LABORATORIUM ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI	Rok akad. 2013/2014
		Rodzaj studiów: MT_SI
Temat ćwiczenia: Rezystancyjne elementy nieliniowe
Skład sekcji: 1.Buczek Anna 2.Budziszewska Magdalena 3.Lasok Sandra 4.Melska Martyna 5.Myśliwiec Magdalena 6.Major Błażej 7.Mozgol Filip 8.Soja Mateusz	Kierunek: IM Semestr: VI Grupa: 1 Sekcja: 2
	Prowadzący: Dr inż. A. Piwowar
Data wykonania: 2014.04.8	Data oddania: 2014.04.08	Ocena:

1. Wstęp

Elementem nieliniowym nazywamy element, którego charakterystyka prądowo-napięciowa nie jest linią prostą. Nieliniowość charakterystyki elementu nieliniowego uwarunkowana jest zależnością jego rezystancji od wartości i zwrotu prądu w tym elemencie lub występującego na nim napięcia.

Charakterystyka elementu nieliniowego może być przedstawiona w postaci jednej krzywej (dla elementu niesterowanego, jakim może być np. żarówka, bareter, dioda próżniowa czy półprzewodnikowa) lub rodziny krzywych- dla elementów sterowanych dodatkowym czynnikiem sterującym (np. lampy próżniowe wieloelektrodowe, tranzystory). [1]

2. Przyczyny nieliniowości

Nieliniowa zależność prądu i napięcia rezystora nieliniowego ma swe źródło bezpośrednio w fizycznej naturze przepływu prądu przez rezystor, bądź jest spowodowana ubocznymi skutkami przepływu prądu, np. nagrzewaniem się ośrodka przewodzącego.

Najczęściej spotykane przyczyny nieliniowości:

• Zmiana rezystancji ośrodka przewodzącego pod wpływem zmiany temperatury spowodowanej przepływem prądu,

• Autoemisja, tj. generacja nośników pod wpływem pola elektrycznego,

• Jonizacja ośrodka podczas przepływu prądu (lampy gazowe z zimną lub gorącą katodą, łuk elektryczny),

• Rozkład ładunku przestrzennego w lampach próżniowych z przewodnictwem niesamoistnym,

• Emisja wtórna pod wpływem bombardowania elektrod elektronami o dostatecznie dużej energii,

• Zmiana równowagi termodynamicznej złączy półprzewodnikowych pod działaniem napięcia i prądu złącza (diody, tranzystory).

  2. tutaj ma być odpowiedź na pytanie: dowiedzieć się, co w przypadku, gdy R nieliniowe są połączone szeregowo lub równolegle

1. Część laboratoryjna

2.1 Badanie żarówki

Rys. 1. Schemat charakterystyki żarówki

Tabela nr 1

Rs1	Rs2	Rs3	Rs4	Rs5	Rs6	Rs7	Rs8	Rs9	Rs10
U [V]	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5
I [A]	10	14	17	20	22	25	27	30	31

Dane pobrane podczas ćwiczenia.

Obliczanie rezystencji statycznej wg wzoru:

$Rs = \frac{U}{I}$ (2.1.1)

Gdzie:

Rs – Rezystancja statyczna,

U – Napięcie [V],

I – Natężenie [A].

Tabela nr 2

Rs1	Rs2	Rs3	Rs4	Rs5	Rs6	Rs7	Rs8	Rs9	R1s0
0,05	0,071429	0,088235	0,1	0,113636	0,12	0,12963	0,133333	0,145161	0,16129

Rys. 2. Aproksymowany wykres zależności natężenia do napięcia.

2. Badanie rezystora typu „S”

Rys. 3. Schemat charakterystyki rezystora typu „S”

Tabela nr 3

U [V]	I [mA]
3,2	0,2
3,6	0,4
4,2	0,42
3,8	0,5
1,6	0,52
0,7	0,54
0,6	0,6
0,8	0,66
0,9	0,8
0,9	0,9
1	1
1,1	1,2
1,4	2,01
2	4
3,1	8
3,8	10
4,4	15
5,7	18
5,8	20

Dane pobrane podczas ćwiczenia.

Obliczanie rezystencji dynamicznej ze wzoru:

$Rd = \frac{U}{I} = (\frac{\left| U2 - U1 \right|}{\left| I2 - I1 \right|})$ (2.2.1)

Gdzie:

Rd – Rezystancja dynamiczna,

U – Napięcie [A],

I – Natężenie [A].

Tabela nr 4

Rd1	2
Rd2	30
Rd3	5
Rd4	110
Rd5	45
Rd6	1,666667
Rd7	3,333333
Rd8	0,714286
Rd9	0,8
Rd10	0,2
Rd11	0,5
Rd12	0,37037
Rd13	0,301508
Rd14	0,275
Rd15	0,35
Rd16	0,12
Rd17	0,433333
Rd18	0,05

Rys. 5. Aproksymowany wykres zależności natężenia do napięcia.

Ze względu na za małą ilość pomiarów wykres nie wygląda tak jak standardowy wykres rezystancji dynamicznej.

1. Wnioski

agsdg

Literatura:

[1] J. Forenc, Obwody rezystancyjne nieliniowe, Politechnika Białostocka, Białystok 2009.

[2] L. Czarnecki, M. Pasko, Laboratorium elektrotechniki teoretycznej część I, Politechnika Śląska, wydanie II, Gliwice 1990.