Лабы КЭТ 2й семестр / 9205_Ромашкин_Лаб_3_КЭТ
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
Кафедра МНЭ
отчет
по лабораторной работе №3
Тема: «Исследование переменных резисторов и конденсаторов»
Студент гр. 9205 |
|
Ромашкин В.Г. |
Преподаватель |
|
Пермяков Н.В. |
Санкт-Петербург
2021
Основные понятия и определения.
Переменный резистор в общем случае имеет три вывода – два из них закреплены на концах резистивного элемента (неподвижные контакты), а третий – соединен с подвижным контактом, перемещающимся по резистивному элементу. Переменное сопротивление , соответствующее перемещению подвижной части от 0 до φ, измеряют между подвижным контактом и одним из неподвижных контактов. Резистивный элемент может быть выполнен в виде подковы, по которой перемещается подвижный контакт (в этом случае угол φ – поворота оси, связанной с подвижным контактом), либо в виде прямоугольника (φ – линейное перемещение движка). Известны также многооборотные переменные резисторы, в которых перемещение подвижного контакта осуществляется вращением регулировочного винта; при этом полный цикл регулирования достигается за несколько десятков оборотов винта.
Основной функциональной характеристикой переменного резистора является закон регулирования – зависимость относительного изменения сопротивления / от относительного перемещения подвижного контакта φ / , где – максимальное перемещение (угловое или линейное) подвижного контакта; – сопротивление резистивного элемента ( при ).
По характеру закона регулирования переменные резисторы разделяют на линейные и нелинейные (логарифмические, обратнологарифмические, S-образные и т. Д.).
Линейный закон регулирования может быть записан в виде
,
где
Часто встречаются резисторы с логарифмическим законом регулирования:
, Сделал Ромашкин
Максимальное сопротивление переменного резистора (сопротивление резистивного элемента) называют номинальным сопротивлением, которое обычно выбирают из ряда Е6 (см. табл. П.1). Для резисторов с угловым перемещением подвижного контакта и пленочным резистивным элементом
где – сопротивление квадрата резистивной пленки; – внутренний и наружный радиусы резистивного элемента; - угол между контактами резистивного элемента, … ◦.В большинстве переменных и подстроечных конденсаторов регулирование емкости обеспечивается изменением площади перекрытия обкладок. Одна обкладка (или система обкладок) находится на вращающейся части конденсатора (ротор), а другая (статор) – неподвижна.
Протокол
Таблица 3.1.1
Таблица 3.1.1(продолжение)
Таблица 3.2.1
Обработка результатов.
1. Пользуясь данными, полученными в пункте 3.3.1, по таблице 3.1.1 построить зависимости для всех исследованных резисторов.
Для резисторов с линейным законом регулирования определить точность соблюдения закона (в процентах).
Для резистора с логарифмическим законом регулирования определить
постоянную k в выражении 3.1 [ ].
Рисунок 3.1.1
Нелинейный закон регулирования. k = ln( )/(ln( )* ) = -0,00449
Рисунок 3.2.1
Нелинейный закон регулирования. k = ln( )/(ln( )* ) = -0,00399
Рисунок 3.3.1
Линейный закон регулирования. Точность соблюдения закона = 96,4%.
Рисунок 3.4.1
Линейный закон регулирования. Точность соблюдения закона = 97,5%
Рисунок 3.5.1
Линейный закон регулирования. Точность соблюдения закона = 91,5%
Рисунок 3.6.1
Линейный закон регулирования. Точность соблюдения закона = 97,1%
2. По результатам измерений, полученных в З.З.2, пользуясь выражением (3.2) [ ], рассчитать сопротивление квадрата пленочного резистивного. Определить номинальное сопротивление исследованного резистора. Результаты занести в таблицу 3.3.
= 2 , мм |
=2 , мм |
, …◦ |
, Ом |
, Ом |
, Ом |
, Ом |
, Ом |
16 |
25 |
260 |
59000 |
35300 |
59000 |
6312,7 |
6340 |
3. Пользуясь данными, полученными в пункте 3.3. построить зависимости для воздушного и керамического конденсаторов. Определить точность соблюдения закона регулирования. Для подстроечного керамического конденсатора определить по данной зависимости.
Рисунок 3.7.1
Рисунок 3.8.1
По графику найдем углы и . При повороте ротора изменение емкости происходит по линейному закону на участке, ограниченном и . Участок графика, более соответствующий линейной зависимости, находится в пределах от 216◦ до 288◦. Следовательно,
216◦; 288◦
4. Рассчитать температурные коэффициенты сопротивления двух исследованных резисторов по формуле = (1/ R0)[(R- R0)/(t- t0)] и температурный коэффициент емкости конденсатора по формуле = (1/ С0)[(С- С0)/(t- t0)].
= (1/17994) [(178300 - 17994)/ (65- 20)] = -0,0002026
= (1/45215) [(45220 - 45215)/ (65- 20)] = 0,00000246
= (1/ 46) [(46,1- 46)/ (65- 20)] = 0,0000483
Вывод.
В ходе выполнения данной лабораторной работы, нами были исследованы параметры различных переменных резисторов и конденсаторов.
Первым делом был проведен ряд измерений сопротивления переменных резисторов с логарифмическим законом регулирования. Была определена величина k, для первого образца она составила -0,00449, а для второго -0,00399. По всей видимости, чем больше k, тем сильнее проявляются свойства нелинейности резистора. Образец № 2 повел себя странно, вместо логарифмической зависимости мы наблюдаем линейную, это произошло вероятнее всего из-за ошибки при снятии показаний.
Резисторы с линейной зависимостью повели себя гораздо более предсказуемо, кроме образца №5, у которого одно из показаний нарушает общую картину линейности, по всей видимости произошла осечка, показания были сняты не точно. Закон регулирования был соблюден с точностью порядка 90%.
Было рассчитано сопротивление квадрата пленочного резистивного элемента, определено номинальное сопротивление из номинального ряда Е96: 634*10 0,5% , полученное нами сопротивление 6312,7 Ом соответствует данному диапазону.
Для воздушного переменного и подстроечного конденсатора были найдены углы поворота для ротора и статора ( 216◦; 288◦).
В добавок к этому были посчитаны температурные коэффициенты сопротивления для третьего и четвертого резисторов, -2,026*10^-4 и 2,46*10^-6 соответственно. У третьего резистора ТКС отрицательный, следовательно, его сопротивление падает при нагревании. Емкость конденсатора медленно повышается при нагревании (ТКС=4,83*10^-5).