AGH Materiałoznastwo Elektrotechniczne Laboratorium				Grupa 2: Paweł Mikrut Seweryn Kwieciński Łukasz Uszko Damian Barczyk Igor Parka Rafał Kaszyca Tomasz Jedynak Łukasz Gębarowski
^wydział EAIiE	^rok akademicki 2011/2012		^rok studiów II
Temat : Ćwiczenie 7 Badanie charakterystyk rezystorów nieliniowych
^data wykonania 08.12.2011		^data zaliczenia			^ocena

1. Wyznaczanie charakterystyki temperaturowej termistorów.

1. 
   układ pomiarowy:

2. tabela pomiarowa i wykresy:

Termistor nr		1	2	3	4	5	6
Napięcie [mV]	Temperatura [C]	Rezystancja [kΩ]			Rezystancja [Ω]
0,70	21	0,466	0,62	3,13	128,2	12,3	65,3
0,98	28	0,374	0,469	2,48	95,7	12,3	54,5
1,30	36	0,292	0,33	1,89	69,2	12,3	43,7
1,60	43,5	0,235	0,24	1,445	51,3	12,3	35,1
1,90	51	0,19	171,3	1,1	38,1	12,3	27,9

3. wyznaczenie parametrów badanych termistorów:

gdzie: R_T0,R_T - rezystancja termistora w temperaturze To i T,

B - stała wyznaczona doświadczalnie ze wzoru:

Termistor nr	1	2	3	4	5	6
Stała B	32,029	-200,686	37,332	43,318	0	30,358

Temperaturowy współczynnik rezystancji charakteryzuje zmiana

rezystancji termistora pod działaniem temperatury:

2. Badanie warystorów:

1. układ pomiarowy:

2. tabele i wykresy pomiarowe:

Warystor Nr 2
Przyłożone napięcie [V]	Nateżęnie prądu [uA]
100	>0,1
200	>0,1
300	0,3
400	9,3
420	18,2
440	39
460	90
480	236
500	840
510	1850
520	4800
530	>5000

Warystor Nr 4
Przyłożone napięcie [V]	Natężenie prądu [uA]
100	3,1
300	45,3
500	244
600	532
700	1090
750	1530
800	2140
830	3050
900	4500

Warystor Nr 5
Przyłożone napięcie [V]	Natężenie prądu [uA]
100	0,1
200	0,9
300	8,5
380	600
390	1530
400	4800

Warystor Nr 7
Przyłożone napięcie [V]	Natężenie prądu [uA]
500	1,8
800	9
1000	19,6
1200	39,2
1400	74
1600	140
1800	300
1900	570
2000	2800

Warystor Nr 8
Przyłożone napięcie [V]	Natężenie prądu [uA]
200	8,6
300	28
400	63,7
500	146,9
600	304
700	629
800	1240
900	2400
920	2800
950	3550
980	4700

3. wyznaczanie parametrów C i β badanych warystorów:

Charakterystykę napięciowo - prądową warystora można aproksymować wzorem:

gdzie: U - napięcie warystora [V]

I - prąd warystora [A]

C - stała [-]

β - współczynnik nieliniowości

Dla interpretacji graficznej stałych C i β logarytmuje się obustronnie równanie aproksymujące:

i wykreśla się zależność lgU=f(lgI), która wyraża się linią prostą. Długość odcinka OB. Jest równa lgC, a stosunek b/a jest równy współczynnikowi nieliniowości β.

Wyliczenie stałych warystora w praktyce sprowadza się do wykorzystania wzorów:

	WARYSTORY:
		2	4	5	7	8
β	0,055	0,296	0,115	0,198	0,245
C	735,09	5064,45	862,64	8103,08	3983,83

3. Wnioski:

W ćwiczeniu wyznaczaliśmy charakterystyki rezystorów nieliniowych: termistorów i warystorów.

Termistory są to elementy, które cechuje zmiana rezystancji w funkcji zmian temperatury.

Zbadaliśmy 6 termistorów. Z zamieszczonych charakterystyk wynika, że pierwsze cztery są termistorami o ujemnym współczynniku temperaturowym, piąty termistor jest termistorem o skokowej zmianie rezystancji (niestety nie udało nam się osiągnąć odpowiedniej temperatury do zmiany rezystancji, wobec czego jego charakterystyka jest linią prostą). Pomiaru temperatury dokonaliśmy dwóch termopar żelazo - konstantan o stałej wynoszącej 0,04mV/1K. Jedna z termopar służyła jako termopara odniesienia (umieszczona była w termosie z lodem), dzięki czemu wskazania woltomierza z drugiej termopary (odniesione do temperatury 0°C) można było bezpośrednio przeliczać na stopnie Celsjusza. Po wykonaniu pomiarów wyznaczyliśmy stałe dla pierwszych czterech termistorów - widać, że im większy współczynnik B, tym bardziej stroma jest charakterystyka danego termistora.

Termistory stosuje się do:

• pomiaru temperatury,

• kompensacji temperaturowych zmian rezystancji obwodów elektrycznych,

• stabilizacji napięcia,

• zabezpieczenia urządzeń w przekaźnikach rozruchowych i czasowych,

O konkretnym zastosowaniu termistora decyduje oczywiście jego budowa oraz materiał, z którego został wykonany.

W dalszej części ćwiczenia wyznaczaliśmy charakterystyki dla wybranych warystorów. Wyniki pomiarów zamieszczone są w odpowiedniej tabeli, oraz zilustrowane odpowiednimi wykresami. Na podstawie wykresów widać, że warystory mogą służyć (i służą) jako stabilizatory napięć (w układach niskiego napięcia) oraz jako elementy ograniczników napięć.

Dawniej stosowano warystory węglika krzemu (SiC), które ustąpiły (z powodu swojej zawodności) miejsca warystorom z tlenków metali (ok. 97% - ZnO, pozostałe 3% - Bi₂O₃, Co₂O₃, Sb₂O₃ i inne).