Resistencias

PRACTICA 3



VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA

DE UN

CONDUCTOR Y DE UN

SEMICONDUCTOR CON LA

TEMPERATURA














1. Introducción

El objetivo de esta práctica es el calibrar dos termómetros (semiconductor y conductor) mediante un termómetro clásico y ya calibrado de mercurio.

Para empezar se mide la resistencia del semiconductor y el conductor y los valores dela temperatura correspondientes a cada material y resistencia.

Definiciones:

- Resistencia: es la oposición que encuentra la corriente eléctrica para circular a través de dicha sustancia. Su valor viene dado en ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω), y se mide con el Ohmiómetro. En este caso tenemos que la variación de la temperatura produce una variación enla resistencia. En la mayoría de los metales aumenta su resistencia al aumentar la temperatura. Si la temperatura disminuye hasta un punto que la resistencia se hace cero entonces se dice que se tiene un superconductor.


- Temperatura:. Es una magnitud esclara relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico. Más específicamente, está relacionada directamente con laparte de la energía interna conocida como "energía sensible", que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que es mayor la energía sensible de un sistema se observa que su temperatura es mayor.

Nosotros utilizamos el sistema internacional (K) o el sistema Celsius (ºC). En el sistemaCelsius se utilizan los puntos de congelamiento y de ebullición del agua. Se dividió el intervalo de temperatura que existe entre éstos dos puntos en 100 partes iguales a las que llamó grados centígrados °C.

En el sistema internacional se usa la escala que asigna una sola temperatura por lo que no dependen de la sustancia en si. El Kelvin es la unidad de medida del SI, y siendola escala Kelvin absoluta parte del cero absoluto y define la magnitud de sus unidades de tal forma que el punto de congelación del agua este exactamente a 273.16 K.


Los valores calculados en esta práctica son varios:
- Banda de energía prohibida: es la diferencia de energía entre la parte superior de la banda de valencia y la parte inferior de la banda de conducción. Estápresente en aislantes y semiconductores.
- Constantes de calibrado
- Temperatura de Debye: Es la temperatura definida por la expresión[pic] q d=h. vd/ k donde k y h son las constantes de Boltzman y de Plank respectivamente y vd es la frecuencia de Debye; esta ultima representa la frecuencia de vibraciones máxima que puede soportar un solidó. También se llama temperaturacaracterística
- Sensibilidad: es la medición mínima de la temperatura de dichos termómetros.
Formulas usadas:
[pic]
2. Montaje experimental
Para estudiar la variación de la resistencia (R), con la temperatura (T), realizamos un dispositivo experimental que se basa en colocar un termistor y una sonda Pt100 que se introducen en un tubo de ensayo junto al termómetro de Hg. Este tubo deensayo se llena de glicerina por sus propiedades:
Capacidad calorífica pequeña
Conductividad térmica alta
Conductividad eléctrica pequeña
Este conjunto esta dentro de un matraz lleno de agua e introducido a su vez en un calefactor. Para la medida de la resistencia se usa un multimetro digital.
Se va calentando el agua mediante el calefactor, ya medida que sube la temperatura del agua, la resistencia va variando (aplicado tanto al conductor como al termistor) y se toman los pares de valores [T,R] cuando se acaba con uno de los dos se vacía el matraz con el agua y se toma agua fría para volver a repetir el mismo proceso para el que nos quede.
3. Cálculos
Tabular y representar gráficamente los pares {Resistencia-Temperatura} para el...