Resistencias sensibles a la temperatura

Universidad Gabriela Mistral
Ingeniería Civil Industrial
Resistencias Sensibles a la Temperatura
Este experimento consta de poder encontrar una expresión para que podamos determinar, de que forma
cambia una resistencia al cambiar también la temperatura.
R(T): 12.7 *e
K
R(50º)= 1.42 ± 0.05 K
Una vez encontrada esta expresión podemos construir un circuito alimentado por una fem. de 5 volts. Tal, que
a lo más, exista una diferencia de potencial entre un par de puntos del circuito, sea 2 volts.
Para esto utilizamos una segundas resistencia diferente a la primera la cual fue 0.97 ± 0.05 K
Introducción
Este experimento trata de poder construir un circuito que esta alimentado con una fuente de poder de 5 volts.
Y una resistencia sensible a la temperatura, lo cuál en algún punto del circuito la diferencia de potencial es 2
volts, a una temperatura de 50 º celcius. Con esto se analizará el comportamiento de la resistencia ante
variaciones de temperatura utilizando herramientas matemáticas, luego trataremos de poder construir el
circuito.
Procedimiento Experimental
Los materiales que ocupamos para este experimento son:
• Calentador de Agua
• Multitester
• Agua
• Cables de Conexión
• Fuente de Poder
• Resistencia Sensible a la Temperatura
• Termómetro
• Vaso Precipitado
• Tubo de Ensayo
La situación es la siguiente:
Multitester
Fem.
Tubo de Ensayo Termómetro
Resistencia
1
Agua
Después de construir el montaje, colocamos la resistencia en el interior del tubo de ensayo, luego procedemos
a elevar la temperatura de la resistencia, y con el multitester vemos como varía la resistencia. Los datos
obtenidos fueron los siguientes:
Temperatura (ºC)
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
Resistencia (K)
5.51
5.18
4.55
4.14
3.85
3.46
3.18
2.91
2.66
2.42
2.23
2.06
1.90
1.76
1.59
1.48
1.35
1.25
1.18
1.07
Mirando más detenidamente los datos encontrados, se nota que a medida que la temperatura aumentaba, la
resistencia disminuía, por lo cuál se puede concluir que la Temperatura es inversamente proporcional a la
resistencia.
Para poder observar mejor esta situación graficaremos los datos:
También
También se puede observar del gráfico que la resistencia varía en forma exponencial con respecto a la
temperatura. Por lo tanto la curva es de la forma:
R(T): Ae
Donde A y B son constantes, R es la resistencia y T es la temperatura.
Para poder encontrar más explícitamente los valores de las constantes, rectificaremos la curva encontrada.
Para esto graficaremos Ln R v/s la temperatura. Lo cuál nos dio el siguiente gráfico:
Analizando este gráfico, podemos determinar las constantes, entonces observando el gráfico podemos
determinar que A = 12.70 y B= 0.043
2
Analizando el circuito que tenemos:
Resistencia
5 Volt 2 volts
Aquí tenemos que utilizar una resistencia normal tal que halla una diferencia de potencial de 2 volts. Con
siguiente, se hallará el valor de la resistencia.
Por la ley de las mallas tenemos que Vt= V1 + V2
Y también por la ley de Kirchhoff: V= I*R
Se sabe que Vt es 5 volts, luego se obtiene:
5 = Rt*I + R2*I
Como las resistencias están en serie la intensidad de corriente en todo el circuito es la misma.
Como sabemos los voltajes en una malla se suman, entonces, si queremos un voltaje de 2 volts en R2 que,
Rt=I*3, esto debe suceder a una temperatura de 50ºC, y este temperatura Rt, es igual a Rt=1.65 ± 0.05 K,
como I = 3/Rt entonces la intensidad a lo largo del circuito es I= 2.05 ± 0.05 Amp. También sabemos que
R2(R2 = 2/I) entonces R2= 0.97 ± 0.05 K. Con estos datos se puede construir el circuito buscado, el cual es
el siguiente:
Rt
5 volts
2 volts
Discusión
Tenemos que tomar en cuenta que pueden haber situaciones que influyan en nuestras medidas, pues por
ejemplo en la primera parte, cuando graficamos la resistencia con respecto a la temperatura, está sujeta a la
velocidad de reacción, ya que al constatar una cierta temperatura en el termómetro se observaba, qué medidas
indicabas el multitester y en este paso de un instrumento a otro puede haber un efecto que influya en la
medida, y este puede ser el fenómeno que hace producir esa incerteza.
Para el hecho anterior, loa estipulación de las constantes de la función de la resistencia, en función de la
temperatura también arrastra una cierta incerteza y por lo0 tanto todos los cálculos que se hicieron a partir de
ésta.
Conclusión
La capacidad de la resistencia sensible a la temperatura disminuye a medida que la temperatura aumenta, esto
se puede deber que al subir la temperatura el material, los átomos que componen el material, resistor se
acelera provocando choques entre ellos, lo que facilita el paso de electrones, por ende el paso de electricidad.
Además el material al calentarse se dilata lo que también puede tomarse en cuenta en el aumento de la
resistencia. Este fenómeno de aumento de la resistencia ocurre en forma exponencial, es decir que a medida
de que la temperatura bajaba la resistencia aumentaba cada vez más rápido.
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