Informe de Resistencia Variable

8/10/2019 Informe de Resistencia Variable

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE QUMICA E ING. QUMICA

EAP INGENIERIA QUMICA

LABORATORIO DE FSICA III

TEMA RESISTENCIA VARIABLE

ALUMNOS BIAMONTE LEGUA, EDITH JUANA

FLORES SANTANA, JASMIN KATHERINE

GOMZ RAMOS, JUAN RODOLFO

MORENO MEDINA, JHON ANTHONY

NAJARRO RAMIREZ, ESTEFANIA

FECHA DE ENTREGA15/10/14

CIUDAD UNIVERSITARIA


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TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETIVOS ................................................................................ 03

2. RESUMEN ................................................................................... 04

3. INTRODUCCIN ...................................................................... 05

4. PRINCIPIOS TERICOS ......................................................... 06

5. PROCEDIMIENTO ................................................................... 11

6. CUESTIONARIO ....................................................................... 13

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................... 17

10.BIBLIOGRAFA ........................................................................ 18


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OBJETIVOS

Observar como es el comportamiento de las resistenciasVariables.

Caracterizar sensores resistivos.

Calcular los errores obtenidos diferenciando el de cero,

ganancia y no linealidad.


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RESUMEN

Para esta experiencia primero se hizo las conexiones correspondientes del

circuito experimental segn la indicacin de la gua de prcticas de laboratorio,asegurndose de que los cables estn bien unidos a la tarjeta ya que si no eraposible ello, no se podra realizar esta praxis, luego se prendi la computadoray se ingres al programa L@bsoft.

Se abri el instrumento virtual Fuente de tensin continua y se procedi arealizar los ajustes que se indican en la gua de laboratorio, luego tambin seabri el voltmetro A y el Ampermetro B, realizando sus ajustes respectivos.

Se procedi a colocar los datos de la tensin de alimentacin Ue segn

indicacin de la tabla 1 de la gua, con ellos se obtuvo valores de tensin U ascomo tambin la intensidad de corriente, esos valores los colocamos en la tablavirtual que apareca en el programa y luego se procedi a graficarlos,observando que la grfica no era lineal, demostrando que ya no se cumple laLey de Ohm, de la misma manera se procedi a llenar la tabla 2 con los datosya obtenidos de la tabla anterior.


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INTRODUCCION

En este captulo trataremos el tema de resistencia variable, daremos una serie deexplicaciones detalladamente, de las grficas del comportamiento que se realizara duranteesta prctica.

Se lograra verificar que existe una relacin inversa con respecto a la temperatura, ademsse comprobara con la experiencia la siguiente ecuacin:

V=R*I

Esperamos que este informe sea de su agrado as tambin transmitir la informacin queaprendimos de esta prctica de laboratorio.


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Fundamento terico

Resistencia Elctrica

SI Pensamos en un conductor de rea de seccin transversal A que transportauna corriente I. La densidad de corriente J en el conductor se define como lacorriente por unidad de rea. Dado que la corriente I= n*qv*dA, la densidad decorriente es igual a:

J=I/A

Donde se tiene unidades en el SI de amperes por cada metro cuadrado. Esta

expresin es vlida solo si la densidad de corriente es uniforme y sola si lasuperficie del rea de seccin transversal A es perpendicular a la direccin dela corriente.

Tan pronto como se mantiene una diferencia de potencial a travs delconductor se establece una densidad de corriente y un campo elctrico.

Se le denomina resistencia elctricaa la igualdad de oposicin que tienen loselectrones al desplazarse a travs de un conductor. La unidad de resistencia enel Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griegaomega (), en honor al fsico alemnGeorge Ohm,quien descubri el principioque ahora lleva su nombre. La resistencia est dada por lasiguiente frmula:

En donde es el coeficiente de proporcionalidad o laresistividad del material.

La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente,adems es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme esmayor su longitud) y es inversamente proporcional a su seccin transversal(disminuye conforme aumenta su grosor o seccin transversal)

Descubierta porGeorg Ohm en 1827, la resistencia elctrica tiene un parecidoconceptual a lafriccin en la fsica mecnica. La unidad de la resistencia enelSistema Internacional de Unidades es elohmio (). Para su medicin, en laprctica existen diversos mtodos, entre los que se encuentra el uso deunohmmetro. Adems, su cantidad recproca es laconductancia, medidaenSiemens.

Adems, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puededefinirse como la razn entre la diferencia de potencial elctrico y la corrienteen que atraviesa dicha resistencia, as:1

Smbolo de la resistenciaelctrica en uncircuito.
http://es.wikipedia.org/wiki/George_Ohmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Georg_Simon_Ohmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Ohmiohttp://es.wikipedia.org/wiki/%CE%A9http://es.wikipedia.org/wiki/%CE%A9http://es.wikipedia.org/wiki/%CE%A9http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93hmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Siemens_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Ohmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Siemens_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Conductanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93hmetrohttp://es.wikipedia.org/wiki/%CE%A9http://es.wikipedia.org/wiki/Ohmiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Georg_Simon_Ohmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistividadhttp://es.wikipedia.org/wiki/George_Ohm


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Resistencias variables

Efecto de la temperatura sobre la resistencia

A medida que se aumenta la temperatura de un alambre metlico, los tomosdel metal comienzan a vibrar a mayor velocidad. Estas vibraciones conducen auna mayor dispersin de electrones y por lo tanto llevan a un aumento generalen la resistencia. El enfriamiento de la temperatura ambiente conduce a unadisminucin de las vibraciones atmicas y una disminucin en la resistencia.

Calculando el cambio en la resistencia con la temperaturaEl cambio en la resistencia con la temperatura puede ser calculada,suponiendo una relacin lineal. Se trata de una buena aproximacin para lamayora de los metales y se puede utilizar la siguiente ecuacin: R = R0 [(1 +(alfa x dt)] R es la resistencia nueva (medida en ohmios) despus del cambio

de temperatura, R0 es la resistencia ante el cambio de temperatura, alfa es elcoeficiente de temperatura de resistencia (la tasa de cambio de la resistenciapor grado) y dt es el cambio de temperatura.

Las termorresistencias NTC (NTC = Coeficiente Temperatura Negativa)

Son resistores variables con la temperatura, pero no estn basados enconductores como los RTD, sino en materiales semiconductores. Si sucoeficiente de temperatura es negativo se denominan NTC (NegativeTemperature Coefficient), mientras que si es positivo se denominan PTC(Positive Temperature Coefficient).

El fundamento de las termorresistencias est en la dependencia de laresistencia de los semiconductores con la temperatura. Al aumentar latemperatura lo hace tambin el nmero de portadores reducindose laresistencia (coeficiente de temperatura negativo, NTC). Esta dependencia varacon la concentracin de impurezas. Si el dopado es muy fuerte, elsemiconductor adquiere propiedades metlicas y presenta un coeficiente detemperatura positivo (PTC) en un margen de temperaturas limitado.

Sistema UniTrain-I

El sistema UniTrain-I es un sistema de experimentacin y capacitacin, de altorendimiento, para la formacin y el aprendizaje asistidos por PC en las reasde electrotecnia y electrnica.

Dentro del marco de cursos multimedia, se integran unidades de aprendizajecognitivas, y que comprometen el sentido tctil, dentro de un concepto globalque vincula la teora con la prctica, y posibilita as, de una manera orientada,la adquisicin de destreza prctica. Se dispone de una gran cantidad de cursosmultimedia, para la formacin secundaria, profesional o universitaria, losmismos que, partiendo de los fundamentos, llegan a temas avanzados de losms diferentes campos especializados de la electrnica y la electrotecnia.


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Gracias a las tensiones fijas yajustables de corriente continua yalterna, al sistema variable de corrientetrifsica y a que se cuenta connumerosos instrumentos virtuales, se

encuentran a disposicin todas lasfuentes y dispositivos de medicinnecesarios para los ensayos. Estasfuentes de tensin, a prueba decortocircuitos, operan con tensin bajade proteccin ofreciendo as, incluso alprincipiante en electrnica, un entornoseguro de aprendizaje yexperimentacin.

La interfaz UniTrain-I es la unidad central del sistema UniTrain-I. Provee lasentradas, salidas, rels y la tecnologa de medicin necesaria para laexperimentacin. Contiene un microprocesador propio y una memoria de datosde medicin. El hardware de experimentacin se conecta al PC a travs de unbus serie universal (USB); los datos de medicin se transmiten al ordenador ylos de ajuste a la interfaz. Tambin es posible, en todo momento, actualizar elfirmware (sistema operativo de la interfaz) a travs del puerto USB

El manejo y los ajustes del hardware, as como las mediciones en tiempo real,efectuadas en experimentos reales, se realizan por medio de los instrumentosvirtuales (VI) que se muestran en la pantalla del PC. Los elementos de servicio"virtuales", diseados a partir de equipos de laboratorio cercanos a la realidad,permiten una rutina de trabajo igual a la acostumbrada en el laboratorio"clsico". Los VI se activan por medio del programa VI-Starter o del softwareopcional L@bsoft.

El software L@bsoft se suministra dentro del marco de los cursos que empleantarjetas de experimentacin y amplia el sistema convirtindolo en una slidaplataforma til para la experimentacin libre o guiada.

La interfaz UniTrain-I ha sido diseada para acoplarse a uno o msexperimentadores UniTrain-I. Estas unidades suministran otras tensiones de

experimentacin fijas o variables y, adems, poseen una interfaz infrarroja. Lainterfaz UniTrain-I, los experimentadores UniTrain-I y las tarjetas deexperimentacin se conectan entre s por medio de un bus (conector de 96polos).


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PROCEDIMIENTO

DATOS Y ANLISIS

Caracterstica esttica de resistencia

En el experimento siguiente se debe analizar la respuesta de las resistenciasNTC. Para ello se registrara la caracterstica de una resistencia de este tipo yse discutirn los posibles rango de aplicacin de este tipo de resistencias.

Monte el circuito experimental que se representa a continuacin en la seccin IIde la tarjeta de experimentacin SO4203-7B:

La animacin siguiente ilustra el arreglo experimental.

Abra el instrumento virtual Fuente de tensin continua y seleccione losajustes que se detallan en la tabla siguiente. Enciende la continuacin elinstrumento por medio de la tecla POWER.

Abra el instrumento virtual Voltmetro A y Ampermetro B, seleccione losajustes que se detallan en la tabla siguiente.


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Ajustes de la fuente de tensioncontinua

Rango: 10V

Tension de salida: 1V

Ajustes del Amperimetro BRango de medicion: 20mA DC

Modo de operacin: AV

Shunt: 10 ohmios

Ajustes del voltimetro ARango: 5V DC

Modo de operacin: AV


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En el caso de que realice la medicin de corriente empleando el ampermetrovirtual, abra el instrumento y seleccione los ajustes que se detallan en la tablasiguiente.

Ahora, ajuste la tensin de alimentacin Ue, empleando uno tras otro, losvalores expuestos en la tabla 1. Mida cada tensin U en la resistencia NTC, aligual que la corriente I que fluye por la resistencia y anote los valores demedicin en la tabla. Antes de ajustar un nuevo valor de tensin, esperesiempre aproximadamente un minuto antes de llevar a cabo la medicin decorriente. Si pulsa la pestaa Diagrama de la tabla, despus de realizar todaslas mediciones, podr visualizar grficamente la caracterstica resultante.

El grado de calentamiento de la resistencia durante el servicio depende de lapotencia consumida. Si se registra esta potencia en funcin del valor de laresistencia, se obtiene la caracterstica de temperatura de la resistencia.Calcule la potencia P = U * I y la resistencia R = U/ I para cada medicindocumentada en la tabla 1, y anote en la tabla 2 los valores obtenidos.

A continuacin, visualice las correspondientes curvas caractersticas.

Tabla 1

V U I (mA)

1.00 0.84 5.00

2.00 1.86 10.00

3.00 2.80 16.10

4.00 3.80 23.30

5.00 4.80 33.10

6.00 5.80 47.00

7.00 6.80 62.00

8.00 7.70 74.00

9.00 8.60 87.00

10.00 8.7 87.00

I (mA)


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Tabla 2

V P[mW](UxI) R[Ohm](U/I)

1.00 4.2 168

2.00 18.6 186

3.00 45.08 173.91

4.00 88.54 163.09

5.00 158.88 145.02

6.00 272.6 123.40

7.00 421.6 109.68

8.00 569.8 104.05

9.00 748.2 98.85

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6 8 10

Series1


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10.00 756.9 100

En el experimento los datos fueron tomados de la siguiente manera:

-Se conecta al circuito la fuente pedida al inicio.

-Dejar conectada la fuente al circuito por 1minuto, y luego retirar la fuente.-Dejar libre el circuito por un minuto para que repose la resistencia.

-De nuevo aplicar el nuevo voltaje a la fuente y repetir estos pasos hastaterminar las tablas.

Como podemos visualizar en las grficas es que son curvas, por lo tanto laresistencia varia bajo otros parmetros como la temperatura (por eso se le deja

libre de la fuente por un minuto).

R (Ohm)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 200 400 600 800

Series1

P(mW)


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CUESTIONARIO

1.- Por qu es necesario esperar aproximadamente un minuto antes demedir 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 calienta ante el flujo de corriente. De esta manera

disminuye la resistencia y la medicin slo se puede realizar despus de que latemperatura haya alcanzado su valor estacionario.

c) La resistencia NTC se enfra ante el flujo de corriente. De esta maneradisminuye la resistencia y la medicin slo se puede realizar despus de que latemperatura 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 caractersticaobtenida?

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 caractersticasobtenidas?

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 resistenciaNTC

c) Si el consumo de potencia aumenta, disminuye el valor de la resistencia

NTC.


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d) Si el consumo de potencia aumenta, disminuye la temperatura de laresistencia NTC.

e) Si el consumo de potencia aumenta, aumenta la temperatura de laresistencia NTC.

f) Si las resistencias NTC se emplean como sensores de temperatura, deberanoperar con bajas intensidades de corriente para evitar los efectos delcalentamiento.

g) Si las resistencias NTC se emplean como sensores de temperatura,deberan operar con elevadas intensidades de corriente para obtenerresultados estables.

CONCLUSIONES

Decir que la temperatura del potencimetro permanece constante no secumple siempre porque el valor de las resistencias depende de latemperatura. La variacin de la temperatura puede ser debida a lasfluctuaciones de la temperatura ambiente o al autocalentamientoproducido por la potencia disipada en el propio potencimetro:

En las resistencias variables termorresistencias (NTC) la resistenciaelctrica disminuye ante el aumento de temperatura.

En las resistencias variables termorresistencias (P.T.C.) aumentan suvalor al aumentar la temperatura.

Los potencimetros limitan el paso de la corriente elctrica (Intensidad)provocando una cada de tensin en ellos al igual que en una

resistencia, pero en este caso el valor de la corriente y la tensin en el


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potencimetro las podemos variar solo con cambiar el valor de suresistencia.

BIBLIOGRAFIA

http://labit501.upct.es/~fburrull/docencia/ElectricidadYElectromagnetismo/practicas/unitrain-i/bedienungsanleitung_unitrain_i_es.pdf.

Serway-Fsica para ciencias e ingenieras Tomo2, capitulo 27 pg. 761-762.

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica.
http://labit501.upct.es/~fburrull/docencia/ElectricidadYElectromagnetismo/practicas/unitrain-i/bedienungsanleitung_unitrain_i_es.pdfhttp://labit501.upct.es/~fburrull/docencia/ElectricidadYElectromagnetismo/practicas/unitrain-i/bedienungsanleitung_unitrain_i_es.pdfhttp://labit501.upct.es/~fburrull/docencia/ElectricidadYElectromagnetismo/practicas/unitrain-i/bedienungsanleitung_unitrain_i_es.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://labit501.upct.es/~fburrull/docencia/ElectricidadYElectromagnetismo/practicas/unitrain-i/bedienungsanleitung_unitrain_i_es.pdfhttp://labit501.upct.es/~fburrull/docencia/ElectricidadYElectromagnetismo/practicas/unitrain-i/bedienungsanleitung_unitrain_i_es.pdf

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