Post on 02-Feb-2020
DE LO TEORICO A LO EMPIRICO
ANALISIS DE RESISTENCIAS ELECTRICAS
Kelly Amanda Chiara Flores, Luis Gustavo Marca Quispe, Viviana Quispe Mayta
Kelly Luis Viviana
RESUMEN
En el presente trabajo se observará, para empezar una serie de definiciones que facilitarán la
comprensión del experimento, a su vez se citará los materiales usados para dicha prueba; con
respecto al núcleo del documento se presentará una variedad de ejemplos con su respectiva
comprobación de la parte teórica a la experimental, para finalizar se expondrán el análisis de
los resultados obtenidos.
INTRODUCCION
La electricidad técnicamente nos rodea pues estamos acostumbrados a convivir con
fenómenos eléctricos tanto naturales (el rayo, la electricidad estática, entre otros), como
artificiales (la iluminación de nuestros hogares, el funcionamiento de los electrodomésticos y
máquinas eléctricas y demás).
En la sociedad actual, la electricidad constituye una parte importante de todos y en cada uno
de los aspectos de la vida y cuando nos llega a faltar nos damos cuenta de cómo nuestra vida
gira en torno a ella, pues sin la electricidad no habrían podido desarrollarse la mayor parte de
los avances técnicos que disfrutamos como un celular, una computadora; entonces sin ellos el
tipo de vida que llevaríamos sería completamente distinta.
La energía eléctrica tanto a nivel doméstico como en la industria, la luz eléctrica, y un gran
número de objetos que funcionan gracias a la electricidad y han provocado que hoy en día, la
electricidad sea absolutamente imprescindible.
En esta ocasión se hablara sobre una de las magnitudes eléctricas, la resistencia (R) que indica
la oposición que presentan los conductores al paso de la corriente eléctrica y se mide en
Ohmios (Ω).
1. CONCEPTOS PREVIOS
1.1. RESISTENCIA
Definición:
Para poder comprender de mejor manera se requiere conocer que es una resistencia; pues la
resistencia eléctrica es la oposición al paso de la corriente eléctrica que tienen un valor y
tolerancia asignados de acuerdo a un código de colores y potencia máxima asignada por el
fabricante, a su vez sabemos que la corriente eléctrica es el paso de electrones por un circuito.
Tipos de resistencia:
- Resistencias lineales fijas: Son las que presentan un valor que no podemos modificar y
esta predeterminado por el fabricante.
- Resistencias variables: Son las que presentan un valor que nosotros podemos variar
modificando la posición de un contacto deslizante, dentro de unos límites.
- Resistencias no lineales: Son las que varían su valor en función de la estimulación que
reciben de un factor externo como la luz, la temperatura, entre otros.
En este sentido se emplearan las resistencias lineales fijas.
Clasificación de las resistencias:
Las resistencias se pueden hacer en base a los materiales utilizados para su construcción,
básicamente mezclas de carbón o grafitos y materiales o aleaciones metálicas. También se
pueden distinguir distintos tipos atendiendo a características constructivas y geométricas,
destacaremos los siguientes:
- De carbón: Aglomeradas y de capa.
- Metálicas: De capa, de película y bobinadas.
En este caso emplearemos las resistencias de capa de carbón.
Símbolos:
Nos podemos encontrar con dos símbolos, uno regulado por una norma americana y otro por
una norma europea.
Fuente: http://fresno.pntic.mec.es/fagl0000/clasificacion.htm#S%C3%ADmbolos
Para la obtención de valores teóricos se usara el símbolo de la norma americana.
1.2. CODIGO DE COLORES
Definición:
El código es aquel con el que se regula el marcado del valor nominal y tolerancia para
resistencias fijas de carbón y metálicas de capa fundamentalmente. Cabe resaltar que con estos
códigos lo que obtenemos es el valor nominal de la resistencia pero no el valor real que se
situará dentro de un margen según la tolerancia que se aplique.
Identificación:
Para determinar el valor de la resistencia comenzaremos por determinar la banda de la
tolerancia: oro, plata, rojo, marrón, o ningún color. Si las bandas son de color oro o plata, está
claro que son las correspondientes a la tolerancia y debemos comenzar la lectura por el
extremo contrario. Si son de color rojo o marrón, suelen estar separadas de las otras tres o
cuatro bandas, y así comenzaremos la lectura por el extremo opuesto, 1ª cifra, 2ª cifra, número
de ceros o factor multiplicador y tolerancia, aunque en algunos casos existe una tercera cifra
significativa. En caso de existir sólo tres bandas con color, la tolerancia será de +/- 20%. La
falta de esta banda dejará un hueco grande en uno de los extremos y se empezará la lectura por
el contrario. Suele ser característico que la separación entre la banda de tolerancia y el factor
multiplicativo sea mayor que la que existe entre las demás bandas, veamos el siguiente
gráfico:
Fuente: http://www.toro-valle.com/resistencias/6-bandas.html
1.3. CONEXIONES
Definición:
Conexión Eléctrica es lo que enlaza dos o más puntos entre distintos dispositivos electrónicos
o análogos para permitir el paso de la corriente eléctrica entre ellos.
Tipos:
Los elementos de un circuito se pueden conectar de tres maneras:
- Conexión Serie: Los elementos se colocan uno a continuación de las otras, algunas
características que podemos destacar es: La intensidad es la misma en todos los elementos
del circuito; la tensión se reparte entre los distintos componentes, en función de su
resistencia. Se debe cumplir que la suma de la tensión en cada componente debe ser la
tensión de la pila; el reparto de tensión se calcula empleando la ley de Ohm a cada
componente; si lo que conectamos son pilas en serie, sus tensiones se suman, podemos así
conseguir tensiones más altas a partir de pilas de pequeña tensión; la resistencia
equivalente de todo el conjunto serie se obtiene
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + ⋯ + 𝑅𝑛
- Conexión Paralelo: Todos los terminales izquierdos se conectan juntos y todos los
derechos también, algunas características son: La tensión es la misma en todos los
componentes del circuito; la intensidad se reparte entre los distintos componentes, en
función de su resistencia, se debe cumplir que la suma de la intensidad en cada
componente debe ser la intensidad que sale de la pila; el reparto de intensidad se calcula
empleando la ley de Ohm a cada componente; si lo que conectamos son pilas en paralelo,
sus tensiones serán iguales, pero cada una aporta menos intensidad y por tanto durarán
mucho más; la resistencia equivalente de todo el conjunto serie se obtiene:
1
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙=
1
𝑅1+
1
𝑅2+
1
𝑅3+ ⋯ +
1
𝑅𝑛
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑅1 ∗ 𝑅2
𝑅1 + 𝑅2
- Conexión Mixta: Los elementos se colocan unos en serie y otros en paralelo. Para
hacer cálculos lo mejor es ir haciendo agrupaciones e ir simplificando el circuito hasta al
final obtener un circuito simple, que conste de una pila y una resistencia.
2. MATERIAL Y HERRAMIENTAS DE LABORATORIO
Resistencias: usaremos las de capa de carbón con una resistencia fija, pues son
objetos de medición.
Multímetro: conocido también denominado polímetro o tester, para una mejor
medición se empleara un total de 3 de las siguientes marcas: Rowland M890G,
V&A MAS830, CHALIMEX M890T.
Protoboard: es la placa donde se insertan las diferentes resistencias con el fin de
realizar las pruebas correspondientes.
Software: para los diseños de los gráficos y el cálculo del circuito se emplean los
siguientes: Electronics Workbench y Cicuit Wizard.
3. EXPERIMENTO
Circuito en serie:
1er.Dig 2do.Dig MultiplicadorTolerancia
Rojo Rojo Rojo Dorado
2 2 100 5%
Resistencia #1
1er.Dig 2do.Dig MultiplicadorTolerancia
Verde Azul Café Dorado
5 6 10 5%
Resistencia #2
1er.Dig 2do.Dig MultiplicadorTolerancia
Café Negro Negro Dorado
1 0 1 5%
Resistencia #3
Datos:
𝑅1 = 2.2 𝑘[𝛺]
𝑅2 = 0.56𝑘[𝛺]
𝑅3 = 0.01𝑘[𝛺]
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 = 2.2𝑘[𝛺] + 0.56𝑘[𝛺] + 0.01𝑘[𝛺]
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 2.77 𝑘[𝛺] (Valor teórico)
(Valor con el emulador)
2M 200K 20K
V&A 0.003 2.7 2.74
CHALIMEX 0.001 2.5 2.73
ROWLAND
MULTIMETROESCALAS
MA
RC
AS
Circuito en paralelo:
Datos:
𝑅1 = 1 𝑘[𝛺]
𝑅2 = 1 𝑘[𝛺]
𝑅3 = 1 𝑘[𝛺]
𝑅𝑎 = 𝑅1∗ 𝑅2
𝑅1+ 𝑅2=
1𝑘[𝛺]∗1𝑘[𝛺]
1𝑘[𝛺]+1𝑘[𝛺]=
1(𝑘[𝛺])2
2𝑘[𝛺]= 0.5𝑘[𝛺]
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑅𝑎∗ 𝑅3
𝑅𝑎+ 𝑅3=
0.5𝑘[𝛺]∗1𝑘[𝛺]
0.5𝑘[𝛺]+1𝑘[𝛺]=
0.5𝑘([𝛺])2
1.5𝑘[𝛺]
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0.333𝑘[𝛺] (Valor teórico)
1er.Dig 2do.Dig MultiplicadorTolerancia
Café Negro Rojo Dorado
1 0 100 5%
Resistencia #1
1er.Dig 2do.Dig MultiplicadorTolerancia
Café Negro Rojo Dorado
1 0 100 5%
Resistencia #2
1er.Dig 2do.Dig MultiplicadorTolerancia
Café Negro Rojo Dorado
1 0 100 5%
Resistencia #3
(Valor con el emulador)
200K 20K 2K
V&A 0.4 0.33 0.328
CHALIMEX 0.1 0.31 0.327
ROWLAND 0.3 0.33 0.328
MULTIMETROESCALAS
MA
RC
AS
Circuito mixto:
1er.Dig 2do.Dig MultiplicadorTolerancia
Rojo Rojo Rojo Dorado
2 2 100 5%
Resistencia #1
1er.Dig 2do.Dig MultiplicadorTolerancia
Verde Azul Café Dorado
5 6 10 5%
Resistencia #2
1er.Dig 2do.Dig MultiplicadorTolerancia
Café Negro Negro Dorado
1 0 1 5%
Resistencia #3
1er.Dig 2do.Dig MultiplicadorTolerancia
Rojo Rojo Amarillo Dorado
2 2 10000 5%
Resistencia #4
Datos:
𝑅1 = 2.2 𝑘[𝛺]
𝑅2 = 0.56 𝑘[𝛺]
𝑅3 = 0.01 𝑘[𝛺]
𝑅4 = 220 𝑘[𝛺]
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑅1 + 𝑅2 +𝑅3∗𝑅4
𝑅3+𝑅4 = 2.2𝑘[𝛺] + 0.56𝑘[𝛺] +
0.01𝑘[𝛺] ∗220𝑘[𝛺]
0.01𝑘[𝛺] +220𝑘[𝛺]
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 2.77 𝑘[𝛺] (Valor teórico)
2M 200K 20K
V&A 0.003 2.8 2.75
CHALIMEX 0.001 2.5 2.72
ROWLAND 0.003 2.7 2.74MA
RC
AS
MULTIMETROESCALAS
(Valor del emulador)
Ejemplo: Encuentre la resistencia equivalente entre los puntos ab, ac, ad, ae, bc, bd, be, de y
dc; compruebe los datos de laboratorio y a su vez en el emulador.
a-b
(Valor del emulador)
200K 20K 2K
V&A 4.8 4.77 1.900
CHALIMEX 4.5 4.75 1.
ROWLAND 4.7 4.77 1.
a-b
MULTIMETROESCALAS
MA
RC
AS
a-c
(Valor del emulador)
200K 20K 2K
V&A 6.1 5.73 1.
CHALIMEX 5.5 5.75 1.
ROWLAND 5.7 4.77 1.
a-c
MULTIMETROESCALAS
MA
RC
AS
a-d
(Valor del emulador)
200K 20K 2K
V&A 5.8 5.83 1.
CHALIMEX 5.6 5.76 1.
ROWLAND 5.8 5.78 1.
a-d
MULTIMETROESCALAS
MA
RC
AS
a-e
(Valor del emulador)
b-c
200K 20K 2K
V&A 2.0 1.97 1.160
CHALIMEX 1.8 1.95 1.970
ROWLAND 2.0 1.97 1.967
a-e
MULTIMETROESCALAS
MA
RC
AS
(Valor del emulador)
b-d
(Valor del emulador)
200K 20K 2K
V&A 5.1 4.97 1.928
CHALIMEX 4.7 4.94 1.
ROWLAND 4.9 4.96 1.MA
RC
AS
b-c
MULTIMETROESCALAS
200K 20K 2K
V&A 5.0 4.99 1.930
CHALIMEX 4.8 4.95 1.
ROWLAND 4.9 4.97 1.
b-d
MULTIMETROESCALAS
MA
RC
AS
b-e
(Valor del emulador)
200K 20K 2K
V&A 2.8 2.80 1.388
CHALIMEX 2.6 2.78 1.
ROWLAND 2.8 2.80 1.
MULTIMETROESCALAS
MA
RC
AS
b-e
d-e
(Valor del emulador)
200K 20K 2K
V&A 3.9 3.83 1.642
CHALIMEX 3.6 3.78 1.
ROWLAND 3.8 3.81 1.MA
RC
AS
d-e
MULTIMETROESCALAS
d-c
(Valor del emulador)
4. RESULTADOS
V&A (errores)
CHALIMEX (errores)
200K 20K 2K
V&A 2.0 1.99 1.162
CHALIMEX 1.8 1.97 1.993
ROWLAND 2.0 1.99 1.987
d-c
MULTIMETROESCALAS
MA
RC
AS
ROWLAND (errores)
CHALIMEX 20K [Ω]
Nº resistencias [Ω] Xi-X
1 0,96 0
2 0,97 0
3 0,79 0
4 0,56 0
5 0,56 0
6 0,8 0
7 1,26 0
8 0,8 0
9 0,97 0,01103
10 0,97 0,01103
11 1,97 1,22103
12 0,97 0,01103
13 0,98 0,01323
14 0,98 0,01323
2
promedio promedio
1 1
varianza varianza
0,10790612 0,165675
de
0,40703194
CHALIMEX 200K [Ω]
Nº resistencias [Ω] Xi-X
1 0,8 0
2 0,8 0
3 0,6 0
4 0,4 0
5 0,4 0
6 0,6 0
7 1,1 0
8 0,6 0
9 0,8 0,0121
10 0,8 0,0121
11 1,8 1,2321
12 0,8 0,0121
13 0,8 0,0121
14 0,8 0,0121
2
promedio promedio
1 1
varianza varianza
0,10923469 0,16774
de
0,40956074
CONCLUSION
Evidentemente se muestran los resultados con algunas diferencias de los valores teóricos con
los valores empíricos, respecto a los tipos de escalas que utilizamos con los diferentes
multímetros, al utilizar el software de emulación vemos que los datos son casi similares.
Se llega a la conclusión no existe tanta dispersión en los valores obtenidos ya sea en lo teórico
y los practico.
REFERENCIAS
https://www.edu.xunta.es/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/co
ntido/1_qu_es_la_electricidad.html
http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/resistores/resist.htm
http://www.areatecnologia.com/electricidad/resistencia-electrica.html
http://www.toro-valle.com/resistencias/6-bandas.html
https://es.scribd.com/doc/93804089/TIPOS-DE-CONEXIONES-ELECTRICAS
https://tecnologiademontajesuperficial.es.tl/RESISTORES-SMD.htm
https://www.inventable.eu/2014/07/05/como_se_leen_las_resistencias_smd/
https://www.kitelectronica.com/2016/02/como-probar-un-termistor.html
https://es.slideshare.net/vidalvelasquez/medicion-con-multimetro-o-tester
PRE INFORME
1. ¿Explique por qué en vez de poner dos resistencias en serie de 1 k ohm no se
colocó una de 2 k ohm, el error será el mismo?
Resp. Primeramente se debe usar como patrón a la tolerancia que tiene la resistencia.
Ejemplo:+-5%
Haciendo las operaciones con su máxima y mínima de la tolerancia de una resistencia de
1k sumadas respectivamente es:
2100 [Ω] y 1900[Ω]
Y de una resistencia de 2k en su máxima y minina es:
2100 [Ω] y 1900[Ω]
Por lo tanto se llega a la conclusión que no existe error teóricamente pero en la práctica se
evidencia errores pequeños que son despreciables, es recomendable utilizar una
resistencia de 2k para evitar los mencionados errores menores y a su vez no ampliar
demasiado el circuito.
2. ¿El error o tolerancia de una resistencia es igual en paralelo que en serie?
Resp. El error de la resistencia en paralelo y en serie es el mismo, ya que este valor no
cambia sin importar en qué posición se encuentre.
3. Diseñe una resistencia que tenga un valor aproximado de 2.2 ohm
Resp. Los colores de la resistencia serán:
1𝑒𝑟 𝑅𝑜𝑗𝑜 2𝑑𝑜 𝑅𝑜𝑗𝑜 𝑑𝑜𝑟𝑎𝑑𝑜
(𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜𝑟)
𝑃𝑙𝑎𝑡𝑒𝑎𝑑𝑜(𝑡𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎)
2 2 10−1 ±10%
Solución:
22 × 10−1 ± 10% [Ω] = 2.2 ±10 % [Ω]
4. ¿Qué sucede si usted a un resistor desgasta un poco su superficie, que es lo que
sucede? (explique con ecuaciones)
Resp. Carbón p=3.5x10^-5 [Ω]*mm^2/m
Considerando aleatoriamente los valores de superficie y longitud
R=3.5x10^-5 [Ω]*mm^2/m*360m/1mm^2=0.0126 [Ω]
Considerando el desgaste de la superficie aleatoriamente
R=3.5x10^-5 [Ω]*mm^2/m*360m/0.5mm^2=0.0252[Ω]
Con la fórmula incrementa la resistencia por causa del desgaste, pero si es un desgaste
excesivo podría llegar a cortar el tiempo de vida de la resistencia como también llegar a
dañarla completamente.
5. ¿Existe elementos que tengan resistencias negativa o en otro caso que tenga valor
igual a cero ohm?
Resp. No, no es posible, pues las resistencias (o resistores) son elementos pasivos, es
decir, que consumen energía; en cambio sí una resistencia fuera negativa, significaría que
está entregando energía (lo cual es imposible). Pero lo que relativamente sería posible es
"simular" resistencias negativas mediante algún circuito complejo.
6. ¿Qué es un superconductor?
Resp. También conocido como superconductividad, es denominado así a la capacidad
intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia ni
pérdida de energía en determinadas condiciones, es decir, es la propiedad de algunos
materiales, por lo tanto, es el que Conduce electrones y tiene un coeficiente de resistividad
muy bajo lo que hace que los electrones fluyan de forma más libre.
Las sustancias que pueden actuar como superconductoras son aquellas que, en condiciones
específicas, pueden conducir la corriente sin que se produzca pérdida energética ni se ejerza
resistencia.
7. ¿Qué es y cómo se identifica una resistencia SMD?
Resp. Los resistores SMD son el componente más utilizado. Para identificar los
componentes de montaje en superficie o SMD se usa un código impreso en la superficie del
componente y esto es a causa del pequeño tamaño de esos elementos. Las resistencias,
diodos, transistores, circuitos integrados y condensadores de tantalio SMD pueden ser
identificados mediante los códigos pero los condensadores cerámicos.
8. ¿Cómo se comprueba el valor de una resistencia LDR, Termistor y un Vasistor?
Resp. Resistencia LDR (Light Dependent Resistors): Es una resistencia que su valor varía
por la intensidad de la luz que incide sobre él. A medida que la intensidad luminosa incide
sobre ella, el valor óhmico de la resistencia LDR disminuye.
Resistencia Termistor: Es una resistencia que cambia su valor, dependiendo de la
temperatura que esté expuesta
Resistencia Varistor (VDR voltaje dependent resistors): Son resistores dependientes de la
tensión, ya que al aplicarle diferentes tensiones entre sus extremos varía su resistencia de
acuerdo con sus tensiones, se caracteriza la resistencia consiste en que disminuye su valor
óhmico cuando aumenta la tensión.
9. Calcule la resistencia equivalente entre los puntos a y b del siguiente circuito.
(Valor del emulador)
10. Calcular el coeficiente de temperatura del siguiente resistor.
Resp.
𝑅0 = 947 × 10−1 ± 0,1%[Ω]25𝑝𝑚𝑚=94,7±0,1%[Ω]25𝑝𝑚𝑚
∆𝑅 =94,7[Ω] × (100 − 20) × 25 × 106
106= 189,4 𝐾[Ω]