regulator
temperatury
miernik oporu
1 - termistor
2 - pozystor
3 - konstantan
4 - nikiel
12 3 4
Rys.3. Schemat obwodu elektrycznego do wyznaczania zależności oporu elektrycznego od temperatury
mentów w funkcji temperatury, która rośnie w sposób ciągły, w przybliżeniu jednostajnie. Pomiary wykonać w zakresie od 20°C do 90°C, odczytując opór co 5°C (zawsze w tej samej kolejności!). Uzyskane wyniki wpisywać do tabeli 1.
5. Po zakończeniu pomiarów wyłączyć piecyk i otworzyć jego pokrywą. Ustawić wiatraczek w pozycji chłodzącej wnętrze piecyka, a następnie włączyć go.
Tabela 1
t °c |
T K |
-^Ni a |
R-konst Q |
R-term Q |
Rpoz a |
1. Uzyskane wyniki pomiarów R = fit) dla wszystkich rezystorów nanieść w skali liniowej na jeden arkusz papieru milimetrowego (formatu A-4) i wykreślić przy użyciu krzywki odpowiednie krzywe (patrz: str.24). Stosować różne oznaczenia punktów pomiarowych dla poszczególnych rezystorów np. +, o, x, * lub różne kolory.
Uwaga-, wykres dla pozystora należy wykonać w innej skali niż dla pozostałych elementów, tak żeby nie wyszły one ,.płaskie” (str.24).
Niezależnie od tego wykresu odręcznego można do sprawozdania dołączyć wykresy komputerowe.
2. Dla niklu zależność oporu od temperatury (wyrażonej w °C) daną wzorem (2) można przepisać w postaci:
Rf = OlRąt + Rq ,
gdzie i?, jest oporem w temperaturze t, Ro - oporem w 0°C.
Obliczając współczynniki regresji liniowej (z dopasowania funkcji y~ax + b programem WykresLab) należy znaleźć opór Rq i niepewność Mo oraz współczynnik temperaturowy oporu a\ niepewność A cc.
3. Dla termistora należy wyznaczyć współczynniki A i B we wzorze (4) z dopasowania funkcji y = aex!b do wyników pomiarowych .
b. Korzystając z wyrażenia (5) i wykorzystując uprzednio obliczoną stałą B obliczyć a dla wzrastających temperatur, np. 20°C, 30°C, ... 90°C. Sporządzić odpowiednią tabelę i wykonać wykres a=j[f). d. Zapisać zależność oporu termistora od T w postaci wykładniczej danej wzorem (4).
4. Obliczyć współczynnik cc dla pozystora w paru wybranych temperaturach metodą różniczkowania graficznego. Należy w tym celu wykreślić styczne do krzywej R-J[t) dla pozystora w wybranych temperaturach, a następnie obliczyć współczynniki kierunkowe a = AR/AT wykreślonych stycznych (pochodna funkcji w danym punkcie jest równa współczynnikowi kierunkowemu stycznej do wykresu funkcji). Następnie policzyć współczynniki a:
1 AR
a~ R(t) AT '
5. Dokonać analizy przebiegu zmienności oporu w funkcji temperatury dla przebadanych rezystorów i opisać to we wnioskach na końcu sprawozdania.
Literatura
[1] W.J. Sawieliew: Kurs fizyki, t.3. PWN, Warszawa 1989, s. 227 i n.
[2] A.K. Wróblewski, J.A. Zakrzewski: Wstęp do fizyki, t. 2, cz. 2. PWN, Warszawa 1991, s.151 i n.
[3] Z. Cymbrykiewicz, J. Chmielewski: Pozystory - termistory o dodatnim współczynniku rezystancji, Przegląd Elektroniczny nr 1, 1971.