Laboratorium Inżynierii Materiałowej
Wydział Elektrotechniki i Informatyki		Kierunek: Elektrotechnika
Imię i nazwisko: Paweł Czech Rafał Czerwiński Krystian Denka	Semestr: 4	Grupa: 4.5	Rok akademicki: 2009/2010r.
Temat ćwiczenia: Badanie podstawowych właściwości materiałów przewodzących.		Data ćwiczenia: 15.04.2010r	Ocena:

Wskazania atmosferyczne:

Temperatura	23,3
Wilgotność	25%
Ciśnienie	992

1 Cel ćwiczenia:

Celem pierwszej części ćwiczenia jest określenie rezystywności metali i wyznaczenie temperaturowego współczynnika rezystywności trzech różnych materiałów przewodzących. Celem drugiej części ćwiczenia jest pomiar i porównanie rezystancji zestykowej wyłączników o różnym stopniu wyeksploatowania.

2 Układ pomiarowy:

Rys 1 .Schemat układu pomiarowego do badania wpływu temperatury na przewodność

elektryczną przewodników metalowych.

3 Tabele wraz z wynikami pomiarów:

3.1 Wpływ temperatury na przewodność elektryczną przewodników metalowych:

Temp. [°C]	Rezystancja [Ω]				Rezystywność [Ω∙m]
	miedź	żelazo		konstantan	miedź	żelazo	konstantan
22	12,78	11,38		26,58	0,0000000803	0,0000004468	0,000002044
30	12,73	11,88		26,54	0,0000000799	0,0000004664	0,000002041
40	12,79	12,04		26,51	0,0000000804	0,0000004727	0,000002039
50	12,9	12,49		26,5	0,000000081	0,0000004904	0,000002038
60	13	12,8		26,49	0,0000000817	0,0000005023	0,000002037
70	13,07	13,14		26,46	0,0000000821	0,0000005159	0,000002035
80	13,13	13,45		26,44	0,0000000825	0,000000528	0,000002033
90	13,18	13,78		26,44	0,0000000828	0,000000541	0,000002033
100	13,22	14,12		26,41	0,0000000831	0,0000005544	0,000002031
110	13,24	14,48		26,4	0,0000000832	0,0000005685	0,000002030
120	13,29	14,85	26,38		0,0000000835	0,000000583	0,000002029
130	13,43	15,22	26,36		0,0000000844	0,0000005975	0,000002027
140	13,41	15,65	26,35		0,0000000843	0,0000006114	0,000002026
150	13,48	16,04	26,34		0,0000000847	0,0000006297	0,000002026
160	13,52	16,84	26,33		0,0000000849	0,0000006611	0,000002025

Tab. 1. Tabela z wynikami pomiarów rezystancji i temperatury, oraz wynikami obliczeń

Rezystywności.

	miedź	żelazo	konstantan
l [m]	5	5	5
s [m^2]	0,000000031416	0,0000001963	0,0000003845

Tab. 2. Wyniki obliczeń współczynnika α dla metali w zależności od temperatury

Temp. [°C]	Współczynnik α [1/K]
	miedź	żelazo	konstantan
22	-	-	-
30	0,0004917	0,004386	0,0001468
40	0,0000618	0,002898	0,0001223
50	0,0002906	0,003253	0,0000979
60	0,0004359	0,003105	0,0000856
70	0,0004832	0,003093	0,0000881
80	0,0004566	0,003029	0,0000897
90	0,0004626	0,003012	0,0000769
100	0,0004359	0,00301	0,0000795
110	0,0004013	0,00303	0,0000761
120	0,0003985	0,003048	0,0000734
130	0,0004642	0,003066	0,0000756
140	0,0004151	0,003069	0,0000734
150	0,0004215	0,003149	0,0000677
160	0,0004092	0,003426	0,0000664

Tab. 3. Wyniki obliczeń współczynnika α dla metali w zależności od temperatury

	miedź	żelazo	konstantan
l [m]	5	5	5
s [m^2]	0,000000031416	0,0000001963	0,0000003845

Tab. 3. Parametry mierzonych metali.

Przykładowe obliczenia

Rezystywność żelaza w temperaturze 60°C

Współczynnik α konstantanu w temperaturze 160°C

Rys 2 Zależność rezystancji od temperatury dla badanych metali.

Pomiar rezystancji przejścia zestyków wyłączników

1. Schemat pomiarowy

Rys. 3. Schemat układu pomiarowego do pomiaru rezystancji przejścia zestyków

wyłączników typu W10

Nr wyłącznika	Typ wyłącznika	Materiał zestykowy	Orientacyjna liczba cykli pracy
1	W10 T125	Posrebrzana miedź	10000
2	W10 T125	Posrebrzana miedź	2000
3	W10 T125	Posrebrzana miedź	nowy

Tab. 4. Właściwości badanych wyłączników

• Rezystancja przejścia zestyków wyłączników typu W10:

Nr wyłącznika	Rezystancja zestykowa			Średnia rezystancja zestykowa
W1	80	95	90	88,33
W2	67,5	47,5	64	59,66
W3	12,5	12,3	12,25	12,35

Tab. 5. wyniki pomiarów rezystancji przejścia zestyków oraz średnia rezystancja

przejścia zestyków

• Przykładowe obliczenia:

Średnia rezystancja zestykowa wyłącznika W3




• Przyrządy użyte do pomiaru:

1 Dual Thermom Ester TM-906A

2 Escort 313 HD

3 Mostek Thomsona.

4. Trzy wyłączniki o różnym przebiegu.

• Wnioski:

Konstantan jest materiałem, który posiada stałą rezystywność niezależnie od zmian temperatury. Może być zatem stosowany w aparaturze pomiarowej, np. w miernikach analogowych, w urządzeniach małych mocy, które pracują w szerokim zakresie prądu,

jako oporniki wzorcowe.

- Najlepszym przewodnikiem spośród badanych materiałów jest miedź(na najmniejszą rezystywność), natomiast najgorszym konstantan, który w niewielkim stopniu ustępuje żelazu.

- Zarówno rezystywność żelaza jak i miedzi zależy od temperatury i rośnie wraz z jej wzrostem, przy czym zmiana rezystywności w przypadku miedzi jest wyraźniejsza.

- W większości przypadków wszelkie domieszki do metali chemicznie czystych pogarszają ich przewodnictwo elektryczne, ponieważ atomy domieszki zakłócają pierwotną budowę przestrzennej siatki krystalicznej, co z reguły zwiększa opory ruchu elektronów tworzącej gaz elektronowy.

Rezystancja zestyków zależy od materiału i kształtu wykonania. Przy dużej ilości łączeń trzeba mieć na uwadze zużycie styków (ścieranie, utlenianie, zużycie mechaniczne). Badanie wykazało że wraz z duża ilością załączeń pogarszają się właściwości łączeniowe wyłączników, mianowicie rośnie rezystancja zestyków kilkukrotnie w porównaniu do nowego wyłącznika ponadto jest ona niestała.




---