1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie nas ze zjawiskami zachodzącymi podczas stykania się dwóch elementów przewodzących prąd w danym miejscu zetknięcia się (zestyk). Ćwiczenie wykonaliśmy stosując trzy rożnego typu materiały: mosiądz, miedź oraz aluminium badając rezystancje dla różnej siły docisku elementów, rodzaj zestyku punktowego i liniowego.

2. Przykładowe obliczenia:

• Rezystancja:

,[m]

gdzie:

R – rezystancja na zestyku [m]

U – napięcie [mV]

I- natężenie prądu [A]

= 2,13mΩ

= 2,13mΩ

= 2,07mΩ

• Siła docisku:

F₁=m*g=1kg*10m/s²=10N r₂= 0,3m

F₁*r ₁= F₂*r₂

m= 1kg

F₂=+Fc Fc= 3,3N

gdzie:

r₁ – odległość między odważnikiem a punktem podparcie [m]

r₂ – odległość między punktem podparcia a zestykiem [m]

F₁ – ciężar odważnika [N]

F₂ – siła docisku [N]

m– masa odważnika [ kg]

g- przyspieszenie ziemskie [m/s²]

Fc- ciężar własny belki [N]

F₁=

F₂=

3. Tabelki pomiarowe:

		MOSIĄDZ
	punktowe		liniowe
F[N]	U[mV]	R[mΩ]	F[N]	U[mV]
10	3,4	2,1	10	1,2
13,3	1,2	0,8	13,3	1,1
16,6	1,2	0,8	16,6	1
19,9	1,5	0,9	19,9	1
23,2	1,5	0,9	23,2	0,8
26,5	1,6	1	26,5	0,5
29,8	1,6	1	29,8	0,6
26,5	1,8	1,1	26,5	0,7
23,2	2,1	1,3	23,2	0,8
19,9	1,3	0,8	19,9	1
16,6	1,7	1	16,6	1,1
13,3	2,7	1,7	13,3	1
10	3,5	2,2	10	1,2
		MIEDŹ
	punktowe		liniowe
F[N]	U[mV]	R[mΩ]	F[N]	U[mV]
10	2,9	1,8	10	2,4
13,3	2,8	1,8	13,3	2,4
16,6	2,8	1,8	16,6	2,4
19,9	2,8	1,8	19,9	2,3
23,2	2,8	1,8	23,2	2,3
26,5	2,7	1,7	26,5	2,2
29,8	2,7	1,7	29,8	2,2
26,5	2,7	1,7	26,5	2,2
23,2	2,8	1,8	23,2	2,2
19,9	2,8	1,8	19,9	2,3
16,6	2,8	1,8	16,6	2,3
13,3	2,9	1,8	13,3	2.5
10	3,4	2,1	10	2,6
		ALUMINIUM
	punktowe		liniowe
F[N]	U[mV]	R[mΩ]	F[N]	U[mV]
10	106,4	66,5	10	170,5
13,3	75,2	47	13,3	140,3
16,6	57,3	35,8	16,6	71,2
19,9	22,2	13,9	19,9	47,5
23,2	21,6	13,5	23,2	46,5
26,5	20,5	12,8	26,5	38,3
29,8	17	10,6	29,8	27,5
26,5	27,3	17	26,5	34,6
23,2	32,7	20,4	23,2	39,1
19,9	30,3	18,9	19,9	46,1
16,6	32,4	20,2	16,6	63,2
13,3	50,5	31,6	13,3	86,5
10	104,3	65,2	10	141

4. Wykresy:

5. Wnioski:

• z wykresu zestyku punktowego przy stykach miedzianych widać, że jest to materiał o większym oporze prądu przepływającego w porównaniu do mosiądzu przy odpowiednich siłach docisku jednak jest mało wytrzymały na odkształcenia trwałe oraz rozszerzalność cieplną.

• inaczej jest dla styków wykonanych z aluminium. Wykresy wykazują że rezystancja najpierw wzrasta a potem maleje niemal że proporcjonalnie do podnoszenia siły docisku dla styków liniowych, lecz poprzez nagrzewanie materiał ten odkształca się i wykres nie jest już taki sam przy spadku siły docisku

• doświadczenie wykazało, że spośród badanych materiałów najlepszym przewodnikiem jest miedź oraz mosiądz natomiast najgorzej prąd przewodzi aluminium

• wraz ze wzrostem nacisku dla mosiądzu i aluminium w zestyku liniowym zmniejsza się oporność na zestyku

• połączenia punktowe dla miedzi posiadają większe rezystancje niż połączenia liniowe

• w naszym doświadczeniu najpierw zwiększamy, a następnie zmniejszamy siłę docisku, można zauważyć, że dla tych samych wartości sił, rezystancja w pierwszym przypadku jest nieco wyższa od drugiego. Fakt ten tłumaczy powstawanie minimalnych odkształceń w zestykach, co prowadzi do zmniejszenia rezystancji.

• wykres dla aluminium wykazuje że rezystancja w zestyku liniowym nie maleje proporcjonalnie do podnoszenia siły docisku, wykres ten całkowicie odbiega od reszty

• na podstawie wykresu wartości rezystancji w funkcji siły docisku R=f(F) dla styków mosiężnych zauważamy, że wartość rezystancji dla zestyku liniowego jest przy tej samej sile docisku większa od rezystancji przy zestyku punktowym. Oba wykresy dowodzą że przy większej sile docisku wartość rezystancji maleje.

• w przypadku styków mosiężnych najbardziej korzystny jest zestyk punktowy, gdyż odznacza się najmniejszą wartością rezystancji

• analizując wyniki jakie uzyskaliśmy w doświadczeniu należy zauważyć znaczny wpływ błędów grubych bądź przypadkowych rzutujących na wyniki pomiarów. Są to wpływ drgań od kroków osób przechodzących w laboratorium jak i samych uczestników badań, które wywoływały skokowy wzrost bądź spadek siły docisku zestyku fałszując wyniki pomiarów

• oporność dla aluminium w zestyku punktowym jest niemal że cały czas identyczna

• odskok na wykresie miedzi dla zestyku punktowego przy ostatnim pomiarze spadku siły może być spowodowany przez nas , mianowicie złym odczytaniem pomiarów

• miedź w zestykach liniowych, bez względu na wzrost czy spadek siły docisku oporność ma cały czas bardzo podobną, tak samo jest dla mosiądzu w zestykach punktowych