Resistencia Variable INFORME5

7/25/2019 Resistencia Variable INFORME5

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RESISTENCIA VARIABLE

2016

Facultad:

FIGMMGEAP de Ing. Civil

FQIQEAP de Qumica

Alumnos:

Acua Malpartida, Maryluna (15160302)

Cabaas Len, Adrin Ral (15160314)

Campos Campos, Edson Miguel Angel (15160093) Saravia Torres, Miguel Angel (15160119)

Sebastian Ramos, Shyrlae M. (14070091)

Puma Ticoma, Rhony U. (14070088)

Pinglo Pinglo, Diego Armando (15160107)

Vilca Solier, Einer Jhair (15160120)

Profesor:

Trujillo L.

Turno:

Viernes 2:00-4:00 pm, Ambiente A

Fecha de ejecucin:

13/05/16

Fecha de entrega:

20/05/16


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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Informe N 5

Laboratorio de Fsica III Resistencia Variable 1

INTRODUCCIN

En esta prctica de laboratorio hemos tenido en cuenta la visualizacin,

determinacin y reconocimiento de las resistencias variables las cuales, como sunombre lo indica, varan su valor en Ohm dentro de un rango determinado.

De acuerdo a su funcin, estas resistencias variables pueden ser:

Resistencias de Control

Resistencias de precisin

Resistencias lineales

Resistencias no lineales

De esta manera hemos reconocido y comprobado experimentalmente las

resistencias variables.


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Resistencia Variable

Experiencia N5

1. OBJETIVOS:

Mostrar cmo es el comportamiento de las resistencias variables.

Caracterizar sensores resistivos.

Calcular errores obtenidos diferenciando el de cero, ganancia y no

linealidad.

2. MATERIALES:

La tarjeta insertable UniTrain-I de Resistencias variables, SO4203-7B, sirve para

analizar esta clase de resistencias, siendo posible estudiar los siguientes tipos:

Fotorresistencia (LDR).

Termorresistencia con coeficiente negativo de temperatura (NTC).

Termoresistencia con coeficiente positivo de temperatura (PTC).

Varistores (VDR).

3. FUNDAMENTO TEORICO:

RESISTORES VARIABLES:

Tienen tres contactos, dos de ellos estn conectados a los extremos de la superficie

resistiva y el otro est conectado a un cursor que se puede deslizar a lo largo del

elemento resistivo. Estos resistores pueden variar su valor dentro de unos lmites.

Para ello se les ha aadido un tercer terminal unido a un contacto mvil que puede

desplazarse sobre el elemento resistivo proporcionando variaciones en el valor de la

resistencia. Este tercer terminal puede tener un desplazamiento angular (giratorio) o

longitudinal (deslizante).

Funcin:

Segn su funcin en el circuito estos resistores se denominan:

Potencimetros: se aplican en circuitos donde la variacin de resistencia laefecta el usuario desde el exterior (controles de audio, video, etc.).

Trimmers, o resistores ajustables: se diferencian de las anteriores en que

su ajuste es definitivo en el circuito donde van aplicadas. Su acceso est

limitado al personal tcnico (controles de ganancia, polarizacin, etc.).

Reostatos: son resistores variables en las que uno de sus terminales

extremos est elctricamente anulado. Tanto en un potencimetro como un

trimmer, al dejar unos de sus terminales extremos al aire, su


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comportamiento ser el de un reostato, aunque estos estn diseados para

soportar grandes corrientes.

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 los 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 Termorresistencias (NTC)

Las termorresistencias 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:

()= (0). 1

1

T: Temperatura en K.

T0: Temperatura de referencia.

B: Constante dependiente del material.

La temperatura de referencia y la constante dependiente B 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:

= + 273

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


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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 0= 25 y un valor deresistencia correspondiente de

= 5

Tabla 1: Valores bsicos de una resistencia NTC. (= 5).

Temperaturade medicin

en C0 20 25 40 60 80 100 120

Valoresbsicos en

ohmios16325 6245 5000 2663 1244 627,5 339 194,7

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).


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4. PROCEDIMIENTO:

Caracterstica esttica de resistenciaNTC

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 sediscutirn 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:

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 Ay Ampermetro B, seleccione los ajustes

que se detallan en la tabla siguiente:

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.


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Ahora, ajuste la tensin de alimentacin Ue,

empleando uno tras otro, los valores

expuestos en la tabla 1. Mida cada tensin U

en la resistencia NTC, al igual que la

corriente I 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 Iy la resistencia

R = 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:

Ue [V] U [V] I [mA]

1 0.75 9

2 1.54 20

3 2.17 32

4 2.55 465 2.75 61

6 2.84 77

7 2.85 92

8 2.86 106

9 2.82 108

10 2.82 108

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 20 40 60 80 100 120

U[V]

I [mA]


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TABLA 2:

Ue [V] P [mW] R [Ohm]

1 6.75 83.33

2 30.80 77.00

3 69.44 67.814 117.30 55.43

5 167.75 45.08

6 218.68 36.88

7 262.20 30.98

8 303.16 26.98

9 304.56 26.11

10 304.56 26.11

5. 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 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 manera

disminuye la resistencia y la medicin slo 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

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 50 100 150 200 250 300 350

R[Ohm

]

P [mW]


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Solucin:

a) Al hacer un alza en la tensin se debe esperar un tiempo determinado para

confirmar una correcta lectura, este procedimiento tambin se aplica en la

maquinaria elctrica pesada en las industrias.

b) Con el alza de tensin la energa tambin se eleva lo que implica un aumentode temperatura en la resistencia, entonces eta temperatura debe estabilizarse para

la correcta medicin. La relacin de resistencia y temperatura se pueden observar

en la tabla 1 donde se verifica esta afirmacin.

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.

Solucin:

b) Ya que la resistencia disminuye a medida de que aumenta la temperatura, la

pendiente de la caracterstica vara, no es constante.

c) Del grfico IxU (Tabla 1) observamos que a medida que la intensidad aumenta,la tensin U llega a un valor mximo.

e) A medida que la tensin se incrementa, se puede ver que la pendiente

disminuye hasta ser casi 0 en el valor mximo.


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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.

Solucin:

b) La resistencia NTC vara de acuerdo a la temperatura, al aumentar la

temperatura, la resistencia disminuye.

c) De la grfica RxP (Tabla 2) se observa que a medida que aumenta el consumo

de potencia, el valor de la resistencia disminuye.

e) Al aumentar el consumo de potencia, el valor de la resistencia disminuye y esto

se debe a un aumento de su temperatura.

f) Debido a que las resistencias NTC poseen una gran sensibilidad (mayor a la de

los termmetros de resistencia metlica), es preferible trabajar con bajas

intensidades.


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6. CONCLUSIONES:

El paso de corriente a travs de un resistor produce calor, y este es posiblepercibirse en este tipo de resistencia.

Si se emplean como sensores de temperatura, deben trabajar con bajas

intensidades para evitar los efectos del calentamiento. El consumo de potencia es directamente proporcional con la temperatura e

inversamente proporcional con la resistencia. A su vez la resistenciadepende de forma exponencial con la temperatura.

7. RECOMENDACIONES:

Es de gran importancia la toma correcta de las mediciones ya que diferentes,aspectos podran modificar los resultados que se obtienen.

8. BIBLIOGRAFIA:https://es.wikipedia.org/wiki/Potenci%C3%B3metro

http://roble.pntic.mec.es/~jsaa0039/cucabot/rvariable-intro.html

http://www.tecnoastro.es/tecnologia/resistencias%20variables.html

Serway, Jewett, Fsica, Ciencias e Ingeniera, 7aEdicin, 2009

9. ANEXOS:

Graficas en papel milimetrado (Tablas 1 y 2).
https://es.wikipedia.org/wiki/Potenci%C3%B3metrohttps://es.wikipedia.org/wiki/Potenci%C3%B3metrohttp://roble.pntic.mec.es/~jsaa0039/cucabot/rvariable-intro.htmlhttp://roble.pntic.mec.es/~jsaa0039/cucabot/rvariable-intro.htmlhttp://www.tecnoastro.es/tecnologia/resistencias%20variables.htmlhttp://www.tecnoastro.es/tecnologia/resistencias%20variables.htmlhttp://www.tecnoastro.es/tecnologia/resistencias%20variables.htmlhttp://roble.pntic.mec.es/~jsaa0039/cucabot/rvariable-intro.htmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Potenci%C3%B3metro


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