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R R e e s s i i st st encia encia V V a a r r iable iable E xpe xperi en encia 5 1. OBJETIVOS Mostrar cómo es el comportamiento de las resistencias variables. Caracterizar sensores resistivos. Calcular los errores obtenidos diferenciando el de cero, ganancia y no linealidad. 2.- MATERIALES La tarjeta insertable UniTrain-I de Resistencias variables, SO4203-7B, sirve para analizar esta clase de resistencias, siendo posible estudiar los siguientes tipos: Fotorresistencia (LDR) Termorresistencia con coeficiente negativo de temperatura (NTC) Termoresistencia con coeficiente positivo de temperatura (PTC) Varistores (VDR) 3.- FUN FUNDAME NT NTO T EÓRICO 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 los 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 termorresistencias (NTC) Las termorresistencias 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

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INFORMES BIEN DETALLADOS

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Resistencia VariableExperiencia N5

1. OBJETIVOS

Mostrar cmo es el comportamiento de las resistencias variables.

Caracterizar sensores resistivos.

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

2.- MATERIALES

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

Fotorresistencia (LDR)Termorresistencia con coeficiente negativo de temperatura (NTC) Termoresistencia con coeficiente positivo de temperatura (PTC) Varistores (VDR)

3.- FUNDAMENTO TERICO

Para observaciones sencillas, se puede prescindir de la aplicacin de la tecnologa de medicin 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 potencimetros o resistencias conectadas en serie. Se puede comprobar la reaccin de los componentes que reaccionan a los cambios de temperatura simplemente con el tacto (temperatura corporal). La alimentacin de tensin se realiza por medio del sistema de bus UniTrain-I o por los experimentadores.

Resistencias variables termorresistencias (NTC)Las termorresistencias NTC (NTC = Coeficiente Temperatura Negativa) son semiconductores fabricados con cermica policristalina de xidos mixtos, que se emplean en mayor grado para la medicin 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 elctrica disminuye ante dicho aumento de temperatura. Por esta razn se los denomina tambin termistores. Con temperatura ambiente, presentan un coeficiente negativo de temperatura en el orden de magnitud de -3 a -5 % por grado. El rango tpico de temperatura va de -60C a +200 C. La dependencia en funcin de la temperatura obedece a la siguiente ecuacin:

T : Temperatura en K

T0 : Temperatura de referencia

B : Constante dependiente del material

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

T = ( + 273C).

Las resistencias NTC poseen una sensibilidad esencialmente mayor que los termmetros de resistencia metlica. Entre los campos de aplicacin se encuentra todo tipo de medicin y control automtico 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 linealizacin de dicha curva.

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

Tabla 1: Valores bsicos de una resistencia NTC. (R25

Temperatura de medicin en C

0

20

25

40

60

80

100

120

Valores bsicosen ohmios

16325

6245

5000

2663

1244

627,5

339

194,7

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

4.- PROCEDIMIENTO

Caracterstica esttica de resistencia

En el experimento siguiente se debe analizar la respuesta de las resistencias NTC. Para ello se registrar la caracterstica de una resistencia de este tipo y se discutirn los posibles rangos de aplicacin de este tipo de resistencias.Monte el circuito experimental que se representa a continuacin en la seccin II de la tarjeta de experimentacin SO4203-7B:

Abra el instrumento virtual Fuente de tensin continua y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente. Encienda a continuacin el instrumento por medio de la tecla POWER.Abra el instrumento virtual Voltmetro A y Ampermetro B, seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente

Ajustes del Ampermetro BRango de medicin:20 mA DCModo de operacin:AVShunt:10 ohmiosAjustes del voltmetro A

Rango de medicin:5 V DC

Modo de operacin:AV

En el caso de que realice la medicin de corriente empleando el ampermetro virtual, abra el instrumento y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.

Ajustes de la fuente de tensin continua

Rango:10 V

Tensin de salida:1 V

.

Ahora, ajuste la tensin de alimentacin Ue empleando uno tras otro, los valores expuestos en la tabla 1. ,

Mida cada tensin U en la resistencia NTC al igual que la corriente I que fluye por la resistencia y anote los valores de medicin en la tabla antes de ajustar un nuevo valor de tensin espere siempre aproximadamente un minuto antes de llevar acabo la medicin de corriente. Si pulsa la pestaa Diagrama de la tabla, despus de realizar todas las mediciones, podr visualizar grficamente la caracterstica resultante.

El grado de calentamiento resistencia durante el servicio depende de la potencia consumida. Si se registra esta potencia en funcin del valor de la resistencia, se obtiene la caracterstica de temperatura de la resistencia. Calcule la potencia P = UI y la resistencia R = U/I para cada medicin documentada en la tabla 1, y anote en la tabla 2 los valores obtenidos.A continuacin, visualice las correspondientes curvas caractersticas:

Tabla 1: Tabla 2:

Ue [V]P[mW](UxI)R[Ohm]()U/I

1.00 4.128 0.18

2.00 18.700 0.16

3.00 40.698 0.14

4.00 74.620 0.11

5.00 111.216 0.10

6.00 152.216 0.08

7.00 189.720 0.07

8.00 230.400 0.06

9.00 267.920 0.06

10.00 283.970 0.05

Ue [V] U [V] I[mA]

1.00 0.86 4.800

2.00 1.70 11.00

3.00 2.38 17.10

4.00 2.87 26.00

5.00 3.31 33.60

6.00 3.59 42.40

7.00 3.72 51.00

8.00 3.84 60.00

9.00 3.94 68.00

10.00 3.89 73.00

CUESTIONARIO:

1.- Por qu es necesario esperar aproximadamente un minuto antes de medir la corriente despus de realizar una modificacin de la tensin?

a) En primer lugar la tensin de alimentacin debe estabilizarse.

b) La resistencia NTC se calienta ante el flujo de corriente. De esta manera disminuye la resistencia y la medicin solo se puede realizar despus de que la temperatura haya alcanzado su valor estacionario.c) La resistencia NTC se enfra ante el flujo de corriente. De esta manera disminuye la resistencia y la medicin solo se puede realizar despus de que la temperatura haya alcanzado su valor estacionario.

d) No existe ningn motivo en especial para esperar antes de medir la corriente.

Respuesta:

b) la resistencia del NTC se calienta ante el flujo de corriente. De esta manera disminuye la resistencia y la medicin solo se puede realizar despus de que la temperatura haya alcanzado su valor estacionaria.Es una resistencia con coeficiente de temperatura negativo respecto a la variacin de su resistencia, esto es que a ms temperatura, aumentar la concentracin de portadores lo que lleva a un incremento en la conductividad del material, reducindose la resistencia.