PRACTICA N° 7: RESISTENCIA DE LOS CONDUCTORES 1.-Objetivos
Determinar experimentalmente el valor de la resistencia y resistividad eléctrica de diferentes alambras conductores, utilizando la LEY DE POUILLET Graficar V=f (L) y R=f (L); utilizando papel milimetrado. 2.-Equipo y Esquema 2.1.-Equipo:
Placa de circuito y enchufes de puente. Placa de arrollamiento (P). Interruptor y cables de conexión. Amperímetro y voltímetro. Fuente de tensión DC (12V). Alambres conductores: Nicromo, Constantan, Hierro y Cobre.
2.2.-Esquema:
3.-Procedimiento Experimental
5.1.-Instalamos el circuito como muestra la figura del esquema y verifique que el interruptor se encuentre abierto y el regulador de la fuente de tensión en cero. Solicite la verificación por parte del profesor. 5.2.-En la placa de arrollamiento (P), se tiene un alambre conductor enrollado de 25 vueltas, siendo la longitud de cada vuelta del alambre igual a 0.08m. 5.3.-Tome un cable de conexión y colóquelo por uno de sus extremos en el punto (B) y en el otro extremo coloque una pinza cocodrilo. 5.4.-Manteniendo el interruptor abierto (posición “O”) y la fuente de tensión en valor, mínimo, cuente 5 vueltas del alambre conductor a partir del punto C y conecte en la quinta vuelta la pinza cocodrilo. 5.5.-Regule la fuente de tensión en 3V, manteniendo este valor durante toda la experiencia. 5.6.-Cierre el interruptor y mida la diferencia de potencial (V) y el valor de la intensidad de corriente (I). Anote estos valores en la tabla respectiva. 5.7.-Aumente el numero de vueltas del alambre de cinco en cinco, como se indica en la tabla y mida la diferencia de potencial (V) y el valor de la intensidad de corriente (I). Anote estos valores en la tabla respectiva. 5.8.-Cambie el alambre y repita los procedimientos (5.7) y (5.8).
TABLA 1
Tabla
I
II
III
IV
Material
Nicromo ϕ =0.25mm A=4.91x10-8m2
Nicromo ϕ=0.35mm A=9.62x10-8m2
Constantan ϕ =0.35mm A=4.91x10-8m2
Cobre ϕ =0.20mm A=3.14x10-8m2
Vuelta
L(m)
V(V)
I(A)
R (Ω)
p(Ωm)
o (ΩM )-1
5
0.4
4.0
0.44
9.09
1.12x10-6
0.89x10-6
10 15 20 25 5
0.8 1.2 1.6 2.0 0.4
4.10 4.76 5.01 5.21 4.02
0.24 0.17 0.14 0.12 0.80
17.08 28 35.78 43.33 5.025
1.05x10-6 1.15x10-6 1.10x10-6 1.06x10-6 1.21x10-6
0.95x10-6 0.87x10-6 0.89x10-6 0.90x10-6 0.99x10-6
10 15 20 25 5
0.8 1.2 1.6 2.0 0.4
4.70 4.95 5.07 5.15 3.40
0.50 0.36 0.28 0.23 1.48
9.4 13.75 18.11 22.39 2.30
1.13x10-6 1.10x10-6 1.09x10-6 1.08x10-6 5.53x10-6
0.82x10-6 0.85x10-6 0.90x10-6 0.92x10-6 0.93x10-6
10 15 20 25 5
0.8 1.2 1.6 2.0 0.4
4.01 4.32 4.61 4.76 2.86
0.95 0.70 0.57 0.47 0.93
4.22 6.17 8.09 10.13 3.08
5.07x10-6 4.95x10-6 4.65x10-6 4.87x10-6 2.42x10-6
1.97x10-6 2.02x10-6 2.15x10-6 2.05x10-6 4.14x10-6
10 15 20 25
0.8 1.2 1.6 2.0
3.60 4.31 4.40 4.57
0.74 0.63 0.49 0.43
4.87 6.84 8.63 10.63
1.91x10-6 1.79x10-6 1.70x10-6 1.67x10-6
5.23x10-6 5.59x10-6 5.90x10-6 5.99x10-6
4.- Análisis de datos experimentales
6.1.- Calcule el área de la sección transversal de cada alambre A (m2). 6.2.- Calcule la resistencia eléctrica R(Ω) y A(m2) 6.3.- Calcule la resistividad p (Ω .m) y anote estos valores en la tabla respectiva. 6.4.-Indique la relación existente entre L (m) y R (Ω). 6.5.-Indique la relación entre R (Ω) y A (m2) para todos los alambres. 6.6.- ¿Qué puede inferir de los valores de P en las tablas I y II.
6.7.- Grafique en papel milimetrado V=f(L) y R=f(L) para cada alambre y calcule la pendiente de cada recta. ¿Que representa cada pendiente?. 6.8.-Calcule la conductividad. Añada una columna adicional en la tabla 1. 5.-Comparacion y Evaluación experimental
7.1.-Compare los valores de la resistividad del Nicromo para las tablas I y II. 7.2.-Compare los valores de la resistividad obtenidos experimentalmente para los alambres conductores con los valores bibliográficos. 7.3.-Evalue que material es mas conductor 6.-Conclusiones
Señale las conclusiones que usted extrae de la experiencia realizada tomando en cuenta el desarrollo experimental y los objetivos planteados. La resistencia de un conductor varía según el material. Si la longitud del conductor se eleva al doble, la posibilidad de las colisiones entre electrones se eleva también al doble, e igual lo hará la resistencia. La resistencia de un conductor metálico es directamente proporcionada su longitud.
Si el área seccional se aumenta, se facilita el movimiento de los electrones. Este fenómeno se asemeja al agua que fluye más fácilmente en un tubo de gran diámetro. Si el área de sección se aumenta al doble, la probabilidad de colisión de los electrones se reduce a la mitad.
La resistencia de un conductor metálico es inversamente proporcional al área de sección.
7.- Cuestionario final 7.1.- ¿Cómo influye el área de la sección transversal del conductor en su resistencia?
A mayor área, se tendrá mayor espacio para que fluyan los electrones, por lo que serán menores los choques que se origen con los átomos de cobre que en uno de menor área; por lo tanto, a mayor área será menor la resistencia del conductor. Si el área de un conductor aumenta el doble, disminuye a la mitad la resistencia; y a la inversa, al disminuir el área a la mitad, aumenta al doble la resistencia del conductor. Cuando dos magnitudes varían en sentido opuesto una respecto a la otra, se dice que varían inversamente. En base a esto, se dice que la resistencia de un conductor es inversamente proporcional al área de su sección transversal.
7.2.- Dos conductores tienen igual R e igual L, pero uno de ellos tiene doble sección transversal. Como están relacionadas su conductividades.
Si el área de un conductor aumenta el doble, disminuye a la mitad la resistencia; y a la inversa, al disminuir el área a la mitad, aumenta al doble la resistencia del conductor. Cuando dos magnitudes varían en sentido opuesto una respecto a la otra, se dice que varían inversamente. A mayor sección mayor conductividad Conductividad G=1/R G1 conductor 1 si este es mayor diámetro G2=conductor 2 2G1:G2
