Mackiewicz Łukasz i Daniel Kowalski

Elektrotechnika

rok II gr II

Pomiar TWR rezystorów

Rezystor jest bardzo często stosowany przez elektronika. Przy doborze rezystora interesujemy się przede wszystkim wartością jego rezystancji mierzoną w omach oraz mocą strat dopuszczalnych wyrażoną w watah (decyduje ona o nagrzewaniu). W zastosowaniach specjalnych np. w technice wysokich częstotliwości, konieczna jest znajomość własności rezystora przytych wysokich częstotliwościach. Dla rezystora stosowanego w precyzyjnej technice pomiarowej musi być znana zarówno tolerancja rezystancji, jak i jej zmiana ze zmianą temperatury. Rezystancja może być określona przez elektronika na podstawie pomiaru napięcia na rezystorze i prądu płynącego przez rezystor. W ogromnej większości przypadków rezystory wykonane są w postaci walca, z końców którego wyprowadzone są końcówki drutowe. Końcówki te są przymocowanie do zaciskanych mosiężnych kapturków zapewniających właściwy kontakt z rezystywną warstwą, węglową lub metalową. Cały rezystor jest pokryty warstwą lakieru ochronnego. Końcówki drutowe są przylutowane do kapturków. Warstwa węglowa położona jest na ceramicznym korpusie izolacyjnym. Takie wykonanie spotyka się przede wszystkim w rezystorach nisko mocowych. Przy większych rezystancjach istnieje potrzeba nacięcia na obwodzie walca scieżki oporowej o małym przekroju i dużej długości. Dla ochrony uzwojenia drutowe pokrywa się warstwą glazury ceramicznej. Temperatura takich rezystorów przy pracy z pełnym obciążeniem prądowym bywa bardzo wysoka - przekraczająca 100 C^o. Może to powodować że zamocowane w pobliżu elementy, nieodporne na wysoką temperaturę, ulegną przegrzaniu i uszkodzeniu. Takie rezystory trzeba umieszczać w miejscu, z którego z całą pewnością ciepło jest dobrze odprowadzane. Obecnie zamiast rezystorów węglowych stosuje się rezystory metalizowane, w których cienka warstwa metalu naporowanego na korpus ceramiczny zastępuje warstwę węglową. Wielkość danego rezystora daje nam przybliżoną informację o jego dopuszczalnej mocy. Najczęściej spotykane wartości dopuszczalnych mocy rezystorów to 0.05W,0.25W,0.5W,1W,2W,3W,6W,10W(12W),20W. Rezystory na najwyższe moce mają ażurowy korpus i są montowane w taki sposób, aby powietrze mogło przepływać przez otwory z dołu ku górze zapewniając właściwe chłodzenie. Do niedawna rozpowszechniony był sposób oznaczania rezystorów przez drukowanie na nich wartości liczbowej rezystancji. Obecnie większość rezystorów oznaczana jest za pomocą tzw. kodu barw polegającego na nanoszeniu na rezystor czterech barwnych pierścieni. Kod barw ma tę zalętę (jeżeli został przez elektronika dobrze opanowany ), że zawsze pozwala na łatwe określenie rezystancji. Gdy stosuje się nadruk wartości liczbowych, to mogą się one okazać niewidoczne przy niewłaściwym wlutowaniu rezystora. Rezystrory za pomocą kodu barw oznacza się następująco: pierwsze dwa pierścienie podają współczynnik liczbowy rezystancji, trzeci oznacza mnożnik dziesiętny, czwarty określa tolerancję. Na małych rezystorach nie stosuje się oznaczenia mocy dopuszczalnych strat, które trzeba oszacować na podstawie wielkości rezystora.

Istnieje wiele różnych rezystorów stosowanych przez elektronika w określonym celu. Należą do nich rezystory NTC i PTC (są to termistory), rezystory VDR (warystory), rezystory LDR (fotorezystory). Rezystor VDR cechuje rezystancja zależna od występującego na nim napięcia. Oznaczenie literowe VDR pochodzi z języka angielskiego i jest skrótem od słów Voltage Dependent Resistor. Przy małych napięciach warystor zachowuje się jak normalny rezystor. Przy większych napięciach jego rezystancja maleje. Rezystancja rezystora PTC (Positiv Temperatur Coeffizient ) w stanie zimnym jest niewielka. Jeżeli zostaje on podgrzany to wartość rezystancji wzrasta. Rezystory NTC (Negative Temperatur Coeffizient ) w stanie zimnym mają dużą rezystancję. Jeżeli będziemy je podgrzewać rezystancja będzie malała. Fotorezystory są elementami typu półprzewodnikowego. Rezystancja takiego elementu zależy od natężenia promieniowania, które na niego pada. Rezystancyjne czujniki pola znajdują szerokie zastosowanie. Tego rodzaju elementy zmieniają swą rezystancję przy zmianie pola magnetycznego.

TWR - temperaturowy wsp. rezystancji jest miarą zmiany rezystancji rezystora pod wpływem zmiany temperatury odniesionej do pewnej temperatury podstawowej. Jako temperaturę odniesienia przyjmuje się z reguły +20 C^{o +}5 C^o.

Wpływ na charakter i wartość bezwzględną wsp TWR wywiera przede wszystkim wsp temperaturowy rezystancji a_R samego materiału nierezystywnego. W samym rezystorze zależność tę warunkuje również sposób łączenia elementu rezystywnego z samym podłożem izolacyjnym. W rezystorach z organicznym spoiwem wsp rozszerzalności cieplnej spoiwa jest znacznie większy niż materiałów przewodzących, a więc podczas nagrzewania nastąpi osłabienie kontaktów między przewodzącymi ziarnami. Dla różnych typów rezystorów wartość TWR określa się w różnych przedziałach temperatur, powyżej i poniżej temp. odniesienia. Obliczenia wykonuje się na pdst. pomiaru rezystancji w zależności od temperatury. W praktyce wartość wsp można określić przez:

- zmianę wartości rezystancji przy zmianie temp o 1 C^o

gdzie R₁ - rezystancja w temp odniesienia R₂ - rezystancja w temp kategorii minimalnej lub maksymalnej

- procentową zmianę rezystancji w stosunku do rezystancji w temp odniesienia [%]

- procentową zmianę wartości rezystancji na 1 C^o [% C^o]

Przebieg ćwiczenia

Wykonując ćwiczenie w pierwszej kolejności zmierzyliśmy wartość rezystancji w temp pokojowej, a następnie po podgrzaniu oleju i włożeniu do niego rezystorów zmierzyliśmy wartość rezystancji w temperaturze 120 C^o . Z ćwiczenia wynika, że wartość rezystancji rezystorów z których korzystaliśmy w trakcie doświadczenia maleje wraz ze wzrostem temperatury.

Rodzaj rezystora	Temperatura 20 C^o	Temperatura 128C^o
1. cermetowy	14.9 kW	14.8 kW
2. węglowy	30.3 kW	29.2 kW

Z doświadczenia wynika, że wartość TWR dla cermetowego wynosi 6.71%, a dla węglowego 3.63%.

---