UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS Facultad de Ciencias básicas e ingenierías Programa ingeniería electrónica. INFORME DE LABORATORIO FÍSICA II RESISTIVIDAD Andres Felipe Sevilla1, Daniel Felipe Bohorquez2 1. 2. Cod: 161004444 Cod: 161004408 Facultad de Ciencias Básicas e Ingenierías. Programa Ing. Electrónica Resumen La resistividad o resistencia eléctrica, es aquella propiedad que presentan los materiales al oponerse paso de la corriente, la resistividad varia respecto del elemento en cuestión, hay elementos con alta capacidad de conducir la corriente, tales como el oro, y otros con alta resistividad así como la madera; para esta practica de laboratorio se uso una tabla de tabla de madera la cual tiene una serie de alambres de distinto material, utilizando el calibrador pie de rey, se midió el diámetro de cada alambre; haciendo uso del multímetro se realizó la medición de los valores de resistividad que presenta el alambre en cuestión, esta resistividad se midió variando la distancia en la que ubicaban los caimanes del multímetro cada 10 cm. Esto se realizo con el objetivo de obtener los valores de resistividad del alambre; con lo cual se concluye que la resistencia del conductor es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional a su área. Palabras clave: resistividad, corriente, multímetro, calibrador pie de rey. 1. Introducción La resistividad de un material es la propiedad que este presenta como la oposición al flujo de electrones, la resistividad varía dependiendo el tipo de elemento que se use, si este es un material conducto permitirá que la corriente transite con mayor facilidad, pero, si por el contrario, el material es un semiconductor o un aislante, el flujo de electrones será menor debido a dicha oposición. figura 1. (resistividad) como indica la figura 1. La resistencia eléctrica de un alambre esta dada por: 𝑹=𝒑 𝑳 𝑨 Donde L es la longitud del mismo, A su área transversal y p su coeficiente de resistividad. Como se observa en la ecuación la resistencia es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a su área; con lo cual, a mayor longitud se presenta mayor resistencia, entre mayor sea el área se observa menor resistencia y entre mayor sea el coeficiente de resistividad, también hay mayor resistencia eléctrica; dicho coeficiente es dependiente de las propiedades de cada material. La resistencia eléctrica se mide en ohm, en honor a el científico, físico y matemático, Georg Simón Ohm quien aporto una de las leyes fundamentales para el desarrollo de muchas áreas actuales, la ley de ohm, la cual establece una relación entre la corriente, el voltaje y la resistencia. RESISTIVIDAD Calibrador pie de rey: Figura 2. (resistividad eléctrica) Como se visualiza en la figura 2. La resistividad de un conductor se mide en ohmios por metro. La temperatura también juega un papel no despreciable en la resistividad de un material, debido a que con el aumento de la temperatura la resistencia eléctrica de un conductor, aumenta. Con lo cual, un elemento conductor que se encuentra en una temperatura baja (por encima del cero absoluto) se vuelve un superconductor: material que presenta resistencia eléctrica cero. Multímetro digital: . Figura 4. (calibrador pie de rey) El calibrador pie de rey es un instrumento comúnmente utilizado para tomar las dimensiones de determinado objeto; el calibrador pie de rey permite medidas hasta de 0.05 mm. Cabe destacar que el cuerpo humano también presenta cierta resistencia eléctrica [1] El cuerpo humano es conductor con gran resistencia eléctrica y pequeña constante dieléctrica. La resistencia varia directamente con la longitud del circuito e inversamente con el área y se mide en ohm o mega ohm siendo su expresión: R= ρ. L S Donde ρ es la resistividad del material que se considera. En el artículo Tecnología de los materiales, se expresan los niveles de conductividad de distintos materiales, también se ilustras, así mismo como hace este informe, la expresión física dada para el análisis de los valores de resistencia eléctrica. RESTRICCIONES EXPERIMENTALES: Figura 3. (multímetro digital). Este instrumento permite la medición de la resistencia induciendo al elemento en cuestión una corriente y tomando el valor de voltaje de salida, con lo cual realiza la respectiva ley de ohm, despejando la resistencia, y es así como obtiene dicho valor. La medición del área realizada por medio del calibrador pie de rey puede presentar cierto grado de error debido a la inexactitud humana. Los valores de resistencia eléctrica varían dependiendo el estado del alambre utilizado, si presenta oxido, lo valores de resistencia se alterarán. Las medidas se pretenden tomar cada 10 cm por lo cual la ubicación de los caimanes en dichos rangos puede no ser exacto. El diente con el que se tome la medida de la resistencia mediante el multímetro, influye levemente en los valores obtenidos. [1] Materiales, Tec. de los. (2013). Tecnología de los materiales. Tecnología de Los Materiales. RESISTIVIDAD 2. Sección experimental Para el desarrollo de la práctica, inicialmente, se desarrolla el circuito en cuestión. Tabla 1. (resistencia medida) Figura 5. (montaje experimental). El circuito consiste en conectar uno de los caimanes (negro) del multímetro a una distancia inicial de entre aproximadamente 0 – 0.5 mm, este caimán se deja estático durante la toma de los respectivos valores, variando la distancia del otro caimán (rojo) con respecto del anterior cada 10 cm hasta 90 cm. El multímetro es orientado en su función de resistencia y ubicado en la escala de ohmios para su correcto funcionamiento. Tabla 2. (resistencia medida) Una vez realizada la toma de datos, se prosigue realizando el mismo procedimiento con un alambre de distinto material el cual presenta una variación en el área transversal con respecto al primero. También se mide el área de cada uno de los alambres haciendo uso del calibrador pie de rey. 3. Resultados y análisis Se obtiene a partir de las mediciones realizadas para el primer material: Tabla 3. (resistencia medida) Las tablas anteriormente ilustradas, permiten visualizar los valores obtenidos al medir la resistencia en el primer material y variando la distancia cada 10 cm. Con lo cual se tiene que, la resistencia varia con respecto de la longitud, esto quiere decir que la resistencia es la variable dependiente y la longitud la independiente. RESISTIVIDAD A medida que aumenta el valor de la longitud, aumenta el valor de la resistencia, es decir, la resistencia es directamente proporcional a la longitud del conductor. Analizando los resultados inscritos en las tablas se observa que la variación en los valores de resistencia es mínima, por lo cual se un solo grafico puede ser representativo para las tres, por lo cual: Tabla 5. (resistencia medida, material 2) Grafico 1. (resistencia – longitud) El Grafico 1. Manifiesta una linealidad de datos con una baja dispersión, así que, los valores medidos presentan un error de medición bajo, casi despreciable; se observa claramente, como se menciono anteriormente, el aumento de la resistencia con respecto de la longitud. Prosiguiendo con el análisis de la práctica, se tabularon los datos obtenidos al repetir el proceso de medición con el material 2. Tabla 6. (resistencia medida, material 2) Como se observa, los valores de resistencia para el material 2, son mayores; esto es debido a que presenta un mayor coeficiente de resistividad, por lo cual en este material la corriente tendrá un flujo menor que en el material 1, es decir, los electrones en el material 2, no tienen tanta facilidad para moverse. Aquí también se analiza que las variaciones de resistencia medida entre los dientes 1, 2 y 3 son mínimas, por lo cual son casi despreciables y se puede realizar un solo grafico para el estudio del comportamiento de los valores. Tabla 4. (resistencia medida, material 2) [1] Materiales, Tec. de los. (2013). Tecnología de los materiales. Tecnología de Los Materiales. RESISTIVIDAD Referencias. [1] Materiales, Tec. de los. (2013). Tecnología de los materiales. Tecnología de Los Materiales. Quintela, F. R., & Redondo Melchor, R. C. (2014). 2. Dieléctricos. En Universidad de Salamanca (Ed.), ELECTRICIDAD USUAL (1.a ed., Vol. 4, pp. 3–5). creativecommons.org. Grafico 2. (resistencia – longitud) El Grafico 2. Expresa la linealidad de los datos esperada, con lo cual se analiza, igual que con el material anterior, que la resistencia aumenta con el incremente de la longitud. Prosiguiendo con el desarrollo de la práctica, se midió el valor del diámetro del alambre con lo cual se tiene que para el material 1 y 2 respectivamente, que: D = 0.3 x 10-3 m Y D = 0.2 x 10-3 m Conociendo dicha área se calcula el área transversal: A = π*r2 Calculando el área del material 1 y 2 respectivamente: A = π*(0.00015)2 = 7069 x 10-7 Y A = π*(0.0001)2 = 3142 x 10-7 Como se observa, el área transversal del material 2, es menor, por lo cual los valores de la resistencia para este material es mayor; la resistencia es inversamente proporcional al área alambre. 4. Conclusiones. La resistencia del conductor es directamente proporcional a su longitud. La resistencia del conductor es inversamente proporcional a su área. El coeficiente de resistividad depende de las propiedades del material en cuestión. Serway, R., Jewett, J. W.(2019).Física: electricidad y magnetismo. Cengage Learning. https://ebooks724.unillanos.elogim.com:443/?il=8958 http://www.fisica.ucn.cl/wp-content/uploads/2016/03/DAFI219-03-Capacitancia.pdf http://roble.pntic.mec.es/jlop0164/archivos/multimetro.pdf fisimat.com.mx/ejercicios-resueltos-resistividad/