219727522-Informe-5-fisica-iii.doc

UNIVERSIDAD NACIONAL  M  MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA

TEMA:

RESISTENCIA VARIABLE PROFESOR:

CURSO:

LABORATORIO DE FÍSICA III INTEGRANTES:

GIANNINA HERENCIA SÁENZ   FIAMMA JIMÉNEZ BARRANTES    CLAUDIA QUINECHE MINAA   ÁLVARO QUINTEROS  SEDANO   BRENDA RAMOS BAUTISTA   NATALH SÁNCHEZ HEREDIA    JUNIOR SUSANIBAR  CUADROS 12070051 

2 0 1 3

12070035 12070032 120701!" 120701!5 12070 120700"!

UNMSM

I.

Laboratorio Física III

OBJETIVOS 1. Mostrar como es el comportamiento de las resistencias Variables. 2. Caracterizar sensores resistivos. 3. Calcular los errores obtenidos diferenciando el cero, ganancia y no linealidad.

II.

MATERIALES La tarjeta insertable ni !rain"# de $esistencias variables, %&'2(3")*, sirve para analizar esta clase de resistencias, siendo posible estudiar los siguientes tipos+ otorresistencias -L$/ !ermo resistencias con coeficiente negativo de temperatura -0!C/ !ermo resistencias con coeficiente positivo de temperatura -!C/ Varistores -V$/

III.

FUNDAMENTO TEORICO ara observaciones sencillas, se puede prescindir de la aplicacin de la tecnologa de medicin puesto 4ue las resistencias -e5cepto la V$/ reaccionan muy sensiblemente a las influencias e5ternas. La sensibilidad de los componentes se puede variar por medio de potencimetros o resistencias conectadas en serie. %e puede comprobar la reaccin de os componentes 4ue reaccionan a los cambios de temperatura simplemente con el tacto -temperatura corporal/. La alimentacin de tensin se realiza por medio del sistema de bus ni!rain"# o por los e5perimentadores. Resistencias Variables Termo resistencia (NTC) Las termo resistencias 0!C -0!C 6 Coeficiente !emperatura 0egativa/ son semiconductores fabricados con cer7mica policristalina de 5idos mi5tos, 4ue se emplean en mayor grado para la medicin de la temperatura. 8n los materiales semiconductores, la cantidad de portadores libres de carga se eleva con el aumento de la temperatura, de manera 4ue la resistencia el9ctrica disminuye ante dic:o aumento de temperatura. or esta razn se los denomina tambi9n termistores. Con temperatura ambiente, presentan un coeficiente negativo de temperatura en el orden de magnitud de "3 a "; < por grado. 8l rango tpico de temperatura va de "=(>C a ?2(( >C. La dependencia en funcin de la temperatura obedece a la siguiente ecuacin+

 

Páginá 2

UNMSM

Laboratorio Física III

!+ !emperatura en @ !(+ !emperatura de referencia *+ Constante de dependiente del material La temperatura de referencia y la constante dependiente A del componente se pueden tomar de la correspondiente :oja de datos. Las temperaturas se deben e5presar en @elvin. La transformacin de la temperatura a grados @elvin se realiza por medio de la ecuacin. Las resistencias 0!C poseen una sensibilidad esencialmente mayor 4ue los termmetros de resistencia met7lica. 8ntre los campos de aplicacin se encuentra todo tipo de medicin y control autom7tico de temperatura. La desventaja de muc:as aplicaciones, no obstante, radica en 4ue la curva de la resistencia no es lineal sino e5ponencial. or tanto, se debe llevar a cabo una linealizacin de dic:a curva. La tabla siguiente muestra, a manera de ejemplo, los valores b7sicos de una resistencia 0!C, con una temperatura de referencia de ! ( 6 2;>C y un valor de resistencia correspondiente de $ 2;6;B. Tabla 1+ Valores b7sicos de una resistencia 0!C. -$ 2; 6 ;B/ Temperatura de medicion en ºC Valores basicos en ohmios

0

20

16325 6245

25

40

5000

2663

60

80

1244 627.5

100

120

33

14.7

La imagen siguiente muestra la caracterstica correspondiente -curva roja/  junto con la caracterstica de una resistencia 4ue tiene un valor de referencia de 1( B -curva azul/.

 

Páginá 3

UNMSM

 

Laboratorio Física III

Páginá 4

UNMSM

IV.

Laboratorio Física III

PROCEDIMIENTOS Característica estática de resistencia

8n el e5perimento siguiente se debe analizar la respuesta de las resistencias 0!C. ara ello se registrar7 la caracterstica de una resistencia de este tipo y se discutir7n los posibles rangos de aplicacin de este tipo de resistencias. Monte el circuito e5perimental 4ue se representa a continuacin en la seccin ## de la tarjeta de e5perimentacin %&'2(3")*+ La animacin siguiente ilustra el arreglo e5perimental.

 Dbra el instrumento virtual Fuente de tensión continua a trav9s de la opcin de menE Instrumentos F Fuentes de tensión F Fuente de tensión continua, o también  pulsando la siguiente imagen, y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente. Encienda a continuación el instrumento por medio de la tecla POE!. A!stes de "a #!ente de tensi$n c%ntin!a

!ango"

#$ %

&ensión de salida"

#%

 Dbra el instrumento virtual Voltímetro A a trav9s de la opcin de menE Instrumentos F Instrumentos de medición F Voltímetro A, o también pulsando la siguiente imagen y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.

 

Páginá 5

UNMSM

Laboratorio Física III

A!stes de" &%"tí'etr% A

!ango de medición"

' % ()

*odo de operación"

+%

8n el caso de 4ue realice la medicin de corriente empleando el ampermetro virtual, abra el instrumento  Amperímetro B  a trav9s de a opcin de menE Instrumentos F Instrumentos de medición F Amperímetro B, o también pulsando la siguiente imagen, y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente. A!stes de" A'(erí'etr% B

!ango de medición"

$ m+ ()

*odo de operación"

+%

-unt"

#$ omios

 D:ora, ajuste la tensin de alimentacin Le, empleando uno tras otro, los valores e5puestos en la tabla 1. Mida cada tensin  en la resistencia 0!C, al igual 4ue la corriente 1 4ue fluye por la resistencia y anote los valores de medicin en la tabla. Dntes de ajustar un nuevo valor de tensin, espere siempre apro5imadamente un minuto antes de llevar a cabo la medicin de corriente. %i pulsa la pestaGa iagramaH de la tabla, despu9s de realizar todas las mediciones, podr7 visualizar gr7ficamente la caracterstica resultante. 8l grado de calentamiento de la resistencia durante el servicio depende de la potencia consumida. %i se registra esta potencia en funcin del valor de la resistencia, se obtiene la caracterstica de temperatura de la resistencia. Calcule la potencia  6 . 1 y la resistencia $ 6 I# para cada medicin documentada en la tabla 1, y anote en la tabla 2 los valores obtenidos  D continuacin, visualice las correspondientes curvas caractersticas.

Ta)"a *  

Páginá 6

UNMSM

Laboratorio Física III

Ue [V]

U [V]

I [mA]

1.00

0.81

4.8

2.00

1.6

.

3.00

2.44

15.7

4.00

2.7

22.3

5.00

3.45

28.5

6.00

3.6

34.8

7.00

4.21

42.8

8.00

4.24

55

9.00

4.66

64

10.00

4.83

73

Ta)"a +

 

Páginá 7

UNMSM

V.

Laboratorio Física III

Ue [V]

P [mW]

R [Ohm]

1.00

3.8

0.168

2.00

16.73

0.17

3.00

38.31

0.155

4.00

66.23

0.133

5.00

8.33

0.121

6.00

128.41

0..106

7.00

180.1

0.08

8.00

233.2

0.077

9.00

28.24

0.073

10.00

352.5

0.066

CUESTIONARIO

 

Páginá 8

UNMSM

Laboratorio Física III

*. ,P%r -! es necesari% es(erar a(r%/i'ada'ente !n 'in!t% antes de 'edir "a c%rriente des(!s de rea"i0ar !na '%di#icaci$n de "a tensi$n1

a/ 8n primer lugar, la tensin de alimentacin debe estabilizarse. b) La resistencia NTC se caliente ante el flujo de corriente !e esta manera disminu"e la resistencia " la medición solo se puede reali#ar despu$s de %ue la temperatura &a"a alcan#ado su 'alor  estacionario c/ La resistencia 0!C se enfra ante el flujo de corriente. e esta manera disminuye la resistencia y la medicin solo se puede realizar despu9s de 4ue la temperatura :aya alcanzado su valor  estacionario. d/ 0o e5iste ningEn motivo en especial para esperar antes de medir  la corriente. +. ,2! a#ir'aci%nes (%dría rea"i0ar en re"aci$n c%n "a característica %)tenida1

a/ b/ c/ d/ e/ f/

La pendiente de la caracterstica es constante. La pendiente de la caracterstica vara. La tensin en la resistencia 0!C adopta un valor m75imo. La tensin en la resistencia 0!C aumenta continuamente. %i la tensin asciende, disminuye la pendiente de la caracterstica. %i la tensin asciende, aumenta la pendiente de la caracterstica.

3. ,A -! c%nc"!si$n (!ede arri)ar a (artir de "as d%s características %)tenidas1

a) (i la temperatura aumenta, disminu"e el 'alor de la resistencia NTC b/ %i el consumo de potencia aumenta, se incrementa el valor de la resistencia 0!C. c) (i el consumo de potencia aumenta, disminu"e el 'alor de la resistencia NTC d/ %i el consumo de potencia aumenta, disminuye la temperatura de la resistencia 0!C. e) (i el consumo de potencia aumenta, aumenta la temperatura de la resistencia NTC f) (i las resistencias NTC se emplean como sensores de temperatura, deberían operar con bajas intensidades de corriente  para e'itar los efectos del calentamiento g/ %i las resistencias 0!C se emplean como sensores de temperatura, deberan operar con elevadas intensidades de corriente para obtener resultados estables.

 

Páginá 