2 Дослідження резисторів
2.1 Короткі теоретичні відомості
М
ета
роботи – експериментально
дослідити вплив конструкції і матеріалу
резистивного шару на електричні параметри
резисторів.
Резистор – пасивний елемент електронних апаратів, призначений для регулювання та розподілу електричної енергії серед елементів електричного кола шляхом перетворення її у теплову енергію.
Основний
параметр резистора – опір, який
характеризує здатність перешкоджати
протіканню електричного струму через
резистор. Ідеальний резистор має
частотно-незалежний (активний) опір. У
реальних елементів спостерігаються
явища накопичення електричної енергії
в електричному та магнітних полях. Схема
заступна резистора внаслідок цього
містить крім резистивного елемента
ємнісний та індуктивний елементи (рис.
2.1). На рисунку
використовуються позначення: R
- опір резистивного
матеріалу;
- індуктивність резистора та його
виводів;
- розподілена (властива) ємність
резистивного елемента;
-
опір контактів;
- опір ізоляції;
та
- ємність між виводами резистора та
корпусом.
Для резисторів загального призначення схема заступна резистора може бути перетворена до більш простої еквівалентної схеми (рис. 2.2). Комплексна провідність такого кола:
, (2.1)
де 
– кутова частота;
;
;
-
еквівалентний опір, ємність і індуктивність
резистора.
На резонансній частоті реактивна частина провідності дорівнює нулю, а між активним і реактивним опорами виконуються співвідношення:
; (2.2)
. (2.3)
Рисунок 2.1 - Загальна заступна схема резисторів
Рисунок 2.2 - Еквівалентна схема резисторів
У високоомних резисторів переважний вплив на частотну залежність опору резистора справляє ємність, і вираз (2.1) приймає вигляд:
, (2.4)
а у
еквівалентній схемі залишається тільки
два елементи: резистивний
і ємнісний
.
Перехід від співвідношення (2.1) до (2.4)
проводиться, коли:
.
2.2 Порядок виконання роботи
При виконанні роботи дотримуйтесь рекомендованого порядку:
а) Ознайомтесь з робочим місцем, де виконується лабораторна робота; схемою вимірювання, яка зображена на рис.2.3; вимірювальними приладами, які використовуються при виконанні роботи; порядком проведення експерименту і обробки його результатів. Підготуйте чотири таблиці для запису результатів експерименту за зразком табл. 2.1.
Рисунок 2.3 - Схема вимірювань
Ознайомтесь
із зразками подільників напруги, які
будуть досліджуватися. Зверніть увагу
на те, що в схемі вимірювання використовуються
взірцеві резистори
типу С2-С10, опір яких не залежить від
частоти в частотнім діапазоні, якій
досліджується. Запишіть умовні позначення
і параметри взірцевих
і вимірювальних резисторів усіх зразків
подільників напруги.
б) З
дозволу викладача підключіть до
електричної мережі високочастотний
генератор і вольтметри змінного струму.
Підключіть до лабораторного стенда
вимірювальний подільник напруги і
низькочастотний генератор. Установіть
частоту генератора f
=100 кГц і
середнє значення напруги
на його виході . Проведіть вимірювання
вихідної напруги
подільника. Результати вимірювань
запишіть у перший і другий рядки таблиці.
Таблиця 2.1 - Передаточні характеристики резисторного подільника напруги
|
Частота |
КГц |
МГц |
|||||||
|
100 |
200 |
500 |
1 |
2 |
5 |
10 |
20 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
мВ
,
мВ
в)
Змінюючи частоту високочастотного
генератора в діапазоні від 500 кГц до 50
МГц проведіть вимірювання напруги
і
.
Результати вимірювань записуйте до
таблиці. В процесі вимірювань бажано
напругу
підтримувати постійною.
г) Проведіть такі ж самі вимірювання для усіх зразків подільників напруги, які видані для дослідження. Не забувайте при цьому коло таблиць вимірювання записати параметри елементів відповідного подільника напруги.