POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE
LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ		Ćwicz. nr 4
TEMAT: Badanie podstawowych własności materiałów przewodzących		DATA:
WYKONAŁ:	GRUPA:	OCENA:

1.Cel ćwiczenia:

Celem pierwszej części ćwiczenia jest określenie rezystywności trzech metali : konstantanu, miedzi i żelaza także wyznaczenie temperaturowego współczynnika rezystywności dla tych trzech metali. Celem drugiej części ćwiczenia jest pomiar oraz porównanie rezystancji zestykowej wyłączników o różnym stopniu wyeksploatowania

2.Schemat układu pomiarowego

a)schemat układu

gdzie:

1,2,3 - próbki wykonane z badanych metali

4 - pojemnik z rozgrzanym powietrzem

5 - grzałka

T - miernik temperatury TES 1310 Type-K

Ω- omomierz MXD-466A

b) Tabela pomiarowa

l.p	Temperatura	Rezystancja
		C	Cu	Fe	K
				Ω	Ω	Ω
1	140	12,83	16,100	25,100
2	130	12,79	15,440	25,040
3	120	12,71	14,940	25,100
4	110	12,64	14,460	25,190
5	100	12,57	14,010	25,300
6	90	12,47	13,550	25,420
7	80	12,39	13,120	25,580
8	70	12,3	12,750	25,740
9	60	12,17	12,340	25,880
10	50	12,04	12,010	26,040
11	40	11,95	11,65	26,25
12	20	11,8	10,85	26,62

c) Dane próbek

przewodnik	średnica	długość	przekrój
-	[m]	[m]	[m2]
miedz	0,0001	3,11	0,000000007854
żelazo	0,00035	3,11	0,000000096212
konstantan	0,00035	3,11	0,000000096212

d) tabela obliczeń

Temperatura	Rezystywnosć
C	Cu		Fe		K
		Ω*m	α	Ω*m	α	Ω*m	α
					1/K			1/K		1/K
140	0,0000000324	0,00072740	0,0000004981	0,00403226	0,0000007765	-0,00047583
130	0,0000000323	0,00076271	0,0000004777	0,00384583	0,0000007746	-0,00053958
120	0,0000000321	0,00077119	0,0000004622	0,00376959	0,0000007765	-0,00057100
110	0,0000000319	0,00079096	0,0000004473	0,00369688	0,0000007793	-0,00059688
100	0,0000000317	0,00081568	0,0000004334	0,00364055	0,0000007827	-0,00061983
90	0,0000000315	0,00081114	0,0000004192	0,00355497	0,0000007864	-0,00064398
80	0,0000000313	0,00083333	0,0000004059	0,00348694	0,0000007913	-0,00065114
70	0,0000000311	0,00084746	0,0000003944	0,00350230	0,0000007963	-0,00066116
60	0,0000000307	0,00078390	0,0000003818	0,00343318	0,0000008006	-0,00069497
50	0,0000000304	0,00067797	0,0000003715	0,00356375	0,0000008056	-0,00072627
40	0,0000000302	0,00063559	0,0000003604	0,00368664	0,0000008121	-0,00069497
20	0,0000000298		0,0000003357		0,0000008235	0,00
	α średnie:	0,00076885	α średnie:	0,00365572	α średnie:	-0,00062506

e) Przykładowe obliczenia dla miedzi :

Przykładowe obliczenia dla miedzi :

,

f) charakterystyka rezystancji w zależności od zmian temperatury dla trzech próbek jednocześnie

4. Pomiar rezystancji zestykowej wyłączników

a) schemat układu pomiarowego do pomiaru rezystancji zestykowej wyłączników

TMT- 5

b)Tabela pomiarowa

nr wyłacznika	liczba cykli	Rezystancja zestykowa
-	-	mΩ	mΩ	mΩ	średnia
1	10000	89	75	66	76,66667
2	2000	74	75	19,6	56,2
3	0	12	12,2	11,9	12,03333
4	10000	125	66	62	84,33333
5(Cu)	0	50	35	32	39
6	0	15,5	16	15,5	15,66667

c) Charakterystyka zależności rezystancji zestykowej w zależności od liczby cyklów pracy dla wyłącznika ze stykami zbudowanymi z posrebrzanej miedzi

5.Wnioski

Rezystancja miedzi rośnie liniowo. Współczynnik temperaturowy miedzi zmienia się liniowo w odróżnieniu do współczynnika temperaturowego żelaza, który rośnie wykładniczo. Dlatego zależność rezystancji od temperatury jest również liniowa. Dzięki tej właściwości miedzi stosuje się ją na przewodniki w energetyce i ogólnie pojętej elektrotechnice. Jak wynika z charakterystyki rezystancja żelaza rosła wykładniczo wraz ze wzrostem temperatury. Prawdopodobnie nie badaliśmy drutu wykonanego z czystego żelaza, czyli ferrytu. Rezystancja konstantanu wraz ze wzrostem temperatury spada. Konstantan jak widać charakteryzuje się ujemnym współczynnikiem rezystancji. Spowodowane jest to tym, że wzrasta energia elektronów wraz ze wzrostem temperatury. Dzięki temu elektrony z pasma walencyjnego przechodzą do pasma przewodzenia i zwiększa się przewodność, a co za tym idzie spada rezystancja.

Rezystancja zestykowa wyłączników rośnie gwałtownie na początku użytkowania wyłącznika. Potem wzrost rezystancji jest już niewielki. Jak wynika z pomiarów na wzrost rezystancji zestykowej maja tez wpływ materiały użyte do wykonania zestyku. Najmniejszą rezystancje maja wyłączniki z miedzianymi zestykami, pokrytymi srebrem. Dość dużą rezystancje mają wyłączniki z stykami wykonanymi tylko z miedzi. Z oczywistych względów korzystne jest stosowanie wyłączników z posrebrzanymi stykami. Zmniejsza to tzw. „grzanie” się styków wyłącznika, a co za tym idzie zwiększa jego trwałość.

---