ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

CARRERA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES

NIVEL: TERCER NIVEL PARALELO: “A”

PROYECTO DE CIRCUITOS I

TEMA: MATERIALES ÓHMICOS, RESISTENCIAS Y COEFICIENTE DE RESISTIVIDAD

REALIZADO POR:

ERICA PADILLA 108

EDWIN AVILÉS 102

CARLOS CHAMBA 111

MARLID GAIBOR 44

RIOBAMBA – ECUADOR

2011-01-21

1) TEMA: Materiales Óhmicos, Resistencias y Coeficiente de Resistividad.

2) OBJETIVOS:

2.1) OBJETIVO GENERAL: Reconocer los principales tipos de materiales conductores así como sus diferentes características (Resistencia, Coeficiente de Resistividad, Área y Longitud).

2.2) OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Implementar en un ambiente de programación gráfico los conocimientos adquiridos referentes a la conducción eléctrica, pudiendo identificar las distintas características de un material determinado.

Desarrollar en el estudiante un campo de conocimientos nuevos con la realización del presente proyecto, tanto en nuevas líneas de programación así como los diferentes tipos de materiales conductores.

3) MARCO TEÓRICO:

MATERIALES CONDUCTORES

Una propiedad común a prácticamente todos los materiales, es la de

permitir, en algún grado, la conducción de la corriente eléctrica, pero así

como algunos materiales son buenos conductores, otros son malos

conductores de dicha corriente.

Desde este punto de vista, los materiales pueden clasificarse en

conductores y no conductores.

Un material es conductor cuando puede desempeñar esa función en un

circuito, independiente del valor de su conductividad.

Los conductores en general pueden clasificarse en: metálicos, electrolíticos

y gaseosos.

En los conductores metálicos la conducción es electrónica, es decir, los

portadores de cargas son electrones libres. Pertenecen a este grupo los

metales y aleaciones. Se suele hablar en estos casos de conducción

metálica.

En los conductores electrolíticos la conducción es iónica; pertenecen a este

grupo los llamados electrolitos, es decir, los ácidos (bases o sales, disueltos

o fundidos). Las moléculas de estas sustancias, cuando se disuelven o

funden, de disocian total o parcialmente formando iones positivos o

negativos, y estos iones son portadores de cargas. En estos casos, el paso

de la corriente eléctrica corresponde a un desplazamiento de material, y

viene acompañada de una reacción química.

En los conductores metálicos la electricidad circula a través de la materia,

mientras que en los conductores electrolitos circula con la materia.

Los gases pertenecen a un tercer grupo de conductores, los conductores

gaseosos; en estado normal, los gases no son conductores, pero pueden

convertirse relativamente en buenos conductores cuando están ionizados.

Normalmente no se utilizan los gases para conducir corriente, salvo en

casos muy especiales. La conducción a través de los gases no cumple con la

Ley de Ohm.

RESISTENCIA DE UN CONDUCTOR

La resistencia de un conductor depende de tres factores: material, longitud y sección. La expresión matemática es la siguiente:

Donde:

R= resistencia

= resistividad del conductor

L= longitud entre 2 puntos medidos

A= sección del conductor.

La constante viene dada por el material, se mide en "ohmios por metro ", y cuanto menor es su valor mejor conductor es el material. Otro parámetro importante es la conductividad, que no es más que la inversa de la resistividad.

Cobre:

Conductividad:56 Resistividad: 0,0178

Aluminio:

Conductividad:35 Resistividad: 0,028

Resistencia de los materiales aislantes:

Los materiales aislantes también reciben el nombre de dieléctricos, en las instalaciones eléctricas tienen tanta importancia como los materiales conductores, ya que protegen de posibles accidentes a las personas. Los aislantes tienen resistencias en torno a los millones de ohmios.

TABLA DE RESISTIVIDAD DE LOS MATERIALES CONDUCTORES

MATERIAL CONDUCTOR RESISTIVIDAD ρ [Ω. m]

METALESPlata 1.47 X 10-8

Cobre 1.72 X 10-8

Oro 2.44 X 10-8

Aluminio 2.75 X 10-8

Tungsteno 5.25 X 10-8

Acero 20 X 10-8

Plomo 22 X 10-8

Mercurio 95 X 10-8

Berilio 4.0 X 10-8

Sodio 4.2 X 10-8

Magnesio 4.47 X 10-8

Rodio 4.51 X 10-8

Molibdeno 5.2 X 10-8

Iridio 5.3 X 10-8

Wolframio 5.65 X 10-8

Lantano 5.7 X 10-8

Zinc 5.912 X 10-8

Potasio 6.15 X 10-8

4) CÁLCULOS Y LÍNEAS DE CÓDIGO IMPORTANTES :

Donde:

R= resistencia

= resistividad del conductor

L= longitud entre 2 puntos medidos

A= sección del conductor.

BOTON CALCULAR

private void button1_Click(object sender, EventArgs e) double vmaterial,vlongitud,varea,vresistencia,respuesta; string funcion, material;

funcion = comboBox1.SelectedItem.ToString();

if (funcion == "COEF. RESISTIVIDAD") varea = double.Parse(textBox2.Text); vlongitud = double.Parse(textBox1.Text); vresistencia = double.Parse(textBox3.Text); respuesta = vresistencia * varea / vlongitud; label6.Text = "RESPUESTA: El COEF. DE RESISTIVIDAD es de " + respuesta.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture)+ " [ohmio . metro] de cierto material a una longitud[metros] de "+ vlongitud.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture) + " y un área[metros] de " + varea.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture) + " con una resistencia de " + vresistencia.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture); textBox1.Text = ""; textBox3.Text = ""; textBox2.Text = "";

else material = comboBox2.SelectedItem.ToString(); switch (material) case "PLATA": vmaterial = 0.0000000147;

switch (funcion) case "RESISTENCIA": vlongitud = double.Parse(textBox1.Text); varea = double.Parse(textBox2.Text); respuesta = vmaterial * vlongitud / varea; label6.Text = "RESPUESTA: la RESISTENCIA es de " +

respuesta.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture)+ " [ohmios] a una longitud[metros] de "+ vlongitud.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture) + " y un área[metros] de "+ varea.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture)+ " para un material compuesto de "+ material; textBox1.Text = ""; textBox2.Text = ""; break;

label2.Enabled = false; label3.Enabled = false; label4.Enabled = false; label5.Enabled = false; comboBox2.Enabled = false; textBox1 .Enabled = false; textBox2.Enabled = false; textBox3.Enabled = false; button1.Enabled = false; label6.Enabled = true;

BOTON ACTUALIZAR

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)

string funcion; funcion = comboBox1.SelectedItem.ToString(); button1.Enabled = true; comboBox2.Enabled = true; label2.Enabled = true; label3.Enabled = true; label4.Enabled = true; label5.Enabled = true; textBox1.Enabled = true; textBox2.Enabled = true; textBox3.Enabled = true; textBox1.Text = ""; textBox2.Text = ""; textBox3.Text = ""; switch (funcion) case "RESISTENCIA": label5.Enabled = false; textBox3.Enabled = false; break;

case "COEF. RESISTIVIDAD": label2.Enabled = false; comboBox2.Enabled = false; break; case "LONGITUD": label3.Enabled = false; textBox1.Enabled = false; break;

case "ÁREA": label4.Enabled = false; textBox2.Enabled = false; break;

default: break; label6.Text = "RESPUESTA: ";

5) DIAGRAMA DE FLUJO:

6) PROGRAMACIÓN:

6.1) DATOS QUE NECESITA EL PROGRAMA:

Este programa necesita elegir una opción para saber que es lo que queremos calcular (Coeficiente de Resistividad, Resistencia, Longitud, Área), dependiendo de las opciones arrojará sus resultados. Estas opciones las expresamos en switchs, de allí para tener las variables de inicio de cada caso.

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)

string funcion;

funcion = comboBox1.SelectedItem.ToString();

button1.Enabled = true; comboBox2.Enabled = true; label2.Enabled = true; label3.Enabled = true; label4.Enabled = true; label5.Enabled = true; textBox1.Enabled = true; textBox2.Enabled = true; textBox3.Enabled = true; textBox1.Text = ""; textBox2.Text = ""; textBox3.Text = ""; switch (funcion) case "RESISTENCIA": label5.Enabled = false; textBox3.Enabled = false; break;

case "COEF. RESISTIVIDAD": label2.Enabled = false; comboBox2.Enabled = false; break; case "LONGITUD": label3.Enabled = false; textBox1.Enabled = false; break;

case "ÁREA": label4.Enabled = false; textBox2.Enabled = false; break;

default: break; label6.Text = "RESPUESTA: ";

6.2) SALIDAS DEL PROGRAMA:

Dependiendo de las opciones elegidas, las respuestas son representadas en función de las fórmulas ya vistas, en nuestro caso las respuestas son expresadas en un label, con las siguientes líneas de código.

private void button1_Click(object sender, EventArgs e) double vmaterial,vlongitud,varea,vresistencia,respuesta; string funcion, material; funcion = comboBox1.SelectedItem.ToString(); if (funcion == "COEF. RESISTIVIDAD") varea = double.Parse(textBox2.Text); vlongitud = double.Parse(textBox1.Text);

vresistencia = double.Parse(textBox3.Text); respuesta = vresistencia * varea / vlongitud; label6.Text = "RESPUESTA: El COEF. DE RESISTIVIDAD es de " + respuesta.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture)+ " [ohmio . metro] de cierto material a una longitud[metros] de "+ vlongitud.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture) + " y un área[metros] de " + varea.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture) + " con una resistencia de " + vresistencia.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture); textBox1.Text = ""; textBox3.Text = ""; textBox2.Text = "";

else

material = comboBox2.SelectedItem.ToString(); switch (material) case "LANTANO": vmaterial = 0.000000057; switch (funcion) case "RESISTENCIA": vlongitud = double.Parse(textBox1.Text); varea = double.Parse(textBox2.Text); respuesta = vmaterial * vlongitud / varea; label6.Text = "RESPUESTA: la RESISTENCIA es de " + respuesta.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture)+ " [ohmios] a una longitud[metros] de "+ vlongitud.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture) + " y un área[metros] de "+ varea.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture)+ " para un material compuesto de "+ material; textBox1.Text = ""; textBox2.Text = ""; break;

case "LONGITUD": varea = double.Parse(textBox2.Text); vresistencia = double.Parse(textBox3.Text); respuesta = varea * vresistencia / vmaterial; label6.Text = "RESPUESTA: La LONGITUD es de " + respuesta.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture) + " [metros] para un material compuesto de " + material+ " con una resistencia [ohmios] de " + vresistencia.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture) + " y un área[metros cuadrados] de " + varea.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture); textBox3.Text = ""; textBox2.Text = ""; break;

case "ÁREA": vlongitud = double.Parse(textBox1.Text); vresistencia = double.Parse(textBox3.Text); respuesta = vmaterial * vlongitud / vresistencia; label6.Text = "RESPUESTA: El ÁREA es de " + respuesta.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture) + " [metros

cuadrados] para un material compuesto de " + material + " con una resistencia [ohmios] de " + vresistencia.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture) + " y una longitud[metros] de " + vlongitud.ToString("0.###E+0", CultureInfo.InvariantCulture); textBox1.Text = ""; textBox3.Text = ""; break;

default: break;

6.3) CAPTURAS DE PANTALLAS DEL PROGRAMA Y SU DESCRIPCIÓN CON DETALLE:

Caratula del Proyecto, al hacer click en el botón pasará al siguiente formulario (ejercicio)

El programa pide que indiquemos que deseamos calcular (Coeficiente de Resistividad, Resistencia, Longitud, Área) dentro de un cuadro de opciones, elegimos una opción y damos click en actualizar para poder ingresar opciones

Pulsamos en el botón calcular donde la respuesta nos muestra en un label desplegado para dicho cometido, después de esto podemos elegir las opciones e ir identificando los distintos tipos de cualidades de los materiales, para salir pulsamos el botón (Salir) o una de las opciones de la barra.

Nota: Las respuestas están representadas en notación científica.

7) MATERIALES:

Herramientas Hardware (Computadora, Flash Memory, etc.)

Apuntes y textos de las asignaturas (Circuitos I, Fundamentos de Programación, Lenguajes de Programación II, etc.)

Medios de comunicación y Dispositivos de Grabación (Celular, Teléfonos convencionales, Filmadora, etc.)

8) HERRAMIENTAS DE SOFTWARE:

Internet (Consultas, comunicación).

SmartDraw VP (Diseño de diagramas de flujo).

Visual Studio 2010 Profesional (Programación orientada a objetos y eventos, Interfaz Gráfica).

9) PRESUPUESTO:

INTERNET 3 HORAS $ 0.40 /HORA $1.20VISUAL STUDIO 2010(DVD) $3.00IMPRESIONES 17 HOJAS $0.05/HOJA $0.85IMPRESIONES A COLOR 27 IMÁGENES $0.05/IMAGEN $1.35PERFIL $0.40CD (En Blanco) $0.30

TOTAL: $7.10

10)CONCLUSIONES:

Se pudieron reconocer las principales características de los materiales conductores gracias a la realización de la práctica.

Se pudo obtener un programa que facilite los cálculos de Resistividades teniendo como datos todos los expresados en las fórmulas ya propuestas, pudiendo obtener diferentes resultados y cálculos matemáticos.

11)RECOMENDACIONES:

Se recomendaría que el estudiante se familiarice con los términos técnicos (Líneas de Programación) para obtener una mejor comprensión del tema tratado.

Debe considerarse que el tema que se trató, no hubo información más extensa para la mejor comprensión del mismo.

12) BIBLIOGRAFÍA:

http://ayudaelectronica.com/materiales-conductores/

http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/ resistencia-conductor

http://webcache.googleusercontent.com/search? q=cache:7AFrORhLw40J:conductores-aislantes.blogspot.com/2009/05/tabla-de-resisi.html+tabla+de+resistividad+de+materiales+conductores&cd=3&hl=es&ct=clnk

Algoritmos y Diagramas de Flujo con Talleres, Fundamentos de programación (1er Semestre).

Apuntes de Lenguajes de Programación II.

Apuntes de Circuitos I.