FACTORES QUE DETRMINAN LA RESITENCIA ELECTRICA.
PRESENTADO POR: JOCSAN ALTAMAR MAURICIO BLANCO JAVIER GONZALEZ ALAVRO MARTINEZ
GRUPO: AN
PRESENTADO A: Ing. DAVID GONZALEZ.
ASIGNATURA: LAB. FISICA III
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE UAC
BARRANQUILLA, 21 DE ABRIL DEL 2012
INTRODUCCIÓN. En esta nueva sección se estudiarán el comportamiento de la resistencia eléctrica de un mismo material cuando cambian las condiciones de este mismo, tales como su longitud y su calibre (área transversal o grosor) a fin de verificar que estas variables guarden una relación con la oposición al paso de la corriente eléctrica tal y como es descrito en libros de física teórica y observado en la vida practica. Se analizara el comportamiento de las resistencias de otros materiales utilizados en esta experiencia para poder estudiar sus semejanzas y diferencias de acuerdo a las variables mencionadas.
OBJETIVOS. Analizar el comportamiento de la resistencia eléctrica de conductores de distintos materiales. Estudiar el comportamiento de la resistencia eléctrico de un conductor de un mismo material pero de distinta sección transversal. Estudiar el comportamiento de la resistencia eléctrica de conductores de un conductor de un mismo material y sección trasversal pero de distinta longitud.
MARCO TEÓRICO. Factores que determinan la resistencia eléctrica: Los factores principales que determinan la resistencia eléctrica de un material son: la resistividad del material, la longitud del material, la sección o área transversal y su temperatura. Un material puede ser aislante o conductor dependiendo de su configuración atómica, y podrá ser mejor o peor conductor o aislante dependiendo de ello. Entre los factores que determina la resistencia eléctrica, cuando se establece una diferencia potencial entre dos puntos de un material, esta su constitución, es decir, el elemento o compuesto del que está elaborado el material influye de manera importante en su comportamiento. Por ejemplo: dos barras idénticas en dimensiones y forma, una de cobre y otra de hierro, si se somete a la misma diferencia de potencial entre puntos equivalentes, tienen resistencias diferentes, siendo el de cobre menor que el de hierro. Este factor relacionado con la constitución del material se caracteriza a través de una magnitud física llamada resistividad; valores altos de ella en una sustancia nos indican que es poco conductora de electricidad y valores bajos nos señalan lo contrario. Esta información ya viene dada y se puede encontrar en cualquier libro o en la web. Recuerde siempre: Un material de mayor longitud tiene mayor resistencia eléctrica. Un material con mayor sección transversal tiene menor resistencia eléctrica Un material de menor sección transversal ofrece mayor resistencia al paso de la corriente de el de mayor sección Los materiales que se encuentran a mayor temperatura tienen mayor resistencia eléctrica La resistencia varia su valor cuando la temperatura cambia, es por este motivo que el circuito que contenga estos elementos debe funcionar en ambientes donde la temperatura sea normal y constante. Si no fuese así y la temperatura en el lugar donde está el elemento variara una temperatura que se conoce, entonces se puede obtener el nuevo valor de la resistencia. Este nuevo valor de la resistencia a una temperatura dada se obtiene utilizando la siguiente fórmula:
Rt1 = Rto 1 + 𝛼 𝑡₁ − 𝑡ₒ Donde:
Rt1, Resistencia final a la temperatura final, en ohmios. Rto, Resistencia inicial a la temperatura inicial, en ohmios. 𝛼, Coeficiente de temperatura
𝑡₁ , temperatura final en °C 𝑡ₒ , temperatura inicial en °C
DESCRIPCION DE LA EXPERIECNIA. MATERIALES USADOS EN LA EXPEREINCIA: para la siguiente experiencia se necesito los siguientes materiales: Sensor Cassy Adaptador de corriente Cables USB Software Cassy-lab Tablero de conexión Puente de conexión (1) Cable konstantan Ø0.7 mm(2) Cable konstantan Ø0.5 mm(1) Cable konstantan Ø0.35 mm(1) Cable konstantan Ø1 mm(1) Cable de cobre Ø0.5 mm (1) Porta alambres Bombillos de 12 V (1) Porta bombillos (1) Interruptor (1) Fuente de poder Cables rojos (4) Cables azules (4)
MONTAJE DEL EQUIPO Y PROCEDIMIENTO DE LA REALIZACIÓN DE LA EXPERIENCIA:
Primera parte: Primero monte un circuito en serie en el tablero de conexión utilizando una bombilla de 12 V y su respectivo porta bombilla, un interruptor, seguidamente conecte un cable Figura A. Montaje del circuito de poder de la fuente a la terminal del circuito en serie y la otra terminal de circuito conecte por medio de un puente el cable konstantan, después de esto conecte el terminal del cable a la fuente, observe la figura A.
Segunda parte: Conecte el circuito que realizamos posteriormente al sensor Cassy, conectando el canal A (input A) en series y el canal B (input B) siga las instrucciones del docente y fíjese que es circuito quede como el que se muestra en la figura B
Figura B. Montaje del sensor al circuito de fuerzas
PARA MEDIR EL VOLTAJE: se activa en sensor CASSY, se hace clic sobre el canal (INPUT B) del sensor. Luego se escoge el rango apropiado en el cuadro de dialogo parámetros de medición, para la medición que se vaya a llevar a cabo. Recuerde que esta medición siempre se lleva a cabo en el paralelo; observe que aparece en la configuración de entrada del sensor la magnitud de la tensión para un rango de hasta 30 Voltios. Para este experimento se escoge el rango de hasta 30 Volteos con el cero a la izquierda. Observe que cambian el color de las terminales en el canal B que inicialmente estaban de color negro, a azul y rojo. El programa automáticamente le abrirá una ventana donde se puede observar lo siguiente:
PARA MEDIR EL INTENSIDAD DE CORRIENTE: o amperaje se debe activar en el canal A (INPUT A) del sensor CASSY con un clic. Aparece por defecto activada la tensión en el cuadro de configuración; ahora se escoge la magnitud corriente y observe que cambia de color la terminal roja que aparece en el amperímetro, El programa automáticamente le abrirá una ventana donde se puede observar lo siguiente: Ahora escoja el rango de medición de amperaje hasta 0.1 A y coloque el cero a la izquierda. Como este es un circuito de corriente constante, se escoge registro manual con el botón “visualizar parámetros de mediciones”
Seguidamente se da clic sobre la pestaña parámetro/formulas y se empieza a digitar los siguientes parámetros, constantes o formulas: Magnitud Pi (π) resistividad (ƿ) longitud (L) Diámetro(d) Área(A) Resistencia (R)
Tipo constante parámetro parámetro parámetro formula formula
Valor
Símbolo
3.14
&p &r L d A R
π d2/4 (&r*L)/A
Unidad
Desde
Hasta
Decimales
&w*&m m m m2 &w
0 0 0 0 0 0
3.14 49E-8 2 0.001 7.85E-7 100
4 9 1 3 9 3
Tenga en cuenta que esta experiencia se realizo en tres partes, a continuación se describe el proceso con el que se realizo el experimento:
Conductividad de diferentes materiales: use el alambre de konstantan de Ø0.5 mm y el alambre de cobre de Ø0.5 mm, coloque cada vez uno de los hilos entre las terminales del soporte, cierre el interruptor y mida la intensidad, espere que en software le arroje todos los datos. Conductividad de el mismo material y longitud, pero de diferente sección transversal: use los hilos de konstantan de Ø0.35 mm, Ø0.5 mm, Ø0.7 mm y Ø1 mm; respectivamente repita el mismo procedimiento del experimento anterior para conectarlo. Conductividad de el mismo material y sección transversal, pero diferente longitud: use el el hilo de konstantan de Ø0.7 mm; coloque el hilo de konstantan a la longitud máxima del soporte de los cables, luego siga las indicaciones del docente.
RESULTDOS: Resistencia de distintos materiales de igual longitud y sección transversal: Resistencias konstantan cobre
Tabla 1 IA1 /A 0.098 A 0.100 A
UB1 /V 0.245 V 0.035 V
P/Ωm 0.000000490 Ωm 0.000000017 Ωm
Resultados obtenido por el software:
L/m 1m 1m
d/m 0.0005 m 0.0005 m
A/m2
R/Ω 2
0.000000196 m 0.000000196 m2
2.496 Ω 0.087 Ω
Resistencia de un alambre de igual material y longitud, pero distinta sección transversal
Tabla 2
Resistencias
IA1 /A
Konstantan Ø0.35 Konstantan Ø0.50 Konstantan Ø0.70 Konstantan Ø1.00
0.097 A 0.099 A 0.099 A 0.098 A
UB1 /V 0.495V 0.246 V 0.129 V 0.061 V
P/Ωm 0.000000490 Ωm 0.000000490 Ωm 0.000000490 Ωm 0.000000490 Ωm
Resultados obtenido por el software:
L/m 1m 1m 1m 1m
d/m 0.00035 m 0.00050 m 0.00070 m 0.00100 m
A/m2
R/Ω 2
0.000000096 m 0.000000196 m2 0.000000385 m2 0.000000785 m2
5.093 Ω 2.496 Ω 1.273 Ω 0.624 Ω
Resistencia de un alambre de igual material y sección trasversal, pero distinta longitud
Tabla 3
Resistencias
IA1 /A
Konstantan Ø0.70 Konstantan Ø0.70
0.099 A 0.098 A
UB1 /V 0.129 V 0.262 V
P/Ωm 0.000000490 Ωm 0.000000490 Ωm
Resultados obtenido por el software:
L/m 1m 2m
d/m 0.00070 m 0.00070 m
A/m2
R/Ω 2
0.000000385 m 0.000000385 m2
1.273 Ω 2.546 Ω
RESPONDA EL SIGUIENTE CUESTIONARIO. (pág.26) 1. Que nos dicen las intensidades medidas en la tabla 1, sobre la resistencia eléctrica de estos materiales? 2. Que influencia tiene la sección transversal (área transversal) de un conductor sobre la resistencia eléctrica?
3. Que influencia tiene la longitud de un conductor sobre la resistencia eléctrica? 4. Observaciones y conclusiones?
CONCLUSIÓN.
