informe 05 laboratorio de física iii

FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS

LABORATORIO DE FÍSICA III

ASIGNATURA: LABORATORIO DE FÍSICA III GRUPO: MARTES: 16:00 – 18:00 SEMESTRE: 2015 – II PROFESOR: Salvador Fabian

INFORME Nº 5

Resistencia VariableINTEGRANTES:

14070005 Ceballos Olivera, Carlos Amaru 14070083 Mego de la Cruz, Froy Kevin 14070070 Benavente Nuñez, Jordy 13200128 Supo Palomino Fernando Antonio 14160167 Cahuana Huilca, Jose Luis

Ciudad universitaria, 5 de octubre de 2015

INFORME 05 – RESISTENCIA VARIABLE

TABLA DE CONTENIDOOBJETIVOS....................................................................................................................................3

EXPERIMENTO..............................................................................................................................3

Materiales................................................................................................................................3

Fundamentos Teoricos.............................................................................................................4

Procedimiento..........................................................................................................................4

Cuestionario.............................................................................................................................5

CONCLUSIONES............................................................................................................................9

REFERENCIAS................................................................................................................................9

FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS – LABORATORIO DE FÍSICA III – ELECTROMAGNETISMO PÁGINA2


OBJETIVOS

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

EXPERIMENTOMaterialesEquipo utilizado durante el experimento:

La tarjeta insertable UniTrain-I de Resistencia Variables, SO4203-7B.

Fotorresistencia (LDR). Termo resistencia con coeficiente

negativo de temperatura (NTC).

Termo resistencia con coeficiente positivo de temperatura (PTC).

Varistores (VDR).

Fundamentos Teóricos

Para observaciones sencillas, se puede prescindir de la aplicación de la tecnología de medición 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 potenciómetros o resistencias conectadas en serie. Se puede comprobar la reacción de los componentes que reaccionan a los cambios de temperatura simplemente con el tacto (temperatura corporal). La alimentación de tensión se realiza por medio del sistema de bus UniTrain-I o por los experimentadores.

RESISTENCIAS VARIABLES TERMO RESISTENCIAS (NTC) Las termo resistencias NTC (NTC = Coeficiente Temperatura Negativa) son semiconductores fabricados con cerámica poli cristalina de óxidos mixtos, que se emplean en mayor grado para la medición 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 eléctrica disminuye ante dicho aumento de temperatura. Por esta razón se los denomina también termistores. Con temperatura ambiente, presentan un coeficiente negativo de temperatura en el orden de magnitud de -3 a -5 % por grado. El rango típico de temperatura va de -60ºC a +200 ºC. La dependencia en función de la temperatura obedece a la siguiente ecuación:



La temperatura de referencia y la constante dependiente B del componente se puedentomar de la correspondiente hoja de datos. Las temperaturas se deben expresar en Kelvin. La transformación de la temperatura a grados Kelvin se realiza por medio de la ecuación:

T = ( + 273°C)

Las resistencias NTC poseen una sensibilidad esencialmente mayor que lostermómetros de resistencia metálica. Entre los campos de aplicación se encuentra todo tipo de medición y control automático 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 linealización de dicha curva.

La tabla siguiente muestra, a manera de ejemplo, los valores básicos de una resistencia NTC, con una temperatura de referencia de T0 = 25°C y un valor de resistencia correspondiente de R25 = 5 k.

Tabla 1: Valores básicos de una resistencia NTC. (R25 = 5kΩ)

C° 0 20 25 40 60 80 100 120

Ohmios 16325 6245 5000 2663 1244 627,5 339 194,7

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



ProcedimientoCaracterística estática de resistencia NTC

En el experimento siguiente se debe analizar la respuesta de las resistencias NTC. Para ello se registrará la característica de una resistencia de este tipo y se discutirán los posibles rangos de aplicación de este tipo de resistencias. Monte el circuito experimental que se representa a continuación en la sección II de la tarjeta de experimentación SO4203-7B:



Abra el instrumento virtual Fuente de tensión continua y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente. Encienda a continuación el instrumento por medio de la tecla POWER. Abra el instrumento virtual Voltímetro A y Amperímetro B, seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente

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

Ahora, ajuste la tensión de alimentación Ue, empleando uno tras otro, los valores expuestos en la tabla 1. Mida cada tensión U en la resistencia NTC, al igual que la corriente I que fluye por la resistencia y anote los valores de medición en la tabla. Antes de ajustar un nuevo valor de tensión, espere siempre aproximadamente un minutoantes de llevar a cabo la medición de corriente. Si pulsa la pestaña "Diagrama" de la tabla, después de realizar todas las mediciones, podrá visualizar gráficamente la característica resultante.

El grado de calentamiento de la resistencia durante el servicio depende de la potencia consumida. Si se registra esta potencia en función del valor de la resistencia, se obtiene la característica de temperatura de la resistencia. Calcule la potencia P = U· I y la resistencia R = U/I para cada medición documentada en la tabla 1, y anote en la tabla 2 los valores obtenidos,

A continuación visualice las correspondientes curvas características:



TABLA 1

U (V) I m(A)

1.00 0.85 5.1

2.00 1.74 11.2

3.00 2.57 19.4

4.00 3.34 34.6

5.00 3.74 6.4

6.00 3.59 10.7

7.00 3.5 13.1

8.00 3.47 13.2

9.00 3.47 13

10.00 3.47 13

TABLA 2

Cuestionario.

a) ¿Por qué es necesario esperar aproximadamente un minuto antes de medir la

corriente después de realizar una modificación de la tensión?


P R (Ohm)

1.00 4.34 0.17

2.00 19.48 0.16

3.00 49.85 0.13

4.00 115.56 0.09

5.00 23.93 0.58

6.00 38.41 0.34

7.00 45.85 0.27

8.00 45.80 0.26


a) En primer lugar, la tensión de alimentación debe estabilizarse.

b) La resistencia NTC se calienta ante el flujo de corriente. De esta manera

disminuye la resistencia y la medición sólo se puede realizar después de la

que la temperatura haya alcanzado su valor estacionario.

c) La resistencia NTC se enfría ante el flujo de corriente. De esta manera

disminuye la resistencia y la medición sólo se puede realizar después de

que la temperatura haya alcanzado su valor estacionario.

d) No existe ningún motivo en especial para esperar antes de medir la

corriente.

b) ¿Qué afirmaciones podría realizar en relación con la característica obtenida?

a) La pendiente de la característica es constante.

b) La pendiente de la característica varía.

c) La tensión en la resistencia NTC adopta un valor máximo.

d) La tensión en la resistencia NTC aumenta continuamente.

e) Si la tensión asciende, disminuye la pendiente de la característica.

f) Si la tensión asciende, aumenta ka pendiente de la característica.

c) ¿A qué conclusión puede arribar a partir de las dos características 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, deberían operar con bajas intensidades de corriente para evitar los efectos del calentamiento.

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



CONCLUSION Y SUGERENCIAS Se puede controlar la intensidad de corriente que hay por una línea si se conecta en

serie, o la diferencia de potencial si se conecta en paralelo.

Se utilizan en aquellos circuitos en los que es necesario efectuar variaciones de niveles de tensión eléctrica, en aplicaciones tales como controles de volumen o tono de sonido, controles de brillo o contraste de imagen, etc, o para ajustar la resistencia de un elemento de circuito a un valor adecuado para su correcto funcionamiento.


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