POLITECHNIKA POZNAŃSKA
Laboratorium Urządzeń Elektrycznych Temat: Pomiar rezystancji zestykowej Tranzystorowy przekładnik DC/DC podwyższający napięcie
Rok akad. : 2009/2010
Wydział: Elektryczny
Rok Studiów : III
Kierunek: Elektrotechnika
Nr grupy ćwicz : E2-1
Uwagi:
Wiadomości wstępne. Aby stworzyć drogę dla przepływu prądu w jakimś obwodzie, należy zamknąć go przez zetknięcie końców przewodników w miejscu istniejącej przerwy. Te części obwodu, które dzięki wzajemnej styczności umożliwiają przepływ prądu nazywamy stykami, natomiast zespół współpracujących ze sobą styków - zestykiem (rys. 1). Zestyk: 1,2 - styki, 1+2 - zestyk, 3 - miejsce styczności Zestyki dzielimy na punktowe, liniowe i powierzchniowe, najczęściej płaskie a) punktowy, b) liniowy, c) powierzchniowy Podstawą tego podziału jest teoretyczny kształt powierzchni styczności. Jednak w rzeczywistości styczność dwu ciał nigdy nie następuje w punkcie, wzdłuż linii lub według jednolitej wielkiej powierzchni pojętych geometrycznie. Dlatego też zestyk punktowy jest to zestyk, w którym styczność elektryczna odbywa się na powierzchni o bardzo małym promieniu, zestyk liniowy jest to zestyk, w którym styczność rzeczywista odbywa się na kilku małych powierzchniach ułożonych w przybliżeniu wzdłuż pewnej linii prostej, natomiast zestyk powierzchniowy jest to zestyk, w którym styczność pozorna następuje na powierzchni wynikającej z geometrycznych wymiarów styków, a styczność rzeczywista na wielu małych powierzchniach dowolnie usytuowanych w obrębie pozornej powierzchni styczności. Ze względu na przebieg zależności Rz od siły docisku można zalecić (rys. 5): w zakresie małych sił dociskowych - zestyki punktowe, w zakresie średnich wartości sił - zestyki liniowe, w zakresie bardzo dużych docisków - zestyki powierzchniowe. Rys. 5. Zależność rezystancji zestykowej od siły docisku zestyków: 1 - zestyki punktowe, 2 - zestyki liniowe, 3 - zestyki powierzchniowe Schemat stanowiska pomiarowego. Tablele pomiarowe oraz wyliczenia. Zwiększając ciężar Lp. Ciężar [kg] U1 [mV] U2 [mV] U3 [mV] U4 [mV] U5 [mV] Uśr [mV] 1 --- 3,3 4,76 1,9 1, 51 1,59 2,61 2 2,5 0,4 0,38 0,36 0,37 0,37 0,38 3 7,5 0,17 0,18 0,17 0,17 0,17 0,17 4 12,5 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 5 17,5 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 6 22,5 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 Lp. Ciężar [kg] Siła docisku F[N] Prąd I[A] Uśr [mV] Rz[mΩ] 1 --- --- 12 2,61 0,218 2 2,5 250 12 0,38 0,032 3 7,5 750 12 0,17 0,014 4 12,5 1250 12 0,14 0,012 5 17,5 1750 12 0,12 0,010 6 22,5 2250 12 0,11 0,009 Zmniejszając ciężar Lp. Ciężar [kg] U1 [mV] U2 [mV] U3 [mV] U4 [mV] U5 [mV] Uśr [mV] 1 22,5 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 2 17,5 0,11 0,12 0,11 0,12 0,12 0,12 3 12,5 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 4 7,5 0,16 0,17 0,17 0,17 0,16 0,17 5 2,5 0,32 0,32 0,33 0,34 0,33 0,33 6 --- 1,79 1,8 0,9 0,91 1,25 1,33 Lp. Ciężar [kg] Siła docisku F[N] Prąd I[A] Uśr [mV] Rz[mΩ] 1 22,5 2250 12 0,11 0,009 2 17,5 1750 12 0,12 0,010 3 12,5 1250 12 0,13 0,011 4 7,5 750 12 0,17 0,014 5 2,5 250 12 0,33 0,028 6 --- --- 12 1,33 0,111 Dla prądu przemiennego Lp. Ciężar [kg] Siła docisku F[N] Prąd I[A] Uśr [mV] Rz[mΩ] 1 --- --- 28,5 5,9 0,207 2 2,5 250 28,5 4,48 0,157 3 7,5 750 28,5 4,1 0,144 4 12,5 1250 28,5 4 0,140 5 17,5 1750 28,5 3,65 0,128 6 22,5 2250 28,5 4,15 0,146

Lp.	Ciężar [kg]	Siła docisku F[N]	Prąd I[A]	Uśr [mV]	Rz[mΩ]
1	22,5	2250	28,5	4,15	0,146
2	17,5	1750	28,5	4	0,140
3	12,5	1250	28,5	4,1	0,144
4	7,5	750	28,5	4	0,140
5	2,5	250	28,5	4,25	0,149
6	---	---	28,5	5,3	0,186

1. Użyte wzory.

Wartośc rezystancji zestykowej wyznaczyliśmy na podstawie znajomości napięcia i prądu, które wcześniej zmierzyliśmy:

Średnią rezystancję zestykową liczymy korzystając ze wzoru:

1. Wyznaczanie rodzaju zestyków oraz materiału, z jakiego zostały wykonane

Korzystając z wzorcowego wykresu zależności rezystancji zestykowej od siły docisku styków, możemy przyjąć, że badaliśmy zestyki jednopunktowe. Tak więc przyjmujemy n=0.5 i obliczamy współczynnik materiałowy C, przekształcając następujący wzór:

[4]

Gdzie:

- rezystancja zestykowa, -siła docisku, - stała zależna od własności materiału styku,

- wykładnik potęgowy zależny od rodzaju zestyku; dla zestyku jednopunktowego n=0,5, dla liniowego n=0,5 – 0,7, dla zestyku powierzchniowego n=1;

F^n [N]	Rz [mΩ]	C [Ω*N^n]	Cśr [Ω*N^n]
250	0,032	0,050596*10^-2	0,0421*10^-2
750	0,014	0,038341*10^-2
1250	0,012	0,042426*10^-2
1750	0,010	0,041833*10^-2
2250	0,009	0,042691*10^-2
1750	0,010	0,041833*10^-2
1250	0,011	0,038891*10^-2
750	0,014	0,038341*10^-2
250	0,028	0,044272*10^-2

Tablicowe wartości współczynnika ‘C’ w zależności od materiału zestyku:

Materiał styków	C
miedź - miedź
srebro - srebro
aluminium - aluminium
aluminium – miedź
mosiądz - mosiądz
mosiądz - miedź

1. Wnioski:

W przeprowadzonym przez nas ćwiczeniu badaliśmy rezystancję przejścia przez styk w funkcji siły docisku. Z przeprowadzonych pomiarów widać wyraźnie, że największe wartości rezystancji otrzymujemy przy braku obciążenia. Jednocześnie zauważamy, że pomiary w tym przypadku mają największe rozbieżności. Z charakterystyki R=f(F) łatwo można zauważyć, że wraz ze wzrostem obciążenia maleje wartość rezystancji oraz, że przyjmuje ona mniejsze wartości przy zmniejszaniu nacisku niż przy jego zwiększaniu. Ostatnim etapem jest próba określenia materiału z jakiego zrobione są styki. Dokonujemy tego wyliczając stałą materiałową oraz porównujemy ją ze stałymi zamieszczonymi w tabeli. Niemniej jednak przy naszych pomiarach współczynnik nie wyszedł za mały. Jego wartość znajduje się najbliżej wartości srebra i miedzi i tylko drogą dedukcji możemy spodziewać ze styki które były przez nas badane były wykonane z miedzi.