RELACION DE LA RESISTENCIA ELECTRICA CON LA TEMPERATURA

I. OBJETIVO :

Estudiar el efecto de la temperatura sobre la resistencia eléctrica en un conductor metálico puro y en un termistor.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO:

Resistencia de un conductor: Es la oposición que presenta un conductor al paso de la corriente eléctrica. Generalmente su valor es muy pequeño y por ello se suele despreciar, por lo que se considera que su resistencia es nula (conductor ideal), pero habrá casos particulares en los que se deberá tener en cuenta su resistencia (conductor real).La resistencia de un conductor depende de la longitud del mismo ( ), de su sección ( ), del tipo de material y de la temperatura. Si consideramos la temperatura constante (20 ºC), la resistencia viene dada por la siguiente expresión:

en la que es la resistividad (una característica propia de cada material).

Influencia de la temperatura: La variación de la temperatura produce una variación en la resistencia. En la mayoría de los metales aumenta su resistencia al aumentar la temperatura, por el contrario, en otros elementos, como el carbono o el germanio la resistencia disminuye.En algunos materiales la resistencia llega a desaparecer cuando la temperatura baja lo suficiente. En este caso se habla de superconductores.Experimentalmente se comprueba que para temperaturas no muy elevadas, la resistencia a un

determinado valor de t ( ), viene dada por la expresión:

Donde:

= Resistencia de referencia a 20°C. = Coeficiente Olveriano de temperatura. = Diferencia de temperatura respecto a los 20°C (t-20).

Termistor: es un semiconductor que varía el valor de su resistencia eléctrica en función de la temperatura. Existen dos clases de termistores: NTC y PTC.

Tipos de Termistores:

•PTC: Coeficiente de temperatura positivo. Sufren un cambio de resistencia brusco al alcanzar cierta temperatura (unos 100ºC) pasando de valores de centenares de ohm. a decenas de Megaohm.

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•NTC: Coeficiente de temperatura negativo. Altamente sensibles a cambios de temperatura (valores de alfa entre -2%/K y -6%/K). Dentro de este grupo se encuentra la mayoría de termistores.

III. MATERIALES Y EQUIPO:

- 01 Alambre de cobre de diámetro de 0.05 a 0.1 mm.- 01 Termistor de 5 k-ohmios a temperatura ambiente- 01 multímetro - 01 termómetro- 500 mL Agua destilada o aceite- 01 hornilla- 02 conectores- 01soporte universal

IV. PROCEDIMIENTO :Para estudiar la variación de la resistencia, R, con la temperatura, T, implementamos un dispositivo experimental tal como se muestra esquemáticamente en la figura 1, el cual consiste en colocar la resistencia a estudiar en un medio líquido (agua), y medir la temperatura del mismo y mediante un óhmetro medir la resistencia del material, repetimos el procedimiento para distintas temperaturas del medio líquido, y para un termistor.Nótese que la utilización de un medio líquido es para asegurar la homogeneidad de la temperatura en la resistencia.

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Figura 1 Dispositivo experimental para medir la variación de la resistencia con la temperatura.

V. OBTENCIÓN DE DATOS :

CONDUCTORES METÁLICOS:

Con una conductividad alrededor del 60% de la del cobre, el aluminio se queda justo fuera del podio de los tres mejores metales conductores. La plata en primer lugar, después el cobre y en tercera posición el oro. El aluminio sigue detrás del oro para llevarse el cuarto puesto y se mantiene muy por delante del resto de los demás metales conductores. Los altos precios del oro y de la plata hacen su uso en cables, conductores y máquinas eléctricas no económico, aunque tienen su aplicación como unión en circuitos integrados, donde se usan en cantidades minúsculas. Todos los demás elementos conocidos y compuestos, están por detrás de los cuatro mejores metales en términos de conductividad eléctrica; muchos de ellos presentan una conductividad casi nula. Las aleaciones, que son mezclas de diferentes metales, tienen una conductividad eléctrica mucho menor que los metales puros. Por lo tanto, los dos únicos metales que ofrecen alta conductividad a un precio razonable son el aluminio y el cobre, con el último imponiendo un rasero para los demás materiales.

Item

Temperatura( ºc )

Resistencia del

alambre deCobre

(Ohmios)

Resistencia del Termistor(Ohmios)

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Se puede notar que cuanto mayor sea la temperatura del material empleado, mayor también será la resistividad, y, por tanto, menor conductividad. Ante todo hay que resaltar que la variación será mayor o menor dependiendo del coeficiente de temperatura, y que cuanto mayor sea la resistividad de un material frente a 20ºC, menor será el coeficiente. Esto quiere decir que una resistividad alta a 20ºC, tendrá un coeficiente de temperatura bajo.

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Coeficiente Olveriano

Definición: Coeficiente Olveriano es un valor dado por los experimentos del reconocido científico Olver Gómez, los cuales determinan el coeficiente de aumento o disminución de la resistencia

eléctrica de acuerdo con la variación de temperatura y la naturaleza de cada material.

SEMICONDUCTOR

Es un elemento material cuya conductividad eléctrica puede considerarse situada entre las de un aislante y la de un conductor, considerados en orden creciente

Los semiconductores más conocidos son el silíceo (Si) y el germanio (Ge). El comportamiento del silíceo es más estable que el germanio frente a todas las perturbaciones exteriores que pueden variar su respuesta normal, será el primero (Si) el elemento semiconductor más utilizado en la fabricación de los componentes electrónicos de estado sólido. A él nos referiremos normalmente, teniendo en cuenta que el proceso del germanio es absolutamente similar.

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BIBLIOGRAFÍA

http://www.unicrom.com/Tut_variacion_resistencia_con_temp.asp

http://www.procobre.org/archivos/pdf/30738336-Aplicaciones-Practicas-de-los-Conductores-Electricos.pdf

http://electroprincipios.blogspot.com/

http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtualdata/tesis/basic/qqueshuayllo_cw/cap2.pdf

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