3 Informe Lab Resistencia Vrs Temperatura

RESISTENCIA VRS TEMPERATURA

“RESISTENCIA VRS TEMPERATURA”

LABORATORIO DE FISICA 3 #3

Rubén Chevez

Lester Roche

Jossira Tabora

Daniela Cáceres

Instructor Gustavo Ocampo

San Pedro Sula, 22 de Agosto 2014

Laboratorio 3 de Física 3 Página 1


I. RESUMEN INTRODUCTORIO

1. Objetivos de la experiencia Comprobación de la dependencia de temperatura de las

resistenciasde diferentes componentes eléctricos.

Comprobación de la dependencia de temperatura del estado de conducción de voltaje en diodos semiconductores.

Comprobación de la dependencia de temperatura del voltaje en

los efectos Zener y Avalancha.

Analizar el comportamiento de los termistores y diodos.

Identificar el coeficiente Olveriano de diferentes materiales.

2. Precauciones experimentales

Realizar el montaje cuidadosamente

Tener precaución al momento de medir las corrientes en las diferentes resistencias, ya que podemos obtener una medición errónea si tocamos las terminales con nuestras manos.

Regular correctamente el multímetro, es decir, observar si esta en la manera correcta para medir cada resistencia ya sea 20k, 200k, etc.



3. Breve resumen del trabajo realizado

Primero se introduce el termostato y el circuito de inmersión dentro de una bolsa plástica en el recipiente plástico con agua. Luego conectamos en paralelo con el circuito, un multímetro digital. Luego se usa el termostato para calentar el agua y medir los tipos de resistencia con la temperatura necesaria de acuerdo a la tabla de datos correspondiente. Por ultimo anotamos los valores de Resistencia vs. Temperatura.



II. REGISTRO DE DATOS


Resistencias (Ω)

Z 2.7

Si Ge PTC NTC

Temperatura (°C)

200M

200kΩ

20kΩ 200Ω 2kΩ

28 5 139 2.86 65.5 0.81140 3.9 105 2.18 78 0.50852 3.31 82.3 1.62 153.8 0.35364 0.14 62.8 1.15 0.548 0.24176 0.15 44.4 0.82 1 0.171


Temperatura (°C)

28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 Resistencias (Ω)

Met 0.998 0.996 0.997 0.996 0.997 0.997 0.996 0.997 0.998 0.994C 0.993 0.988 0.991 0.992 0.991 0.991 0.995 0.994 0.989 0.982

Cu 0.368 0.371 0.376 0.386 0.388 0.392 0.4 0.41 0.409 0.417CuNi 0.17 0.182 0.168 0.168 0.169 0.167 0.168 0.168 0.168 0.169



III. CÁLCULOS

Diferencia R-R28 (Ω)

Vs.Diferencias T-28 (°C)

28-32

32-36

36-40

40-44

44-48

48-52

52-56

56-60

60-64

CuNi 0.0176 -0.019 0 0.0015 -0.003 0.0015 -0.01 0.0125 0.0015

Cu 0.002 0.0033 0.0067 0.0013 0.0026 0.0051 0.00625 -0.006098 0.0049

Diferencia R-R20 (Ω)Vs.

Diferencias T-28 (°C)28-40 28-52 28-64 28-76

Z 2.7 (200M) -0.018 -0.014 -0.027 -0.02Si (200k Ω) -0.02 -0.017 -0.015 -0.014Ge (20k Ω) -0.0198 -0.018 -0.017 -0.015

PTC (200k Ω) 0.0159 0.056 -0.0045 -0.02NTC (2k Ω) -0.031 -0.024 -0.020 -0.016











IV. RESULTADOS

Gráficas. Deberá incluir las gráficas R vs. T de la siguiente manera:

a) Gráfica única para el resistor de cobre-níquel

28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 760.155

0.16

0.165

0.17

0.175

0.18

0.185

0.17

0.182

0.168 0.168

0.169

0.167

0.168

0.168

0.168

0.169

0.1680.168

0.168

CuNi vs. T

T

Cu N

i

b) Gráfica única para el resistor de cobre

28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 760.32

0.34

0.36

0.38

0.4

0.42

0.44

0.368 0.3710.376

0.386 0.388 0.3920.4

0.41 0.4090.417

0.4320.426

0.432

Cu vs. T

T

Cu



c) Gráficas combinadas para los resistores de metal y el carbón

28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76

Met 0.998 0.996 0.997 0.996 0.997 0.997 0.996 0.997 0.998 0.994 0.994 0.979 0.985

C 0.993 0.988 0.991 0.992 0.991 0.991 0.995 0.994 0.989 0.982 0.977 0.978 0.986

0.25

0.75

1.25

1.75

2.25

0.998 0.996 0.997 0.996 0.997 0.997 0.996 0.997 0.998 0.994 0.994 0.979 0.985

0.993 0.988 0.991 0.992 0.991 0.991 0.995 0.994 0.989 0.982 0.977 0.978 0.986

C, Met vs. T

T

C, M

et

d) Gráficas combinadas para todos los resistores anteriores

28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76

Met 0.998 0.996 0.997 0.996 0.997 0.997 0.996 0.997 0.998 0.994 0.994 0.979 0.985

C 0.993 0.988 0.991 0.992 0.991 0.991 0.995 0.994 0.989 0.982 0.977 0.978 0.986

Cu 0.368 0.371 0.376 0.386 0.388 0.392 0.4 0.41 0.409 0.417 0.432 0.426 0.432

CuNi 0.17 0.182 0.168 0.168 0.169 0.167 0.168 0.168 0.168 0.169 0.168 0.168 0.168

0.25

0.75

1.25

1.75

2.25

2.75

Met, C, Cu, CuNi vs. T

T

Met

, C, C

u, C

uNi



e) Gráficas combinadas para los termistores PTC y NTC

28 40 52 64 76

NTC 0.811 0.508 0.353 0.241 0.171

PTC 65.5 78 153.8 0.548 1

1030507090

110130150170

f(x) = − 0.1547 x + 0.8809

f(x) = − 20.6452 x + 121.7052

NTC, PTC vs T

NTC Linear (NTC) PTC Linear (PTC)

T

NTC

, PT

C

f) Gráficas combinadas para los diodos

28 40 52 64 76

Z 2.7 200M 5 3.9 3.31 0.14 0.15

Si 200kΩ 139 105 82.3 62.8 44.4

Ge 20kΩ 2.86 2.18 1.62 1.15 0.82

1030507090

110130150

Diodos vs T

Z 2.7 200M Si 200kΩ Ge 20kΩ

T

Dio

dos



g) Gráfica combinada con todas las curvas. Utilice una escala logarítmica (base 10) para el eje vertical.

2 8 4 0 5 2 6 4 7 61

10

Resistencias vs TZ 2.7 200M Si 200kΩ Ge 20kΩ PTC 200Ω NTC 2kΩMet Met Cu CuNi

T

Resi

sten

cias



Valores numéricos. Los que permiten conocer los distintos coeficientes, según los casos:

Gráficas lineales; mediante la pendiente ( Z2.7, C, Cu, Met, CuNi)

20 30 40 50 60 70 800

2

4

6 53.9 3.31

0.14 0.15

f(x) = − 0.112166666666667 x + 8.33266666666667R² = 0.907755208385526

Z 2.7

Z 2.7 Linear (Z 2.7)

T

20 30 40 50 60 70 800.960.970.980.99

10.998 0.996 0.997 0.996 0.997 0.997 0.996 0.997 0.998 0.994 0.994

0.9790.985f(x) = − 0.000245879120879121 x + 1.00693956043956

R² = 0.45645051000057

Met

Met Linear (Met)

T

20 30 40 50 60 70 800.960.970.980.99

1 0.9930.988 0.991 0.992 0.991 0.991 0.995 0.994

0.9890.982

0.977 0.9780.986

f(x) = − 0.000245879120879121 x + 1.00101648351648R² = 0.424924407193255

C

C Linear (C)

T

20 30 40 50 60 70 800.3

0.35

0.4

0.45

0.368 0.371 0.376 0.386 0.388 0.392 0.4 0.41 0.409 0.417 0.432 0.426 0.432

f(x) = 0.00142307692307692 x + 0.326538461538462R² = 0.97713426291774

Cu

Cu Linear (Cu)

T



20 30 40 50 60 70 800.140.160.18

0.20.17

0.1820.168 0.168 0.169 0.167 0.168 0.168 0.168 0.169 0.168 0.168 0.168

f(x) = − 0.00010989010989011 x + 0.175021978021978R² = 0.194528875379939

CuNi

CuNi Linear (CuNi)

T

Gráficas no lineales (NTC, PTC, Silicio)

20 30 40 50 60 70 800

50

100

150

200

65.5 78

153.8

0.548 1

PTC

20 30 40 50 60 70 800

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0.811

0.5080.353

0.241 0.171

NTC

20 30 40 50 60 70 800

20406080

100120140160

139

10582.3

62.844.4

Si



Comparación con los valores ‘standard’ de los coeficientes

Valores

CalculadosValores

EstándarVariacion

Z 2.7 -0.018 - -Si -0.02 - -Ge -0.0198 -0.048 -142.4242

PTC 0.0159 0.045 -183.0189NTC -0.031 -0.045 -45.16129CuNi 0.0176 0.0002 98.86364Cu 0.002 0.0039 -95



V. CUESTIONARIO

1. Estudie el modelo de conducción metálica en su libro de Física y en base a él explique a nivel atómico el motivo del aumento de la resistencia con la temperatura en los conductores metálicos.

R= El aumento de la resistencia con la temperatura en conductores metálicos se da debido a que en sus posiciones de cristal en este casa los iones metálicos esto interfieren con el movimiento de los electrones y cuando aumenta el movimiento térmico de los iones metálicos esto significa que la corriente se retarda.

2. Muchos metales presentan una fase superconductora a partir de cierta temperatura. Kammerlingh-Onnes fue el primero que encontró este comportamiento en el mercurio. Investigue sobre la curva resistividad-temperatura que él encontró para este metal. Presente esa gráfica y explique la ventaja económica que representarían líneas de transmisión superconductoras.

R= La resistencia es técnicamente cero en un superconductor pero eso no significa que sea totalmente cero debido a que nunca puede ser cero. Entonces sin que este recaliente o se tenga que renovar la fuente en este caso de potencia la electricidad puede circular por él. Para poder nosotros lograr crear un superconductor nosotros deberíamos de enfriar los materiales a temperaturas muy bajas. Entonces no ocurre desperdicio de temperatura entonces su rendimiento y además su eficiencia son bien elevados a comparación a lo que se utiliza.

3. Las pérdidas de potencia enviada por una línea de transmisión son debidas a la disipación de calor por efecto óhmico. Como ha visto, el aumento de temperatura aumenta aún más esas pérdidas.

a) ¿Qué ventaja representa para transmisión de potencia el que la diferencia de tensión en las líneas sea muy alta (valores típicos de 230 KV), en lugar de ser, por ejemplo de 480 V o de 250 V? Presente su razonamiento con las fórmulas correspondientes que hagan ver el porqué de tensiones muy altas.

R= si existe un valor alto para las corrientes y resistencias la potencia que resultara va a ser mucho mayor debido a que p=l2r y debido a esto las tensiones encontradas en las líneas tienden a ser muy altas. Entonces también el voltaje será bastante alto debido a que este se encuentra



relacionado con la corriente y con la resistencia estos los podríamos determinar por medio de la ley de OHM. Resistencia potencia y tensión todos se encuentran relacionados por P=v2/R.

b) En una línea de cobre de 25 Km, ¿qué porcentaje adicional de pérdida de potencia supondría un aumento de temperatura de 10 a 35°C?

1. R= el aumento en la temperatura, esto también significaría un aumento en las resistencias debido a que temperaturas las cuales son altas impiden que esto suceda. Entonces esta línea a 25 Km el cual tiene un aumento de 10 a 35 Celsius. Entonces la temperatura subió por un porcentaje de 250 entonces esto tendrá un paso de 1/3.5 menos del cual tenía.


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