Serie de Problemas 2

Serie de Problemas 2
Problema 1.2
En un resistor de composición la movilidad de los portadores es de
3000 cm2/V.s. y su concentración volumétrica de 10 cm-3. Calcular:
1) La resistencia en ohmios si su longitud es de 30 mm y su
sección de 50 mm2 (e=1.6x10-19 Q)
2) La potencia nominal de este resistor es de 1/2 W, y se va a
utilizar al 50% de dicho valor. Si la temperatura del punto
frío no debe ser superior a 80 ºC y la deriva negativa del
resistor es de -2,5%. Calcular el número de horas de vida de
dichos resistores.
Problema 2.2
De un resistor "pirolítico" se conocen los datos siguientes:
a) Paso helicoidal del espiralado 0,5 mm, espesor de la cara de
carbón 10-4 mm, ancho 0,1 mm, resistividad del material 10-4 Ohm
cm
b) Diámetro del soporte cerámico D =8 mm, longitud L = 24 mm.
c) Tolerancia simétrica del ± 5% y coeficiente de temperatura de –
200 ppm/ºC
Calcular:
1) El valor de la resistencia en Ohmios.
2) Colores para el marcado del resistor y serie CEI a que
pertenece.
3) Variación de la resistencia cuando la temperatura se desplaza
+40 ºC.
4) El valor de la deriva sabiendo que disipa el 75% de su potencia
nominal a una temperatura ambiente de 60 ºC para un ciclo de
trabajo continuo de 30.000 horas de servicio.
Problema 3.2
El cuerpo cerámico de un resistor pirolítico tiene una longitud de
127 mm y un diámetro de 20 mm. Después de la fase del espiralado
se consigue un dispositivo resistivo de 2,54 mm de paso y sección
transversal de 1 x 20 (mm x micras). Determinar:
1) Valor nominal de la resistencia en ohmios según normas CEI para
una resistividad igual a 150 µΩ.cm.
2) El resistor del problema va a trabajar al 150% de su potencia
nominal y la temperatura ambiente es de 20 ºC. Determinar las
horas de vida para un servicio continuo de tal manera que la
deriva no supere el 3,2%.
3) Determinar el valor de la deriva después de 104 horas de
funcionamiento.
Problema 4.2
Un resistor de carbón aglomerado de 1/2 W, y 100 Ω de resistencia
tiene un CT de 0,l%/ºC. Si la temperatura del componente aumenta
linealmente con la potencia disipada a razón de 100 ºC/W
determinar qué potencia puede disipar si la desviación en el valor
de la resistencia debido al autocalentamiento debe ser inferior al
1%.
Problema 5.2
Un resistor bobinado está constituido por un material que presenta
coeficiente positivo de temperatura. El aislante tiene forma
cilíndrica de 5 mm de diámetro exterior y 2 cm de longitud. El
paso de las espira es de 1 mm y el diámetro del hilo de 20 micras.
Se pide:
a) Calcular el valor de la resistencia a 10 ºC sabiendo que la
resistividad a esta temperatura es de 103 µΩ cm.
b) Se ha comprobado que entre 10 ºC y 60 ºC la resistividad del
material sigue una ley ρ = A T2, donde A es una constante y T
viene dado en ºK. Calcular A y el coeficiente de temperatura α.
Problema 6.2
Las características de la serie a la que pertenece un resistor
pirolítico de 10 MΩ de resistencia nominal son: Pn = 0,5 W y
tensión nominal Un = 500 V. Calcular los valores de potencia y
tensión a los que deberá trabajar dicho componente.
Problema 7.2
Un resistor de 10 KΩ a 200 ºK y otro de 30 KΩ a 400 ºK se disponen
en paralelo. Determinar la tensión de ruido para la combinación a
la frecuencia de l KHz.
Problema 8.2
Se desea construir una serie de resistores pirolíticos con un
diámetro del núcleo cerámico D = 3 mm, espesor de la capa de
carbón e = 10-3 mm, ancho de la espiral de carbón a = 1 mm,
resistividad del material resistivo ρ = 10-2 Ω mm, resistencia
nominal del resistor Rn = 1 KΩ y paso del espiralado p = (10)1/2
mm. Determinar el número de espiras (tomar Π =(10)1/2).
Problema 9.2
Un resistor lineal fijo presenta una resistencia nominal de 3 MΩ.
potencia nominal de 0,5 W y tensión máxima de 350 V y es instalado
en un circuito en el que deberá disipar una potencia de 1/3 W.
Determinar si puede tu funcionar correctamente.
Problema 10.2
Se dispone de resistores lineales fijos, cuyas características
presentan los siguientes valores numéricos.
1.
2.
3.
4.
Resistencia nominal a 20 ºC.................Según serie E24.
Tensión nominal de la serie.................150 V.
Potencia nominal de la serie................1/8 W.
Margen de las temperaturas.................-55 a 125 ºC(Tmax) a
potencia a cero.
5. Coeficiente de tensión......................-20 ppm/V.
6. Coeficiente de temperatura..................-200 ppm/ºC.
7 Ruido........................................0,04 µV/V
8. Frecuencia máxima de trabajo................10MHz,
9. Hasta 40 ºC admite una disipación del 100% de la potencia
nominal. A partir de 40 ºC la potencia debe seguir una reducción
lineal (curva P = f(T)).
Para una aplicación concreta se deben elegir resistores lineales
fijos que cumplan las siguientes especificaciones:
El.E2:E3.E4.ES.-
Resistencia nominal..........................10K
Potencia nominal.............................1/8 W.
Tensión nominal 20 ºC........................~30 V.
Desviaciones sobre R.........................+/-1%
Variación máxima admisible de la resistencia
por efecto de la tensión.....................∆R=-lOO ohm
para ∆V=30V.
Eh.- Variación máxima de la resistencia con la temperatura de
funcionamiento (20 ºC a 120 ºC) ∆R=-110 ohms
E7.- Tensión de ruido admisible....................25 µV.
E8.- La potencia disipada a 100 ºC (Debe poder ser de 0.09 W.
E9.- A la frecuencia máxima de trabajo el resistor puede presentar
un circuito equivalente serie formado por una resistencia y una
inductancia igual a L = ½ Π µHy. La reactancia inductiva a la
mencionada frecuencia es de 100 ohms.
Determinar las especificaciones que se cumplen y las que no se
cumplen mediante los correspondientes cálculos o elementos
característicos de referencia.
Problema 11.2
El coeficiente de tensión de un resistor lineal fijo de 20 Kohms
de resistencia nominal, es de 200 ppm/V. suponiendo que la
variación de resistencia es una función lineal de la tensión,
determinar el valor que adoptará, resistencia del resistor
citando se produzca una variación de la tensión aplicada en
bornes de 250 V.
Problema 12.2
Si un resistor de capa gruesa presenta una forma geométrica
correspondiente a un cuadrado de lado h en serie con un rectángulo
de 4 l de largo por l/2 de ancho, en serie con otro rectángulo de
m de ancho por 5 m de largo y todo lo anterior en serie con un
rectángulo de x/3 de ancho por x de largo. y la resistividad, de
la tinta empleada es de 1 Kohms x cm, el espesor de la capa
depositada es de 25 micras en fase húmeda y de 10 micras después
del "quemado". Determinar la resistencia de dicho componente en el
sentido longitudinal de los rectángulos en serie con los
cuadrados.