INFORMATYKA
I ROK
|
GRZEGORZ PRZEWOCKI
grupa C1 godz. 7.30 |
17.03.1995 |
BADANIE ZALENOCI TEMPERATUROWEJ OPORU PPRZEWODNIKA |
OPIS WICZENIA
Celem wiczenia byo wyznaczenie charakterystyki prdowo - napiciowej i zalenoci rezystancji termistora w funkcji temperatury. Pomiarw napicia i prdu dokonywano w dwch przypadkach:
- termistor w temperaturze pokojowej;
- termistor w glicerynie (jako cieczy chodzcej).
W drugiej czci wiczenia termistor by zanurzony w cieczy (glicerynie), ktrej temperatur zwikszano od temperatury pokojowej okoo 20C do temperatury okoo 100C. Pomiarw rezystancji dokonywano mostkiem Wheatstone'a.
UKADY POMIAROWE
- a) do zdejmowania charakterystyk prdowo - napiciowych,
- b) do wyznaczenia zalenoci rezystancji od temperatury.
a)
b)
TABELE POMIARW
Tabelka przedstawia wartoci napicia i prdu mierzonego w ukadzie a), wpowietrzu i glicerynie.
U [V] |
I [mA] |
|
15 |
20.9 |
|
20 |
31.9 |
|
25 |
40.4 |
|
30 |
46.6 |
|
35 |
52.8 |
|
40 |
58.8 |
|
45 |
64.1 |
|
50 |
69.0 |
|
55 |
73.2 |
|
60 |
77.4 |
|
65 |
85.0 |
|
70 |
85.8 |
|
80 |
90.4 |
|
Tabelka przedstawia wartoci rezystancji i temperatury mierzonej w ukadzie b), z termistorem znajdujcym si w kpieli glicerynowej:
R [] |
lnR |
t [C] |
T [K] |
|
580 |
6.36 |
30 |
303 |
3.30 |
480 |
6.17 |
40 |
313 |
3.19 |
340 |
5.82 |
50 |
323 |
3.09 |
260 |
5.56 |
60 |
333 |
3.00 |
230 |
5.43 |
70 |
343 |
2.91 |
180 |
5.19 |
80 |
353 |
2.83 |
155 |
5.04 |
90 |
363 |
2.75 |
140 |
4.94 |
95 |
368 |
2.71 |
4. Rachunek i dyskusja bdw:
4.1. Bd bezwzgldny pomiaru napicia:
gdzie:
Z - zakres pomiarowy,
K - klasa dokadnoci miernika,
d - bd odczytu z miernika (jedna dziaka),
4.2. Bd wzgldny pomiaru napicia wyznaczamy ze wzoru:
d wynosi dla poszczeglnych pomiarw napi odpowiednio:
15V 18.3%
20V 13.7%
25V 11.0%
30V 9.1%
35V 7.8%
40V 6.8%
45V 6.1%
50V 5.5%
55V 5.0%
60V 4.58%
65V 4.23%
70V 3.92%
80V 3.43%
4.3. Uchyb wartoci prdu okrelamy:
w powietrzu: w glicerynie:
20.9mA 0.41mA 26.3mA 0.52mA
31.9mA 0.63mA 28.5 mA 0.57mA
40.4 mA 0.80mA 30.6 mA 0.69mA
46.6 mA 0.93mA 40.9 mA 0.81mA
52.8 mA 1.05mA 47.4 mA 0.94mA
58.8 mA 1.17mA 54.0 mA 1.08mA
64.1 mA 1.28mA 59.3 mA 1.18mA
69.0 mA 1.38mA 63.9 mA 1.27mA
73.2 mA 1.46mA 68.5 mA 1.37mA
77.4 mA 1.54mA 72.4 mA 1.44mA
85.0 mA 1.70mA 76.4 mA 1.52mA
85.8 mA 1.71mA 79.3 mA 1.58mA
90.4 mA 1.80mA 85.5 mA 1.71mA
4.4. Uchyb wartoci rezystancji wyznaczamy ze wzoru:
Wynosi on odpowiednio:
580 5.8
480 4.8
340 3.4
260 2.6
230 2.3
180 1.8
155 1.5
140 1.4
Energi aktywacji termistora wyznaczamy ze wzoru:
gdzie tga wyznaczamy z wykresu:
i wynosi ona:
.
Bd okrelenia energii aktywacji termistora zaley tylko od bdu okrelenia wartoci tga:
Energia aktywacji wynosi wic:
5. WNIOSKI KOCOWE
Z analizy wykresw przedstawiajcych zalenoci prdu w funkcji napicia w dwch przypadkach, gdy termistor znajduje si w powietrzu, oraz gdy termistor znajduje si w glicerynie mona okreli wpyw temperatyry otoczenia na warto rezystancji termistora.
Nakadajc wykresy na siebie zauwaymy, e wykres gdzie termistor by zanuony w cieczy chodzcej znajduje si poniej wykresu, kiedy termistor znajdowa si w powietrzu.
Mona std wycign wniosek, e temperatuta otoczenia ma wpyw na rezystancj w taki sposb, e przy okrelonym napiciu rezystancja jest wiksza wtedy, gdy temperatura jest mniejsza. Przez termistor pynie wwczas mniejszy prd.
Widzimy poza tym, e charakterystyka prdowo - napiciowa nie jest zalenoci liniow (przy staej temperaturze otoczenia). Dzieje si tak dlatego, e prd przepywajc przez element rezystancyjny powoduje zwikszanie jego temperatury, co w przypadku termistora powoduje nieliniowy przyrost rezystancji. Nie mona wic do termistora stosowa prawa Ohma.
6. WYKRESY WIELKOCI MIERZONYCH
Wykres zalenoci
jest funkcj liniow w zwizku z czym mona metod najmniejszych kwadratw wyznaczy prost okrelajc t zaleno.
Suma
kwadratw argumentw funkcji wynosi: 70.887;
suma
argumentw funkcji wynosi: 23.761;
suma
iloczynw wartoci i argumentw funkcji wynosi: 132.94;
suma
wartoci funkcji wynosi: 44,51;
ilo pomiarw = 8.
Std otrzymujemy ukad rwna:
w ktrym po wyliczeniu: a = 1.7,
b = 0.02.
Rwnanie funkcji przyjmuje posta: