Rok akademicki 1997/98	Laboratorium z fizyki
Nr ćwiczenia: 21	Charakterystyka prądowo-napięciowa oporników nie linowych
Wydział: Elektronika Kierunek: I.K.	TOMASZ SUCHOCKI
Data wykonania 1998-03-06	Ocena		Data zaliczenia	Podpis
	T
	S

1. WSTĘP.

Oporniki, których opór zmienia się wraz ze zmianą pewnego parametru, nazywamy opornikami nieliniowymi. W naszym doświadczeniu badamy charakterystyki termistora i warystora.

Termistor, symbol NTC, jest opornikiem półprzewodnikowym, którego opór w silnym stopniu zależy od temperatury. Ponieważ termistory mają ujemny współczynnik temperaturowy oporu, więc ich opór z temperaturą maleje.

Warystor, symbol VDR, jest opornikiem półprzewodnikowym, którego opór zależy od przyłożonego pola elektrycznego. Opór warystora zależy od wartości przyłożonego napięcia.

Pomiar polegał na wyznaczeniu charakterystyk prądowo-napięciowych metodą techniczną dla termistora i warystora, a następnie na odpowiednim przekształceniu algebraicznym otrzymanych wyników.

2. SCHEMAT UKŁADU POMIAROWEGO.

+ NTC

Zasilacz regulowany

ZT 98-3

_

Układ pomiarowy do badania charakterystyki napięciowo-prądowej termistora typu NTC

+ VDR

Zasilacz regulowany

IZS 5/71

_

Układ pomiarowy do badania charakterystyki napięciowo-prądowej warystora typu

VDR

3. OCENA DOKŁADNOŚCI POJEDYNCZYCH POMIARÓW.

Dla badania termistora:

miliamperomierz : klasa 0,5 zakres 75mA I=0,375mA

woltomierz : klasa 0,3 + 1 dgt zakres 200V V=0,7V

Dla badania warystora:

mikroamperomierz : klasa 0,5 zakres 750A I=3,75A

4. TABELE POMIAROWE.

Tabela 1. Termistor.
Lp.	I [ mA ]	U [V]	R t [Ω}
1	10	17	1700,0
2	15	20	1333,3
3	20	22	1100,0
4	25	22	880,0
5	30	22	733,3
6	35	22	628,6
7	40	21	525,0
8	45	21	466,7
9	50	21	420,0
10	100	19	190,0
11	150	17	113,3
12	200	16	80,0
13	250	16	64,0
14	300	15	50,0

Tabela 2. Warystor.
Lp.	I [μA]	U [V]	Rw [MΩ]	ln (I)	ln (U)	b
1	0	0	0
2	30	10	0,33	3,40	2,30	1,00
3	50	20	0,40	3,91	3,00	1,25
4	60	30	0,50	4,09	3,40	2,00
5	80	40	0,50	4,38	3,69	1,00
6	100	50	0,50	4,61	3,91	1,00
7	130	60	0,46	4,87	4,09	0,72
8	170	70	0,41	5,14	4,25	0,61
9	240	80	0,33	5,48	4,38	0,43
10	340	90	0,26	5,83	4,50	0,38
11	500	100	0,20	6,21	4,61	0,31
					Średnia :	0,49

5. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA WIELKOŚCI ZŁOŻONYCH.

Rezystancja termistora:

Dla U = 15 V , I = 300 mA

R_T = 50 Ω

Rezystancja warystora:

Dla U = 100 V , I = 500 mA

R_V = 0,2 MΩ

Wartość współczynnika :

b = 0,31

6. RACHUNEK BŁĘDÓW.

Błąd maksymalny:

Pomiar rezystancji termistora :

Dla U = 15 V , I = 300 mA , DU = 0,7 V , DI = 0,375 mA

dR / R = S

S = 0,05

Pomiar rezystancji warystora :

Dla U = 100 V , I = 500 mA , ΔU = 0,7 V , ΔI = 3,75 mA

dR/R = S

S = 0,014

Błąd odczytu wartości współczynnika ln C z wykresu przyjęto równy błędowi pomiaru napięcia = 0,022

ln C = 3,5 C=33,12

7. ZESTAWIENIE WYNIKÓW.

Wartości rezystancji termistora i warystora umieszczono w tabelach.

Określony z wykresu parametr C = 33,12 0,73

Określony parametr (wartość średnia) = 0,5

8. UWAGI I WNIOSKI.

Wyniki pomiaru rezystancji warystora są obarczone bardzo dużym błędem, który jest spowodowany używaniem niewłaściwego amperomierza (zakres 750 A) do pomiarów wartości nie przekraczających 5A Błąd ten można wyeliminować z ćwiczenia poprzez użycie miernika o mniejszym zakresie pomiarowym, np. 10 A lub 50 A.

Aby zbadać charakterystykę warystora w szerszym zakresie, należałoby użyć zasilacza o większym napięciu ( np. 100 V ) lub innego typu warystora.

Dodatkowe błędy w pomiarze rezystancji termistora mogło wprowadzać nierównomierne w czasie odczytywanie wyników z mierników. Aby temu zapobiec, należałoby albo dokonywać pomiary co równo wyznaczony okres czasu ( np. 3 minuty) lub po takim czasie, że wskazania mierników nie będą już ulegać zmianie w funkcji czasu ( ok. 10 minut).

A

V

A

V

---