UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUCDEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS FACULTAD DE INGENIERÍA RESISTIVIDAD ELECTRICA Laura Escorcia, Andrés Valencia, Adrián Rúa y Joel Medina Ing. Industrial - Ing. Eléctrica - Ing. Industrial - Ing. Ambiental Profesor Jaime Márquez. Grupo ANL – Mesa 3 02-03-2015 Laboratorio de Física de Campos, Universidad de la Costa, CUC alambre conductor de aproximadamente 10 metros Resumen Determinar experimentalmente la resistividad eléctrica de un alambre conductor del cual se desconoce de qué material está compuesto. Para medir directamente la resistencia eléctrica de este en varias longitudes por medio de la relación Voltaje-corriente, es necesario utilizar un instrumento de medida llamado ohmímetro y que se encuentra sujeto en los extremos de varias resistencias separadas por 0.5 metros. Recordemos que la resistividad eléctrica ρ es una propiedad de los materiales conductores, es decir que su valor no depende de la forma, masa ó cuerpo, sino que tiene dependencia directamente de la sustancia del que se encuentra elaborado, en esta experiencia también podemos comprobar la Ley de Ohm, ya que la resistencia del alambre conductor es directamente proporcional a su Longitud y directamente proporcional al Área. Transversal. Palabras claves Resistividad, Voltaje, Ohmímetro Abstract Experimentally determine the electrical resistivity of a conductor wire which is unknown what material is made. To directly measure the electrical resistance of this in various lengths through voltage-current relationship, you need to use a measuring instrument called ohmmeter 2. Materiales Utilizados Ohmímetro Tablero de Pruebas Key words Resistivity, Voltage, Ohmmeter 1. Introducción La Resistividad es la resistencia específica de un determinado material. Se designa por la letra griega rho ρ (minúscula), su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente. El objetivo de esta experiencia es calcular la resistividad eléctrica que posee un 1 UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS FACULTAD DE INGENIERÍA metro - L es la longitud del material medida en metros - R es el valor de la resistencia eléctrica en Ohmio Podemos deducir que el valor de un resistor, utilizado normalmente en electricidad y electrónica, depende en su construcción, de la resistividad (material con el que fue fabricado), su longitud, y su área transversal. Tabla de Resistividad de Materiales R=ρ*L/A A mayor longitud y menor área transversal del elemento, más resistencia A menor longitud y mayor área transversal del elemento, menos resistencia Alambre conductor 4. Desarrollo experimental Según las instrucciones dadas por el profesor, para cumplir el objetivo propuesto a principios de este informe el procedimiento que seguimos durante la experiencia fue el siguiente: Con una fuente de alambres conductores que están sujetos de esquina a esquiina con una resistencias en una distancia de 0.5 metros (Ver fig. 1) medimos la primera resistencia con el ohmímetro, ubicando cada punta de prueba de este en los orificios de la resistencia, tomando apuntes de estos valores, seguimos avanzando hacia el próximo orificio, pero dejando una de las puntas de prueba en el mismo lugar, podemos observar que a medida que vamos avanzando en la longitud del alambre conductor la escala de la resistencia es cada vez más alta, esto lo repetimos hasta llegar al final del alambre (4 metros). Los valores obtenidos los registramos en una tabla de datos. (Ver Tabla 1) 3. Fundamentos Teóricos La resistividad o resistencia específica es una característica propia de un material y tiene unidades de ohmios–metro. La resistividad indica que tanto se opone el material al paso de la corriente. La resistividad [ρ] (rho) se define como: ρ = R *A / L Donde: - A es el área transversal medida en metros2 - ρ es la resistividad medida en ohmios- --------o.5 m------- 2 UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS FACULTAD DE INGENIERÍA 4 Fig.1 Fuente de alambres conductores y resistencia. Para determinar el material se hizo el promedio de las resistividad, es decir sumamos los valores de (rho) y lo dividimos entre el número de datos, dándonos que el material resultante de la suma es (NIQUEL – CROMO), NICROMIO. La resistividad es la resistencia eléctrica especifica determinada de un material Σρ/n: 13.359/8 = 166x Según el resultado obtenido el alambre conductor se encuentra elaborado de un material conductor llamado NICROMIO (NIQUEL-CROMO), puesto que según la tabla de resistividad de materiales el valor de este es , Donde R es resistencia sección transversal en en metros. 1.75242375 Tabla 1. Tabla de Valores Arrojados 5. Cálculo y Análisis de los Resultados Ϸ= 35,7 en ohmios, S y L es longitud Para calcular el área transversal en metros² utilizamos la ecuación del Area: 6. Conclusiones AREA: π (pi). R ²; reemplazando la ecuación con nuestros valores, tenemos que el radio es la mitad del diámetro, en este caso Diametro: 0.5x100³ Radio: 2.5x100¹ Con la anterior experiencia pudimos comprobar el respectivo cumplimiento de la ley de Ohm. Comprobamos que la resistencia cambia con la longitud. A=3.1416(2.5X100¹)² A=13.9635X1007 Pudimos identificar que de acuerdo a los cálculos obtenidos el material resultante es (Níquel – Cromo) Nicromio. Para la experiencia tomamos la ecuación indicada para cada una de las longitudes, obteniendo así el recuadro siguiente: Bibliografía L(m) R (Ω) Ϸ 0,5 4,5 1.76715 1 8,2 1.590435 1,5 11,9 1.55771 2 18,2 1.786785 2,5 20,3 1.594362 3 22,9 1.498805 3,5 32,3 1.81203 A( 1. Resistividad, Resistencia especifica, Fecha de Consulta: 25 de Febrero de 2015, disponible en: http://www.unicrom.com/Tut_resistivida d.asp 2. Resistividad, Fecha de Consulta: 25 de Febrero de 2015, disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Resistividad 3 UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS FACULTAD DE INGENIERÍA 3. Fundamentos de la Electrónica y Electricidad Fecha de Consulta: 26 de Febrero de 2015, disponible en: http://electronicytelecomu.blogspot.com /p/tablas-de-resisitividad-conductoresy.html 4