КЭТ3

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра микро– и наноэлектроники

ОТЧЁТ

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Компоненты электронной техники»

Тема: Исследование переменных резисторов и конденсаторов

Студентка гр. 1283		Григорьева В.В.
Преподаватель		Гагарина А.Ю.

Санкт-Петербург

2023г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Основной функциональной характеристикой переменного резистора является закон регулирования – зависимость относительного изменения сопротивления R_φ/R_max от относительного перемещения подвижного контакта φ/φ_max (R_max = R_φ при φ = φ_max).

Важным параметром переменного резистора является сопротивление начального скачка R_нс – это значение сопротивления, начиная с которого имеет место плавное изменение сопротивления при перемещении подвижного контакта по резистивному элементу.

Линейный закон регулирования может быть записан в виде:

где R_min = R₀ + R_нс.

Часто встречаются резисторы с логарифмическим законом регулирования:

Для резисторов с угловым перемещением подвижного контакта и плёночным резистивным элементом

Свойства исследуемых переменных резисторов:

Номер резистора	Наименование Резистора	Характер управления подвижным контактом	Закон регулирования
1	Композиционный поверхностный	Вращение оси	Нелинейный
2	Композиционный поверхностный	Вращение оси	Нелинейный
3	Композиционный поверхностный	Многооборотный (n = 30)	Линейный
4	Проволочный	Вращение оси	Линейный
5	Композиционный объёмный	Вращение оси	Линейный
6	Композиционный поверхностный	Линейное перемещение движка	Линейный

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Построим зависимости Rφ/Rmax=f(φ/φmax) для всех исследованных резисторов:

Рис.1.Зависимость относительного сопротивления к относиельному углу

Для резисторов с линейным законом регулирования (под номерами 3, 4, 5 и 6) определим точность соблюдения закона:

Rφ’ = Rmin + Rmax (φ / φmax)

Номер резистора	Rφ, Ом	φ/φmax	Rφ', Ом	Rφ'/Rφ, %
3	76855	0,80	75716,1	101,50
	56722	0,59	55981,71	101,32
	40441	0,42	39567,12	102,21
	21336	0,22	20754,89	102,80
	5097,4	0,05	4709,17	108,24
4	1370,5	0,88	1466,59	93,45
	1075,9	0,75	1272,61	84,54
	859,24	0,50	884,66	97,13
	676,31	0,38	690,69	97,92
	410,12	0,25	496,71	82,57
5	634080	0,78	602074	105,32
	421070	0,58	450433,84	93,48
	271080	0,41	317321,49	85,43
	184220	0,34	263357,02	69,95
	33765	0,01	7925,2	426,05
6	3433,4	0,86	3427,39	100,18
	2948,7	0,71	2879,72	102,40
	2207,6	0,57	2332,05	94,66
	1783,4	0,43	1784,38	99,95
	822,67	0,02	214,38	383,74

Получаем точность линейного закона для третьего резистора 100%, для четвёртого 91,1%, для пятого 88,5% (значение 426,05% считаем промахом, возникшим из-за шумов устройства) и для шестого 99% (значение 353,74% считаем промахом, возникшим из-за шумов устройства).

Для резисторов с логарифмическим законом регулирования определим постоянную k в выражении

R_φ = R_min exp(kφ)

R_φ / R_min = exp(kφ)

ln(R_φ / R_min) = kφ

k = ln(R_φ / R_min) / φ

Номер резистора	Rφ	Rmin	φ	ln(Rφ/Rmin)	k
1	42522	60,33	-3,12	6,56	-2,102
	25421		-1,87	6,04	-3,232
	12756		-0,95	5,35	-5,636
	8806,5		-0,64	4,98	-7,787
	6812,3		-0,49	4,73	-9,646
	5319,2		-0,39	4,48	-11,485
	2199,8		-0,16	3,60	-22,477
	824,98		-0,05	2,62	-52,311
2	18622	151,79	-1,03	4,81	-4,670
	15422		-0,86	4,62	-5,373
	11212		-0,63	4,30	-6,829
	8618,2		-0,47	4,04	-8,594
	7301,2		-0,39	3,87	-9,932
	5374,3		-0,29	3,57	-12,300
	2409,1		-0,13	2,76	-21,265
	763,89		-0,03	1,62	-53,864

2. Рассчитаем сопротивление квадрата плёночного резистивного элемента

R_max = R_□ (r₂ + r₁) / (r₂ – r₁) · (πφ_max) / 360

R_□ = R_max (r₂ – r₁) / (r₂ + r₁) · 360 / (πφ_max)

D1, мм	D2, мм	φmax	Rmax	R1	R2	R□	Rном
19	32	260	1020,1	507,25	511,06	114,603	1018±5%(Е24)

3. Построим зависимости С_φ = f(φ) для воздушного и керамического конденсаторов

Рис 2. Угловая зависимость ёмкости исследуемых конденсаторов

По зависимости С_φ = f(φ) для подстроечного керамического конденсатора определим θ_С и θ_Р

Теоретические значения углов ротора и статора:

θ_С = 120ᵒ

θ_Р = 180ᵒ

4. Рассчитаем температурные коэффициенты сопротивления двух исследованных резисторов и температурный коэффициент ёмкости конденсатора

α_C = (1/C)·(dC/dt) = 0 К^-1

α_R1 = (1/R₁)·(dR₁/dt) = (1/18,043)·(17,936-18,043)/(60-25) = – 0,00179 К^-1

α_R2 = (1/R₁)·(dR₁/dt) = – 0,00017 К^-1

Вывод:

ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕМЕННЫХ РЕЗИСТОРОВ И КОНДЕНСАТОРОВ

Таблица 3.2 Параметры исследуемых переменных резисторов

Номер резистора	R0, Ом	Rнс, Ом	Rmin, Ом	Rmax, Ом	φmax
1
2
3
4
5
6

Таблица 3.3 Параметры композиционного плёночного резистивного элемента

D1 = 2r1, мм	D2 = 2r2, мм	φmax, град	Rmax, Ом	R1, Ом	R2, Ом	R□, Ом	Rном, Ом

Таблица 3.4 Параметры исследуемых переменных конденсаторов

Угловое перемещение φ, град.	Тип конденсатора
	Воздушный переменный		Керамический подстроечный
	Cизм, пФ	Сφ, пФ	Cизм, пФ	Сφ, пФ

Выполнили Григорьева В.В., Бабенко Д.П.

Факультет ФЭЛ

Группа № 1283

“____” __________ _____ Преподаватель: Гагарина А.Ю.

8