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2º Informe de Laboratorio de Análisis de Circuitos Eléctricos 2 Resistencia Eléctrica

RESISTENCIA ELÉCTRICA

OBJETIVOS

Adquirir los conceptos, definiciones, valores, función de cada uno asi como su importancia que presenta y reconocer las características. Empleando el circuito conveniente, realizar la medición del valor exacto rápido y preciso. Considerar las normas de seguridad al realizar la experiencia.

FUNDAMENTO TEORICO

RESISTENCIA ELÉCTRICA.-

Dada la corriente, en el avance los portadores de carga van chocando y friccionando con la red de átomos contenidos en el mismo conductor, estas colisiones y fricciones obstaculizan el paso de la corriente, de esta manera el conductor presenta una resistencia interna al flujo eléctrico.

La resistencia eléctrica se representa por una línea quebrada o una barra, se mide en Ohmios (Ω).

LEY DE POULLIET.-

Para un conductor de sección transversal constante, la resistencia (R) es Directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional a su Sección transversal (A). En donde: ρ = es la resistividad eléctrica que presenta cada tipo de material.

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RESISTENCIA VARIABLE:

Las resistencias variables se dividen en dos categorías: El potenciómetro y el Reóstato.

POTENCIOMETRO.- Los potenciómetros y los reóstatos se diferencias entre sí, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, estos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de tensión.

REOSTATO.- En el caso del reóstato este va conectado en serie con el circuito y se debe tener cuidado de que su valor (en ohmios) y su la potencia que puede aguantar (en Watts sea el adecuado para soportar la corriente I en amperios que va a circular por él. Las resistencias también se pueden dividir tomando en cuenta otras características: - Si son bobinadas. - Si no son bobinadas. - de débil disipación. - de fuerte disipación. - de precisión. Normalmente los potenciómetros se utilizan en circuitos con poca corriente, pues no disipan casi potencia, en cambio los reóstatos son de mayor tamaño, por ellos circula más corriente y disipan más potencia.


EQUIPOS E INSTRUMENTOS

Tablero de Fuente variable. Multitester. Amperímetro ( ). Voltímetro (V).

Cables de conexión. Resistencias: bobinados y de

carbón. Reóstato.

PROCEDIMIENTOS Para este experimento, haremos la conexión del amperímetro en serie y el voltímetro en paralelo, pero lo haremos en secuencia debido a que el amperímetro y el voltímetro tienen una resistencia interna pequeña y alta respectivamente, la cual variaría la lectura del amperímetro en la manera de la conexión.

Conexión del circuito Nº 1, guiándonos del gráfico:


Variando la tensión de entrada tendremos diferentes lecturas del voltímetro y del amperímetro, la cual haremos nuestra tabla de datos.

Para un reóstato:

La resistencia promedio será: 30.332 Ω.

Para una resistencia de carbón:


Para una resistencia de alambre (en forma de toroide):


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Voltaje 13.4 20.2 26.9 33.7 Intensidad 0.02 0.03 0.04 0.05 Resistencia 670 673.3 672.5 674

voltaje 6.3 7.4 8 9 10 intensidad 1.62 1.89 2.05 2.32 2.57 resistencia 3.88 3.91 3.9 3.88 3.89


Conexión del circuito Nº 2, guiándonos del gráfico:

Variando la tensión de entrada tendremos diferentes lecturas del voltímetro y del amperímetro, la cual haremos nuestra tabla de datos.

Para un reóstato:

Voltaje 10 14.5 19 22 26.2 Intensidad 0.34 0.5 0.65 0.75 0.9 Resistencia 29.2 28.9 29 29.3 29.1


Para una resistencia de alambre (en forma de toroide):

voltaje 4.8 6.2 8.9 10.5 11.6 intensidad 1.2 1.59 2.19 2.56 2.73 resistencia 4 3.9 4.06 4.1 4.23



CUESTIONARIO:

1.- Explica la diferencia entre resistencia óhmica y resistencia eficaz. 2.- Cuando el valor de la resistencia varía (cambia).

Factores que determinan la Resistencia Eléctrica:

• Resistividad.- Entre los factores que determinan la resistencia eléctrica, cuando se establece una diferencia de potencial entre dos puntos de un material, está su constitución, es decir, el elemento o compuesto de que está hecho el material influye de manera importante en su comportamiento. Este factor relacionado con la constitución del material se caracteriza a través de una magnitud física llamada resistividad; valores altos de ella en una sustancia nos indican que es poco conductora de la electricidad y valores bajos nos señalan lo contrario.

• Sección transversal.- El grueso del material medido a través del área de la sección transversal de un material influye en la corriente que se establece en él.

• Temperatura.- La influencia de la temperatura en la resistencia de un material varía según el material. En los metales, la resistencia crece al aumentar la temperatura, mientras que en los materiales llamados semiconductores ocurre lo contrario. Las razones de ello dependen de la estructura atómica de las sustancias en consideración y su explicación escapa del alcance de este trabajo

• Campo Magnético.- Un campo magnético ejerce un efecto sobre las

cargas eléctricas en movimiento, desviándolas hacia un lado en una dirección perpendicular a su movimiento. Una corriente eléctrica es un flujo de cargas eléctricas, por consiguiente si un material, en el que hay una corriente eléctrica, se somete a un campo magnético ella experimentará la mencionada desviación, haciendo recorrer a las cargas un camino más largo, dando como resultado un incremento de la resistencia del material. Las variaciones dependen del material, de las dimensiones del material y del campo magnético.

• Radiación Electromagnética.- Existen algunas sustancias denominadas fotoresistivas cuya resistencia decrece cuando se les ilumina con Luz (Radiación electromagnética visible) o con Radiación electromagnética no


visible, debido a la liberación de cargas eléctricas por parte de la Radiación, aumentando las propiedades conductoras del material o de manera equivalente, disminuyendo su resistencia. Las fotorresistencias se emplean para fabricar células fotoeléctricas y fotómetros.

• Presión.- La presión que se ejerce sobre un material sólido, líquido o

gaseoso puede producir alteraciones en su resistencia. Por ejemplo, las llamadas galgas extensiométricas son, en algunos casos, alambres de cualquier material que al ser sometidos a presión, experimentan cambios en su resistencia debido al cambio de densidad que produce el incremento de presión.

3.- Señale brevemente la aplicación industrial de la resistencia eléctrica. La función más utilizada y frecuente de la resistencia eléctrica en la industria es la producción de calor, ya que su función es ofrecer mayor o menor resistencia al paso de la corriente, por ende se obtendrá más calor o menos calor. Concepto de la resistencia.- Todos los materiales y elementos conocidos ofrecen mayor o menor resistencia al paso de la corriente eléctrica, incluyendo los mejores conductores. Los metales que menos resistencia ofrecen son el oro y la plata, pero por lo costoso que resultaría fabricar cables con esos metales, se adoptó utilizar el cobre, que es buen conductor y mucho más barato. Con alambre de cobre se fabrican la mayoría de los cables conductores que se emplean en circuitos de baja y media tensión. También se utiliza el aluminio en menor escala para fabricar los cables que vemos colocados en las torres de alta tensión para transportar la energía eléctrica a grandes distancias

EN LA INDUSTRIA DE LAS TELECOMUNICACIONES:

En esta industria la resistencia es muy utilizada en equipos electrónicos para. Controlar, por ejemplo, el volumen o los tonos en los amplificadores de audio. Esta resistencia funciona, haciéndola variar de resistencia, y así captar señales válidas para la resistencia que se tiene en ese instante, (para esta utilidad la resistencia debe ser variable, ya que si fuera una resistencia fija solo se captaría una señal)


EN LOS CIRCUITOS ELECTRONICOS:

Lo normal en un circuito es que circule corriente eléctrica a un voltaje determinado pero quien mide o controla el voltaje, pues las resistencias en sus varias medidas hacen posible el funcionamiento de estos circuitos haciendo posible una distribución adecuada del voltaje en cada elemento siguiente a la resistencia.

EN LA INDUSTRIA DE LOS ELECTRODOMESTICOS:

Las resistencias son muy utilizadas en una medida fija con un fin esencial de producir calor en equipos industriales, así como en electrodomésticos es muy frecuente y común. Entre estos aparatos o equipos se encuentran:

• Las planchas. • Los calentadores o estufas eléctricas utilizadas para

calentar el ambiente de las habitaciones en invierno. • Los calentadores de agua. • Las secadoras de ropa. • Las secadoras para el pelo y la mayoría de los

aparatos eléctricos cuya función principal es generar calor.

EN LA INDUSTRIA DE LA PRODUCCION DE LUZ (BOMBILLAS DE LUZ):

En este elemento llamado foco o lámpara incandescente es un dispositivo que produce luz mediante el calentamiento por efecto joule de un filamento metálico que lo podríamos indicar como una resistencia, en la actualidad wolframio, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica. Con la tecnología existente, actualmente se consideran poco eficientes ya que el 90% de la electricidad que consume la transforma en calor y solo el 10% restante en luz. TAMBIEN SE VE LA RESISTENCIA ELECTRICA EN LA TRANSMISION DE ENERGÍA ELÉCTRICA QUE A VECES SE LLAMA RESISTENCIA A DESCARGA LLAMADO TAMBIEN IMPEDANCIA 4.- Por que un gran porcentaje de la energía eléctrica que se produce actualmente es corriente alterna. Las primeras fuentes de energía eléctrica que usaron ampliamente proporcionaban corriente directa. Pero, mientras mejor se conocían las carac-terísticas de la corriente alterna, ésta fue sustituyendo a la corriente directa


como la forma de energía más usada en el mundo. Actualmente, de toda la energía que se consume en el mundo, cerca del 90% es de corriente alterna. En Estados Unidos este porcentaje es aún mayor. Es cierto que aun allí hay colonias en las ciudades más antiguas en donde todavía se usa energía eléctrica de corriente continua; sin embargo, también en estas colonias se está cambiando gradualmente a corriente alterna. ¿Cuáles son las razones de este cambio? ¿Por qué es nueve veces mayor el consumo de energía de corriente alterna que de corriente continua? Básicamente, hay dos razones para esto. Una de ellas es que, por lo general, la corriente alterna Sirve para las mismas aplicaciones que la corriente continua y, además, es más fácil y barato transmitir corriente alterna desde el punto donde se produce hasta el punto donde se consumirá. La segunda razón para el amplio uso de la corriente alterna es que con ella se pueden hacer ciertas cosas y sirve para ciertas aplicaciones en las cuales la corriente continua no es adecuada. No debe pensarse que se dejará de usar la corriente continua y que toda la electricidad utilizada será de corriente alterna. Hay muchas aplicaciones en donde sólo la corriente continua puede efectuar la función deseada, especialmente en el interior de equipo eléctrico.

Ventajas De La Corriente Alterna.-

Entre algunas de las ventajas de la corriente alterna, comparada con la corriente directa o continua, tenemos las siguientes:

Permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión por medio de transformadores.

Se transporta a grandes distancias con poca de pérdida de energía. Es posible convertirla en corriente directa con facilidad. Al incrementar su frecuencia por medios electrónicos en miles o millones

de ciclos por segundo (frecuencias de radio) es posible transmitir voz, imagen, sonido y órdenes de control a grandes distancias, de forma inalámbrica.

Los motores y generadores de corriente alterna son estructuralmente más sencillos y fáciles de mantener que los de corriente directa.

5.- Descríbase brevemente la diferencia entre: corriente continua, alterna y pulsante con su respectiva representación.

CORRIENTE CONTINUA.-

Es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente alterna , en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continúa con la corriente

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7.- Que es una corriente alterna, como se genera o produce explíquelo. Además de la existencia de fuentes de FEM de corriente directa o continua (C.D.) (como la que suministran las pilas o las baterías, cuya tensión o voltaje mantiene siempre su polaridad fija), se genera también otro tipo de corriente denominada alterna (C.A.), que se diferencia de la directa por el cambio constante de polaridad que efectúa por cada ciclo de tiempo.

Una pila o batería constituye una fuente de suministro de corriente directa, porque su polaridad se mantiene siempre fija. Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. Y SE GENERA O PRODUCE… El generador de corriente alterna es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. El generador más simple consta de una espira rectangular que gira en un campo magnético uniforme. El movimiento de rotación de las espiras es producido por el movimiento de una turbina accionada por una corriente de agua en una central hidroeléctrica, o por un chorro de vapor en una central térmica. En el primer caso, una parte de la energía potencial agua embalsada se transforma en energía eléctrica; en el segundo caso, una parte de la energía química se transforma en energía eléctrica al quemar carbón u otro combustible fósil. Cuando la espira gira, el flujo del campo magnético a través de la espira cambia con el tiempo. Se produce una fem. Los extremos de la espira se conectan a dos anillos que giran con la espira, tal como se ve en la figura. Las conexiones al circuito externo se hacen mediante escobillas estacionarias en contacto con los anillos.


Si conectamos una bombilla al generador veremos que por el filamento de la bombilla circula una corriente que hace que se ponga incandescente, y emite tanta más luz cuanto mayor sea la velocidad con que gira la espira en elcampo magnético.

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