1995/1996 |
LABORATORIUM Z FIZYKI |
|||
ĆW. NR 21 |
TEMAT: CHARAKTERYSTYKI PRĄDOWO - NAPIĘCIOWE OPORNIKÓW NIELINIOWYCH |
|||
WYDZ. ELEKT KIER. E.L. i T. GRUPA |
NAZWISKO I IMIĘ : HARMUSZKIEWICZ ADAM |
|||
DATA WYKON. |
OCENA |
DATA ZALICZ. |
PODPIS |
|
23.10.1995 |
T |
|
|
|
|
S |
|
|
|
1. WSTĘP.
Oporniki, których opór zmienia się wraz ze zmianą pewnego parametru, nazywamy opornikami nieliniowymi. W naszym doświadczeniu badamy charakterystyki termistora i warystora.
Termistor, symbol NTC, jest opornikiem półprzewodnikowym, którego opór w silnym stopniu zależy od temperatury. Ponieważ termistory mają ujemny współczynnik temperaturowy oporu, więc ich opór z temperaturą maleje.
Warystor, symbol VDR, jest opornikiem półprzewodnikowym, którego opór zależy od przyłożonego pola elektrycznego. Opór warystora zależy od wartości przyłożonego napięcia.
Pomiar polegał na wyznaczeniu charakterystyk prądowo-napięciowych metodą techniczną dla termistora i warystora, a następnie na odpowiednim przekształceniu algebraicznym otrzymanych wyników.
2. SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO.
NARYSOWAĆ SCHEMAT
Układ pomiarowy do badania charakterystyki
napięciowo - prądowej termistora / NTC /
NARYSOWAĆ SCHEMAT
Układ pomiarowy do badania charakterystyki
napięciowo - prądowej warystora / VDR /
3. OCENA DOKŁADNOŚCI POJEDYNCZYCH POMIARÓW.
Dla badania termistora:
miliamperomierz : klasa 0,5 zakres 75mA I=0,375mA
woltomierz : klasa 0,3 + 1 dgt zakres 200V V=0,7V
Dla badania warystora:
mikroamperomierz : klasa 0,5 zakres 750A I=3,75A
4. TABELE POMIAROWE.
Tabela 1. Termistor. |
|
|
|
|
|
|
|
Lp. |
I [ mA ] |
U [V] |
R t [Ω} |
1 |
10 |
17 |
1700,0 |
2 |
15 |
20 |
1333,3 |
3 |
20 |
22 |
1100,0 |
4 |
25 |
22 |
880,0 |
5 |
30 |
22 |
733,3 |
6 |
35 |
22 |
628,6 |
7 |
40 |
21 |
525,0 |
8 |
45 |
21 |
466,7 |
9 |
50 |
21 |
420,0 |
10 |
100 |
19 |
190,0 |
11 |
150 |
17 |
113,3 |
12 |
200 |
16 |
80,0 |
13 |
250 |
16 |
64,0 |
14 |
300 |
15 |
50,0 |
Tabela 2. Warystor. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lp. |
I [μA] |
U [V] |
Rw [MΩ] |
ln (I) |
ln (U) |
b |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
2 |
30 |
10 |
0,33 |
3,40 |
2,30 |
1,00 |
3 |
50 |
20 |
0,40 |
3,91 |
3,00 |
1,25 |
4 |
60 |
30 |
0,50 |
4,09 |
3,40 |
2,00 |
5 |
80 |
40 |
0,50 |
4,38 |
3,69 |
1,00 |
6 |
100 |
50 |
0,50 |
4,61 |
3,91 |
1,00 |
7 |
130 |
60 |
0,46 |
4,87 |
4,09 |
0,72 |
8 |
170 |
70 |
0,41 |
5,14 |
4,25 |
0,61 |
9 |
240 |
80 |
0,33 |
5,48 |
4,38 |
0,43 |
10 |
340 |
90 |
0,26 |
5,83 |
4,50 |
0,38 |
11 |
500 |
100 |
0,20 |
6,21 |
4,61 |
0,31 |
|
|
|
|
|
Średnia : |
0,49 |
5. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA WIELKOŚCI ZŁOŻONYCH.
Rezystancja termistora:
Dla U = 15 V , I = 300 mA
RT = 50 W
Rezystancja warystora:
Dla U = 100 V , I = 500 mA
RV = 0,2 MW
Wartość współczynnika :
b = 0,31
6. RACHUNEK BŁĘDÓW.
Błąd maksymalny:
Pomiar rezystancji termistora :
Dla U = 15 V , I = 300 mA , DU = 0,7 V , DI = 0,375 mA
dR / R = S
S = 0,05
Pomiar rezystancji warystora :
Dla U = 100 V , I = 500 mA , ΔU = 0,7 V , ΔI = 3,75 mA
dR/R = S
S = 0,014
Błąd odczytu wartości współczynnika ln C z wykresu przyjęto równy błędowi pomiaru napięcia = 0,022
ln C = 3,5 C=33,12
7. ZESTAWIENIE WYNIKÓW.
Wartości rezystancji termistora i warystora umieszczono w tabelach.
Określony z wykresu parametr C = 33,12 0,73
Określony parametr (wartość średnia) = 0,5
Wykresy dołączone do sprawozdania.
8. UWAGI I WNIOSKI.
Wyniki pomiaru rezystancji warystora są obarczone bardzo dużym błędem, który jest spowodowany używaniem niewłaściwego amperomierza (zakres 750 A) do pomiarów wartości nie przekraczających 5A Błąd ten można wyeliminować z ćwiczenia poprzez użycie miernika o mniejszym zakresie pomiarowym, np. 10 A lub 50 A.
Aby zbadać charakterystykę warystora w szerszym zakresie, należałoby użyć zasilacza o większym napięciu ( np. 100 V ) lub innego typu warystora.
Dodatkowe błędy w pomiarze rezystancji termistora mogło wprowadzać nierównomierne w czasie odczytywanie wyników z mierników. Aby temu zapobiec, należałoby albo dokonywać pomiary co równo wyznaczony okres czasu ( np. 3 minuty) lub po takim czasie, że wskazania mierników nie będą już ulegać zmianie w funkcji czasu ( ok. 10 minut).