Resistencia

TEMA:

RESISTENCIA VARIABLE

PROFESOR:

JULIO FABIAN

CURSO:

LABORATORIO DE FÍSICA III

I

2 0 1 1

I. OBJETIVOS

1. Mostrar como es el comportamiento de las resistencias Variables.

2. Caracterizar sensores resistivos.

3. Calcular los errores obtenidos diferenciando el cero, ganancia y no linealidad.

II. MATERIALES

La tarjeta insertable Uni Train-I de Resistencias variables, SO4203-7B, sirve para analizar esta clase de resistencias, siendo posible estudiar los siguientes tipos:

Fotorresistencias (LDR)

Termo resistencias con coeficiente negativo de temperatura (NTC)

Termo resistencias con coeficiente positivo de temperatura (PTC)

Varistores (VDR)

III. FUNDAMENTO TEORICO

Para observaciones sencillas, se puede prescindir de la aplicación de la tecnología de medición puesto que las resistencias (excepto la VDR) reaccionan muy sensiblemente a las influencias externas. La sensibilidad de los componentes se puede variar por medio de potenciómetros o resistencias conectadas en serie. Se puede comprobar la reacción de os componentes que reaccionan a los cambios de temperatura simplemente con el tacto (temperatura corporal). La alimentación de tensión se realiza por medio del sistema de bus UniTrain-I o por los experimentadores.

Resistencias Variables Termo resistencia (NTC)

Las termo resistencias NTC (NTC = Coeficiente Temperatura Negativa) son semiconductores fabricados con cerámica policristalina de óxidos mixtos, que se emplean en mayor grado para la medición de la temperatura. En los materiales semiconductores, la cantidad de portadores libres de carga se eleva con el aumento de la temperatura, de manera que la resistencia eléctrica disminuye ante dicho aumento de temperatura. Por esta razón se los denomina también termistores. Con temperatura ambiente, presentan un coeficiente negativo de temperatura en el orden de magnitud de -3 a -5 % por grado. El rango típico de temperatura va de -60°C a +200 °C. La dependencia en función de la temperatura obedece a la siguiente ecuación:

T: Temperatura en K

T0: Temperatura de referencia

B: Constante de dependiente del material

La temperatura de referencia y la constante dependiente 8 del componente se pueden tomar de la correspondiente hoja de datos. Las temperaturas se deben expresar en Kelvin. La transformación de la temperatura a grados Kelvin se realiza por medio de la ecuación.

Las resistencias NTC poseen una sensibilidad esencialmente mayor que los termómetros de resistencia metálica. Entre los campos de aplicación se encuentra todo tipo de medición y control automático de temperatura. La desventaja de muchas aplicaciones, no obstante, radica en que la curva de la resistencia no es lineal sino exponencial. Por tanto, se debe llevar a cabo una linealización de dicha curva.

La tabla siguiente muestra, a manera de ejemplo, los valores básicos de una resistencia NTC, con una temperatura de referencia de T0 = 25°C y un valor de resistencia correspondiente de R25=5kΩ.

Tabla 1: Valores básicos de una resistencia NTC. (R25 = 5kΩ)

Temperatura de

medicion en ºC 0 20 25 40 60 80 100 120

Valores basicos

en ohmios 16325 6245 5000 2663 1244 627.5 339 194.7

La imagen siguiente muestra la característica correspondiente (curva roja) junto con la característica de una resistencia que tiene un valor de referencia de 10 k (curva azul).

IV. PROCEDIMIENTOS

Característica estática de resistencia

En el experimento siguiente se debe analizar la respuesta de las resistencias NTC. Para ello se registrará la característica de una resistencia de este tipo y se discutirán los posibles rangos de aplicación de este tipo de resistencias.

Monte el circuito experimental que se representa a continuación en la sección II de la tarjeta de experimentación SO4203-7B:

La animación siguiente ilustra el arreglo experimental.

Abra el instrumento virtual Fuente de tensión continua y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente. Encienda a continuación el instrumento por medio de la tecla POWER.

Abra el instrumento virtual Voltímetro A y Amperímetro B, seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.

Ajustes de la fuente de

...