PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego w Kaliszu
Laboratorium Metrologii   Ćwiczenie nr 5 Temat: Pomiar rezystancji elementu nieliniowego metoda techniczna
Rok akademicki:    2010/2011 Studia dzienne  Dzienne Nr grupy:  I/4
Uwagi:

Elementy rezystancyjne, których rezystancja jest zależna od wartości lub kierunku przepływającego przez nie prądu, opisuje nieliniowa charakterystyka. Dla nieliniowego elementu rezystancyjnego możemy określić w danym punkcie charakterystyki:

• rezystancję statyczną będącą stosunkiem napięcia na jego zaciskach do wywołującego to napięcie prądu.

• rezystancję dynamiczną jako stosunek elementarnego przyrostu napięcia na jego zaciskach do odpowiadającego mu elementarnego przyrostu prądu:

Charakterystykę prądowo - napięciową elementu nieliniowego (żarówki) wyznaczamy w ćwiczeniu metodą techniczną w układzie o poprawnie mierzonym prądzie oraz w układzie o poprawnie mierzonym napięciu.

Metoda poprawnie mierzonego prądu:

Lp.	U	I	R	R0	δ	uwagi
	α	C	U	α	C	I
	dz	A/dz	V	dz	A/dz	A
1	10	1	10	22	0.003	0.066
2	15	1	15	24	0.003	0.072
3	20	1	20	26	0.003	0.078
4	25	1	25	28	0.003	0.084
5	30	1	30	32	0.003	0,096
6	35	1	35	34	0.003	0.102
7	40	1	40	36	0.003	0.108
8	45	1	45	36	0.003	0.108
9	50	1	50	38	0.003	0.114
10	55	1	55	40	0.003	0.120

Tab. 1

Obliczenia:

R=U/I

10/0.066= 152 Ω

15/0.072= 208 Ω

20/0.078= 256 Ω

25/0.084= 298 Ω

30/0.096= 313 Ω

35/0.102= 343 Ω

40/0.108= 370 Ω

45/0.108= 417 Ω

50/0.114= 439 Ω

55/0.120= 458 Ω

R₂₀= 66Ω

R_a=0.09/0.1= 0.9Ω

R₀=R-R_a

R₀=152-0.9= 151.1Ω

R₀=208-0.9= 207.1 Ω

R₀=256-0.9= 255.1 Ω

R₀=298-0.9= 297.1 Ω

R₀=313-0.9= 312.1 Ω

R₀=343-0.9= 342.1 Ω

R₀=370-0.9= 369.1 Ω

R₀=417-0.9= 416.1 Ω

R₀=439-0.9= 438.1 Ω

R₀=458-0.9= 457.1 Ω

δ=R_a/R₀

δ=0.9/151.1= 0.006%

δ=0.9/207.1= 0.004%

δ=0.9/255.1= 0.004%

δ=0.9/297.1= 0.003%

δ=0.9/312.1= 0.003%

δ=0.9/342.1= 0.003%

δ=0.9/369.1= 0.002%

δ=0.9/416.1= 0.002%

δ=0.9/438.1= 0.002%

δ=0.9/457.1= 0.002%

Wnioski:

W tym ćwiczeniu mierzyliśmy rezystancję elementu nieliniowego metodą techniczną. Badanym elementem nieliniowym była w ćwiczeniu żarówka z włóknem wolframowym. Do pomiaru rezystancji tej żarówki zastosowaliśmy metodę poprawnie mierzonego prąd. W przypadku tej metody amperomierz mierzy poprawnie prąd płynący przez badany element i prąd I=I_0. Woltomierz natomiast mierzy napięcie będące sumą napięć U₀ na badanym elemencie i napięcia U_A na amperomierzu. Metoda ta jest stosowana do pomiaru dużych rezystancji, ponieważ gdy badany element ma duży opór (wielokrotnie większy od rezystancji amperomierza – która przyjmuje niezbyt duże wartości, to taka mała rezystancja amperomierza połączona szeregowo z dużą rezystancją badaną spowoduje, że otrzymamy dokładny pomiar. Gdyby badana rezystancja była mała (rzędu rezystancji amperomierza), to wynik takiego pomiaru byłby mocno zafałszowany. Wstawiając do wykresu nastawiane przez nas wartości napięcia i odpowiadające im wartości prądu otrzymaliśmy charakterystykę prądowo – napięciową badanej żarówki. Na otrzymanej w wyniku pomiarów charakterystyce możemy zauważyć, to że żarówka jest elementem nieliniowym. Ta nieliniowość jest spowodowana tym, że żarnik wolframowy podczas nagrzewania spowodowanego przepływem przez niego prądu zmienia swoją rezystancję.