Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z metodami pomiaru rezystancji stosowanych w technice. Do tych metod zaliczamy: pomiary za pomocą mierników mierzących bezpośrednio rezystancję (omomierzy), metody techniczne za pomocą amperomierza i woltomierza oraz metody porównawcze polegające na porównaniu wartości płynącego prądu przez dwa elementy, z których wartość jednego z nich jest znana.

Wykonanie ćwiczenia:

1. Pomiar trzech rezystancji trzema różnymi omomierzami.

a) schemat układu

b) spis mierników

Ω1	- omomierz magnetoelektryczny; kl.1,5; zak.1000(x1, x10, x100)Ω; PL-K-027/E6
Ω2	- kiloomomierz magnetoelektryczny; kl.1; zak. 1kΩ, x10kΩ, x100kΩ; PL-P3-251/E6
Ω3	- megaomomierz induktorowy; kl.1,5; prądkość 160obr./min.; napięcie 500V; PL-P3-104-E6

c) tabela wyników

	Rx1	Rx2	Rx3
		Ω	Ω	Ω
Omomierz I	50	∞	∞
Omomierz II	0,5k	2,6M	7M
Omomierz III	0	3M	10M

d) wartości badanych rezystorów:

R_X1=50Ω R_X2=2,6MΩ R_X1=10MΩ

2. Pomiar rezystancji metodą techniczną.

I) układ z poprawnie mierzonym prądem

a) schemat układu

b) spis mierników

V	- miernik uniwersalny; kl.1,5; zak.10V; PL-P3-476/E6; RV U = 0,1…1000V⇒I ≤ 51,5μA
mA	- miliamperomierz magnetoelektryczny; kl.0,5;pozioma pozycja pracy; zak. 300mA; nr 15063; PL-P3-521/E6;
R	- rezystor suwakowy R=162Ω; Imax=0,35A

c) obliczenia rezystancji granicznej i błędu granicznego

R_A=0,08Ω

d) tabela wyników

Lp.	IA	UV	Rx'	Rx	δA	δS
		[mA]	[V]	[Ω]	[Ω]	[%]	[%]
1.	200	9,63	48,15	48,07	0,17	±2,3
2.	180	8,72	48,44	48,36	0,17	±2,6
3.	160	7,78	48,63	48,55	0,16	±2,9
4.	140	6,84	48,86	48,78	0,16	±3,3
5.	120	5,82	48,5	48,42	0,17	±3,8

e) przykłady obliczeń dla Lp.1.

;

II) układ z poprawnie mierzonym napięciem

a) schemat układu

b) spis mierników jak w pkt.2.I.

c) tabela wyników

Lp.	UV	IA	Rx”	Rx	δV	δS
		[V]	[mA]	[Ω]	[Ω]	[%]	[%]
1.	10	205	48,78	48,79	0,025	2,2
2.	9	184	48,91	48,93	0,025	2,5
3.	8	165	48,48	48,5	0,025	2,8
4.	7	142	49,3	49,31	0,025	3,2
5.	6	123	48,78	48,79	0,025	3,7

d) przykłady obliczeń dla Lp.1.

;

3. Sprawdzenie stanu izolacji układu do pomiaru rezystancji próbek izolacyjnych.

a) schemat układu

b) spis mierników

V	- miernik uniwersalny; kl.1,5; zak.1000V; PL-P3-476/E6;
B.A.	- bocznik Ayrtona; R1=k*R2; R2=10kΩ; k=(10^-9÷1)
G	galwanometr CL=(1,95÷5,22*10^-9 )A/dz; Rg=1317Ω; Rkr=(18k÷1400)Ω; PL-P3-328-E6
RP	- rezystor porównawczy R=9MΩ;

Po dokonanych pomiaru stanu izolacji stanowiska do pomiaru rezystancji próbek izolacyjnych stwierdziliśmy, że stan izolacji jest poprawny.

4. Pomiar oporności skrośnej i powierzchniowej odchyłową metodą porównawczą prądową.

a) schemat układu

b) spis mierników jak w pkt.3.

c) połączenie elektrod przy pomiarze oporności skrośnej A) i powierzchniowej B):

A) B)

d) gabaryty badanych próbek i elektrod

Dane próbki: 1 - d = 4,2 mm (winidór) 2 - d = 6,75 mm (bakelit) 3 - d = 5,5 mm (pleksi - szkło organiczne) d1 = 46 mm d2 = 55 mm d3 = 85 mm d4 = 120 mm

e) tabele wyników

- pomiar dla rezystancji porównawczej

Lp.	Włączona rezystancja	U	n	aśr
		V	-	dz.
1.	RP	200	10^-2	32

- dla pomiarów rezystancji skrośnej

Lp.	Włączona rezystancja	U	n	aśr	D	RX	ς
		V	-	dz.	Mm	GΩ	GΩm
1.a.	Bakelit	500	1	9,5	6,75	7,6
1.b.		1000	1	20	6,75	7,2	1,77
2.a.	Pleksi	500	1	0,5	5,5	144
2.b.		1000	1	1	5,5	144	13,85
3.a.	Winidur	500	1	1	4,2	72
3.b.		1000	1	2	4,2	72	9,07
4.a.	Papier	500	1	11		6,5
4.b.		100	0,5	63		1,1

• przykłady obliczeń dla Lp.1.

- dla pomiarów rezystancji powierzchniowej

Lp.	Włączona rezystancja	U	n	aśr	RX
		V	-	dz.	GΩ
1.a.	Bakelit	500	1	3	24
1.b.		1000	1	5,5	26,2
2.a.	Pleksi	500	1	0,5	144
2.b.		1000	1	1	144
3.a.	Winidur	500	1	0,5	144
3.b.		1000	1	1	144
4.a.	Papier	500	1	4	18
4.b.		1000	1	43	3,3

- przykłady obliczeń dla Lp.1.a.

5. Wnioski.

Po dokonaniu pomiarów i obliczeń zauważamy, że:

- do bezpośredniego pomiaru rezystancji służą omomierze. Są to mierniki które posiadają nierównomierne podziałki, więc cechuje je wąskie pasmo w których pomiar jest dokładny. W przedziałach, gdzie podziałka się zagęszcza pomiar rezystancji jest szacunkowy. Dlatego też omomierze są budowane na określone wartości rezystancji. Mierniki do pomiaru małych i średnich rezystancji małą wbudowane źródła napięcia, przy dużych rezystancjach (MΩ) mierniki te budowane są na bazie induktora.

- bardziej dokładne pomiary wartości rezystancji uzyskuje się stosując metody techniczne (za pomocą woltomierza i amperomierza), jednak ta metoda wymaga użycia dwóch mierników i odpowiedniego schematu elektrycznego. W zależności jakie rezystancje są mierzone stosuje się metody z poprawnie mierzonym prądem, bądź napięciem. Przy pomiarach małych rezystancji stosowany jest układ z poprawnie mierzonym napięciem, natomiast dla dużych rezystancji układ z poprawnie mierzonym prądem. Wielkością charakterystyczną, która rozgranicza, którą metodę należy zastosować jest rezystancja graniczna.

- jak można zauważyć metoda techniczna jest stosowana tam, gdzie potrzebujemy dokładnie określić wartość badanej rezystancji jednak wymaga ona użycia większej ilości mierników oraz zewnętrznego zasilania układu. Metoda bezpośrednia jest mniej dokładna, ale za to jest metodą, w której pomiar jest wykonywany znacznie szybciej i bez żadnych dodatkowych układów.

- do pomiaru rezystancji bardzo dużych stosuje się metody porównawcze. Polegają one na porównaniu prądu płynącego przez znaną rezystancją z prądem, który płynie przez rezystancję badaną. Ze względu na bardzo małe wartości płynących w obwodzie prądu do ich pomiaru stosowane są galwanometry. Po wykonaniu pomiarów zauważyliśmy, że najlepsze właściwości izolacyjne z badanych dielektryków posiada szkła organiczne (pleksi) i winidur, natomiast bakelit cechował się dużo gorszymi właściwościami. Jednak najgorszym materiałem izolacyjnym był papier. Zauważyliśmy także, że papier jako jedyny z badanych materiałów izolacyjnych miał zmienną rezystancje. I tak wraz we zwiększaniem napięcia przyłożonego do próbki malała wartość rezystancji zarówno przy pomiarach rezystancji wskrośnej jak i powierzchniowej.

1

1

Ω

R_x

V

A

Wł

-

R_x

R

V

A

Wł

-

R_x

R

a

c

b

c

b

a

---