8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
1/13
“Resistencia vrs Temperatura”
L A B O R A T O R I O D E F I S I C A 3
Jamim Chavarria 21341027
Heri Sarmiento 21341053
Instructor: Jossira Tabora
San Pedro Sula, 20 de agosto 2015
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
2/13
Resistencia Vs. Temperatura
I. Resumen Introductorio
1. Objetivos de la experiencia Comprobación de la dependencia de temperatura de las resistencias de
diferentes componentes eléctricos.
Comprobación de la dependencia de temperatura del estado de conducciónde voltaje en diodos semiconductores.
Comprobación de la dependencia de temperatura del voltaje en los efectosZener y Avalancha.
Analizar el comportamiento de los termistores y diodos.
Identificar el coeficiente Olveriano de diferentes materiales.
2. Precauciones experimentales Revisar que el multímetro este en las unidades correctas. Conectar los lados positivos con los positivos y negativos con negativos. Tener cuidado de no quemarse con el agua. Meter el circuito en una bolsa plástica. Tener cuidado que la bolsa no se llene de agua. Asegurarnos que el recipiente al que sumergimos la placa, esté lleno de agua
aproximadamente ¾ de su capacidad.
Asegurarnos de ir midiendo adecuadamente la temperatura para obtener los
valores pedidos en la práctica.
3. Breve resumen del trabajo realizadoEn ésta práctica logamos comprender que la dependencia del valor deresistencia que ofrece un metal con respecto a la temperatura a la que estásometido, lo indica el coeficiente de temperatura que se expresa en gradoscentígrados inversos. Además, que la variación de la temperatura produce unavariación en la resistencia. En la mayoría de los metales aumenta su resistencia
al aumentar la temperatura, por el contrario, en otros elementos, como elcarbono o el germanio la resistencia disminuye.
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
3/13
Resistencia Vs. Temperatura
II. Reporte de Datos
Resistencia (Ω)
Temperatura(°C)
Z
2.7
Z
6.8
Si Ge PTC NTC
28 138.3KΩ 1.026 KΩ 58Ω 0.809Ω
40 102.7KΩ 0.866 KΩ 76.1Ω 0.523Ω
52 83.2KΩ 0.724 KΩ 131.8Ω 0.349Ω
64 52.1 KΩ 0.576 KΩ 0.6113Ω 0.231Ω
76 11.19 KΩ 0.477 KΩ 3.82Ω 0.163Ω
Resistencia /Tem °C
28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72
C 0.993kΩ 0.994kΩ 0.993kΩ 0.992kΩ 0.993kΩ 0.994kΩ 0.995kΩ 0.995kΩ 0.993kΩ 0.993kΩ 0.994KΩ 0.990kΩ
Met 0.997kΩ
0.998kΩ
0.998kΩ
0.997kΩ
0.997kΩ
0.398kΩ
0.997kΩ
0.996kΩ
0.995kΩ
0.994kΩ
0.994KΩ
0.993kΩ
CuNi 171.3Ω
171.5Ω
171.6Ω
171.7Ω
171.5Ω
171.5Ω
171.6Ω
171.6Ω
171.8Ω
171.8Ω
171.6Ω
172.1Ω
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
4/13
Resistencia Vs. Temperatura
III. Cálculos 1. Los cálculos necesarios corresponden a los que exige la fórmula del coeficiente de temperatura
(fórmula en III, fondo azul)
= −
∗ ( − )
= − °
° ∗ ( − 28)
Diferencia R- (Ω) Vsdiferencia T-28(°C)
28-40 28-52 28-64 28-76
Z 2.7
Z 6.8
Si -0.021 -0.016 -0.017 -0.019
Ge -0.013 -0.012 -0.012 -0.011
PTC 0.026 0.053 -0.027 -0.019
NTC -0.029 -0.023 -0.020 -0.017
Diferencia R-
(Ω) Vs diferencia
T-28(°C)
28-32 28-36 28-40 28-44 28-48 28-52 28-56 28-60 28-64 28-68 28-72 28-76
CuNI 0.0003 0.0002 0.0002 .00007 .00006 .00007 .00006 .00009 .00008 .00004 .0001 0.0001
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
5/13
Resistencia Vs. Temperatura
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
6/13
Resistencia Vs. Temperatura
IV. Resultados Gráficas. Deberá incluir las gráficas R vs. T de la siguiente manera:
A. Gráfica única para el resistor de cobre-níquel (eje vertical con variaciones no
mayores de 5 Ω)
B. Gráfica única para el resistor de cobre (eje vertical con variaciones no
mayores de 20 Ω) No hay datos
y = 1E-05x + 0.171
R² = 0.6569
0.1712
0.1713
0.1714
0.1715
0.1716
0.1717
0.1718
0.1719
0.172
0.1721
0.1722
0 15 30 45 60 75 90
Resistor Cobre-Niquel
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
7/13
Resistencia Vs. Temperatura
C. Gráficas combinadas para los resistores de metal y el carbón (eje vertical con
variaciones no mayores de 5 Ω)
D. Gráficas combinadas para todos los resistores anteriores
0
5
10
28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76
R E S I S T E N C I A (
K Ω )
TEMPERATURA (°C)
RESISTOR DE CARBON Y METAL
C Met
28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76
CuNi 0.1713 0.1715 0.1716 0.1717 0.1715 0.1715 0.1716 0.1716 0.1718 0.1718 0.1716 0.1721 0.1721Met 0.997 0.998 0.998 0.997 0.997 0.398 0.997 0.996 0.995 0.994 0.994 0.993 0.991
C 0.993 0.994 0.993 0.992 0.993 0.994 0.995 0.995 0.993 0.993 0.994 0.99 0.98
0
0.5
1
1.5
2
2.5
GRAFICA COMBINADA
C Met CuNi
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
8/13
Resistencia Vs. Temperatura
E. Gráficas combinadas para los termistores PTC y NTC (eje vertical con
variaciones en el eje vertical de 500 Ω, o mayores si lo considera necesario)
F. Gráficas combinadas para los diodos (eje vertical con variaciones en el eje
vertical de 500 Ω, o mayores si lo considera necesario)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
28 40 52 64 76
R E S I T E N C I A Ω
TEMPERATURA
Grafico combinado PTC NTC
PTC NTC
0
20
40
60
80
100
120140
160
28 40 52 64 76
R E S I S T E N C I A K
Ω
TEMPERATURA
Diodos
Si Ge
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
9/13
Resistencia Vs. Temperatura
G. Gráfica combinada con todas las curvas. Utilice una escala logarítmica (base
10) para el eje vertical. Para ella le sugerimos asignar los siguientes colores:
Valores numéricos. Los que permiten conocer los distintos coeficientes, según
los casos:
Gráficas lineales (Z6.8, Z2.7, C, Cu, Met, CuNi); mediante la pendiente de
cada material. Hacer una tabla comparando todas las ecuaciones ypendientes de cada elemento.
28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76
NTC 0.809 0.523 0.349 0.231 0.163
PTC 0.058 0.076 0.132 6E-04 3.82
Ge 1.026 0.866 0.724 0.576 0.477
Si 138.3 102.7 83.1 52.1 11.19
CuNi 0.171 0.172 0.172 0.172 0.172 0.172 0.172 0.172 0.172 0.172 0.172 0.172 0.172
Met 0.997 0.998 0.998 0.997 0.997 0.398 0.997 0.996 0.995 0.994 0.994 0.993 0.991
C 0.993 0.994 0.993 0.992 0.993 0.994 0.995 0.995 0.993 0.993 0.994 0.99 0.98
0
30
60
90
120
150
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
10/13
Resistencia Vs. Temperatura
y = -0.0005x + 0.9957
R² = 0.2441
0.97
0.975
0.98
0.985
0.99
0.995
1
C
y = 0.0049x + 0.1223
R² = 0.2032
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Cobre-Niquel
y = 0.0294x + 0.6615
R² = 0.1681
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
METAL
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
11/13
Resistencia Vs. Temperatura
PTC
y = 805.92x - 1478.3
R² = 0.6139
NTC
y = -158.4x + 890.2
R² = 0.9341
Si
y = -6.3629x + 86.82
R² = 0.0491
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 1 2 3 4 5 6 7
TABLA DE PENDIENTES
MATERIAL ECUACIONES PENDIENTES
C y = -0.0005x + 0.9957 -0.0005x
Met y = 0.0294x + 0.6615 -0.0294x
CuNi y = 0.0049x + 0.1223 -0.0049x
Gráficas no lineales (NTC, PTC, Silicio): valores promedios, separando en dos,
tres o más valores promedio, que obtendrá con las distintas partes cuasi
lineales de las curvas. Hacer una tabla por elemento comparando todas las
ecuaciones y pendientes.
TABLA
Resistor ECUACIONES PENDIENTE
PTC y = 805.92x - 1478.3 805.92x
NTC y = -158.4x + 890.2 -158.4x
SI y = -6.3629x + 86.82 -6.3629
PENDIENTEPROMEDIO
213.7190
Comparación de los valores ‘standard’ de los coeficientes y los obtenidos en
los cálculos.
Nota: La fórmula para obtener el coeficiente de temperatura en base a las
pendientes es la siguiente:
=
°
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
12/13
Resistencia Vs. Temperatura
Laboratorio de Física
MATERIAL PENDIENTE R 28°C KΩ α=m/R28°C α Estándar
CuNi -0.0049 0.1713 -0.0288 -----------
MET -0.0294 0.997 -0.0295 -----------
C -0.0005 0.993 -5.03x10-4 5.00E-04
NTC 805.92 0.000809 996192 -0.045
PTC -158.4 0.058 -2731 -----------
Si -6.3629 138.3 0.0460 0.0689
8/16/2019 Lab 3G2 Jueves1115
13/13
Resistencia Vs. Temperatura
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?
La vibraciones de los iones metálicos en las posiciones de cristal, hace que se origine el flujo deelectricidad en la resistencia. Las vibraciones interfieren con el movimiento de los electrones yretardan la corriente a medida que aumenta el movimiento térmico de los iones metálicos y estohace que la resistencia de los materiales aumente junto con la temperatura.
2. Muchos metales presentan una fase superconductora a partir de cierta temperatura.Kammerlingh-Omes 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 yexplique la ventaja económica que representarían líneas de transmisión superconductoras.
El anillo superconductor se le aplica una corriente eléctrica y posteriormente se retira de la fuente,esto continuara fluyendo eternamente sin decaimiento apreciable. Esto hará un mayor rendimiento
en lo que a conductividad eléctrica se refiere.
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.
¿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 500 V o de 250 V?Presente su razonamiento con las fórmulas correspondientes que hagan ver el porqué de tensiones
muy altas?
La corriente es inversamente proporcional a la resistencia, y el voltaje directamente proporcional a
la resistencia. De modo que la relación entre potencia, tensión y resistencia es P=v2/R
En una línea de cobre de 20 Km, ¿qué porcentaje adicional de pérdida de potencia supondría unaumento de temperatura de 18 a 40°C? Supondremos que el alambre no cambia mucho de longituddebido al cambio de temperatura. Sabemos que para el cobre. Así que usando la formula dada en la
guía podemos encontrar la razón entre las resistencias. ¿
= 1 + 0.00393(4 0 − 1 8) = 1.08646
Suponiendo que la perdida de potencia es directamente proporcional a R, la perdida adicional seria8.646%