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INFORME DE LABORATORIO DE FISICA ELECTROMAGNETICA

CONDUCTIVIDAD Y RESISTIVIDAD ELÉCTRICA

PRESENTADO POR: EVER DAVID SÁNCHEZ REMOLINA 1161681 WILFRAN DAVID MARQUEZ BOHÓRQUEZ 1161692 GABRIEL CAMILO DÍAZ SEPÚLVEDA 1161643

PRESENTADO A: CARLOS JESUS CONTRERAS BARRETO

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

1. RESUMEN La conductividad eléctrica (símbolo σ) es la medida de la capacidad de un material o sustancia para dejar pasar la corriente eléctrica a través de él. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material. La resistividad es la resistencia eléctrica específica de un material y se mide en ohmios por metro (Ω∙m) Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor. [1]

2. OBJETIVOS -Objetivo General: Analizar la relación Voltaje-Corriente en un material conductor y determinar la resistividad. -Objetivos Específicos: 1. Determinar el valor de la resistividad eléctrica para el cobre y el aluminio 2. Analizar la relación entre la intensidad de corriente y el voltaje, en conductores de diferente longitud y determinar y resistencia.

3. DESARROLLO TEÓRICO Cuando una corriente eléctrica I circula por un conductor, la diferencia de potencial eléctrica V entre sus extremos está dada por la siguiente expresión: V=RI, por lo tanto: R=V/I Siendo R una constante de proporcionalidad característica del conductor llamada Resistencia eléctrica. El valor numérico de R depende del material del que está hecho el resistor, así como de su forma geométrica. En el caso de que el conductor tenga forma de un alambre cilíndrico de longitud L y área transversal A, la resistencia R está dada por la expresión: R=ρ(L/A) (1) Podemos concluir entonces que: ρ=RA/L (2) Siendo ρ la resistividad eléctrica del material. La conductividad eléctrica (símbolo σ) es la medida de la capacidad de un material o sustancia para dejar pasar la corriente eléctrica a través de él. La conductividad es la inversa de la resistividad (símbolo ρ); Por tanto, σ=1/ρ (3) Los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de la temperatura. Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura. [2]

4. DETALLES EXPERIMENTALES Para este laboratorio se utilizó un simulador web el cual se descarga desde en el siguiente link http://labovirtual.blogspot.com/2015/06/conductividadelectrica.html [3] En él se procedió a arrastrar cada uno de los materiales que aparecen a la derecha hasta las pinzas para cerrar el circuito , asegúrese que el material hace contacto con las pinzas a la vez. Después clasificamos los materiales que muestra el programa y los llevamos a la Tabla 2. Luego completamos la Tabla 3. Utilice la ecuación (3) para encontrar valores de conductividad y resistividad y así para cada una de las tablas.

5. RESULTADOS EXPERIMENTALES Tabla 2. Algunos conductores y aislantes. Conductor Cobre Oro Aluminio Plata Acero Zinc Grafito

aislante Vidrio Papel Madera Mármol Pizarra Corcho Plástico

Tabla 3. Conductividad y resistividad de algunos materiales. Conductor

Conductividad σ (Ω ∙ �)1

Cobre Oro Aluminio Plata Acero Zinc Grafito

5.99x107 4.26x107 3.77x107 6.29x107 1.39x106 1.69x107 7.14x104

Resistividad � (Ω ∙ �) 1.67x10-8 2.35x10-8 2.65x10-8 1.59x10-8 72x10-8 5.9x10-8 1.4x10-5

Tabla 4. Conductividad y resistividad de algunos materiales. Aislante Vidrio Papel Madera Corcho Pizarra Mármol Plástico

Conductividad σ ((Ω ∙ �)-1 -1x10-14 1x10-10 -1x10-11 1.2x10-10

Resistividad � (Ω ∙ �) -1x1014 1x1010 -9.99x1010 8.33x109

1x10-14

1x1014

8. Utilice la ecuación (1) para encontrar el valor de la resistencia de tres alambres de plata de igual longitud Pero área de sección transversal diferente, las cuales se indica continuación: Alambre 1: longitud= 1m, sección transversal circular de diámetro= 3mm. Alambre 2: longitud=1m, sección transversal cuadrada de lado= 3mm. Alambre 2: longitud=1m, sección transversal triángulo equilátero de lado=3mm. Alambre 1: 3.37x10-6 Ω

Alambre 2: 1.77x10-3 Ω Alambre 3: 4.08x10-3 Ω

6. ANÁLISIS 1. ¿Cuál de los materiales mostrados tiene mayor conductividad? RTA: El mejor conductor de electricidad es la plata, esto se debe a que tiene mayor conductividad que otros metales, tiene una conductividad de 63 MS/m 2. ¿Cuál de los materiales presenta mayor resistividad al movimiento de los electrones? RTA: Es el grafeno, son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material, y de la temperatura 3. ¿Cuál de los alambres del punto 8. tiene mayor resistencia? y ¿Por qué? RTA: El alambre número 3, porque su área es mayor que los demás como R= � ( L/ A ) entonces al aumentar área (A), aumenta el valor de la resistencia (R) 4. Una varilla cilíndrica tiene una resistividad �. Si se triplica su longitud y diámetro, ¿Cuál será su resistividad en términos de �? RTA: La fórmula de la resistencia seria R= coeficiente de resistividad por longitud/sección por tanto si triplicas la longitud mayor resistencia si multiplicas la sección menor resistencia por tanto sería igual 5. ¿De qué variables y factores depende la resistencia de un conductor? RTA: La resistencia de un conductor depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal). 6. ¿Al aumentar la temperatura de un conductor aumenta o disminuye la conductividad? RTA: En los metales y aleaciones, la resistividad aumenta con la

temperatura: a mayor temperatura, mayor resistividad, y por tanto, menor conductividad 7. Si al científico Nikola Tesla lo hubiesen financiado,

probablemente se contaría con electricidad sin utilización de cables eléctricos. ¿Por qué se escogió el cobre como conductor en los cables eléctricos? Ver la página https://www.youtube.com/watch?v=CA-2grkT9X0 [4] RTA: El cobre es eléctricamente eficiente en el uso de la energía, porque la electricidad que fluye en este tipo de conductores encuentra menos resistencia que la que encontraría en otros metales como el aluminio o acero. El cobre es mejor conductor eléctrico que cualquier otro metal no precioso, sólo superado por la plata

7. CONCLUSIONES -Se comprendió que la relación que existe entre el voltaje/corriente con respecto a la longitud/área nos representa el valor de la resistividad de dicho material. -La resistencia, aunque ya se sabía tenía una relación con la corriente y el voltaje (ley de Ohm), se comprobó que también se puede hallar mediante el cálculo de la longitud sobre el área por el valor de resistividad del material. -Se reconoce que los factores externos también pueden afectar el valor de la resistividad del material como en este caso la temperatura en la que se encuentra el material

8. BIBLIOGRAFÍA [1]

C. Mendoza, “GUIAS DE LABORATORIO DE FÍSICA ELECTROMAGNETICA,” 2016.

[2]

https://es.wikipedia.org/wiki/Conductividadel%C3%A9ctrica

[3]

http://labovirtual.blogspot.com/2015/06/conductividad-electrica.html

[4]

https://www.youtube.com/watch?v=CA-2grkT9X0...