UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FSICA III (ELECTROMAGNETISMO) INFORME N3 TEMA: RESISTENCIA VARIABLE PROFESOR: MELCHOR LLOSA, Demartini INTEGRANTES: MATAMOROS DE LA CRUZ, Marco LOPEZ TORRES, Diego OSORIO NUEZ, Manuela CORBERA RAMOS, Jose Carlos Lima-Per 2015

I. NDICE

OBJETIVOS3II.MATERIALES3III.FUNDAMENTO TEORICO3IV.PROCEDIMIENTOS5V.CUESTIONARIO7VI.CONCLUSIONES8VII. BIBLIOGRAFA9

I. OBJETIVOS

Mostrar como es el comportamiento de las resistencias Variables. Caracterizar sensores resistivos. Calcular los errores obtenidos diferenciando el cero, ganancia y no linealidad.

II. MATERIALES

La tarjeta insertable Uni Train-I de Resistencias variables, SO4203-7B, sirve para analizar esta clase de resistencias, siendo posible estudiar los siguientes tipos:

Fotorresistencias (LDR) Termo resistencias con coeficiente negativo de temperatura (NTC) Termo resistencias con coeficiente positivo de temperatura (PTC) Varistores (VDR)

III. FUNDAMENTO TEORICO

Para observaciones sencillas, se puede prescindir de la aplicacin de la tecnologa de medicin puesto que las resistencias (excepto la VDR) reaccionan muy sensiblemente a las influencias externas. La sensibilidad de los componentes se puede variar por medio de potencimetros o resistencias conectadas en serie. Se puede comprobar la reaccin de os componentes que reaccionan a los cambios de temperatura simplemente con el tacto (temperatura corporal). La alimentacin de tensin se realiza por medio del sistema de bus UniTrain-I o por los experimentadores.

Resistencias Variables Termo resistencia (NTC)

Las termo resistencias NTC (NTC = Coeficiente Temperatura Negativa) son semiconductores fabricados con cermica policristalina de xidos mixtos, que se emplean en mayor grado para la medicin de la temperatura. En los materiales semiconductores, la cantidad de portadores libres de carga se eleva con el aumento de la temperatura, de manera que la resistencia elctrica disminuye ante dicho aumento de temperatura. Por esta razn se los denomina tambin termistores. Con temperatura ambiente, presentan un coeficiente negativo de temperatura en el orden de magnitud de -3 a -5 % por grado. El rango tpico de temperatura va de -60C a +200 C. La dependencia en funcin de la temperatura obedece a la siguiente ecuacin:

T: Temperatura en KT0: Temperatura de referenciaB: Constante de dependiente del material

La temperatura de referencia y la constante dependiente 8 del componente se pueden tomar de la correspondiente hoja de datos. Las temperaturas se deben expresar en Kelvin. La transformacin de la temperatura a grados Kelvin se realiza por medio de la ecuacin.

Las resistencias NTC poseen una sensibilidad esencialmente mayor que los termmetros de resistencia metlica. Entre los campos de aplicacin se encuentra todo tipo de medicin y control automtico de temperatura. La desventaja de muchas aplicaciones, no obstante, radica en que la curva de la resistencia no es lineal sino exponencial. Por tanto, se debe llevar a cabo una linealizacin de dicha curva.

La tabla siguiente muestra, a manera de ejemplo, los valores bsicos de una resistencia NTC, con una temperatura de referencia de T0 = 25C y un valor de resistencia correspondiente de R25=5k.Tabla 1: Valores bsicos de una resistencia NTC. (R25 = 5k)

Temperatura de medicion en C02025406080100120

Valores basicos en ohmios163256245500026631244627.5339194.7

La imagen siguiente muestra la caracterstica correspondiente (curva roja) junto con la caracterstica de una resistencia que tiene un valor de referencia de 10 k (curva azul).

IV. PROCEDIMIENTOS

Caracterstica esttica de resistencia

En el experimento siguiente se debe analizar la respuesta de las resistencias NTC. Para ello se registrar la caracterstica de una resistencia de este tipo y se discutirn los posibles rangos de aplicacin de este tipo de resistencias.Monte el circuito experimental que se representa a continuacin en la seccin II de la tarjeta de experimentacin SO4203-7B:

La animacin siguiente ilustra el arreglo experimental.

Abra el instrumento virtual Fuente de tensin continua y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente. Encienda a continuacin el instrumento por medio de la tecla POWER.

Abra el instrumento virtual Voltmetro A y Ampermetro B, seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.Ajustes de la fuente de tensin de continua

Rango10 V

Tensin de Salida1 V

Ajustes del Ampermetro B

Rango de medicin:20 mA DC

Modo de Operacin:AV

Shunt:10 Ohmios

Ajustes del Voltimetro A

Rango de medicion:5 V DC

Modo de Operacin:AV

En el caso de que realice la medicin de corriente empleando el ampermetro virtual, abra el instrumento y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.

Ahora, ajuste la tensin de alimentacin Le, empleando uno tras otro, los valores expuestos en la tabla 1. Mida cada tensin U en la resistencia NTC, al igual que la corriente 1 que fluye por la resistencia y anote los valores de medicin en la tabla. Antes de ajustar un nuevo valor de tensin, espere siempre aproximadamente un minuto antes de llevar a cabo la medicin de corriente. Si pulsa la pestaa Diagrama de la tabla, despus de realizar todas las mediciones, podr visualizar grficamente la caracterstica resultante.El grado de calentamiento de la resistencia durante el servicio depende de la potencia consumida. Si se registra esta potencia en funcin del valor de la resistencia, se obtiene la caracterstica de temperatura de la resistencia. Calcule la potencia P = U. 1 y la resistenciaR = U/I para cada medicin documentada en la tabla 1, y anote en la tabla 2 los valores obtenidos

A continuacin, visualice las correspondientes curvas caractersticas.

Tabla 1

VUI

1.000.93.9

2.001.99.9

3.002.919.5

4.003.830.4

5.004.844.4

6.005.861.0

7.006.877.0

8.007.893.0

9.008.5103.0

10.008.5103.0

Tabla 2

VUI

1.003.430.226

2.0018.910.193

3.0056.750.149

4.00115.520.125

5.00213.120.108

6.00353.800.095

7.00523.600.088

8.00725.400.084

9.00875.500.083

10.00875.500.083

V. CUESTIONARIO

1. Por qu es necesario esperar aproximadamente un minuto antes de medir la corriente despus de realizar una modificacin de la tensin?

a) En primer lugar, la tensin de alimentacin debe estabilizarse.b) La resistencia NTC se caliente ante el flujo de corriente. De esta manera disminuye la resistencia y la medicin solo se puede realizar despus de que la temperatura haya alcanzado su valor estacionario.c) La resistencia NTC se enfra ante el flujo de corriente. De esta manera disminuye la resistencia y la medicin solo se puede realizar despus de que la temperatura haya alcanzado su valor estacionario.d) No existe ningn motivo en especial para esperar antes de medir la corriente.

2. Qu afirmaciones podra realizar en relacin con la caracterstica obtenida?

a) La pendiente de la caracterstica es constante.b) La pendiente de la caracterstica vara.c) La tensin en la resistencia NTC adopta un valor mximo.d) La tensin en la resistencia NTC aumenta continuamente.e) Si la tensin asciende, disminuye la pendiente de la caracterstica.f) Si la tensin asciende, aumenta la pendiente de la caracterstica.

3. A qu conclusin puede arribar a partir de las dos caractersticas obtenidas?

a) Si la temperatura aumenta, disminuye el valor de la resistencia NTC.b) Si el consumo de potencia aumenta, se incrementa el valor de la resistencia NTC.c) Si el consumo de potencia aumenta, disminuye el valor de la resistencia NTC.d) Si el consumo de potencia aumenta, disminuye la temperatura de la resistencia NTC.e) Si el consumo de potencia aumenta, aumenta la temperatura de la resistencia NTC.f) Si las resistencias NTC se emplean como sensores de temperatura, deberan operar con bajas intensidades de corriente para evitar los efectos del calentamiento.g) Si las resistencias NTC se emplean como sensores de temperatura, deberan operar con elevadas intensidades de corriente para obtener resultados estables.

VI. CONCLUSIONES

VII. BIBLIOGRAFA Sears Zemansky-Young Freedman .Fsica General, volume II. Tipler Paul A. Fsica Para La Ciencia Y La Tecnologa, Vol. II, Editorial Reverte. Arthur F. Kip. Fundamentos De Electricidad Y Magnetismo, Mc Graw Hill Book Company. Serway. Electricidad y Magnetismo, 3ra Edicin.