LABORATORIO DE FÍSICA DE ELECTROMAGNETISMO

LABORATORIO 1 (TERMISTOR)

ANGIE NATALIA ZAMBRANO MARTÍN

JAVIER ALEJANDRO MORENO JIMÉNEZ

JONATHAN FABIÁN PÁEZ TORRES

PAULA ANDREA AGUILLÓN SUÁREZ

PROFESOR:  CECILIO SILVEIRA CABRERA

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES

LABORATORIO DE FÍSICA DE ELECTROMAGNETISMO

GRUPO 30

2017-II

TERMISTOR

OBJETIVO GENERAL:

Encontrar, con ayuda del experimento que se realizará en el laboratorio, la constante que caracteriza el termistor.

OBJETVOS ESPECÍFICOS:

1. Aprender a hacer un buen uso del termistor y saber usarlo como instrumento de trabajo para medir temperaturas en otras situaciones que lo requieran.

1. Entender la forma en que el cambio de la temperatura del termistor es directamente proporcional con su resistencia eléctrica.

1. Construir la curva de resistencia en función de la temperatura absoluta, con ayuda de un óhmetro y la temperatura registrada por la termocupla.

MARCO TEÓRICO:

El termistor es un dispositivo cuya resistencia eléctrica varía de manera significativa con la temperatura. Existen dos clases de termistores:

• Termistores con coeficiente de temperatura positivo (PTC):

Es la clase de termistor en la que su resistencia eléctrica aumenta con la temperatura.

• Termistores con coeficiente de temperatura negativo (NTC):

Es la clase de termistor en la que su resistencia eléctrica disminuye con la temperatura.

(Modelo matemático y especificación de variables):

La dependencia de la resistencia R con la temperatura T absoluta se puede modelar por la siguiente expresión:

[pic 1]

Donde Ro es la resistencia eléctrica medida en ohm a temperatura To = 298.15 K (o 25 ºC) y β es una constante propia del termistor cuyas unidades son grado Kelvin. Esta ecuación también se puede escribir como:

[pic 2]

Pero si tomamos logaritmo natural a ambos lados de la ecuación resulta:

[pic 3]

Ahora bien, si llamamos y = ln R, x = 1 T, a = ln R∞ y m = β, entonces la anterior ecuación es de la forma y = a + mx. De esta manera, el valor de la constante β que caracteriza el termistor representa la pendiente de la gráfica. R∞ es dado por el punto de corte de la recta experimental con el eje de las ordenadas.

Las temperaturas absolutas, se deben expresar en grados Kelvin. La relación entre temperatura absoluta medida en grados kelvin, K y la temperatura expresada en grados Celsius C es K = 273, 15 + ºC.

[pic 4]

Una vez encontrado el valor de β y R0, podemos medir temperaturas simplemente midiendo la resistencia del termistor en contacto con el cuerpo al que queremos determinarle la temperatura mediante la expresión:

[pic 5]

MONTAJE EXPERIMENTAL:

Este consta esencialmente de un termistor, una termocupla sumergida en un beaker con agua, una estufa con regulador de temperatura y un multímetro digital. El cable de la termocupla va conectado directamente a un mili voltímetro, el cual muestra la temperatura de la punta de la termocupla en grados Celsius o Fahrenheit. La punta de la termocupla se encuentra muy cerca al termistor.

[pic 6]

(Lista de materiales):

• 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.^[1]

[pic 7]

• Una termocupla con mili voltímetro: Son los sensores de temperatura eléctricos más utilizados en la industria. Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo, al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño, del orden de los mili volts el cual aumenta con la temperatura.^[2]

[pic 8]

• Un multímetro:  Es un instrumento que permite medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y diferencia de potenciales o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna.^[3]

         [pic 9]

• Un recipiente con agua: Cualquier objeto o utensilio cóncavo que sirve para contener una cosa en su interior.^[4]

[pic 10]

• Una fuente de calor (calentador eléctrico)

PROCEDIMIENTO:

Encienda el calentador eléctrico y coloque la perilla de control de temperatura en 240 ºC y el valor del agitador en 120. Estos valores garantizan que el agua comienza a calentarse lenta y uniformemente, y nos da tiempo para hacer las lecturas de temperatura y resistencia registradas por el mili voltímetro y multímetro (en escala de ohmios) digitales respectivamente. Lea estos valores inmediatamente después que la temperatura cambia a un nuevo valor y consígnelos en la tabla. Cuando la lectura de la termocupla indique 60 ◦C apague el calentador eléctrico.

(Variables a medir):

1. Temperatura (ºC).
2. Resistencia (Ohmios, Ω)

TABLAS DE DATOS:

Las resistencias en un cambio en la temperatura

PROCESAMIENTO:

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