¿Cómo medir la resistencia de un cable?

Hmm, su experimento parece una buena idea, pero creo que «será mucho más difícil de lo que imagina». La resistencia de los cables es muy baja. Después de todo, ¡están diseñados para conducir! Consulte esta tabla . El cable de calibre 30 tiene una resistencia de $ 0.1 \: \ Omega / \ mathrm {ft} $ que está muy por debajo de lo que puede leer un multímetro típico.

Además, debido a que la resistencia es tan baja, una fuente muy grande El error será lo bien que estén conectadas al cable las sondas del multímetro. Es probable que termine midiendo la resistencia en el punto de contacto tanto como la resistencia del cable.

Sin embargo, una forma de ayudar es medir cables muy largos. Si puede obtener cables unos cientos 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.

Comentarios

• En lugar de usar una bobina larga de alambre, ¿usaría uno con una resistencia relativamente alta como el nicrom (usado en elementos calefactores) también funcionaría?
• @DanNeely: sí, el nicrom debería funcionar bien.

Como han señalado otros, el gran problema es conseguir que la resistencia del cable esté en el rango en el que su multímetro puede medirlo con precisión. Para eso, el enfoque simple es hacer que los cables sean tan largos y delgados como sea posible para maximizar la resistencia.

Dicho esto, otra cosa que puede hacer es mejorar t La precisión de sus medidas, p. ej. mediante el uso de detección de cuatro terminales , también conocida como medición de resistencia Kelvin . Para ello, «deberá pasar una corriente a través del cable y medir tanto la corriente como la caída de voltaje a través de él:

^{Fuente de la imagen: Todo sobre los circuitos vol. I, capítulo 8.9}

Esta disposición le permite excluir cualquier fuente adicional de resistencia a lo largo de la ruta de corriente, como los contactos entre los terminales de la fuente de voltaje y el cable, de la medición de resistencia. Tenga en cuenta que, si bien el circuito que se muestra arriba incluye un voltímetro y un amperímetro separados, también puede reemplazar el amperímetro con una resistencia de derivación con una resistencia conocida y mida el voltaje a través de él, como en los circuitos que se muestran en la parte inferior de la página vinculada arriba . Esto le permitiría hacer la medición usando solo un voltímetro . Como beneficio adicional, la resistencia de derivación también serviría para limitar la corriente a través del circuito.

Advertencia: Nunca conecte una fuente de voltaje, como una batería o una fuente de alimentación de laboratorio simple, directamente a través de un cable de baja resistencia. Esto creará un cortocircuito, lo que podría provocar que el cable o la fuente de alimentación se sobrecalienten. En su lugar, siempre incluya una resistencia del tamaño adecuado en serie con la fuente de alimentación para mantener la corriente a un nivel razonable.

Para una medición de resistencia aún más precisa , puede configurar un circuito de puente , como el puente de Wheatstone básico que se muestra aquí:

^{Fuente de la imagen: Todo sobre los circuitos vol. I, capítulo 8.10}

Estos circuitos pueden permitir mediciones de resistencia muy precisas comparando la resistencia a medir con resistencias de valores conocidos. En particular, para medir resistencias bajas, es posible que desee ver el circuito de puente doble Kelvin descrito más abajo en la página vinculada.

El cable normalmente tiene una resistencia muy baja, por lo que lo más probable es que termine midiendo la resistencia de contacto. Es decir, la resistencia entre las sondas del multímetro y el cable en sí puede tener más resistencia que su cable y eclipsarlo.

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

Comentarios

• La mayor parte del agua del grifo (agua ionizada) conduce la electricidad bastante bien. ¿Podrían cien pies de alambre enrollado en agua hirviendo introducir suficiente conductividad adicional para ser estadísticamente significativo para el experimento?
• @BrandonEnright para comparar: hace algún tiempo hice un experimento colocando un par de cables de 220V en agua del grifo con sal (en una taza de 1 l) y mirando la electrólisis. Cuando le puse un LED verde, vi que se iluminaba en verde, ni siquiera en naranja, como sería en caso de sobrecorriente. Por supuesto, acercarlo a los cables hace que brille de color naranja. Ahora compárelo con lo que ‘ vería si conectara el LED directamente al cable de 220V. Entonces ‘ d concluyo que el agua del grifo no es significativamente conductora en comparación con el alambre de metal.
• @Ruslan, las puntas de un LED están bastante juntas. El hecho de que hubiera un potencial $ \ sim 3 \: \ mathrm {V} $ a través de ellos en el agua sugiere que fluye suficiente corriente a través del agua para realizar una prueba de precisión del cable ‘ s.
• @BrandonEnright: Entonces, ¿usa cable aislado?

Hice un experimento similar este año para mi tarea final de ciencias. Usamos un transformador que tenía dos largas bobinas de alambre de cobre en su interior, de diferentes longitudes (10 my 750 m) y espesores. Abre el transformador y saca las bobinas. Configure su multímetro en ohmios y toque los contactos a cada extremo de cada una de las bobinas (obtuvimos 2.2 ohmios y 1500 phms respectivamente). Dado que las bobinas de cable en el transformador están aisladas, puede colocar las bobinas en agua helada / hirviendo con los extremos sobresaliendo. Mida la resistencia ahora, y debería notar una diferencia.

Tenemos nuestra resistencia de 1.5k ohmios hasta 3k + ohm pasando de 25C a 100C.

Ese es el proceso correcto, pero querrá un multímetro que lea en el rango 0.1 $ \ Omega $, algo que el multímetro vinculado a Amazon no puede hacer.

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

Comentarios

• A » termómetro para dulces » que puedes recoger en cualquier tienda de comestibles y también superará los 110 F. Puede que no dé la precisión necesaria, pero ‘ es barato y fácil de conseguir rápidamente.

Normalmente, un cable con mayor la resistividad somos nosotros ed, por ejemplo Constantan. Luego, vea el experimento aquí .

Comentarios

• Hola Music Stu, enlace -solo las respuestas, especialmente las que se envían directamente a un PDF, están mal vistas. ¿Puede actualizar su respuesta para incluir más detalles para que el PDF no sea ‘ estrictamente necesario?