LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO N 4RESISTIVIDAD

OBJETIVOS

Comprender que la resistencia elctrica de un elemento conductor depende de su geometra, las caractersticas del material, as como de su temperatura.

Verificar la dependencia de la resistencia elctrica de acuerdo a la naturaleza del material y la geometra.

RESUMEN La prctica de laboratorio permiti determinar experimentalmente la forma como varia la resistencia de un material dependiendo de la corriente que se le aplique y su longitud, el diferencial de potencial elctrico entre cada punto elegido, y a su vez demostrar si hay diferencia entre los resultados prcticos obtenidos y el terico ya conocido.

MARCO TERICO Y CUESTIONARIO

La resistencia de un conductor depende de la naturaleza del material as como de su longitud L y del rea de su seccin transversal A. La temperatura del material tambin es un factor que influye en su resistividad.

La resistividad elctrica de una sustancia mide su capacidad para oponerse alflujodecarga elctrica atravsde ella. Unmaterialcon una resistividad elctrica alta (conductividad elctrica baja), es un aislante elctrico y unmaterialcon una resistividad baja (conductividad alta) es un buenconductorelctrico.

Se define la resistividad () del material mediante la ecuacin:

Donde R es la resistencia elctrica del material, L la longitud y A la seccin transversal. La resistividad de un buen conductor es del orden de 10-8 .m.En algunos materiales el valor de la resistencia R depende de la corriente C que los atraviesa. La resistividad de tales materiales depende del valor I/A. Sin embargo, los metales y algunos otros materiales conservan el mismo valor de la resistividad (y por tanto el mismo valor de R) independiente del valor I/A. Se dice que en estos casos se cumple la ley de Ohm.

Tabla: Valores de resistividad de algunos materiales a 20C.Material (xm)

Plata Cobre Aluminio Tungsteno Plomo Constantn (Ni+Cu) Aleacin de Fe y Ni Carbn Agua salada Germanio Oxido de cobre (CuO) Agua destilada Vidrio Aceite de transformador Caucho 1,6x10-8 1,7x10-8 2,7x10-8 5,6x10-8 2,1x10-7 4,91x10-1,7x10-6 3,5x10-5 2,0x10-1 5,0x10-1 1,0x103 5,0x103 1,0x101 2,0x1011,0x101

MATERIALES Conductores hmicos Fuente de poder cd Multmetro Micrmetro

CUESTIONARIO

Concepto de Corriente elctrica:Se da el nombre de corriente elctrica a un desplazamiento de electrones a lo largo de un conductor entre cuyos extremos se aplica una diferencia de potencial. El fenmeno fsico del flujo de electrones en un conductor es anlogo al flujo de un lquido por el interior de una tubera entre cuyos extremos existe una diferencia de presin, debida, por ejemplo, a una diferencia de nivel.La corriente elctrica puede ser continua (cuando el movimiento de los electrones se efecta en un solo sentido), o bien alterna (cuando el flujo se invierte a travs del tiempo, con cierta frecuencia, a causa de la aplicacin, entre los extremos del conductor, de una diferencia alternativa de potencial).

Concepto de Densidad de corriente:La densidad de corriente elctrica se define como una magnitud vectorial que tiene unidades de corriente elctrica por unidad de superficie. Matemticamente, la corriente y la densidad de corriente se relacionan como:Vectorialmente la expresamos:

Concepto de Resistividad

La resistencia elctrica es la oposicin que ofrece un material al paso de los electrones (la corriente elctrica).Cuando el material tiene muchos electrones libres, como es el caso de los metales, permite el paso de los electrones con facilidad y se le llama conductor. Ejemplo: cobre, aluminio, plata, oro, otros. Si por el contrario el material tiene pocos electrones libres, ste no permitir el paso de la corriente y se le llama aislante o dielctrico. Ejemplo: cermica, bakelita, madera (papel), plstico, entre otros.Los factores principales que determinan la resistencia elctrica de un material son: Tipo de material Longitud Seccin transversal TemperaturaUn material puede ser aislante o conductor dependiendo de su configuracin atmica, y podr ser mejor o peor conductor o aislante dependiendo de ello.

Concepto de Conductividad

La conductividad elctrica es la capacidad de un cuerpo de permitir el paso de la corriente elctrica a travs de s. Tambin es definida como la propiedad natural caracterstica de cada cuerpo que representa la facilidad con la que los electrones (y huecos en el caso de los semiconductores) pueden pasar por l. Vara con la temperatura. Es una de las caractersticas ms importantes de los materiales.La conductividad es la inversa de la resistividad, por tanto, su unidad es el S/m (siemens por metro).

Explicar cmo afecta la temperatura a la resistividad y la resistencia de un material hmico.La resistividad de un material metlico aumenta, segn la teora vista, al aumentar la temperatura, esto se debe a que los iones del conductor vibran con mayor amplitud, lo cual hace ms probable que un electrn en movimiento choque con un in, esto impide el arrastre de los electrones por el conductor y, por tanto, tambin la corriente. La resistividad de las aleaciones es prcticamente independiente de la temperatura. La resistividad de los no metales disminuye al aumentar la temperatura, segn lo visto en Fsica 2, puesto que a temperaturas mayores, ms electrones son arrancados de los tomos y adquieren movilidad. Este mismo comportamiento se presenta en los semiconductores. La resistividad es directamente proporcional a la resistencia del material, la relacin entre ambos esta dad por: R = L / A

Explicar los factores de los cuales depende: la resistencia de un material hmico y la resistividad de un material hmico

Las diversas caractersticas tcnicas a especificar para este tipo de componente son: resistencia nominal y tolerancia, estabilidad, coeficiente de temperatura, coeficiente de tensin, tensin mxima de trabajo, potencia disipada mxima, temperatura mxima de trabajo, resistencia trmica, ruido elctrico, comportamiento en alta frecuencia, fiabilidad, forma y dimensiones.

PROCEDIMIENTO

1. Colocar sobre la escala mtrica uno de los alambres resistivos y armar el circuito de la Figura 1. 2. Establecer una corriente pequea en el circuito y medir cada diez centmetros el voltaje en el alambre resistivo. Llenar la Tabla de datos 1.

ANLISIS DE DATOSExperimentalmente dejando fija el valor de la intensidad a 0,97 A se tomaron los valores de voltaje con el multmetro y modificando las longitudes en la regla mtrica, los valores se registraron en la siguiente tabla:Tabla No.1 DATOS EXPERIMENTALES PRIMER PARTE1= 4,05x10-4

L (m)I (A)V (v)R ()L/A m-1

0,1

0,970,780,558898017776247,246

0,21,81,1177960341552494,49

0,32,741,6766940512328741,74

0,43,862,2355920683104988,98

0,54,872,7944900843881236,23

0,65,883,3533881014657483,47

0,76,913,9122861185433730,72

0,87,934,4711841356209977,97

0,98,955,0300821526986225,21

19,895,5889801697762472,46

El primer valor calculado para cada grupo de datos es el de Li/A en unidades de m-1 de la manera que se presenta a continuacin:

Se realizaron del mismo modo los clculos para los dems datos variando solamente el Li de la formula, a continuacin se procedi a hallar la Resistencia tomando una resistividad constante para de utilizando la siguiente frmula:

Se realizaron del mismo modo los clculos para los dems datos variando solamente el Li /A de la frmula planteada inicialmente; los datos calculados se registraron en la Tabla No.1. Se procedi para continuar con el anlisis y observar el comportamiento de la resistencia del material, ferronquel para este caso a realizar la siguiente grafica de R vs L/A:

La segunda parte de la prctica se hizo variando el dimetro del material utilizado y midiendo las mismas variables:Tabla No.2 DATOS EXPERIMENTALES SEGUNDA PARTE2= 6,44x10-4

L (m)I (A)V (v)R ()L/A m-1

0,1

0,970,610,221040004307000,006

0,21,340,442080009614000,012

0,32,080,663120013921000,018

0,42,840,8841600171228000,02

0,53,571,1052000211535000,03

0,64,321,3262400261842000,04

0,75,081,547280032149000,04

0,85,821,7683200342456000,05

0,96,551,9893600392763000,05

17,222,2104000433070000,06

El primer valor calculado para cada grupo de datos es el de Li/A en unidades de m-1 de la manera que se presenta a continuacin:

Se realizaron del mismo modo los clculos para los dems datos variando solamente el Li de la formula, a continuacin se procedi a hallar la Resistencia tomando una resistividad constante para de utilizando la siguiente frmula:

Se realizaron del mismo modo los clculos para los dems datos variando solamente el Li /A de la frmula planteada inicialmente; los datos calculados se registraron en la Tabla No.1. Se procedi para continuar con el anlisis y observar el comportamiento de la resistencia del material, ferronquel para este caso a realizar la siguiente grafica de R vs L/A:

Las grficas nos indican que la resistencia es directamente proporcional a la relacin de la longitud sobre el rea transversal.

Las regresiones lineales para los dos casos fueron las siguientes donde el valor de la resistividad es la pendiente:

Para el error se tom el valor calculado como el experimental y para el terico se verifico en una tabla para el ferronquel con un valor de

CONCLUSIONES A medida que aumenta el dimetro del conductor, la resistencia elctrica disminuye. Esta premisa se comprueba con las grficas obtenidas en las que se verifica que la resistencia es inversamente proporcional al dimetro del conductor, a su vez tambin se observa que a mayor longitud del conductor aumenta la resistencia. La resistividad de un material es propiedad intensiva que no depende de la longitud Aunque el porcentaje de error fue mnimo, ste es debido a errores humanos en el momento de tomar datos y errores de los equipos o elementos utilizados por el desgaste de los materiales, es decir errores sistemticos. El material utilizado se define como material Ohmico ya que es un conductor lineal ya que la diferencia de potencial es directamente a la intensidad de corriente.

BIBLIOGRAFA

http://www.unicrom.com/Tut_resistencia_electrica.asp http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_resistencia/ke_resistencia_1.htm Fsica Universitaria Novena Edicin, Sears, Zemansky, Freedman y Young. Editorial. Addison-Wessley Longman. Volumen 2.

ANEXOS Multmetro

Montaje experimental

Montaje experimental