4

0 0

10


20

30

40

50

60

70

80

Página 16

RESISTENCIA VRS TEMPERATURA 

Comparación con los valores ‘standard’ de los coeficientes

Z 2.7 Si Ge PTC NTC CuNi Cu

Valores Calculados

Valores Estándar

-0.018 -0.02 -0.0198 0.0159 -0.031 0.0176 0.002

-0.048 0.045 -0.045 0.0002


0.0039

Variacion -142.4242 -183.0189 -45.16129 98.86364 -95

Página 17


V. CUESTIONARIO 1. Estudie el modelo de conducción metálica en su libro de Física y en base a él explique a nivel atómico el motivo del aumento de la resistencia con la temperatura en los conductores metálicos. R= El aumento de la resistencia con la temperatura en conductores metálicos se da debido a que en sus posiciones de cristal en este casa los iones metálicos esto interfieren con el movimiento de los electrones y cuando aumenta el movimiento térmico de los iones metálicos esto significa que la corriente se retarda.

2. Muchos metales presentan una fase superconductora a partir de cierta temperatura. Kammerlingh-Onnes fue el primero que encontró este comportamiento en el mercurio. Investigue sobre la curva resistividadtemperatura que él encontró para este metal. Presente esa gráfica y explique la ventaja económica que representarían líneas de transmisión superconductoras. R= La resistencia es técnicamente cero en un superconductor pero eso no significa que sea totalmente cero debido a que nunca puede ser cero. Entonces sin que este recaliente o se tenga que renovar la fuente en este caso de potencia la electricidad puede circular por él. Para poder nosotros lograr crear un superconductor nosotros deberíamos de enfriar los materiales a temperaturas muy bajas. Entonces no ocurre desperdicio de temperatura entonces su rendimiento y además su eficiencia son bien elevados a comparación a lo que se utiliza.

3. Las pérdidas de potencia enviada por una línea de transmisión son debidas a la disipación de calor por efecto óhmico. Como ha visto, el aumento de temperatura aumenta aún más esas pérdidas. a) ¿Qué ventaja representa para transmisión de potencia el que la diferencia de tensión en las líneas sea muy alta (valores típicos de 230 KV), en lugar de ser, por ejemplo de 480 V o de 250 V? Presente su razonamiento con las fórmulas correspondientes que hagan ver el porqué de tensiones muy altas. R= si existe un valor alto para las corrientes y resistencias la potencia que resultara va a ser mucho mayor debido a que p=l2r y debido a esto las tensiones encontradas en las líneas tienden a ser muy altas. Entonces también el voltaje será bastante alto debido a que este se encuentra Laboratorio 3 de Física 3

Página 18

RESISTENCIA VRS TEMPERATURA relacionado con la corriente y con la resistencia estos los podríamos determinar por medio de la ley de OHM. Resistencia potencia y tensión todos se encuentran relacionados por P=v2/R.

b) En una línea de cobre de 25 Km, ¿qué porcentaje adicional de pérdida de potencia supondría un aumento de temperatura de 10 a 35°C?

1. R= el aumento en la temperatura, esto también significaría un aumento en las resistencias debido a que temperaturas las cuales son altas impiden que esto suceda. Entonces esta línea a 25 Km el cual tiene un aumento de 10 a 35 Celsius. Entonces la temperatura subió por un porcentaje de 250 entonces esto tendrá un paso de 1/3.5 menos del cual tenía.


Página 19

3 Informe Lab Resistencia Vrs Temperatura

Recommend Documents