Resistividad en conductores eléctricos

Resistividad en un alambre conductor

Estudiante: Cristian Nicolás Rodríguez González

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Escuela de Física

Profesor: Nicanor Poveda Tejada

Resistivity in a conductive wire

RESUMEN

En esta práctica se busca conocer la resistividad en una alambre teniendo en cuenta que la resistencia puede relacionarse con su resistividad p, longitud L, y sección transversal A, como sucede en el caso de algunos alambres y materiales que cumplen con la ley de Ohm, y presentan el valor de su resistencia por la naturaleza del material conductor y no depende de la razón I/A (corriente sobre área), por lo cual al realizar mediciones de resistencia en diferentes longitudes sobre un conductor, se puede determinar la resistividad como propiedad determinada del conductor, y por lo tanto se conoce el tipo de alambre utilizado.

ABSTRACT

This practice seeks to know the resistivity in a wire taking into account that the resistance can be related to its resistivity p, length L, and cross section A, as it happens in the case of some wires and materials that comply with Ohm's law, and present the value of its resistance due to the nature of the conductive material and does not depend on I / A (current over area), so when carrying out resistance measurements in different lengths on a conductor, the resistivity can be determined as a determined property of the conductor, and therefore the type of wire used is known.

INTRODUCCIÓN

En un alambre conductor a temperatura ambiente los electrones libres presentan frecuentes colisiones con otros electrones, iones reticulares e impurezas dentro del enrejado que limitan su movimiento hacia adelante.  Asociamos estos mecanismos microscópicos que impiden el flujo de electrones con la resistencia eléctrica, por otro lado, la resistividad eléctrica ρ es una propiedad de los materiales conductores. Su valor no depende de la forma ni de la masa del cuerpo. Sino más bien, su dependencia es únicamente de las propiedades microscópicas de la

sustancia de la que está hecho el cuerpo. A esta propiedad se le clasifica como intensiva y no se debe confundir resistividad eléctrica con resistencia eléctrica. Son dos conceptos diferentes ya que la resistencia eléctrica R depende de las dimensiones de un cuerpo, pero se relacionan ya que, si se conoce el valor de la resistencia R, la longitud L y el área A de la sección transversal de un alambre o de una barra, se puede calcular la resistividad del metal de que está hecho.^[1]

MARCO TEÓRICO

Resistencia, resistividad, conductividad

Los electrones libres en un cable de cobre a temperatura ambiente sufren frecuentes colisiones con otros electrones, iones reticulares e impurezas dentro del enrejado que limitan su movimiento hacia adelante. Asociamos estos mecanismos microscópicos que impiden el flujo de electrones con la resistencia eléctrica. En 1826, Georg Simón Ohm publicó resultados experimentales con respecto a la resistencia de diferentes materiales, utilizando un enfoque cualitativo que no se ocupaba de los mecanismos ocultos, sino que consideraba solo los efectos observables netos. Encontró una relación lineal entre la cantidad de corriente que fluía a través de un material cuando se aplicaba un voltaje determinado a través de él. Definió la resistencia como la relación del voltaje aplicado dividido por el flujo de corriente resultante, dado por:

[pic 2]

Esta declaración se llama ley de Ohm, donde R es la resistencia, dada en voltios por amperio u ohmios (abreviado con el símbolo griego omega, Ω). 

A diferencia de la resistencia, la resistividad es completamente independiente de las dimensiones del material. 

La resistividad es una propiedad exclusiva del material. La ley de Ohm se puede aplicar solo a materiales óhmicos, materiales cuya resistencia permanece constante en un rango de voltajes. Los materiales no óhmicos, por otro lado, no siguen este patrón; ellos no obedecen la ley de Ohm. 

La resistividad ρ se define de la siguiente manera:

[pic 3]

donde A es el área de la sección transversal, L es la longitud, y R es la resistencia total del material, medida a lo largo de su longitud. Las unidades de resistividad son ohm-metros (Ωm).

[pic 4] 

 Imagen 1 (Resistencia en un conductor).^[2]

El Constantán es una aleación, generalmente formada por un 55% de cobre y un 45% de níquel (Cu55Ni45). Se caracteriza por tener una resistencia eléctrica constante en un amplio rango de temperaturas

[pic 5]

Imagen 2 (Características de alambres Constatan)

Montaje experimental.

1. En una tabla se encuentran los diferentes alambres unidos en sus extremos a la parte superior e inferior de la tabla.

2.  Utilizando un multímetro en el modo de resistencia, se mide dicha propiedad cada 5 cm desde la parte inferior hasta la superior.

3. Realizar el procedimiento anterior con cada uno de los alambres, teniendo en cuenta para cada uno los valores, el radio y tipo de alambre.

4. Insertar todos estos datos en tablas, para posteriores cálculos y graficas.

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