Лабораторна робота №3
Тема: провідникові матеріали.
Вивчення провідникових матеріалів, визначення температурної залежності опорів матеріалів
Мета роботи: набути уміння вимірювати опори резисторів, вивчити резистивні матеріали, типи резисторів
Завдання до роботи
Вивчити властивості провідникових матеріалів.
Вивчити основні методи вимірювання опорів.
Розібратися з схема вимірювальної установки.
Визначити температурну залежність питомого опору матеріалів від температури.
Обладнання і матеріали
Подвійний мікроскоп МИС-11, досліджувані зразки, мікрокалькулятор, комп’ютер.
Теоретична частина
Резистори. Основні технічні параметри
Застосовувані в радіоапаратобудуванні резистори підрозділяють на постійні і змінні. Змінними називають резистори, опір яких можна плавно змінювати в процесі експлуатації або регулювання апарата. Їх застосовують у тих випадках, коли це необхідно для зміни параметрів виробу або ж для компенсації в процесі регулювання похибок параметрів інших елементів схеми. В усіх інших випадках використовують постійні резистори.
До 1968 р. не існувало єдиної системи позначень типів резисторів: позначення складалося з букв, що відбивають конструктивно-технологічні особливості даного типу резисторів. Деякі з цих резисторів застосовують і зараз (МЛТ—металоплівкові лаковані теплостійкі; СП— опір змінний тощо). Введена у 1968 р. класифікація і система позначень підрозділяла резистори по конструкції струмопровідної частини на наступні шість груп:
недротяні тонкошарові вуглецеві або боровуглецеві;
недротяні тонкошарові металодіелектричні або металооксидні;
недротяні композиційні плівкові;
недротяні композиційні об'ємні;
дротові;
недротяні тонкошарові металізовані.
По цій системі позначення типу резистора починається з букви С для постійних резисторів або СП — для змінних; після цього пишуть номер групи, до якої відноситься даний резистор, а потім через дефіс - номер конкретної конструкції резистора. Наприклад, запис С2-6 означає: резистор постійний другої групи (недротяний тонкошаровий металодіелектричний або металооксидний), варіант конструкції № 6.
З 1980 р. уведена нова система скорочених умовних позначень резисторів. Відповідно до цієї системи позначення резистора починається з букви або сполучення букв:
Р—для постійних резисторів;
РП—для змінних резисторів;
РН—для наборів резисторів.
Другий елемент позначення – цифри: 1 - для недротяних резисторів; 2 - для дротяних резисторів;
Третій елемент позначення - цифра, що позначає реєстраційний номер конкретного типу резисторів. Наприклад, Р2-15 означає: резистор постійний дротовий, різновид конструкції № 15.
У радіоелектронній апаратурі знаходять застосування варистори - резистори, що змінюють опір у залежності від прикладеної напруги (позначення - СН), термістори, що змінюють опір при зміні температури (СТ), і фоторезистори, що змінюють опір при зміні освітленості (ФР).
Властивості й область застосування резисторів характеризують наступні параметри:
Номінальний опір. Резистори, виготовлені промисловістю, мають опір від сотих часток ома до сотень гігаом. Номінальний опір вибирають із ряду чисел, що встановлений відповідним державним стандартом.
Допустима потужність розсіювання - потужність, при розсіюванні якої резистор може довгостроково працювати, зберігаючи параметри в заздалегідь установлених межах. Допустима потужність залежить від температури навколишнього повітря і від факторів, що визначають інтенсивність віддачі теплоти, що виділяється, в навколишній простір. Якщо потужність, що розсіюється на резисторі, стане більше допустимої, то це приведе до його перегріву і передчасного виходу з ладу. Застосовувані в радіоапаратурі резистори мають допустиму потужність розсіювання від десятих часток вата до десятків ватів.
Стабільність значення опору залежить від стабільності геометричних розмірів і фізичних властивостей матеріалів під дією різних факторів. Температурна стабільність характеризується температурним коефіцієнтом опору ТКR:
(3.1)
де R - зміна опору при зміні температури на t градусів; R - опір при нормальній температурі. Для ряду резисторів, крім того, характерні і незворотні зміни R при тривалому впливі прикладеної напруги, зміні температури, вологості і часу. Ці зміни оцінюються відповідними коефіцієнтами.