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¿Cómo medir la resistencia de un trozo de alambre?

Mi hijo está realizando un experimento científico sobre cómo la variación de temperatura y diámetro del alambre afecta la resistencia. Estamos asumiendo que podemos lograr esto utilizando cables de diferente calibre, un termómetro casero y un multímetro digital básico (por ejemplo, este en amazon).

¿Es esto correcto, o el multímetro solo se utiliza para medir la resistencia de baterías y circuitos y no un simple trozo de alambre? Si esta configuración no es suficiente, ¿puedes sugerir una alternativa?

En cuanto a la temperatura, ¿será suficiente un simple termómetro de casa (a pila, no de mercurio)?

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Squeaky Jetpack Puntos 1

Hmm, tu experimento suena como una buena idea pero creo que será mucho más difícil de lo que estás imaginando. La resistencia de los cables es muy baja. Después de todo, ¡están diseñados para conducir! Mira esta tabla. Un cable de calibre 30 tiene una resistencia de $0.1\: \Omega/\mathrm{ft}$ que está muy por debajo de lo que un multímetro típico puede leer.

Además, debido a que la resistencia es tan baja, una gran fuente de error será qué tan bien están conectadas las puntas del multímetro al cable. Es probable que termines midiendo la resistencia en el punto de contacto tanto como la resistencia del cable.

Una forma de ayudar, sin embargo, es medir cables muy largos. Si puedes obtener cables de varios cientos de pies de largo, la resistencia del cable comenzará a ser lo suficientemente alta como para que se puedan realizar mediciones significativas, a pesar del error experimental.

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deadbug Puntos 853

Como han señalado otros, el gran problema es llevar la resistencia del alambre al rango donde tu multímetro pueda medirla con precisión. Para eso, el enfoque simple es hacer los cables lo más largos y delgados posible para maximizar la resistencia.

Dicho esto, otra cosa que puedes hacer es mejorar la precisión de tus mediciones, por ejemplo, utilizando sensado de cuatro terminales, también conocido como medición de resistencia de Kelvin. Para esto, necesitarás hacer pasar corriente a través del alambre y medir tanto la corriente como la caída de voltaje a través del mismo:

Medición de resistencia de Kelvin (4-hilos)
Fuente de la imagen: All About Circuits vol. I, capítulo 8.9

Esta disposición te permite excluir cualquier otra fuente adicional de resistencia a lo largo del camino de la corriente, como los contactos entre los terminales de la fuente de voltaje y el alambre, de la medición de la resistencia. Ten en cuenta que, si bien el circuito mostrado arriba incluye un voltímetro y un amperímetro separados, también podrías reemplazar el amperímetro con una resistencia de derivación con una resistencia conocida y medir el voltaje a través de ella, como en los circuitos mostrados en la parte inferior de la página enlazada arriba. Esto te permitiría hacer la medición solo con un voltímetro. Además, la resistencia de derivación también serviría para limitar la corriente a través del circuito.

Advertencia: Nunca conectes una fuente de voltaje, como una batería o una simple fuente de alimentación de laboratorio, directamente a través de un alambre de baja resistencia. Esto creará un cortocircuito, potencialmente haciendo que el alambre o la fuente de alimentación se sobrecalienten. En su lugar, siempre incluye una resistencia de tamaño adecuado en serie con la fuente de alimentación para mantener la corriente en un nivel razonable.

Para una medición de resistencia aún más precisa, podrías configurar un circuito puente, como el puente de Wheatstone básico mostrado aquí:

insertar descripción de la imagen aquí
Fuente de la imagen: All About Circuits vol. I, capítulo 8.10

Estos circuitos pueden permitir mediciones de resistencia muy precisas al comparar la resistencia a medir con resistencias de valores conocidos. En particular, para medir resistencias bajas, es posible que desees echar un vistazo al circuito puente de Kelvin Doble descrito más abajo en la página enlazada.

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derekv Puntos 148

El alambre típicamente tiene una resistencia muy baja, por lo que lo que probablemente terminarás midiendo es la resistencia de contacto. Es decir, la resistencia entre las sondas de tu multímetro y el alambre mismo podría tener más resistencia que tu alambre y opacarlo.

Mi sugerencia para la parte dependiente de la temperatura sería medir la resistencia del alambre con agua hirviendo y agua helada, para obtener dos puntos de referencia fáciles.

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Pokus Puntos 1809

Este año hice un experimento similar para mi proyecto final de ciencias. Utilizamos un transformador que tenía dos bobinas largas de alambre de cobre en su interior, de diferentes longitudes (10m y 750m) y grosores. Abre el transformador y saca las bobinas. Configura tu multímetro a ohmios y toca los contactos en cada extremo de cada una de las bobinas (Obtuvimos 2.2 ohmios y 1500 phm respectivamente). Dado que las bobinas de alambre en el transformador están aisladas, puedes colocar las bobinas en agua congelada/hirviendo con los extremos sobresaliendo. Mide la resistencia ahora, y debes notar una diferencia.

Nuestro resistor de 1.5k ohmios aumentó a más de 3k ohmios solo al pasar de 25C a 100C.

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Chris Kobrzak Puntos 46

Ese es el proceso correcto, pero necesitarás un multímetro que lea hasta el rango de 0.1 $\Omega$, algo que el multímetro vinculado de Amazon no puede hacer.

La mayoría de los termómetros caseros tienen un máximo de aproximadamente 110 $^\circ$F, así que si planeas aumentar la temperatura a más de eso, querrás algo diferente, algo como este termómetro láser (enlace de Amazon).

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