Porgramacion

ELEMENTOS LINEALES Y NO LINEALES

OBJETIVOS

❖ Obtener las curvas características de elementos eléctricos lineales y no lineales
❖ Resolver experimentalmente por métodos gráficos, circuitos con un elemento no lineal.

MATERIALES

➢ 1 Tester digital como voltímetro
➢ 1 Tester digital como voltímetro o amperímetro
➢ 1 Tablero con una resistencias, un bombillo y un diodo
➢ 1Fuente de poder 0-30 V dc
➢ 1 Juego de cables

PARTE TEÓRICA

Si se aplica una diferencia de potencial V entre los terminales de un material o elemento eléctrico, se establece una corriente eléctrica I a través de él. Como para cada diferencia de potencial aplicada hay una corriente correspondiente, se puede graficar la corriente I que fluye por el elemento en función del voltaje Vque se le aplica, a esta gráfica de la corriente I en función de la diferencia de potencial V se le llama curva característica del elemento eléctrico. Para algunos elementos, la gráfica es una línea recta, como se muestra en la Figura 1, a estos elementos se los denomina: elementos lineales, mientras que para otros, la relación no es lineal (Fig. 2) este comportamiento corresponde a los elementosno-lineales. El empleo de curvas características I = f(V) nos da una visión general del comportamiento de los elementos eléctricos y también se las puede usar para facilitar la solución de circuitos eléctricos cuando intervienen elementos no-lineales.

Fig. 1 Curva característica de un conductor Fig. 2 Curva característica de un conductor no
Lineal u óhmicolineal. Pertenece a un semiconductor

Cuando a un elemento lineal se le aplica una diferencia de potencial, la corriente eléctrica que circula por él, es proporcional a esa diferencia de potencial, siendo la constante de proporcionalidad independiente de dicha diferencia de potencial, por lo cual la curva característica I = f(V) es unalínea recta que pasa por el origen.
La resistencia R de un elemento está dada por el cociente de dividir la diferencia de potencial que se le aplica, entre la corriente que se produce:

[pic] (1)

La unidad de resistencia en el SI es el ohm, igual a un voltio por ampere (1( = 1V/A).
Para unconductor con sección transversal constante su resistencia R se relaciona con la resistividad ( de su material mediante:

[pic] (2)

donde A es la sección transversal y L su longitud

Los alambres de los usados en el cableado de la electricidad doméstica, tienen aproximadamente una resistencia de 0.5 (, mientrasque la resistencia de un bombillo de 100 Watt y 110 V es de 121 (. Si una misma corriente pasa por uno de los cables y por un bombillo conectado a él, la diferencia de potencial V = IR es mucho mayor a través del bombillo, esto demuestra que se disipa mucha más energía por unidad de carga en el bombillo, que en el cable.

El mismo efecto se puede analizar desde el punto de vista de lapotencia disipada P. Para un conductor de resistencia R, por el cual circula una corriente I la potencia consumida está dada por:

[pic] (3)

De modo que para una misma corriente, la potencia disipada será mayor para el conductor de mayor resistencia.

No es conveniente tener el cableado doméstico oindustrial, excesivamente caliente, tanto por el peligro que eso implica, como por desperdicio de energía que produce, por ello, se busca minimizar la resistencia de los cables utilizando alambres de baja resistividad (cobre) y sección transversal grande.

Regresemos al conductor lineal de la figura 1, cuya curva característica I = f(V) es una recta. Siendo la pendiente de la recta constante,...