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Universidad de Pamplona Facultad de ciencias Básicas Departamento de Física y Geología Docente: Físico Miguel Barrera INFORME

PREINFORME

Laboratorio de Electromagnetismo Grupo: __D__

Fecha: ___29/03/2020______

Integrantes: 1) Marlon José Rivera Cruz Código: 1192910238

QUIZS

2) Yovany Alexander Albino Cote Código: 1094285972 3) Daniel Felipe Fonseca Cabra Código: 1007395428

Equipo #

RESISTIVIDAD

4

1. OBJETIVOS Los objetivos son tomados de la guia de laboratorio sin modificarlos. (preinforme) (Valor 0.5)

1. Comprender que la resistencia eléctrica de un elemento conductor depende de su geometría, las características del material, así como de su temperatura. 2. Determinar la resistividad eléctrica de un alambre conductor a partir de la resistencia eléctrica R, el área A de la sección transversal y la longitud L del segmento de prueba.

2. MARCO TEORICO El marco teorico debe contener las generalidades del fenomeno que se va a trabajar tales como: historia, conceptos fundamentales, pioneros, entre otros. Los textos deben estar debidamente referenciados. (NO REMITIRSE SOLO A LA INFORMACION ENCONTRADA EN LA GUIA DE LABORATORIO) (Valor 1.0))

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. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso. Todos los materiales y elementos conocidos ofrecen mayor o menor resistencia al paso de la corriente eléctrica, incluyendo los mejores conductores. Los metales que menos resistencia ofrecen son el oro y la plata, pero por lo costoso que resultaría fabricar cables con esos metales, se adoptó utilizar el cobre, que es buen conductor y mucho más barato. Con alambre de cobre se fabrican la mayoría de los cables conductores que se emplean en circuitos de baja y media tensión. También se utiliza el aluminio en menor escala para fabricar los cables que vemos colocados en las torres de alta tensión para transportar la energía eléctrica a grandes distancias. Docente: Físico BM Barrera

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Entre los metales que ofrecen mayor resistencia al paso de la corriente eléctrica se encuentra el alambre nicromo (Ni-Cr), compuesto por una aleación de 80% de níquel (Ni) y 20% de cromo (Cr). Ese es un tipo de alambre ampliamente utilizado como resistencia fija o como resistencia variable (reóstato), para regular la tensión o voltaje en diferentes dispositivos eléctricos. Además se utilizan también resistencias fijas de alambre nicromo de diferentes diámetros o grosores, para producir calor en equipos industriales, así como en electrodomésticos de uso muy generalizado. Entre esos aparatos o quipos se encuentran las planchas, los calentadores o estufas eléctricas utilizadas para calentar el ambiente de las habitaciones en invierno, los calentadores de agua, las secadoras de ropa, las secadoras para el pelo y la mayoría de los aparatos eléctricos cuya función principal es generar calori

3. RESUMEN Explicarán como van a tomar los datos y el procedimiento previo para la recolección de los mismos, sin dejar de lado la explicación del fenómeno que se esta trabajando. Se escribe en futuro y en tercera persona. (informe) (Valor 1.0) En la práctica determinaremos la resistividad eléctrica de un elemento conductor para ello se usarán dos alambres conductores los cuales serán el Cobre (Cu) y Ferro níquel (FeNi) para dar inicio a la práctica se deben realizar los siguientes pasos

practica paso a paso 1) El primer dato que se deberá registrar es el de el diámetro de los alambres el cual será de 0.44mm para el alambre de ferroníquel (FeNi) y de 0.99 mm para el alambre de cobre (Cu). 2) Se realizar las respectivas conexiones entre la fuente el reóstato y el sistema el cual el voltaje para ambos alambres será de 5 voltios, en cambio la intensidad eléctrica en amperios será de 0.39 para el alambre de ferroníquel (FeNi) y de 0.94 para el alambré de cobre (Cu), los datos de corriente se anotarán en la tabla en su respectivo espacio. 3) Conectamos los pines positivo y negativo a las entradas que sujetan los cables 4) Con ayuda del multímetro se tomarán medidas de voltaje ubicando la punta cada 10 cm de el alambre para eso se configurará en medición de voltaje y se ubicará la pinza lo más cerca del 0 tanto como sea posible. Es importante tener en cuenta que la unidad de medida se pueda verificar de la forma más adecuadamente posible, esta se anotara usando la unidad de medida principal la cual es el voltio. 5) Posteriormente se realizarán los cálculos que corresponden a la resistencia donde con los datos suministrados aplicaremos la ley de ohm y en el caso del cálculo de L/A se tomarán en cuenta la distancia del punto inicial y el valor del diámetro del alambre hay que recordar que estas magnitudes deberán usar como unidad de medida el metro y la resistencia en ohmios. 6) Se procederá a graficar en el plano cartesiano usando los valores de L/A como eje x y resistencia como eje Y de dónde sacaremos la regresión lineal este valor equivaldrá a la resistividad del material. 7) Usando la tabla de resistividades se realizará el cálculo del porcentaje de error tomando el valor de la tabla como p teórica y la obtenida en el punto anterior como p experimental. 8) Se repetirán dichos procedimientos con el segundo material. 9) Para dar final a la práctica se responderá el cuestionario y se anotaran las respectivas conclusiones.

Docente: Físico BM Barrera

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4. FORMULAS (ecuaciones importantes) Se toman de la guía de laboratorio enumeradas tal como aparecen, son las más importantes para tener encuenta. (preinforme) (Valor 0.5)

𝜌= 𝐸= 𝑅= 𝜌=

𝐸 𝐼 ( ⁄𝐴) 𝑉 𝐿 𝑉 𝐼 𝐸 𝐼 ( ⁄𝐴)

𝑅=𝜌

4.1

𝐿 𝐴

4.5

4.2

4.3

=

𝑅𝐴 𝐿

4.4

5. CUESTIONARIO Las preguntas se encuentran en las guias de labortorio, las cuales tienen que venir resueltas desde la casa antes de entrar a realizar la práctica de laboratorio, tiene que estar referenciado de donde fue tomada la información. (preinforme) (Valor 1.0) 1. Investigar en qué consisten los conceptos que se listan a continuación: • Concepto de Corriente eléctrica. Se llama corriente eléctrica al flujo de una carga eléctrica a través material conductor, debido al desplazamiento de los electrones dentro de su estructura molecular, lo cual genera al mismo tiempo un campo eléctrico a su alrededor.ii • Concepto de Densidad de corriente. Se denomina densidad de corriente a la cantidad de corriente por unidad de área a través de un conductor. Se trata de una magnitud vectorial, y su módulo está dado por el cociente entre la corriente instantánea que atraviesa la sección transversal del conductor y el área de la misma.iii • Concepto de Resistividad. La resistividad eléctrica (también conocida como resistividad, resistencia eléctrica específica o resistividad de volumen) cuantifica la fuerza con la que se opone un material dado al flujo de corriente eléctrica. Una resistividad baja indica un material que permite fácilmente el movimiento de carga eléctrica.iv • Concepto de Conductividad. La conductividad eléctrica, por lo tanto, es la capacidad de los cuerpos que permiten el paso de la corriente a través de sí mismos. Esta propiedad natural está vinculada a la facilidad con la que los electrones pueden atravesarlos y resulta inversa a la resistividad.v 2. ¿De qué factores depende la resistencia y la resistividad de un material óhmico? La resistencia y resistividad dependen principalmente del tipo de material, de la longitud del material y de su área transversal. 3. ¿Qué consideraciones se deben tener en cuenta al momento de realizar la medición del valor de la resistencia de un material óhmico con un multímetro?

Pasos para medir la resistencia con un multímetro digital. 1. DESCONECTE la energía del circuito. Si un circuito incluye un capacitor, descárguelo antes de tomar cualquier lectura de resistencia. 2. Gire el selector a (resistencia u ohmios), Nota: Use el botón de rango para establecer un rango de medición. 3. Primero, inserte el cable de prueba negro en el conector COM. 4. A continuación, inserte el cable rojo en el conector V 5. Conecte los cables de prueba a través del componente que se está probando. Asegúrese de que el contacto entre los cables de prueba y el circuito esté bien. 6. Lea la medición en la pantalla. 7. Cuando termine, gire el multímetro a APAGADO para evitar la descarga de la batería.vi Docente: Físico BM Barrera

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6. GLOSARIO Como ya se sabe el glosario son palabras desconocidas, pero tambien aquí deben de copiar los términos fisicos mas mensionados en la guía, no mayor a 3 renglones. Referenciando de donde fue tomada cada definición. (preinforme) (Valor 1.0)

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.vii ley de Ohm: La ley de Ohm se usa para determinar la relación entre tensión, corriente y resistencia en un circuito eléctrico.viii Voltaje: es la diferencia entre el potencial que tienen dos lugares cualesquiera de concentración de cargas dentro de un mismo circuito, independientemente de qué potencial tenga cada uno de los dos puntos respecto a un tercero.ix Campo eléctrico: Podemos decir también que el campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos.x La resistividad: es una propiedad de los materiales conductores. Su valor no depende de la forma ni de la masa del cuerpo.xi

7. ANALISIS DE DATOS Aquí se traen dibujadas las tablas que aparecen en la guia de laboratorio con número y nombre pero deben venir en blanco sin dato alguno.(de ser necesario realizar las demas tablas en hojas blancas adicionales) (informe) (Valor 1.0) Conductor homnico N°1

Conductor homnico N°2

∅1(mm)=0.44 L(m)

V(V)

R(Ω)

L/A(m-1)

0.1m

0,283

0,726

0.2m

0,577

0.3m

∅2(mm)=0.99 V(V)

R(Ω)

L/A(m-1)

657665,1

0,002

0,0021

129909,1

1,479

1315330,1

0,004

0,0043

259818,3

0,866

2,221

1972995,2

0,0061

0,0065

389727,4

1,152

2,954

2630660,2

0,008

0,0085

519636,6

1,38

3,538

3288325,3

0,0101

0,0107

649545,7

0.6m

1,66

4,256

3945990,3

0,0122

0,0130

779454,9

0.7m

1,95

5,000

4603655,4

0,0141

0,0150

909364,0

0.8m

2,22

5,692

5261320,4

0,0161

0,0171

1039273,2

0.9m

2,5

6,410

5918985,5

0,018

0,0191

1169182,3

1m

2,79

7,154

6576650,5

0,0197

0,0210

1299091,5

I(A)

0.4m 0.5m

0.39

%error FeNi %error Cu

I(A)

0.94

58,8234 17,6471

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8. PREGUNTAS DE CONTROL Las preguntas se encuentran en la guía de laboratorio, se trae el enunciado desde la casa y se deja un espacio en blanco para dar respuesta en el salón de clase. (informe) (Valor 1.0) 1. ¿Cómo afecta la temperatura a la resistividad y a la resistencia de un material óhmico? -la temperatura afecta de una manera importante a las propiedades electromagnéticas de un material conductor metálico, como por ejemplo una resistencia que tiene mayor temperatura tiende a no dejar pasar con facilidad sus electrones o su energía. Pero una resistencia fría puede pasar sus electrones con mayor facilidad haciendo que a mayor temperatura menor sea la resistividad de un material.

2. ¿Qué función cumple el reóstato en la configuración presentada para la realización de la práctica? -el reóstato nos permite graduar la intensidad de corriente que vamos a utilizar en el circuito, esto para evitar un sobrecalentamiento y reducir la peligrosidad del sistema .

3. ¿Qué se puede deducir a partir de los porcentajes de error obtenidos en el inciso 4 del análisis de datos? -al estar calculando el voltaje con un multímetro en un sistema no exacto se permiten ciertos márgenes de error como ocurre el cálculo de error del material ferroníquel, los cuales nos pueden dar valores con porcentajes de error dependiendo de su calidad, por eso nos dan valores que no corresponden de una buena manera con los valores teóricos. Por otro lado, se puede demostrar que con una buena medida y una toma de datos precisa se pueden obtener mejores resultados como ocurre en el cálculo del cobre donde su bajo porcentaje de error demuestra la aplicabilidad y eficiencia de la ley de ohm

9. CONCLUSIONES Las conclusiones deben dar respuesta a los objetivos inicialmente planteados, se evalua un buen manejo de redacción, uso de verbos y en tercera persona. (informe) (Valor 1.0). -se puede comprobar de manera practica que en un circuito en serie, como el que estamos evaluando, siempre va a ser la misma intensidad sin importar la distancia ala que la calculamos . - con los datos obtenidos en la grafica que, a mayor distancia del origen de la corriente mayor sera el voltaje, esto lo podemos ver en esta práctica, utilizando el multímetro. - se reitera que con los resultados obtenidos de los porcentajes de error se demuestra la veracidad de la ley de ohm aunque requiera una precisa toma de datos para ser mucho mas efectiva

10. BIBLIOGRAFIA Se tiene encuenta todos los medios usados para dar respuesta al cuestionario y al glosario, sin olvidar la guia de laboratorio. (La bibliografía de la guía de laboratorio no se copia solo donde ud consulta) (preinforme) (Valor 1.0) i

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_resistencia/ke_resistencia_2.htm

ii

https://concepto.de/corriente-electrica/#ixzz6FrghTK6e

iii

https://www.lifeder.com/densidad-corriente/

iv

http://spanish.amadamiyachi.com/glossary/glosselectricalresistivity

v

https://definicion.de/conductividad/

vi

http://www.atplearning.com/Digital-Multimeter-Principles-P81.aspx

vii

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_resistencia/ke_resistencia_1.htm

viii

https://www.fluke.com/es-co/informacion/mejores-practicas/aspectos-basicos-de-las-mediciones/electricidad/quees-la-ley-de-ohm ix

http://prof.usb.ve/jmontene/pdf/Voltajes.pdf

x

http://ing.unne.edu.ar/pub/fisica3/170308/teo/teo1.pdf

xi

http://www.redicces.org.sv/jspui/bitstream/10972/944/1/Resistividad%20el%C3%A9ctrica.pdf

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11.HOJA DE PROCEDIMIENTOS Para que las tablas tengan valor, en el informe se debe hacer entrega de la hoja de calculo de lo contrario esto demostrara que los datos que se obtuvieron seran clasificados como fraude y el informe final con una nota de 1.0 (Valor 1.0)

En esta hoja se ubicaran llos graficos y algunos datos nesesarios en la toma de datos que no aparecen el la tabla principal tambien se adjuntara el archivo en excel donde se realizaron los respectivos calculos esto para comprobar la veracidad de los datos obtenidos

p FeNi 6576650,5; 7,154

8,000

5918985,5; 6,410

7,000

5261320,4; 5,692 4603655,4; 5,000

6,000

3945990,3; 4,256

R(Ω)

5,000

3288325,3; 3,538 2630660,2; 2,954 1972995,2; 2,221

4,000 3,000

1315330,1; 1,479

y = 1E-06x + 0,0569

657665,1; 0,726

2,000 1,000 0,000

0,0

1000000,0

2000000,0

3000000,0

4000000,0

5000000,0

6000000,0

7000000,0

L/A(m-1) ferro nikel

Lineal (ferro nikel)

p Cu

1299091,5; 0,0210

0,0250

1169182,3; 0,0191 1039273,2; 0,0171

0,0200

909364,0; 0,0150 779454,9; 0,0130

0,0150

R(Ω)

649545,7; 0,0107 519636,6; 0,0085 389727,4; 0,0065

0,0100

259818,3; 0,0043 129909,1; 0,0021

y = 2E-08x + 0,0001

0,0050

0,0000 0,0

200000,0

400000,0

600000,0

800000,0

1000000,0

1200000,0

L/A(m-1) cobre

Lineal (cobre)

𝜌 (𝐹𝑒𝑁𝑖) = 1.7 ∗ 10−6 𝜌 (𝐶𝑢) = 1.7 ∗ 10−8

Docente: Físico BM Barrera

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1400000,0