LABORATORIUM WYSOKICH NAPIĘĆ
Wydział EAIiE	Sosnowski Michał Szantyka Wojciech Skawiński Grzegorz Szlęk Wojciech Skoczeń Rafał Sporysz Krzysztof Syroka Karol Szałach Piotr Workiewicz Paweł	Rok II Grupa 8	Zespół 2	Ćwiczenie nr 6
Data wykonania: 04.12.2001r.	Temat: Badanie rezystorów nieliniowych.			Ocena:

1. Wyznaczanie charakterystyki temperaturowej termistorów.

1. 
   układ pomiarowy:

2. tabelka pomiarowa:

U [mV]	T [°C]	R1 [Ω]	R2 [Ω]	R3 [Ω]	R4 [Ω]	R5 [Ω]	R6 [Ω]
0,90	22,50	418	522	2690	107,0	11,8	81,9
1,20	30,00	310	368	2100	83,2	12,0	53,3
1,60	40,00	252	235	1455	52,3	11,7	44,1
2,00	50,00	187	141	1011	34,6	11,8	32,8
2,31	57,75	154	101	800	26,9	11,6	74,0
2,58	64,50	134	85	635	21,1	11,7	32,4
2,78	69,50	119	66,8	538	17,6	11,9	15,5
2,87	71,75	114	62,9	503	16,3	11,7	14,7
3,10	77,50	102	51,8	438	14,0	11,7	40,2

3. wyznaczenie parametrów badanych termistorów:

Dla termistorów z ujemnym współczynnikiem temperaturowym (termistory R₁-R₄) rezystancja zależy od temperatury zgodnie z zależnością:




gdzie: R_T0,R_T - rezystancja termistora w temperaturze To i T,

B - stała wyznaczona doświadczalnie ze wzoru:




dla termistora 1: B = 44,72

dla termistora 2: B = 73,25

dla termistora 3: B = 57,55

dla termistora 4: B = 64,48

Temperaturowy współczynnik rezystancji charakteryzuje zmiana rezystancji termistora pod działaniem temperatury:




2. Badanie warystorów:

1. układ pomiarowy:




2. tabelka pomiarowa:

U [V]	I [μA]
		WARYSTORY:
		1	4	5	6	7	8
30	0,0		0,0	0,0
50		1,1
60	0,0		0,0	0,0
90	0,0		0,1	0,0
100		4,3				1,8
120	0,0		0,2	0,0
150	0,0	10,6	0,4	0,0
180	0,0		0,6	0,2
200		21,6			0,1	11,0
210	0,0		1,0	1,0
240	0,1		1,7	9,6
250		39,0
270	0,1		3,3	500,0
300	0,3	66,0	7,1			38,9
330	0,7		19,5
340	1,1
350	1,9	109,5
360	3,3		85,0
370	6,7		164,8
380	14,4		378,0
390	40,5		1066,0
400	140,0	165,0	3200,0		0,4	110,0
410	690,0
420	3000,0
450		240,0
500		370,0				260,0
550		549,0
600		766,0			1,6	590,0
650		1030,0
660		1060,0
670		1140,0
680		1210,0
690		1308,0
700		1450,0				1250,0
710		1560,0
720		1620,0
730		1730,0
740		1860,0
750		1900,0
760		2070,0
770		2250,0
780		2420,0
790		2500,0
800		2720,0			4,5	2600
810		2930,0
820		3140,0
830		3400,0
840		3600,0
850		3930,0
860		4350,0
870		4600,0
880		4850,0
900					7,0
1000					10,6
1100					16,0
1200					23,5
1300					34,4
1400					49,0
1500					70,1
1600					100,7
1700					150,1
1800					234,0
1900					482,0
2000					2800,0

3. wyznaczanie parametrów C i β badanych warystorów:

Charakterystykę napięciowo - prądową warystora można aproksymować wzorem:




gdzie: U - napięcie warystora [V]

I - prąd warystora [A]

C - stała [-]

β - współczynnik nieliniowości [-]

Dla interpretacji graficznej stałych C i β logarytmuje się obustronnie równanie aproksymujące:




i wykreśla się zależność lgU=f(lgI), która wyraża się linią prostą. Długość odcinka OB. Jest równa lgC, a stosunek b/a jest równy współczynnikowi nieliniowości β.


Wyliczenie stałych warystora w praktyce sprowadza się do wykorzystania wzorów:




	WARYSTORY:
		1	4	5	6	7	8
β	0,054	0,309	0,144	0,052	0,225	0,286
C	271,95	63,68	125,32	195,66	335,65	84,54

3. Wnioski:

W ćwiczeniu wyznaczaliśmy charakterystyki rezystorów nieliniowych: termistorów i warystorów.

Termistory są to elementy, które cechuje zmiana rezystancji w funkcji zmian temperatury. W ćwiczeniu zbadaliśmy 6 termistorów. Z zamieszczonych charakterystyk wynika, że pierwsze cztery są termistorami o ujemnym współczynniku temperaturowym, piąty termistor jest termistorem o skokowej zmianie rezystancji (niestety nie udało nam się osiągnąć odpowiedniej temperatury do zmiany rezystancji, wobec czego jego charakterystyka jest linią prostą). Z „dziwnego” zachowania się szóstego termistora wnioskujemy, iż jest on uszkodzony - nie mogliśmy określić, w jaki sposób zmienia się jego rezystancja w funkcji temperatury. Pomiaru temperatury dokonaliśmy dwóch termopar żelazo - konstantan o stałej wynoszącej 0,4mV/10K. Jedna z termopar służyła jako termopara odniesienia (umieszczona była w termosie z lodem), dzięki czemu wskazania woltomierza z drugiej termopary (odniesione do temperatury 0°C) można było bezpośrednio przeliczać na stopnie Celsjusza. Po wykonaniu pomiarów wyznaczyliśmy stałe dla pierwszych czterech termistorów - widać, że im większy współczynnik B, tym bardziej stroma jest charakterystyka danego termistora.

Termistory stosuje się do:

• pomiaru temperatury,

• kompensacji temperaturowych zmian rezystancji obwodów elektrycznych,

• stabilizacji napięcia,

• zabezpieczenia urządzeń w przekaźnikach rozruchowych i czasowych,

O konkretnym zastosowaniu termistora decyduje oczywiście jego budowa oraz materiał, z którego został wykonany.

W dalszej części ćwiczenia wyznaczaliśmy charakterystyki dla wybranych warystorów. Wyniki pomiarów zamieszczone są w odpowiedniej tabeli, oraz zilustrowane odpowiednimi wykresami. Na podstawie wykresów widać, że warystory mogą służyć (i służą) jako stabilizatory napięć (w układach niskiego napięcia) oraz jako elementy ograniczników napięć.

Dawniej stosowano warystory węglika krzemu (SiC), które ustąpiły (z powodu swojej zawodności) miejsca warystorom z tlenków metali (ok. 97% - ZnO, pozostałe 3% - Bi₂O₃, Co₂O₃, Sb₂O₃ i inne).

---