1. Opis ćwiczenia.

Celem ćwiczenia były pomiary rezystancji metodą woltomierza i amperomierza oraz badanie rezystora nieliniowego prądem stałym.

2. Schemat układu pomiarowego.

3. Spis przyrządów.

• omomierz cyfrowy „Metex”

• 
  
  omomierz magnetoelektryczny, typ 303958, kl. 1,5

• 
  
  omomierz magnetoelektryczny ilorazowy, typ M218, kl. 1,5

• miliamperomierz magnetoelektryczny, kl. 0,5

• woltomierz magnetoelektryczny, kl. 0,5

4. Wyniki pomiarów i analiza dokładności.

1. Pomiar rezystancji rezystora liniowego za pomocą różnych omomierzy:

Omomierz cyfrowy:

R_x = 1,469 k

Omomierz magnetoelektryczny:

R_x = 1,40 k

Omomierz ilorazowy:

R_x = 1,475 k

Analiza dokładności:

Pomiar rezystancji omomierzem cyfrowym był dokonywany na zakresie 20k Błąd przyrządu jest wtedy równy 0,15% wartości wskazanej plus 3 W naszym przypadku po jego uwzględnieniu wartość R_x będzie wynosiła (1,469  ,5) k

W przypadku dwóch pozostałych omomierzy ich uchyb jest podawany w % długości podziałki. Nie znamy jej długości przez co nie możemy obliczyć błędu. Podawane przez te mierniki wartości będą więc jedynie wartościami orientacyjnymi.

2. Pomiar rezystancji rezystora nieliniowego za pomocą różnych omomierzy:

Omomierz cyfrowy:

R_x = 3,675 k

Omomierz magnetoelektryczny:

R_x = 2,20 k

Omomierz ilorazowy:

R_x = 1,340 k

Analiza dokładności:

Analogicznie jak w powyższym pomiarze. Wartość podana przez omomierz cyfrowy - R_x = (3,675  ,9) 

3. Pomiar rezystancji rezystora nieliniowego za pomocą amperomierza i woltomierza:

Pomiaru tego dokonaliśmy w układzie pomiarowym przedstawionym na rysunku. Najpierw określiliśmy na jakich zakresach będziemy mierzyć prąd i napięcie. Dla amperomierza było to 7,5 mA, a dla woltomierza 7,5 V. Następnie obliczyliśmy rezystancję wewnętrzną amperomierza R_A = 12  i rezystancję wewnętrzną woltomierza R_V = 7,5 k Jako, że wartość R_x była większa od
dlatego też do pomiaru wykorzystaliśmy układ o poprawnie mierzonym prądzie. Pomiary dokonywaliśmy zarówno dla dodatnich i ujemnych napięć zasilających. Wyniki umieściliśmy w tabeli.

Uzasilacza	IA = IX	UV	UX = UV - RAIA
[V]	[mA]	[V]	[V]
-7,1	-6,00  0,04	-7,22  0,04	-7,15  0,04
-6,1	-5,00  0,04	-6,23  0,04	-6,17  0,04
-5,1	-4,00  0,04	-5,23  0,04	-5,18  0,04
-4,1	-3,00  0,04	-4,25  0,04	-4,21  0,04
-3,1	-2,00  0,04	-3,22  0,04	-3,20  0,04
-2,1	-1,00  0,04	-2,12  0,04	-2,11  0,04
2,1	1,00  0,04	2,14  0,04	2,13  0,04
2,8	2,00  0,04	2,91  0,04	2,89  0,04
3,4	3,00  0,04	3,49  0,04	3,45  0,04
3,9	4,00  0,04	4,02  0,04	3,97  0,04
4,5	5,00  0,04	4,58  0,04	4,52  0,04
4,9	6,00  0,04	5,08  0,04	5,01  0,04
5,4	7,00  0,04	5,58  0,04	5,50  0,04

Na podstawie pomiarów możemy wyznaczyć rezystancję rezystora nieliniowego w konkretnym punkcie, ponieważ R_x = f (U_x , I_x).

Poprawną wartość U_x wyznaczamy ze wzoru U_X = U_V - R_AI_A, ponieważ na amperomierzu odłoży się napięcie U_A.

Wartość rezystancji R_x wyznaczamy z prawa Ohma R_x =
.

Dla U_x = 3,45 V i I_A = 3 mA, R_x będzie wynosiło 1,15 k

Analiza dokładności:

Wartość R_x wyznaczamy poprzez pomiar pośredni, tak więc niepewność tego pomiaru będzie wynosiła:

Ostatecznie R_x = (1,150  0,013) k

5. Wykres.

Zależność napięcia od prądu w rezystorze nieliniowym U_X = f(I_X).

6. Wnioski.

W powyższym ćwiczeniu dokonywaliśmy pomiaru rezystancji metodą amperomierza i woltomierza. Metoda ta jest bardzo przydatna do wykreślania charakterystyk prądowo-napięciowych rezystorów nieliniowych. Mierząc wartość rezystancji rezystora liniowego różnymi omomierzami otrzymujemy zbliżone do siebie wyniki. Tak jednak nie jest w przypadku rezystora nieliniowego. Jak możemy zauważyć na podstawie naszych pomiarów, wartość jego rezystancji jest różna w zależności od tego jakim typem miernika ją mierzymy. Wynika to z tego, że różne mierniki mają różne napięcia zasilające. W ten sposób przez rezystor popłynie za każdym razem inny prąd. Zależność pomiędzy napięciem a prądem jest w tym wypadku nieliniowa, dlatego dla różnych napięć zasilania otrzymujemy różne wartości rezystancji. Konkretną wartość rezystancji możemy obliczyć jedynie w danym punkcie charakterystyki.

R_X = U_X / I_X

---