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TAREAS DE INVESTIGACIÓN N 4

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA
INGENIERÍA ELÉCTRICA
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
ESTUDIANTE:
ALBERT FERNANDO BELLO VASQUEZ
FECHA DE ENTREGA: 17/Octubre 2022
MATERIA: FIS 1200 J
ORURO – BOLIVIA
Trabajo de investigación superconductores y resistores
Contenido
TAREAS DE INVESTIGACIÓN N°4 ........................................................................................... 1
INVESTIGUE LAS CARACTERÍSTICAS DEL SUPERCONDUCTOR .................................... 1
Propiedades características ................................................................................................ 1
El caso del aluminio y del estaño ........................................................................................ 1
Superconductores en motores y en el almacenamiento energético..................................... 2
INVESTIGAR SOBRE: LDR, VDR, NTC, PTC, (TERMISTORES), RTD (DETECTORES DE
TEMPERATURA), SENSOR MAGNETO RESISTIVO, SENSOR DE FUERZA RESISTIVO,
OTROS .................................................................................................................................. 3
LDR (RESISTOR DEPENDIENTE DE LA LUZ) O FOTORRESISTOR ............................... 3
RESISTENCIA VDR ........................................................................................................... 3
TERMISTOR NTC .............................................................................................................. 4
TERMISTOR PTC............................................................................................................... 4
SENSORES DE TEMPERATURA (RTD) ............................................................................ 5
SENSOR MAGNETORRESISTIVO .................................................................................... 6
SENSOR DE FUERZA RESISTIVO .................................................................................... 6
Resistencias Variables: ....................................................................................................... 7
Potenciómetro: .................................................................................................................... 8
Bibliografía ................................................................................................................................. 9
Trabajo de investigación superconductores y resistores
1
TAREAS DE INVESTIGACIÓN N°4
INVESTIGUE LAS CARACTERÍSTICAS DEL SUPERCONDUCTOR
Superconductor es un adjetivo que se aplica a aquellos materiales que, al ser enfriados, dejan
de ejercer resistencia al paso de la corriente eléctrica. De este modo, a una cierta temperatura,
el material se convierte en un conductor eléctrico de tipo perfecto. (Merino, 2014)
Propiedades características
Superconductividad La principal característica de los materiales conductores es que,
en ausencia de campos magnéticos, por debajo de una temperatura crítica, su resistividad se
hace idénticamente nula (dentro de los límites de medida, por supuesto). Esta transición se
produce de forma abrupta (es un cambio de fase). Por encima de la temperatura crítica, la
resistividad es finita; a la temperatura crítica se produce una discontinuidad de salto, y por
debajo es nula.
El primer material en el que se descubrió esta propiedad (en 1911, por Kammerling Omnes) fue
en el mercurio para una temperatura de 4.2 K. Desde entonces se ha descubierto en otras
sustancias (tanto elementales como compuestas). La mayor temperatura crítica descubierta es
de 92 K (para un óxido de cobre, bario e ytrio), aun muy por debajo de la temperatura ambiente.
La anulación de la resistividad implica que por el interior de un superconductor pueden circular
corrientes eléctricas sin disipación de energía por efecto Joule. Esto los convierte en sustancias
muy interesantes para la distribución de energía eléctrica o la generación de campos
magnéticos intensos.
El caso del aluminio y del estaño
El aluminio y el estaño son dos ejemplos de materiales superconductores. Es habitual que los
materiales se enfríen con helio líquido para que puedan alcanzar la mencionada temperatura
crítica. Cuando el material se transforma en superconductor, puede emplearse para el
desarrollo de circuitos y electroimanes.
Actualmente, entre las aplicaciones más útiles e interesantes que se les da a los mencionados
materiales superconductores destacan las siguientes:
Trabajo de investigación superconductores y resistores
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-Dentro del ámbito médico se han empleado para poder solucionar aneurismas sin necesidad
de emplear cirugía, para extraer tumores e incluso para poder corregir arterias que habían
sufrido algún daño.
-En el campo científico, se han usado y se siguen usando para acometer estudios del
crecimiento de plantas.
Superconductores en motores y en el almacenamiento energético
Se espera que, en el futuro, los superconductores se empleen para construir motores eléctricos
y para crear equipos que permitan almacenar energía, entre otras aplicaciones.
Cabe destacar, por último, que se conoce como superconductores de alta temperatura a los
materiales que cuentan con una temperatura crítica superior a la temperatura de ebullición que
tiene el nitrógeno o que no cumplen con la teoría BCS (desarrollada en 1957 para explicar la
superconductividad). (Departamento de fisica de sevilla, 2009)
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INVESTIGAR SOBRE: LDR, VDR, NTC, PTC, (TERMISTORES), RTD (DETECTORES
DE TEMPERATURA), SENSOR MAGNETO RESISTIVO, SENSOR DE FUERZA
RESISTIVO, OTROS
LDR (RESISTOR DEPENDIENTE DE LA LUZ) O FOTORRESISTOR
Resistencia que varía en función de la luz que recibe. A más luz menos resistencia
Aplicaciones: Encendido y apagado de las farolas de la calle .
FIGURA 1: RESISTOR FOTOSENSIBLE (Luis Fernando Ixpata Chen, 2012)
RESISTENCIA VDR
Un varistor es un componente electrónico que modifica su resistencia eléctrica en función de la
tensión que se aplica en sus extremos o patillas.
También se suele llamar por su abreviatura VDR (Voltaje Dependent Resistor).
El tipo más común de varistor es el de oxido metálico llamado MOV.
Un MOV contiene una masa cerámica de granos de óxido de zinc, en una matriz de otros
óxidos metálicos (como pequeñas cantidades de bismuto, cobalto, manganeso) intercalados
entre dos placas de metal (los electrodos).
FIGURA 2: UN VARISTOR (tecnologica, 2007)
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TERMISTOR NTC
Un termistor es un sensor de temperatura por resistencia. Su funcionamiento se basa en la
variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. El
término termistor proviene de Thermally Sensitive Resistor.
A más temperatura menos resistencia.
Aplicaciones: Regulación de un sistema de calefacción
FIGURA 3: UN TERMISTOR (tecnologica, 2007)
TERMISTOR PTC
Los termistores PTC o también llamados Termistores de Coeficiente de Temperatura
Positivos son aquellos que aumentan la resistencia cuanta más temperatura alcance el
producto. El aumento de la resistencia y de la temperatura, por lo tanto, son proporcionales y
siguen una línea positiva similar.
Al aumentar la resistencia, este tipo de termistores permiten ser usados en productos que
alcanzan altas temperaturas, permitiendo que el sistema siga funcionando en todo momento.
Estas son las diferentes aplicaciones que podemos encontrar en los termistores PTC:
FIGURA 4: UN VARISTOR (Oñate, 2021)
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SENSORES DE TEMPERATURA (RTD)
RTD significa Resistive Temperature Detector. Son sensores de temperatura cuyo principio
físico se basa en la resistividad de los metales, es decir, en variación de la resistencia de un
conductor con la temperatura. Esto se debe a que al incrementar la temperatura los iones
vibran con mayor amplitud y así se dificulta el paso de los electrones a través del conductor.
Los RTD son sensores de temperatura resistivos. En ellos se aprovecha el efecto que
tiene la temperatura en la conducción de los electrones para que, ante un aumento de
temperatura, haya un aumento de la resistencia eléctrica que presentan.
Este efecto suele aproximarse a un sistema de primer o segundo orden para facilitar los
cálculos. Los sensores RTD suelen ir asociados a montajes eléctricos tipo Puente de
Wheatstone, que responden a la variación de la resistencia eléctrica por efecto de la
temperatura para originar una señal analógica de 4-20 mA que es la que se utiliza en el
sistema de control correspondiente como señal de medida.
Aplicaciones:
•
•
•
•
Inyección de plástico
Procesos alimenticios
Procesos industriales
Equipo de empaque
FIGURA 5: Sensores de temperatura (INC, 2019)
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SENSOR MAGNETORRESISTIVO
Un sensor magnetorresistivo se basa en que la resistencia eléctrica de una aleación de capa
fina ferromagnética cambia debido a un campo magnético exterior. «Ferro» proviene del latín y
significa hierro. Por regla general se usan aleaciones mixtas, por ejemplo hierro y níquel. Estos
sensores son muy pequeños y, gracias a su material especial, muy robustos y tienen un
consumo reducido. Por tanto, se emplean preferiblemente allí donde no se dispone de una
alimentación eléctrica continua.
Aplicaciones:
Un sensor magnetorresistivo se usa para las aplicaciones siguientes:
•
•
•
•
•
Mediciones de recorrido y ángulos
Determinación de campos magnéticos
Mediciones de corriente altamente dinámicas
Interruptores sin contacto
Mediciones dinámicas en condiciones extremas (p.ej. en motores de vehículos)
SENSOR DE FUERZA RESISTIVO
Esta resistencia de detección de fuerza (FSR) de Interlink Electronics es un componente
pasivo que exhibe una disminución de la resistencia cuando se produce un aumento en la
fuerza aplicada a la superficie activa de 0,58″ de diámetro, lo que permite crear un sensor
que es capaz de detectar la fuerza o presión. Con un rango de sensibilidad de la fuerza de
unos pocos gramos a unos pocos kilogramos (100g a 10kg dependiendo de su proyecto),
este sensor está optimizado para su uso en aplicaciones de control táctil humano.
Entre las aplicaciones de este sensor puede encontrar los siguientes ejemplos:
•
Interfaz de usuario táctil sensible a la presión
•
Sensor táctil para apéndices robóticos
•
Almohadilla de batería para un instrumento electrónico
•
Sensor del sistema de alarma:
•
alerta cuando se elimina un objeto
•
alerta cuando el intruso lo pisa
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FIGURA 6: Sensores de temperatura (SANDOROBOTICS, 2017)
Resistencias Variables:
Resistencias que varia manualmente entre cero y un valor indicado en el componente.
Aplicaciones: regulación de la luminosidad de una bombilla
FIGURA 7: Resistencias Variables (Departamento de fisica de sevilla, 2009)
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Potenciómetro:
Es uno de los dos usos que posee la resistencia o resistor variable mecánica (con cursor y de
al menos tres terminales). El usuario al manipularlo, obtiene entre el terminal central (cursor) y
uno de los extremos una fracción de la diferencia del potencial total, se comporta como
un divisor de tensión o voltaje.
FIGURA 6: Potenciómetro (Departamento de fisica de sevilla, 2009)
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Bibliografía
Departamento de fisica de sevilla. (2009). http://laplace.us.es. Obtenido de
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Superconductor
INC, L. (2019). Logicbus INC. Obtenido de https://www.logicbus.com.mx/sensor-temperaturaRTD.php
Luis Fernando Ixpata Chen, A. A. (2012). Universidad Mariano Galvez Villa Nuva. Obtenido de
proyectofisica2.wordpress.com: https://proyectofisica2.wordpress.com/resistenciasespeciales-ptc-ntc-ldr-vdr/
Merino, J. P. (2014). https://definicion.de. Obtenido de https://definicion.de:
(https://definicion.de/superconductor
Oñate, I. (2 de Diciembre de 2021). diario electronico hoy. Obtenido de diarioelectronicohoy:
https://www.diarioelectronicohoy.com/como-funciona-un-termistor-ptc/
SANDOROBOTICS. (2017). sandorobotics. Obtenido de
https://sandorobotics.com/producto/hs1149/
tecnologica, A. (2007). www.areatecnologia.com. Obtenido de www.areatecnologia.com:
https://www.areatecnologia.com/electronica/varistor.html
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