UNIVERSIDAD TECNOLOGICA METROPOLITANA METROPOLITANA Facultad de Ciencias Naturales, Matemáticas y Medio Ambiente Departamento de Física Laboratorio de Física
Profesor: Bernardo Carrasco Fis. 621 sección N° 2 Alumnos: Cristóbal Rojas Pino Yoko Romo Benavente
Informe de Laboratorio N° 6
Objetivo General: •
Tener dominio del comportamiento de diversos materiales electricos
Objetivos Específicos: •
• •
Distinguir entre. Materiales conductores: Materiales aislantes Materiales semiconductores
Marco Teórico
a) Conductores Ohmicos b) Conductores No Ohmicos
Al utilizarse masivamente la corriente eléctrica como fuente energética, se hace imprescindible conocer algunas de sus propieda des más importantes, y con ello buscar la mejor manera de aprovecharla. En los laboratorios realizados con anterioridad, se estudiaron conceptos como: diferencia de potencial, resistencia e intensidad eléctrica. Estos conc eptos están asociados y definidos por la Ley de Ohm, la cual establece una dependencia lineal entre el flujo de corriente y el voltaje obteniendose el valor de resistencia en un determinado circuito , esta relacion esta dada por R = V/I Tambien es necesario conocer que q ue exiten relaciones entre el voltaje y la intensidad donde la resistencia puede ser ohmica o no ohmica dependiendo de la linealidad o no linealidad que posea esta. Sus relaciones serian graficamente como las que se detallan a continuacion:
El concepto de "resistencia electrica " se interpreta entocnces como la medida de la dificultad que el conductor opone al paso de la corriente electrica"
Desarrollo experimental Materiales: a) Una fuente de corriente continua b) Tres resistencias de diversos valores c) Una apolleta para 12 volt d) Dos multimedidores e) Una placa de conexion f) Cables g) Un Diodo
Procedimiento:
1) Armar el circuito de la figura
a) En este cirucito colocar el elemento " resistencia electrica" , medir la corriente y tencion y construir una tabla b) Repetir lo anterior, cambiando la resistencia por una de las restanes. c) Medir la resistencia Ro de la ampolleta en frio d) Armar el circuito anterior , con el elemento apolleta, medir corientes y tensiones y con estos construir una tabla de valores e) En el circuito sugerido colocar l elemento diodo, medir corriente y tension y construir una tabla de valores
Resultados a) V(v) i(mA )
1,5 3,6
1 7
1,5 11
2 14
2,5 18
3 22
Tabla de datos obtenidas para una resistencia de 150 (ohm) Correccion dada la incerteza del voltimetro diguital y amperimetro analogo V + 0.4% de 20 Volt i (mA) + 2% de la escala (esca (escala la de 0.6 para el primer primer valor valor y escala de 60 para los siguientes) mA Ecuacion dada por
V= R x I + B
Donde: V= voltaje R = pendiente y constante de proporcionalidad Se aprecia una dependencia lineal ohmica b) V(v) i(mA)
0, 5 11
1 24
1,5 31
2 48
2,5 60
3 70
Tabla de datos obtenidas para una resistencia de 47 (ohm) Correccion dada la incerteza del voltimetro diguital y amperimetro analogo V + 0.4% de 20 Volt i (mA) + 2% de la escala escala de 60 mA Ecuacion dada por
V= R x I + B
Donde: V= voltaje R = pendiente y constante de proporcionalidad Se aprecia una dependencia lineal ohmica c) La resistencia Ro para la ampolleta de fue de 22.7 (ohm) d) V( v) i (mA)
1 12
2 18
3 24
4 28
5 32
6 36
7 40
8 43
Tabla de datos obtenidas para un elemento ampolleta Correccion dada la incerteza del voltimetro diguital y amperimetro analogo V + 0.4% de 20 Volt i (mA) + 2% de la escala escala 60 mA
Donde Y = Ax X(elevado 2) V= Ax I(elevado 2)
e) V (v) i (mA)
0,45 0,13
0,46 0,2
0,48 0,3
0,49 0,4
Tabla de datos obtenidas para un diodo Correccion dada la incerteza del voltimetro diguital y amperimetro analogo V + 0.4% de 20 volt i (mA) + 2% de la escala escala 0.6 mA
* La resitecia de la ampolleta aumenta de forma directamente proporcional al aumento de la temperatura
* La resistencia de la ampolleta no es ohmica, esto queda de manifiesto en lo obtenido en el grafico, no existe una relacion lineal dado un voltaje respecto a la intencidad.
* Un Diodo es un componente simi conductor que en una direccion permite el paso de corriente electrica y lo impide en sentido contrario , Un diodo no establecera conduccion alguna sino hasta que el voltaje hacia adelante alcance un umbral determinado, este voltaje depende de la composicion del diodo. Caracteristicas externas de un diodo: Los diodos en general estan contenidos en pequeños cilindros de vidrio. Una banda oscura marca la terminal del catodo , la terminal opuesta es el anodo
Si la corriente hacia adelante es excesiva , el chip semiconductor puede derretirse o agrietarse, provocando que los contactos se separen .Si el chip se derrite , el diodo podra repentinamente conducir en ambas direcciones . El calor resultante puede vaporizar el integrado.Una cantidad excesiva de voltaje inverso puede originar que el diodo conduzca en direcci direccion on equivo equivocada cada .Puest .Puesto o que este este voltaj voltajee es relati relativame vamente nte alto, alto, la repent repentina ina oscilacion de la corriente puede hacer que el diodo explote. Tipos de diodos:
Señal Pequeña: Pequeña: Los diodos de señal pequeña se utilizan para transformar baja corriente de CA a CC , detectar señales de radio , multiplicar el voltaje, realizar logica. absorver picos de voltaje, etc Rectificador de poder: Funcionalmente son identicos a los diodos de señal pequeña, pero pueden manejar una cantidad mucho mayor de corriente.Se instalan en envases de metal que absorven el exceso de calor y lo transfieren a una pileta de metal de calor.Se utilizan principalmente en suministro de energia. Zener: El diodo Zener esta diseñado para que tenga un voltaje de ruptura inverso especifico(conduccion) . Esto significa que un diodo zener puede funcionar como un interruptor sencible al voltaje.Los diodos zener pueden tener voltajes de ruptura de 2 a 200 volts (Vz). Emisor de luz: Todos los diodos emiten cierta radiacion electromagnetica cuando tienen una polarizacion directa. Los diodos elaborados con ciertos semiconductores (como el galio arsenurio fosfuro) emiten una radiacion considerablemente mayor que los diodos de silicio . Se les llama diodos emisores de luz (LED en ingles).
Fotodiodo: Todos los diodos responden en cierto grado cuano son iluminados por una luz. luz.Lo Loss diod diodos os espe especi cifi fica came ment ntee dis diseñad eñados os para para dete detect ctar ar lal laluz se llama laman n fotodiodos.Incluyen una ventana de vidrio o de plastico por donde entra la luz. Con frecuencia frecuencia tienen una region region de union grande y expuesta. Con el silicio se hacen buenos fotodiodos.
Utilidad practica de los diodos:
Rectificador de una sola onda. onda. Una señal ondulante CA se rectifica en una sola señal de polaridad CC
Rectificador de onda completa: Esta es una red de 4 diodos o rectificador rectificador de puente que rectifica las dos mitades de una señal de CA
Conclusiones Realizadas las experiencias se comprobo que existe una dependecia lineal en un sistema de voltaje versus intencidad obteneindose una constante de proporcionalidad, la resistencia, que es lo que sostiene la Ley de Ohm. Asi mismo quedo de manifiesto a traves del graficos de las mediciones que en el caso de la ampolleta no existe una relacion lineal entre el voltaje y la intensidad , esto se debe a que qu e la resistencia interna aumentara conforme aumenta la temperatura del filamemto esto explica su crecimiento parabolico, obteniendose un valor para su resistencia no ohmico.En el caso del diodo estudiado experimentalmente tambien se llego a la conclusion de ser un componente semiconductor de resistencia no ohmica, dado que se necesita un voltaje determinado para que recien entonces sea capaz de d e permitir el paso a la corrriente electrica; ademas es aislante en la direccion contraria al paso de la corriente, esto se comprobo al invertir el diodo y realizar una medicion de intensidad que tuvo como resultado un valor cero.
Bibliografía Nombre Nom bre del documen doc umento to
Autor Auto r
2) Física, Investiguemos 11, Ricardo Ramírez S 3) Mis Inicios en electrónica, Forrest M. Mimins, III
editori edit orial al
Voluntad Mc Graw Hill
