Resistividad Electrica

LABORATORIO DE ELECTROMAGNETISMO

RESISTIVIDAD ELECTRICA

OBJETIVOS

* Encontrar experimentalmente la resistividad eléctrica de los distintos materiales proporcionados en la práctica.

* Verificar la dependencia de la resistencia eléctrica de acuerdo a la naturaleza del material y la geometría.

* Comparar el valor de la resistividad de cada material, obtenido por el método directo y por el método indirecto, con el valor teórico proporcionado.

* Realizar gráficas para una mejor interpretación de los resultados.

1. INTRODUCCION

La densidad de corriente en un conductor depende del campo eléctrico y de las propiedades del material. En general, esta dependencia es muy compleja. Pero para ciertos materiales, en especial metálicos, a una temperatura dada, j es casi directamente proporcional a E y la razón de las magnitudes de E y J es constante. Esta relación, llamada ley de Ohm, fue descubierta en 1826 por el físico alemán Georg Simon Ohm (1787-1854). En realidad, la palabra “ley” debería escribirse entre comillas, ya que la ley de Ohm al igual que la ecuación de los gases ideales y la ley de Hooke es un modelo idealizado que describe muy bien el comportamiento de ciertos materiales, pero no es una descripción general de toda la materia. En el siguiente análisis supondremos que es válida la ley de Ohm, aun cuando existen muchos casos en que no lo es. La situación es comparable a nuestra representación del comportamiento de las fuerzas de fricción estática y cinética, las cuales fueron tratadas como si fueran directamente proporcionales a la fuerza normal, aunque sabíamos que en el mejor de los casos ésta era una descripción aproximada. En esta práctica hablaremos de la resistividad eléctrica, es de suma importancia mencionar que un conductor perfecto tendría una resistividad igual a cero; y un aislante perfecto tendría resistividad infinita. Los metales y las aleaciones tienen las menores resistividades y son los mejores conductores. Las resistividades de los aislantes son mayores que las de los metales en un factor enorme.

2. MARCO TEORICO

Resistividad eléctrica

La resistividad de un material se define como la razón de las magnitudes del campo eléctrico y la densidad de corriente: ρ=EJ

Cuanto mayor sea la resistividad, tanto mayor será el campo necesario para causar una densidad de corriente dada, o tanto menor la densidad de corriente ocasionada por un campo dado. La resistividad da una idea de lo buen o mal conductor que es un material. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor. Se designa por la letra griega minúscula (ρ) y se mide en ohmios por metro (Ω•m).

Resistencia eléctrica

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el micro mundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor.

Ley de ohm

La ley de Ohm dice que la intensidad que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos. Esta constante es la conductancia eléctrica, que es lo contrario a la resistencia eléctrica.

La ecuación matemática que describe esta relación es:

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.

Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm.

3. TABLAS DE DATOS

Datos para determinación directa de la resistencia eléctrica

Cromo níquel

Área transversal 1.96E-7 (m2)

longitud (m) | Resistencia (Ω) |

0.07 | 0,5 |

0.14 | 0,9 |

0.21 | 1,2 |

0.28 | 1,9 |

0.35 | 2,1 |

0.42 | 2,5 |

0.49 | 2,9 |

0.56 | 3,1 |

0.63 | 3,6 |

0.70 | 3,9 |

0.77 | 4,2 |

0.84 | 4,6 |

Constantan

Área transversal 9.62E-8 (m2)

longitud(m) | resistencia(Ω) |

0.07 | 0,5 |

0.14 | 0,9 |

0.21 | 1,5 |

0.28 | 1,9 |

0.35 | 2,4 |

0.42 | 2,8 |

0.49 | 3 |

0.56 | 3,5 |

0.63 | 3,9 |

0.70 | 4,1 |

0.77 | 4,6 |

0.84 | 5 |

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