Laboratorio de Fisica III-resistencia Variable

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR MAYOR DE SAN MARCOS MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE ING. SISTEMAS E INFORMATICA E.A.P. ING. SISTEMAS.

"RESISTENCIA "RESISTENCIA VARIABLE 

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CURSO

:

FISICA III

INTEGRANTES : HUACHIN SAIRITUPAC, GIAN DE LA CRUZ ESPINOZA, JORGE DIAZ BRAVO, DIEGO MONROE VASQUEZ, JUAN 10170217

11200117 11200065 11200008 11190101

PROFESOR: YACTAYO. HORARIO

:

MARTES 6

 – 

8 P.M.

Ciudad Universitaria, 24 de MAYO 2012.

INDICE

1. Introducción

2. Objetivos

3. Materiales

4. Fundamento Teórico

5. Procedimiento

6. Cuestionario

7. Conclusiones

8. Bibliografía

I. INTRODUCCIÓN

En este capítulo trataremos el tema de resistencia variable, daremos una serie de explicaciones detalladamente, de las graficas del comportamiento que se realizara durante esta práctica. Se lograra verificar que existe una relación inversa con respecto a la temperatura, además se comprobara con la experiencia la siguiente ecuación:

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Esperamos que este informe sea de su agrado así también transmitir la información que aprendimos de esta práctica de laboratorio.

II. 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.

III. 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) * Termo resistencia con coeficiente negativo de temperatura (NTC) * Termo resistencia con coeficiente positivo de temperatura (PTC) * Varistores (VDR)

IV. FUNDAMENTO TEORICO

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 contacto (temperatura corporal). La alimentación de tensión se realiza por medio del sistema de bus UniTrain-I o por los experimentadores.

RESISTENCIA VARIABLE TERMORRESISTENCIA (NTC)

Las termo resistencias NTC (NTC= Coeficiente Temperatura Negativa) son semiconductores fabricados con cerámicas policristalinas de óxidos mixtos, que se emplean en mayor grado para la medición de 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 las 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 -60°C a +200°C. la dependencia en función de la temperatura obedece a la siguiente ecuación:

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 puede tomar 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 = (ϑ + 273)

Las resistencias NTC poseen una sensibilidad esencialmente mayor que los termómetros de la 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 T ₀ = 25⁰C y un valor de resistencia correspondencia de R ₂₅ = 5 kΩ.

Tabla N°1: Valores básicos de una resistencia NTC: (de R ₂₅ = 5 kΩ).

Temperatura de medición en ⁰C Valores básicos en ohmios

0

20

25

40

60

80

100

120

16325

6245

5000

2663

1244

627.5

339

194.7

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

30000

25000

20000

      Ω

    /    R

15000

R₂₅ = 10 kΩ R₂₅ = 5 kΩ 10000

5000

0 0

20

40

60

80

100

120

140

T/⁰C

V. PROCEDIMIENTO 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 a través de la opción de menú  Instrumentos | Fuentes de tensión | 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 POWER.

Ajustes de la fuente de tensión continua Rango:

10 V

Tensión de salida:

1V

Abra el instrumento virtual Voltímetro Aa través de la opción de menú  Instrumentos |  Instrumentos de medición | Voltímetro A, o también pulsando la siguiente imagen y

seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.

Ajustes del voltímetro A Rango de medición:

5 V DC

Modo de operación:

AV

Ajustes del Amperímetro B Rango de medición:

20 mA DC

Modo de operación:

AV

Shunt:

10 ohmios

En el caso de que realice la medición de corriente empleando el amperímetro virtual, abra el instrumento  Amperímetro B a través de a opción de menú  Instrumentos | Instrumentos de medición | Amperímetro B, o también pulsando la siguiente imagen, y seleccione los ajustes

que se detallan en la tabla siguiente. Ahora, ajuste la tensión de alimentación U e, 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 minuto antes 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.

TABLA Nº1: TABLA DE VALORES Ue(V) U(V) A[mA] 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00

0.82 1.6 2.25 2.84 3.25 3.56 3.62 3.7 3.76 3.77

5.5 12 18.6 27.3 35.5 46.9 59 71 81 84

TABLA Nº2: TABLA DE VALORES Ue(V) P[mW](UxI) R[Ohm] (U/I) 1.00

4.51

0.149090909

2.00

19.2

0.133333333

3.00

41.85

0.120967742

4.00

77.532

0.104029304

5.00

115.375

0.091549296

6.00

166.964

0.075906183

7.00

213.58

0.061355932

8.00

262.7

0.052112676

9.00

304.56

0.046419753

10.00

316.68

0.044880952

VI. CUESTIONARIO ¿Por qué es necesario esperar aproximadamente un minuto antes de medir la corriente después de realizar una modificación de la tensión?

1)

En primer lugar, la tensión de alimentación debe estabilizarse. 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 que la temperatura haya alcanzado su valor estacionario. 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. No existe ningún motivo en especial para esperar antes de medir la corriente.

2)

¿Qué afirmaciones podría realizar en relación con la característica obtenida? La pendiente de la característica es constante. La pendiente de la característica varía. La tensión en la resistencia NTC adopta un valor máximo. La tensión en la resistencia NTC aumenta continuamente. Si la tensión asciende, disminuye la pendiente de la característica. Si la tensión asciende, aumenta la pendiente de la característica.

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.

3)

¿A qué conclusión puede arribar a partir de las dos características obtenidas? Si la temperatura aumenta, disminuye el valor de la resistencia NTC. Si el consumo de potencia aumenta, se incrementa el valor de la resistencia NTC. Si el consumo de potencia aumenta, disminuye el valor de la resistencia NTC. Si el consumo de potencia aumenta, disminuye la temperatura de la resistencia NTC. Si el consumo de potencia aumenta, aumenta la temperatura de la resistencia NTC.

Si las resistencias NTC se emplean como sensores de temperatura, deberían operar con bajas intensidades de corriente para evitar los efectos del calentamiento. Si las resistencias NTC se emplean como sensores de temperatura, deberían operar con elevadas intensidades de corriente para obtener resultados estables.

VII. CONCLUSIONES



El paso de corriente a través de un resistor produce calor, y este es posible percibirse 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 resistencia depende de forma exponencial con la temperatura.

VIII. BIBLIOGRAFIA

Física; cuarta edición.



Raymond A. Serway;



Manual de laboratorio de Fisica III, UNMSM.



Mendoza, Jorge. Física General.