Resistencia eléctrica variable con la temperatura

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE FISICA – CICLO BASICO

Laboratorio Nº 6 Física III

RESISTENCIA ELÉCTRICA VARIABLE CON LA TEMPERATURA

1. OBJETIVOS:

* Comprobación experimental de la variación o comportamiento de laresistencia dependiente de la temperatura en un material conductor.
* Determinar la resistencia R0 y el coeficiente de temperatura αT con un error probable del 1%, midiendo resistencia y temperatura.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO:

* Resistencia y resistividad en función de la temperatura:

La resistividad o resistencia específica de un material, caso de los conductores de sección uniforme, varíacon la temperatura. Esto tiene como consecuencia de que la resistencia de un conductor también varía.
La variación de la resistencia eléctrica no es exactamente una variación lineal en función de la temperatura, pero en ciertos rangos de temperatura la resistencia varía en forma lineal como se muestra en la figura:

Si R y R0 son las resistencias a las temperaturas T y T0 de la figura, porsemejanza de triángulos tenemos:
∆R∆T=R-R0T-T0
Esta ecuación permite calcular la resistencia R a la temperatura T, en función de la resistencia R0 conocida a la temperatura T0, siempre que se conozca el valor de ΔR/ΔT.
Este cociente depende de la resistencia de cada material conductor, entonces depende de su resistividad y sus dimensiones geométricas. Para un material determinado, la relaciónΔR/ΔT se expresa con respecto a un valor inicial de la resistencia, en este caso R0, dividiendo miembro a miembro la anterior ecuación tenemos:
∆R∆TR0=R-R0T-T0R0
Donde:
α=∆R∆TR0
Realizando operaciones se tiene:
R=R01+α(T-T0) [Ω]
Donde:
α = Coeficiente medio de temperatura del resistor [1/ºC].
R0 = Resistencia eléctrica [Ω] a T0 = 0ºC.
R = Resistencia eléctrica [Ω] a T ºC.

α es elcoeficiente de temperatura del resistor a la temperatura T0 y se define como el cambio de resistencia por ohmio y por grado centígrado de temperatura.

3. HIPÓTESIS EXPERIMENTAL:

“Cuando la temperatura varía en un material conductor, causa una variación de la resistencia eléctrica en forma lineal o proporcional a la variación de esa temperatura”

4. INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE EXPERIMENTACIÓN:

5.REGISTRO DE DATOS EXPERIMENTALES:

TABLA Nº 1
Resistencia R0 | 100[Ω] a 20[ºC] |
Temperatura T0 | 20 [ºC] |
Coeficiente Temp. αT | 0,0027 [1/ºC] |

TABLA Nº 2
INSTRUMENTOS | ε%  | Esc. Máx. | Error Absoluto | Error Sistemático |
Ohmímetro | 0,25 | 200 [Ω] | 0,5 [Ω] | eS = 8 [Ω] en exceso |
Termómetro |   | 100 [ºC] | 1 [ºC] |   |

δR=0.25100*200=0.5[Ω]

TABLA Nº 3
Nº |  T± δT [ºC] | R ± δR [Ω] |
1 | 22.5 ± 1  | 108.4 ± 0.5 |
2 |  25 ± 1 | 109.2 ± 0.5 |
3 |  30 ± 1 | 110.8 ± 0.5 |
4 |  35 ± 1 | 112.5 ± 0.5 |
5 |  40 ± 1 |  113.9 ± 0.5 |
6 |  45 ± 1 |  115.3 ± 0.5 |
7 |  50 ± 1 |  116.9 ± 0.5 |
8 |  55 ± 1 |  118.6 ± 0.5 |
9 |  60 ± 1 |  120.2 ± 0.5 |
10 |  65 ± 1 |  122.0 ± 0.5 |
11 |  70 ± 1 |  123.6 ± 0.5 |
12 |  75 ± 1 |  125.4 ± 0.5 |13 |  80 ± 1 |  127.2 ± 0.5 |
14 |  85 ± 1 |  128.8 ± 0.5 |
15 |  90 ± 1 |  130.7 ± 0.5 |
16 |  95 ± 1 |  132.5 ± 0.5 |
17 |  100 ± 1 |  134.3 ± 0.5 |

TABLA Nº 4
Nº |  T ± δT [ºC] | R=(R-eS) ± δR [Ω] |
1 | 22.5 ± 1  | 100.4 ± 0.5 |
2 |  25 ± 1 | 101.2 ± 0.5 |
3 |  30 ± 1 | 102.8 ± 0.5 |
4 |  35 ± 1 | 104.5 ± 0.5 |
5 |  40 ± 1 |  105.9 ± 0.5 |
6 |  45 ± 1 |  107.3 ± 0.5 |7 |  50 ± 1 |  108.9 ± 0.5 |
8 |  55 ± 1 |  110.6 ± 0.5 |
9 |  60 ± 1 |  112.2 ± 0.5 |
10 |  65 ± 1 |  114.0 ± 0.5 |
11 |  70 ± 1 |  115.6 ± 0.5 |
12 |  75 ± 1 |  117.4 ± 0.5 |
13 |  80 ± 1 |  119.2 ± 0.5 |
14 |  85 ± 1 |  120.8 ± 0.5 |
15 |  90 ± 1 |  122.7 ± 0.5 |
16 |  95 ± 1 |  124.5 ± 0.5 |
17 |  100 ± 1 |  126.3 ± 0.5 |

6. RESULTADOS EXPERIMENTALES:

Modelo...