9205_Ромашкин_Лаб_2_КЭТ. Исследование линейных постоянных резисторов

• Название: Исследование линейных постоянных резисторов
• Анкор: 9205_Ромашкин_Лаб_2_КЭТ
• Дата: 24.02.2023
• Размер: 0.74 Mb.
• Имя файла: 9205_Ромашкин_Лаб_2_КЭТ.docx
• Тип: Исследование; #953289

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)

Кафедра МНЭ

отчет

по лабораторной работе №2

Тема: «Исследование линейных постоянных резисторов»

Студент гр. 1205		Горбатенко А.Е.
Преподаватель

Санкт-Петербург

2022

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ПОСТОЯННЫХ РЕЗИСТОРОВ

Основные понятия и определения

Резистором называют элемент электронной аппаратуры, обладающий свойством активного электрического сопротивления. Постоянные резисторы имеют фиксированное заданное при изготовлении сопротивление. В постоянных тонкопленочных резисторах нанесено резистивное покрытие, к которому на торцах присоединяют выводы. Номинальное сопротивление постоянного резистора R_ном зависит от его конструкции, материала и геометрических размеров.



Номинальные сопротивления резисторов общего назначения (с допусками ±5; ±10; ±20; ±30 %) должны соответствовать числам, приведенным в табл. П.1 или полученным умножением этих чисел на 10ⁿ, где n: 0, 1; 2; З ... . Обозначения допуска в виде русских или латинских буквенных индексов указаны в табл. П.2. На современных резисторах маркировка номинальных сопротивлений и допусков указывается в виде буквенно-цифрового кода.Относительное изменение сопротивление резистора при изменении температуры окружающей среды на 1° называется температурным коэффициентом сопротивления α_R, или ТКС. Значение и знак ТКС зависят в основном от свойств материала резистивного.



Номинальной мощностью резистора Р_ном называют максимально допустимую мощность, которую резистор может длительное время рассеивать при непрерывной электрической нагрузке в заданных условиях, сохраняя параметры в установленных пределах. Значение P_ном зависит от конструкции резистора, его габаритов, а также от физических свойств примененных в нем материалов. Для сравнения между собой по габаритам различных типов резисторов используют такой параметр, как удельная мощность рассеяния резистора- Р_ном к площади теплоотдающей поверхности.



Одним из параметров резистора является предельное Значение U_пр. определяется в основном электрической прочностью окружающей среды и диэлектрических материалов, примененных в резисторе, поэтому при использовании резистора на переменном токе следует учитывать амплитудные значения напряжения. Максимальное напряжение, которое может быть подано на резистор, не должно превышать напряжения, рассчитанного исходя из номинальной мощности рассеяния и номинального сопротивления (с учетом допуска): или предельного напряжения U_пр..



Протокол. л/р №2. Группа 1205.

Измерение параметров исследуемых резисторов

Положение переключателя S1	Резистор	Pном Вт	∆Rном, %	Uпр, В	Rизм,	Код R Рус.	Код R лат.	Umax,В (при 50 Гц)
1	Метало- диэлектрический	0,05	±10	20
2	Метало- пленочный	0,25	±5	100
3	Углеродистый	0,25	±5	300
4	Метало-оксидный	1	±5	500
5	Композиционный объемный	0,5	±20	500
6	Композиционный Поверхностного типа	0,125	±30	150
7	Проволочный	25	±10	500

Таблица 2.1

Определение ТКС резисторов

Таблица 2.2

Положение переключателя S1	Резистор	t0=	t =	ТКС,К
		R0, Ом	R, Ом
4	Металлопленочный
5	Металлооксидньй
6	Углеродистый
7	Композиционньй объемный

Определение удельной нагрузки резисторов Таблица 2.3

Тип резистора	Pном, Вт	Габариты	S, см^2	V, см^3	, Вт/см2	, Вт/см^3

Определение допуска номинального сопротивления

Таблица 2.4

Номер	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
∆Rном

Номер	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
∆Rном

Обработка результатов

1. 
   По данным, полученным в 2.З.1, и пользуясь табл. П.1 и П.2, определить код номинального сопротивления и допуска резисторов в русской и в латинской транскрипциях. Пользуясь выражением U_max=[P_ном(R_ном-∆R_ном)]^^0,5, рассчитать максимальное напряжение, которое может быть приложено к каждому из исследуемых резисторов при частоте 50 Гц. Результаты занести в табл. 2.1.
   

Код резистора записывал с учетом стандартных номиналов сопротивлений из приложения П1 рядов Е24, Е12, Е6, Е3.

Таблица 2.1.1

Положение переключателя S1	Резистор	Pном Вт	∆Rном, %	Uпр, В	Rизм,	Код R Рус.	Код R лат.	Umax,В (при 50 Гц)
1	Метало- диэлектрический	0,05	±10	20	23 КОм	22К0С	22K0K	32,2
2	Метало- пленочный	0,25	±5	100	296 Ом	К3И	K3J	8,4
3	Углеродистый	0,25	±5	300	348Ом	К36И	K36J	9,1
4	Метало-оксидный	1	±5	500	3 Ом	3Е0И	3R0J	1,7
5	Композиционный объемный	0,5	±20	500	1,11Ом	1Е1В	1R1M	0,7
6	Композиционный Поверхностного типа	0,125	±30	150	8,4 МОм	10М0Ф	10M0N	857,3
7	Проволочный	25	±10	500	8 Ом	8Е0С	8R0K	13,4

2. 
   По данным, занесенным в таблицу 2.2, и пользуясь выражением , рассчитать ТКС резисторов. Результаты вычислений занести в таблицу 2.2.
   

Таблица 2.2.1

Положение переключателя S1	Резистор	t0=15	t =48	ТКС, К
		R0, Ом	R, Ом
4	Металлопленочный	223 Ом	223 Ом	0
5	Металлооксидньй	82,5 КОм	81,3 КОм	-0,48
6	Углеродистый	3 Ом	1 Ом	-22
7	Композиционньй объемный	1,1 КОм	1,08 КОм	-0,6

3. 
   По данным, полученным в 2.З.З, и пользуясь выражениями , определить удельные мощности рассеяния резисторов. Результаты занести в
   

Таблица 2.З.1

Тип резистора	Pном, Вт	Габариты (Длинна*диаметр)/ (Длинна*ширина*высота)	S, см^2	V, см^3	, Вт/см2	, Вт/см^3
1.Композиционный объемный	25	35*15 мм	57.16	21.53	0,44	0,86
2.Спиральный	2	45,9*8 мм (ширина канавки 3.8)	27.09	9.23	0,07	4,62
3.Проволочный	5	22*9.5*9.5 мм прямоугольный	10.22	2.01	0,49	0,40
4.Углеродистый	2	17.5*8 мм	12.82	3.52	0,16	1,76
5.Металлооксидньй	2	16.7*5.6 мм	7.85	1.65	0,25	0,83
6.Металлопленочный	1	9.6*3.1 мм	2.47	0.29	0,40	0,29
7.Металлодиэлектрический	0,25	6.5*2.0 мм	1.07	0.082	0,23	0,33
8.Композиционный поверхностного типа	0,125	7.3*2.0	1.17	0.092	0,11	0,74
9.Металлодиэлектрический	0,125	6.4*2.0	0.87	0.058	0,14	0,46

4. Пользуясь данными, приведенными в табл. П.3, расшифровать цветовой код исследованных резисторов.



Рисунок 2.1

Рассмотренные в лабораторной работе резисторы различаются своими типоразмерами и маркировкой. Первый резистор не имеет маркировки вообще, второй-пятый имеют буквенную маркировку, шестой-девятый имеют маркировку в виде цветных колец.

Таблица 2.4.1

Номер резистора	Маркировка цветовыми кольцами	Измеренное значение	Класс точности	Номинальное сопротивление
1	-	3 Ом	-	?
2	56КΩ||2W	52,4 К Ом	-	56 К ОМ
3	5W 100Ω	97 Ом	-	100 Ом
4	2W 1Е5И	3 Ом	±5%	1,5 Ом
5	6К8И МТ1	6,67 К Ом	±5%	6,8 К Ом
6	Зеленый/Коричневый/ Красный/золотистый	5,03 К Ом	±5%	5,1К Ом
7	Красный/Коричневый/ Черный/Красный/ Коричневый	2,16 К Ом	±1%	2,1К Ом
8	Желтый/Голубой/ Красный/Серебристый	4,6 К Ом	±10%	4,6 К Ом
9	Оранжевый/Оранжевый/ Коричневый/Золотисты	320 Ом	±5%

5. 
   Построить гистограмму распределения исследованных в 2.З.4 резисторов по допуску с точностью 0,1(∆R_ном­/R_ном),%­. Определить код номинального сопротивления и допуска исследованных резисторов.
   

Гистограмма 2.1



Из представленной гистограммы видно, что допуск резисторов варьируется в пределах ±1%

Код номинального сопротивления резисторов, выданных преподавателем: К15И (маркировка на резисторе). При измерении 144Ом

В случае если мы изменим точность расчёта номинального допуска по совету преподавателя взяв следующую формулу: 0,5(∆R_ном­/R_ном) %, то получим гистограмму, лучше подходящую к заданному коду резистора, в котором его точность определяется в±5%.

Гистограмма 2.2



Гистограмма 2.3



Применив более наглядную гистограмму, не сложно заметить тенденции распределения отклонений резисторов от допуска. Большая часть резисторов укладывается в ±1% от заявленного значения. Но отклонение в большую сторону достигает 5% у одного исследованного экземпляра. 33 из 58 резисторов отклоняются в меньшую сторону, следовательно, имеют меньшее сопротивление, по сравнению с заявленным.

Вывод: Проведя данную лабораторную работу были выполнены следующие задачи:

Определены коды номинальных сопротивлений и допуски некоторых резисторов в русской и латинской транскрипциях. Что особенно полезно при работе с несортированным элементами и без возможности проверить их, используя омметр, достаточно иметь несколько таблиц, позволяющих расшифровать «волшебные» кольца, которые на видеозаписи весьма непросто разглядеть, в следствии чего могли возникнуть ошибки.

Рассчитаны максимальные напряжения, которые могут «осилить» представленные резисторы при частоте 50 Гц. В общем прослеживается следующая тенденция: чем больше сопротивление, тем большее напряжение можно подавать+ влияет активная мощность резистора.

Так же были определены ТКС резисторов при температуре 15-48 градусов. Лучше всего показал себя металлопленочный резистор, сопротивление которого не изменилось. Углеродистый резистор доказал, что в условиях отклоняющихся от нормальных его использование нежелательно. Большую роль на мой взгляд сыграла неточность приборов и малое количество измерений на небольшом отрезке температур.

Исследованы удельные мощности рассеяния резисторов на единице площади и объема. Рассеяние тепла на резисторе закономерно зависит от его механического строения. Самый мощный резистор №1 имеет специальное отверстие для лучшей теплоотдачи, самые маленькие образцы имеют небольшую мощность т.к. не могут эффективно рассеивать тепло без специальных систем охлаждения. В приборах следует рассчитывать нагрузки на каждый конкретный резистор и руководствуясь этим подбирать его мощность.

Была построена гистограмма, на которой наглядно видно отклонение сопротивления резистора от его номинальных значений. Большая часть резисторов укладывается в ±1% от заявленного значения. Но отклонение в большую сторону достигает 5% у одного исследованного экземпляра. 33 из 58 резисторов отклоняются в меньшую сторону, следовательно, имеют меньшее сопротивление, по сравнению с заявленным. И понятно, что оборудование «слегка» устарело.