Визначення питомого електричного опору

Ціль роботи: навчитися експериментально визначати питомий електричний опір провідникових матеріалів.

Теоретичні відомості

Питомий електричний опір - це основна характеристика провідникових матеріалів, застосовувана для оцінки їхньої електропровідності. Виміряється в одиницях Ом м. Для оцінки матеріалів високої електропровідності використаються одиниці виміру Ом мм² /м або Ом/см.

Співвідношення між цими одиницями:

1 Ом см = 10⁴ Ом мм²/м = 10^-2 Ом м

Питомий опір всіх матеріалів залежить від температури матеріалу. У металів питомий опір росте з підвищенням

температури, а в напівпровідників і діелектриків - зменшується. Ступінь зміни питомого опору від температури визначається значенням температурного коефіцієнта питомого опору а. По електропровідності всі матеріали діляться на 3 групи:

1. Провідники, р = 10^-6-10^-3 Ом см, а>0,

2. Напівпровідники, р=10^-4-10⁹ Ом см, а<0,

3. Діелектрики, р=10¹⁰-10²⁰ Ом см, а<0

Виконання роботи

1. Замірити довжину відрізка проведення l,

2. Мікрометром замірити діаметр проведення без ізоляції d,

3. Замірити опір відрізка проведення R,

4. Обчислити питомий опір p = RS/ l,

де S=πR² - перетин активної частини проведення.

5. Зробити висновок про матеріал проведення.

6. Повторити вимір й обчислення для зразка проведення з іншого матеріалу.

Зміст звіту.

Звіт повинен містити:

1. Перелік інструментів і приладів, використовуваних при вимірі з

вказівкою класів точності.

2. Результати вимірів із вказівкою можливої помилки виміру й з фіксацією одиниць виміру.

3. Результати обчислення питомого опору.

4. Висновки про матеріал проведення.

Контрольні питання

1. Які значення питомого електричного опору для міді, срібла, константану й манганіну?

2. Дайте визначення значень питомого опору для провідників, напівпровідників і діелектриків.

3. У яких одиницях виміряється питома електрична провідність?

4. Що характеризує температурний коефіцієнт питомого опору?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

Резистори

Ціль роботи: ознайомитися з номенклатурою, конструкцією й характеристиками постійних, змінних і подстроечных резисторів, використовуваних в електричних ланцюгах.

Теоретичні відомості

Резистор - це елемент, що володіє нормованим електричним опором. Включається в електричний ланцюг з метою створення необхідного режиму її роботи шляхом надання опору минаючий через нього електричному струму.

У конструкції резистора можна виділити складові частини:

1) робочу частину - провідний електричний струм шар речовини або провідних елементів;

2) діелектричну основу, що служить для розміщення робочої частини;

3) висновки, призначені для включення резистора в електричний ланцюг.

Залежно від матеріалу робочої частини, резистори можуть бути дротовими й недротяними.

Дротові резистори - виконані з металевого дроту, що має відносно великий питомий електричний опір (вольфрам, ніхром і т.д.). У недротяних резисторів як робоча частина використається шар, що робить опір минаючому електричному струму. Для цієї мети використають графіт (вуглець) або тонкий металевий шар, нанесений на діелектричну поверхню (наприклад, на керамічну підставу).

По конструкції резистори діляться на:

а) нерегульовані (постійні),

б) регульовані (змінні або подстроєчних).

Особливо слід зазначити терморизистори й фоторезистори.

Терморизистори називається недротяний резистор, опір якого значною мірою залежить від температури.

Фоторезистором називається напівпровідниковий резистор, опір якого зменшується при впливі світлового потоку у видимій або невидимій частині спектра.

Умовні графічні позначення резисторів на електричних схемах показані в табл. 3.1.

таблиця 3.1.

Найменування	Позначення
Резистор постійний	R
Резистор змінний	R
Резистор змінний здвоєний	R
Елемент нагрівальний	R
Терморизистор прямого підігріву	R
Варистор	R

Резистори характеризуються наступними параметрами:

1.Номінальна потужність розсіювання (Рном) - потужність, що може розсіюватися резистором тривалий час без неприпустимо великого перегріву. Значення Рном указується у ватах і входить у позначення резистора. Конкретні значення номінальних потужностей розсіювання у ватах установлюються відповідно ДО ДЕРЖСТАНДАРТУ 24013-80 і ДЕРЖСТАНДАРТ 10318-80 і вибираються з ряду: 0,01; 0,25; 0,05; 0,062; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 8; 10; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 160; 250; 500. Номінальна потужність розсіювання резисторів від 0,05 до 5 Вт позначається спеціальними знаками, що поміщають усередині умовного графічного позначення резистора (мал. 3.1.)

Мал. 3.1.

2.Номінальний опір Rном. Одиницею опору є Ом. Але в електрику часто користуються більшими одиницями опору. Це "кілоОм" й "мегаОм". Співвідношення між зазначеними одиницями наступне:

1 МОм = 10³ кОм = 10⁶ Ом

Номінальний опір указується на корпусі резисторів більших розмірів в Ом, кОм, Мом. На резисторах малих габаритів існує буквений код позначення одиниці виміру:

Е - Ом

К - кОм

М - Мом

Т - 1 млн Мом

Необхідно відзначити, що буква коду виконує роль коми. Наприклад: 4ДО7 означають, що опір резистора 4,7 кому, М51

це 0,51М0м.

Зазначені два параметри дозволяють, якщо буде потреба, обчислити припустимий струм і напругу на основі наведених співвідношень:

Рном=1²доп Rном = U²доп/Rном,

де Рном - потужність розсіювання, Вт

Iдоп - струм, А

Uдоп - напруга, В

Rном - опір, Ом

3.Максимальна напруга (Uдоп) - максимальна напруга постійного струму або діюче значення напруги змінного струму, що припустимо прикладати до висновків резистора.

Температурний коефіцієнт опору (ТКС) характеризує відносна зміна опору резистора при зміні температури на 1⁰С. Якщо при збільшенні температури опір збільшується, даний резистор володіє позитивним ТКС.

Для резистора вводять ще такі параметри як мінімальна робоча

температура й максимальна робоча температура.

Нашою промисловістю випускаються резистори різних марок. Маркування резисторів наноситься на корпус резистора за допомогою умовних позначок, що вказують тип резистора.

Наприклад:

ПЭ - дротовий емальований,

ПЭВ - дротовий емальований вологостійкий,

МЛТ - металізований лакований теплостійкий,

СП- опір змінне,

УЛМ – вуглекислий лакований малогабаритний.

На корпусі резистора, як правило, указується його тип і два умовних параметри: опір і потужність. Можуть бути зазначені додаткові дані, наприклад:

ПЭВ - 10-15 кому +-10% - дротовий емальований вологостійкий резистор потужністю 10Вт із опором 15 кому, причому завод-виготовлювач гарантує, що величина опору не відхиляється
від зазначеної більш ніж на +-10%.

Ряди номінальних значень резисторів нормовані з урахуванням допустимих відхилень від номінальних значень. Існує шість рядів: Е6, Е12, Е24 для резисторів з допуском +-5% і більше - Е48, Е96 й Е192 для резисторів з допуском менш +-5%. Чим більше номер ряду, тим більше дробовий крок зміни номіналу резистора.

Наприклад, значення ряду Е6 - 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7;

а ряду Е24 - 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,5; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,3; 4,7; 5,1; 5,6; 6,2; 6,8; 7,5; 8,2; 9,1.

Значення номіналів резисторів виходять шляхом множення чисел ряду на 10n, де n - ціле позитивне або негативне число.

Ряд відхилень, що допускають, також нормалізований. Допуски вказуються у відсотках відповідно до поруч:

+-0,001; +-0,002; +-0,005; +-0,01; +-0,02; +-0,05; +-0,1; +-0,25; +-0,5; +-1,0; +-2,0; +-5,0; +-10,0; +-20,0; +-30,0.

Чисельне значення потужності, номіналу опору й допуску вказуються на резисторі текстовим написом або умовними колірними позначеннями.

Змінні й підбудовані резистори характеризуються типом функціональної залежності величини опору від положення рухливого контакту: лінійні - типу А и нелінійні - типів Б, В, Е.

Вибір резистора для кожного конкретного випадку виробляється по сукупності його електричних, механічних і термічних параметрів.

Виконання роботи

1. Вивчити класифікацію резисторів по призначенню, стандартні ряди потужностей, номінальних значень і відхилень, що допускають.

2. Ознайомитися із системою умовних позначок і маркуванням резисторів.

3. Ознайомитися з конструкцією постійних недротяних і дротових резисторів широкого застосування.

4. Ознайомитися з конструкцією змінних і підбудованих резисторів.

Зміст звіту

Звіт повинен містити:

1. Опис конструкції, характеристик й області застосування одного з типів резистора за вказівкою викладача.

2. Ескіз конструкції описуваного резистора з дотриманням масштабу

Контрольні питання

1. Чим відрізняються прецизійні резистори?

2. Яка еквівалентна потужність резистора, отриманого паралельним або послідовним з'єднанням двох резисторів потужністю 1 Вт кожен?

3. Що собою представляє ряд Е12 номінальних значень резисторів?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

Конденсатори

Ціль роботи: ознайомитися з номенклатурою, конструкцією й характеристиками постійних, змінних і подстроєчних конденсаторів, використовуваних в електронних схемах.

Теоретичні відомості

Конденсатори - це елементи, що здійснюють нагромадження електричної енергії.

Одиницею електричної ємності є Фарад. Але в електроніці широко застосовуються менші одиниці ємності - мікрофарад і пікофарад. Нижче наведене співвідношення між цими одиницями ємності:

1Ф = 10⁶ мкф =10¹² пф

Значення номінальної ємності серійних конденсаторів підкоряються стандартним рядам Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192 аналогічно значенням резисторів. Найпоширенішийо перші три ряди.

Відхилення фактичної ємності, що допускає, від номінального значення вказується у відсотках відповідно до поруч:

+-0,1; +-0,25; +-0,5: +-1; +-2; +-10; +-20; +-30; 0-50; -10- +30; -10- +50; -10- +100; -20- +50; -20- +80.

Для конденсаторів з номінальною напругою 10 кв і менш значення напруг установлюються згідно стандартного ряду:

1,0; 1,6; 2,5; 3,2; 4,0; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 350; 400; 500; 630; 800; 1000; 2000; 2500; 3000; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000 В.

Термічна стабільність конденсаторів характеризується температурним коефіцієнтом ємності ТКЕ. За значенням ТКЕ керамічні й деякі інші стабільні конденсатори розділяються на групи, наведені в табл. 4.1.

Таблиця 4.1

Менш стабільні керамічні конденсатори типу 2 по що допускає ТКЕ діляться на групи відповідно до табл. 4.2.

Таблиця 4.2.

Слюдяні конденсатори розділяються на групи відповідно до

табл. 4.3.

Таблиця 4.3.

Позначення відхилення ємності, що допускає, і групи ТКЕ можуть наноситься текстовим написом або скороченими умовними позначками, нормованими міжнародними угодами. Наприклад, відхилення +-5% має кодова умовна позначка латинською буквою I, а +-10% - буквою К.

Залежно від матеріалу діелектрика конденсатори діляться на конденсатори з органічним, неорганічним й оксидним діелектриком, а також повітряні. По конструкції вони можуть бути постійні (нерегульовані), змінні й подстроєчні.

Умовна позначка конденсаторів складається з ряду елементів. Перший елемент - буква або сполучення букв, що позначають підклас конденсатора:

К - постійної ємності,

КТ - подстроєчні,

КП - змінної ємності.

Другий елемент - позначення групи залежно від матеріалу діелектрика, наприклад, керамічні до 1600В - група 10, керамічні вище 1600В - група 15, скляні - група 21, оксидні-електролітичні алюмінієві - група 50 і т.п.

Третій елемент пишеться через дефіс і позначає номер розробки в даній групі.

Ця система не поширюється на умовні позначки старих типів конденсаторів.

Умовні графічні позначення конденсаторів на електричних схемах наведені в табл. 4.4.

Таблиця 4.4.

Конденсатори характеризуються наступними основними параметрами:

1. Номінальною ємністю. Промисловість випускає конденсатори з ємністю від одиниць пф до десятків тисяч мкф.

2. Номінальною напругою. Це максимально припустима постійна напруга або сума постійної складової й амплітуди змінної складової напруги, при якому конденсатор надійно працює. Конденсатори можуть бути низьковольтні й високовольтні з Uном до 100 кв.

3. Припустимим відхиленням значення ємності.

4. Температурним коефіцієнтом ємності ТКЕ.

5. Опором ізоляції або струмом витоку при певній напрузі й заданій температурі.

6. Максимальною частотою змінного струму, на якій відбувається зниження значення ємності й напруги, що допускає.

7. Температурним діапазоном.

Виконання роботи

1. Вивчити класифікацію конденсаторів по призначенню, стандартні ряди номінальних значень ємності, групи ТКЕ.

2. Ознайомитися із системою умовних позначок і маркуванням конденсаторів

3. Ознайомитися з конструкцією постійних конденсаторів широкого
застосування.

4. Ознайомитися з конструкцією змінних і подстроєчних конденсаторів.

Зміст звіту.

Звіт повинен містити:

1. Опис конструкції, характеристик й область застосування одного з типів конденсатора за вказівкою викладача.

2. Ескіз конструкції описуваного конденсатора.

Контрольні питання

1. Виберіть конденсатор для роботи в схемі приладу, що відповідає наступним вимогам:

ємність 2000-2200 мкф, напруга постійного струму 15У, діапазон температури навколишнього середовища від -30⁰С до + 50⁰С.

2. Що означає маркування МПО на конденсаторі?

3. Чим порозумівається широке використання оксидних діелектриків у конденсаторах?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: