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UNIVERSIDAD DON BOSCO
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
CICLO:______ AÑO:______
E.M.A.
LABORATORIO
05
RESISTIVIDAD ELÉCTRICA
FUNDAMENTO TEÓRICO
OBJETIVOS DEL
LABORATORIO



Determinar la
resistividad
eléctrica de un
alambre
conductor a
partir de su
Resistencia
eléctrica, Área
transversal y su
Longitud.
Calcular la
resistividad de un
conductor por
medición directa
de su resistencia.
Calcular la
resistividad de un
conductor a
partir de su
resistencia
usando la
relación
Voltaje/Corriente
¡DEFINICIÓN!
RESISTIVIDAD
Es la resistencia
eléctrica específica de
cada material para
oponerse al paso de una
corriente eléctrica.
La Resistividad Eléctrica ρ es una propiedad intrínseca de los materiales. 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.
No se debe confundir resistividad eléctrica con resistencia eléctrica. Son dos conceptos
diferentes. La Resistencia Eléctrica R depende de las dimensiones de un cuerpo.
Estos dos conceptos se pueden ilustrar con un ejemplo, imagínese que se tiene una barra de
cobre de longitud L, Resistencia R y Resistividad ρ y luego, esta barra se corta a la mitad.
¿Qué sucede con la resistencia y que con la resistividad? El resultado es que el valor de la
resistencia disminuye a la mitad, y el valor de la resistividad no cambia.
Experimentalmente se encuentra que la resistencia R de una barra metálica o de un alambre
es directamente proporcional a su longitud L e inversamente proporcional al área A de su
sección transversal.
𝐿
𝜌
En esta expresión ρ es una constante de proporcionalidad que se denomina Resistividad del
Material, ya que es una propiedad exclusiva de cada material, independientemente del metal
de que esta hecho, su cálculo viene dado por:
Las cantidades macroscópicas V, I y R son de mayor interés cuando hacemos mediciones
eléctricas en un circuito. Son las cantidades que leemos directamente en los medidores.
Vemos las cantidades microscópicas E, J y ρ cuando estamos interesados en las propiedades
eléctricas fundamentales de los materiales.
>VARIACIÓN DE LA RESISTIVIDAD CON LA TEMPERATURA<
La relación entre la temperatura y resistividad para los metales en general, es bastante lineal
en un intervalo amplio de temperatura. Para estas relaciones lineales podemos escribir una
aproximación empírica, que es suficientemente buena para la mayor parte de los fines en
ingeniería:
Aquí, To (Temperatura Inicial) es una temperatura seleccionada de referencia (generalmente
20°C) y ρo es la resistividad a esa temperatura.
RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD Pag. 1
TAREA PREVIA
¡RECUERDE!
La Resistividad ρ de
un material se define
como la razón de las
magnitudes del campo
eléctrico E y la
densidad de corriente J.
ρ = E/J
Por tanto podemos
deducir las unidades
para la resistividad así:
(V/m)/(A/m2) = V.m/A
La relación V/A da
como resultado Ω, por
tanto la resistividad
tiene unidades de Ω.m
El reciproco de la
resistividad es la
Conductividad σ. Sus
unidades son (Ω.m)–1
El reciproco de la
resistencia se conoce
como Conductancia
G, su unidad es el
Siemens S
1. Explique los siguientes conceptos: Resistencia, Resistividad, Conductividad,
Conductores, Material Óhmico y No Óhmico, Unidad Ohm.
2. ¿Puede un alambre de cobre y uno de aluminio del mismo diámetro tener la misma
resistencia? Explique.
3. ¿Cómo se relacionan entre sí la resistividad y la conductividad?
4. En general, ¿Cómo cambia la resistencia de un alambre conductor al aumentar su
temperatura?
5. ¿El cambio de la resistencia de un alambre conductor por efecto de la variación de la
temperatura será principalmente a causa de los cambios de sus dimensiones o por los
cambios en su resistividad? Explique.
6. ¿Cómo se relaciona la resistividad ρ con el campo eléctrico E y con la densidad de
corriente J en un conductor?
7. ¿Por qué la resistividad se considera una cantidad microscópica y no macroscópica?
8. ¿Qué es el coeficiente térmico de resistividad α de una sustancia?
9. Investigue las resistividades de los materiales siguientes: Cobre, Aluminio, Constantán y
Niquel–Cromo
MATERIAL Y EQUIPO
1
2
1
1
8
1
Fuente DC/AC (0 – 15V)
Multímetro Digital
Puente de Wheatstone
Micrómetro
Cables de conducción
Muestra de alambre conductor
¡BIBLIOGRAFÍA
SUGERIDA!
“Física para Ciencias
e Ingeniería” 7a
Edición. Raymond A.
Serway
“Fundamentos de
Física” 4a Edición.
Robert Resnick
“Física Universitaria”
12a Edición. Sears
Zemansky
RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD Pag. 2
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
PARTE A: Relación Longitud – Resistencia
¡COMENTARIO!
Para el desarrollo de
este laboratorio
haremos las siguientes
aproximaciones:



El material es
homogéneo y
uniforme.
Resistividad
constante a lo
largo del material.
Los cambios de
temperatura son
despreciables.
1. Mida el diámetro de la muestra de alambre que se le ha proporcionado (Si tiene duda
del uso del micrómetro consulte a su instructor):
D=____________ (m)
2. Realice 6 mediciones de resistencia, para 6 valores diferentes de longitud, para ello,
coloque el multímetro en la función Óhmetro, con la escala al mínimo, luego coloque
los cables para hacer las mediciones de resistencia como se indica en la figura 1.
Coloque una de las terminales de un alambre de conducción azul en la terminal del
extremo marcado con 0 cm y la otra punta en el COM del medidor. Coloque un
alambre de conducción rojo en la terminal móvil del puente y la terminal contraria a
la terminal indicada con Ω en el medidor. (Ver Fig. 1)
¡RESISTIVIDADES DE
ALGUNOS
MATERIALES!
Material ρ(Ω.m)
METALES
Plata 1.47 x10–8
Cobre 1.72 x10–8
Oro 2.44 x10–8
Aluminio 2.75 x10–8
Tungsteno 5.25 x10–8
Acero 20 x10–8
Plomo 22 x10–8
Mercurio 95 x10–8
ALEACIONES
Manganima 44 x10–8
Constantán 49 x10–8
Nicromel 100 x10–8
Figura 1
Resistencia en función de la
longitud
3. Lea el valor de la resistencia que indica el óhmetro, para cada longitud y anótelo en
la tabla No1 de la Hoja de Datos y Análisis de Resultados.
4. Realice el mismo procedimiento para cada una de las longitudes que se indican en la
tabla No1
PARTE B: Relación Corriente – Voltaje
1. Arme el circuito presentado en la figura 2. Note que es un circuito serie conformado
por el puente Wheatstone, Amperímetro y Fuente de Alimentación. NOTA: No
encienda ninguno de los dispositivos hasta haber concluido con el montaje del
equipo y que su instructor le haya autorizado.
2. En la figura 2 se presenta el esquema eléctrico de la conexión a implementar.
3. Seleccione la escala de 10A DC, en el amperímetro, recuerde que la escala
seleccionada en el amperímetro debe coincidir con la terminal correspondiente (para
la escala de 10A la terminal es la identificada con la letra A).
RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD Pag. 3
¡CUIDADO!
Siga al pie de la letra
las indicaciones que su
instructor le explique
en cuanto al uso del
equipo.
4. Encienda la fuente de voltaje y ajústela para obtener una salida de 1V, lea el valor de
corriente que registre el amperímetro y anótelo en la tabla No2 de la Hoja de Datos y
Análisis de Resultados.
5. Repita el paso anterior para los valores de voltaje que se le indican en la tabla No2
hasta completarla.
Manipule con cuidado
las perillas de la fuente.
No toque el equipo sin
previa autorización de
su instructor.
Aplique las normas de
seguridad que su
instructor le comente.
Si tiene dudas, siempre
pregunte a su
instructor.
Figura 2
Relación Voltaje – Corriente
RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD Pag. 4
HOJA DE DATOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
LONGITUD RESISTENCIA
(Ω)
(cm)
VOLTAJE
(V)
10
1.0
20
1.5
30
2.0
40
2.5
50
3.0
60
3.5
TABLA No1
CORRIENTE
(A)
RELACIÓN
V/I (Ω)
TABLA No2
ANÁLISIS DE RESULTADOS
¡AUTOEVALÚESE!
Si un sólido rectangular
de carbón tiene lados
con longitudes a, 2a y
3a, ¿Cómo conectaría
los cables provenientes
de una batería? para
obtener:
a.
b.
La menor
Resistencia
La mayor
Resistencia
¡OJO!
En su reporte, deje
constancia de todos los
cálculos realizados.
PARTE A:
1. Elabore en papel milimetrado el grafico L vs R.
2. ¿Qué tipo de relación de proporcionalidad existe entre las variables L y R?
3. ¿Cuál es el valor y las unidades de la pendiente del gráfico anterior?
4. Determine la ecuación experimental para el gráfico anterior, dejando constancia de la
deducción realizada.
5. Calcule la resistividad del alambre conductor de la práctica, haciendo uso exclusivo de la
pendiente del gráfico.
6. En base a los resultados obtenidos en el numeral 5 ¿A qué material pertenece la muestra
del conductor?
7. Calcule el porcentaje de error, tomando como referencia el dato nominal del material con
el cual clasifico la muestra de alambre utilizada en éste laboratorio. ¿Qué puede concluir
de acuerdo al valor obtenido?
PARTE B:
1. Elabore en papel milimetrado el gráfico I vs V
2. ¿Cuál es el valor y las unidades de la constante de proporcionalidad de la relación I vs V?
¿Qué representa físicamente?
3. Construya la ecuación experimental que relaciona las variables, haciendo uso exclusivo
de la gráfica anterior.
4. Determine la resistividad del alambre conductor, utilizando el valor de la constante de
proporcionalidad determinada en el numeral 2.
5. Calcule el porcentaje de error tomando como valor teórico de resistividad el que utilizó
en la parte 2.
6. En base al grafico I vs V ¿Se puede concluir que el material analizado en ésta práctica es
un material óhmico? Explique y Justifique.
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