MANUAL DE PRÁCTICAS 2 CAPÍTULO 5 PRÁCTICA 2.5 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA SOBRE LA RESISTENCIA DE LOS CONDUCTORES. Objeto de la práctica

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Víctor Manuel Olivares Molina
hace 7 años
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1 2 CAPÍTULO 5 PRÁCTICA 2.5 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA SOBRE LA RESISTENCIA DE LOS CONDUCTORES Objeto de la práctica Estudiar el efecto de la temperatura sobre la resistencia de los conductores. Principio de funcionamiento Para esta experiencia se utilizará como conductor el filamento de una lámpara de incandescencia. Ello nos permitirá experimentar con temperaturas muy elevadas, aunque no sea posible medirlas En la Figura se puede ver el circuito propuesto para esta experiencia. Figura Para la medida de la resistencia emplearemos un método indirecto, ya que el óhmetro no nos sirve, pues para utilizarlo debe desconectarse el componente a medir, y si se hace así, al dejar de pasar corriente por la lamparita, el filamento de ésta se enfría rápidamente y no puede medirse la resistencia con precisión. Para determinar el valor de la resistencia en cada caso, mediremos la tensión aplicada en bornes de la lamparita y a continuación la corriente que la recorre, calculándola mediante la Ley de Ohm. Pág. 35

2 2 CAPÍTULO 5 PRÁCTICA Material necesario Bastidor de montaje con fuente de alimentación Interruptor Portalámparas con lamparita piloto de 12 V Puentes de cortocircuito o cables de conexión Tester digital Desarrollo de la práctica Realizar el montaje práctico situando los componentes de acuerdo con el esquema Con el interruptor abierto, medir con el óhmetro el valor de la resistencia y anotarlo. Este es el valor de la resistencia correspondiente a la temperatura ambiental a la que se halla sometida la lamparita. (Esta es la única medida que puede realizarse con el óhmetro sin cometer error). Ajustar la tensión de alimentación a 2 V. Conectar el amperímetro en serie con la lamparita. Cerrar el interruptor. La corriente empezará a circular por la lamparita y a calentar el filamento. Dejar que la temperatura se estabilice durante un minuto y medir la corriente que pasa por la lamparita. Anotar su valor. Ajustar la alimentación a 4 V y repetir la operación. Hacerlo para los valores de 6, 8, 10 y 12 V, dejando en cada caso un minuto de tiempo para que se estabilice la temperatura. Con los valores de corriente obtenidos calcular en cada caso el valor de resistencia, esto es; la resistencia de la lamparita cuando se alimenta a 2 V, a 4 V, etc. hasta 12 V. Construir, con estos valores, una curva que nos de la resistencia en función de la tensión de alimentación Si fuera posible medir en cada caso la temperatura del filamento, se podría construir una curva de R en función de la temperatura. Nota Hacer las medidas empezando con la tensión más baja de alimentación. Entre medida y medida dejar transcurrir por lo menos un minuto para dejar que la temperatura se estabilice. Pág. 36

3 2 CAPÍTULO 5 PRÁCTICA Cuestionario 1. Por qué no puede utilizarse el óhmetro para la medida de la resistencia del filamento en todos los casos? 2. De qué depende la resistencia del filamento? Conclusiones La resistencia del filamento de una lámpara de incandescencia varia mucho según esté fría (apagada) o caliente (encendida) Pág. 37

4 3 CAPÍTULO 9 PRÁCTICA 3.9 EL TRANSISTOR COMO CONMUTADOR Objeto de la práctica Estudiar el funcionamiento del transistor como conmutador. Comprobar que gracias a su propiedad amplificadora de corriente es posible conmutar corrientes elevadas utilizando interruptores de baja capacidad de corriente. Principio de funcionamiento Aprovecharemos la capacidad amplificadora de corriente del transistor para controlar la corriente de colector por todo o nada mediante la corriente de base. En la Figura podemos ver una de las aplicaciones más sencillas del transistor como elemento de conmutación. Figura Mediante el pulsador S 1 permitimos que llegue a la base de TR 1 una corriente suficiente para que por el colector circule una corriente lo bastante elevada como para encender la bombilla. De hecho no se pretende controlar la corriente mediante el transistor. Dicho de otro modo; la corriente máxima de colector del transistor dependerá de la resistencia de carga, en este caso de la bombilla. Pág. 75

5 3 CAPÍTULO 9 PRÁCTICA Se procurará enviar suficiente corriente a la base como para que la corriente de colector no quede limitada por una insuficiente corriente de excitación en la base y lograr que la caída de tensión colector/emisor sea lo más baja posible para no desperdiciar energía. Material necesario Bastidor de montaje con fuente de alimentación Resistencia de 2,2 Kohm Resistencia de 4,7 Kohm Resistencia de 22 Kohm Resistencia de 100 Kohm Resistencia de 470 Kohm Transistor BD139 (NPN) Portalámparas con lamparita piloto de 12 V Puentes de cortocircuito o cables de conexión Tester digital Desarrollo de la práctica Montar el circuito de la Figura según el montaje práctico Ajustar la tensión de alimentación a 12 V. Colocar inicialmente la resistencia de 22 Kohm. Pulsar S 1 y comprobar que la bombilla se enciende. Medir I B, I C y V CE. Calcular las potencias disipadas en la bombilla y en el transistor. Es decir: W L = I C x V L Donde W L = Potencia disipada en la lamparita I C = Corriente de colector V L = Tensión en bornes de la lamparita Y análogamente W R = I C x V R Donde W R = Potencia disipada en el transistor I C = Corriente de colector V R = Tensión entre colector y emisor Pág. 76

6 3 CAPÍTULO 9 PRÁCTICA A continuación repetir la experiencia sustituyendo sucesivamente la resistencia R 1 por los valores 2,2 Kohm, 4,7 Kohm, 47 Kohm, 100 Kohm y 470 Kohm. Medir y anotar los valores indicados anteriormente. Nota Cuando se hagan las mediciones con valores elevados de R 1 realizarlas con rapidez para evitar un excesivo calentamiento del transistor. Cuestionario 1. Qué sucede si los valores de resistencias R 1 son elevados? 2. Con valores de resistencia intermedios (aproximadamente entre 22Kohm y 100 Kohm) la lamparita luce pobremente qué ocurre con la distribución de potencias entre el transistor y la lamparita? 3. Se le ocurre algún modo diferente de accionar la lamparita mediante el transistor sin necesidad de emplear un pulsador? 4. Por qué se calienta el transistor cuando se emplean valores elevados de R 1? Conclusiones El transistor puede operar como interruptor de corriente permitiendo emplear un interruptor de una capacidad de corriente mucho menor Es posible, gracias al transistor empleado como conmutador, idear sistemas electrónicos más o menos complejos para accionar dispositivos que consuman corrientes elevadas Pág. 77

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