TABLA DE CONTENIDO Pag RESUMEN
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OBJETIVOS
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DESARROLLO TEORICO
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DETALLES EXPERIMENTALES 6 PROCESAMIENTO DE DATOS 6 CONCLUSIONES
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RESUMEN
Con este informe lo que se busca es encontrar la resistencia de un material conductor como lo es el cobre y el aluminio, y a la vez saber cómo es que la corriente y el voltaje, interactúan entre sí, en un material para lograr hallar la resistencia de dicho material. En esta práctica, se halló la resistencia de los materiales del cobre y del aluminio, induciéndoles un voltaje. Se midió a ciertas distancias las diferencias de potencial en estos puntos. Este mismo proceso se hace para las dos varillas, y tales resultados se anotaron en unas tablas para su posterior análisis.
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OBJETIVOS: Objetivo General: Analizar la relación Voltaje-Corriente en un material conductor y determinar la resistividad. Objetivos Específicos: 1. Determinar el valor de la resistividad para el Cobre y el Aluminio. 2. Analizar la relación entre la intensidad de corriente y el voltaje de conductores de diferente longitud y determinar su resistencia. DESARROLLO TEORICO: Cuando una corriente eléctrica I circula por un conductor, la diferencia de potencial eléctrica V entre sus extremos está dada por la siguiente expresión: V =RI , por lo tanto :R=
V I
Siendo R una constante de proporcionalidad característica del conductor llamada Resistencia eléctrica. El valor numérico R depende del material del que está hecho el resistor, así como de su forma geométrica. En el caso de que el conductor tenga forma de un alambre cilíndrico de longitud L y área transversal A, la resistencia r está dada por la expresión: R= ρ
L A
Podemos concluir entonces que: V L =ρ I A Siendo
ρ
la resistividad eléctrica del material. La resistividad de la
resistencia eléctrica específica de un material y se mide en ohmios por metro ( Ω .m). Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que se da una idea de lo 3
buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicara que es un buen conductor. Generalmente la resistividad de los mestales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de temperatura.
DETALLES ESPERIMENTALES MEDIDA DE LA RESISTIVIDAD DE MATERIALES 1. Realice el montaje mostrado en la figura 1.
2. Mida el diámetro de la varillas de aluminio y cobre. (tabla 1) 3. Conecte lo extremos de la varilla de cobre en serie con el amperímetro y la fuente. 4. Para medir los voltajes es necesario ajustar el amplificador con los siguientes parámetros: low Drift R= 5. 6. 7.
8.
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, Timer Constant = 0
seg. Ajuste la escala del voltímetro en 2V (DC) y la escala del amperímetro en 20 A (DC). Establezca un voltaje de 4V (DC) en el circuito y una corriente (de 1A 1.5A). Coloque los dos cables de medición del voltaje en un mismo punto y con el botón de calibración fina del amplificador lleve a cero el valor medio por el voltímetro. Mantenga fijo un cable de medida del voltaje en el primer agujero de la varilla, mida la distancia entre este y el siguiente agujero y mida la diferencia de potencial entre estos dos puntos. Lleve los datos a la tabla 2.
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9. Repita el numeral anterior para los demás agujeros de la varilla, sin cambiar el valor de la corriente (tabla 2). El valor de L en cada caso es la distancia entre el primer agujero y el agujero en cuestión. 10. Con otro valor para la corriente en el circuito, repita el procedimiento. (tabla 3) 11. Cambie la varilla de cobre por la varilla de aluminio y repita todo el procedimiento anterior. (tabla 4) PROCESAMIENTO DE DATOS: 1. Complete la tabla 2. Calcule el área transversal de las varillas de cobre y aluminio. Tabla 1. Medidas de varillas Materi al Cobre Alumin io
Diámet ro 2.5 2.5
Área 4.90 4.90
2. Complete las tablas 2,3 y 4. Determine el valor V/I y L/A para cada una de las medidas tomadas. Tabla 2. Varilla de cobre I=1.30 L 3.5
V 0.01
V/I 7.69*
L/A 0.71
10−3 7
0.02
15.38*
1.42
−3
10 10.5
0.03
23.07*
2.14
−3
10 14
0.05
38.46*
2.85
−3
10 17.5
0.07
53.84*
3.57
−3
10 21
0.08
61.53*
4.28 5
10−3 Tabla 3. Varilla de cobre I=1.60 L 3.5
V 0.01
V/I 6.25*
L/A 0.71
10−3 7
0.04
25*
1.42
−3
10 10.5
0.06
37.5*
2.14
−3
10 14
0.08
50*
2.85
−3
10 17.5
0.10
62.5*
3.57
−3
10 21
0.12
75*
4.28
10−3 Tabla 4. Varilla de aluminio I=1.60 L 3.5
V 0.01
V/I 6.25*
L/A 0.71
−3
10 7
0.04
25*
1.42
−3
10 10.5
0.07
43.75*
2.14
−3
10 14
0.11
68.75*
2.85
−3
10 17.5
0.14
87.5*
3.57
−3
10 21
0.17
106.25*
4.28
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10−3 3. Que representa la relación V/I? La relación V/I representa la resistencia que tiene el material al aplicar cierto voltaje sobre una corriente que es continua en un sistema. 4. Grafique la relación V/I contra L/A con los datos de la tabla 2. Determine la pendiente de esta gráfica. Que representa este valor?
m=
61.53∗10−3 −6.25∗10−3 =15.48∗10−3 4.28−0.71
La pendiente representa un aumento de la resistencia ( Ω ) por cada L/A, es decir es directamente proporcional a la longitud, pero inversamente proporcional al área transversal. 5. Calcule la resistividad del cobre. V 2 −V 1 l −l =ρ 2 1 I A 0.08−0.01 21−3.5 =ρ 1.30 4.90
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0.053=3.571 ρ
0.053 =ρ 3.571 0.014=ρ 6. Grafique la relación de V/I contra L/A con los datos de la tabla 3. Determine la pendiente de esta gráfica. El valor obtenido es muy cercano al valor encontrado en la grafica anterior? Explique.
−3
m=
−3
75∗10 −6.25∗10 =19.25∗10−3 4.28−0.71
La pendiente de la tabla 2 y de la tabla 3 son parecidas, por que el material al que se le aplica la corriente es el mismo. 7. Grafique la relación V/I contra L/A con los datos de la tabla 4. Determine la pendiente de esta gráfica. Que representa este valor? Calcule la resistividad del aluminio. 8
m=
106.5∗10−3 −6.25∗10−3 −3 =28.08∗10 4.28−0.71
La grafica representa una relación directamente proporcional entre V/I y L/A ya que si aumenta V/I también aumenta L/A. Resistividad del Aluminio: 106.5∗10−3 −6.25∗10−3=ρ( 4.28−0.71) 100.25∗10−3 =3.57 ρ 100.25∗10−3 =ρ 3.57 ρ=28.08∗10−3 8. Si pasa la misma corriente a través de dos alambres semejantes de áreas desiguales. Cual se calentará más y porqué? Se va a calentar mas el de área menor porque no va a tener una resistencia que soporte a la corriente que pasa a través de él.
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CONCLUSIONES
Se aprendió, como interactúa la corriente en un material conductor, como es el cobre y el aluminio. Se aprendió hallar la resistividad del cobre y del aluminio. El cobre y el aluminio son buenos conductores. La resistencia (R) es directamente proporcional a la longitud (l), e inversamente proporcional al área transversal (A). No importa cuanta corriente se le aplique al conductor su resistencia no cambia. El voltaje (v) es directamente proporcional ala longitud (L) y la corriente (I), e inversamente proporcional al área (A). La corriente (I) es directamente proporcional al voltaje (V) y el área, e inversamente proporcional ala longitud (L).
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