Лабы КЭТ 2й семестр / 9205_Ромашкин_Лаб_3_КЭТ

МИНОБРНАУКИ 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).