Elektronika | Felsőoktatás » Kétpólusok feszültség-áram karakterisztikájának felvétele

Kétpólusok feszültség-áram karakterisztikájának felvétele E/8 A mérést végezte: Kókai Tamás, Ragány Ferenc G210 A mérés helye: Miskolci Egyetem Fizika Tanszék tanszéki laboratórium A mérés ideje:1999-04-23 Mérés célja: az Ohm törvény kisérleti vizsgálata, a Kirchoff-törvények alkalmazása, áram- és feszültségmérő műszerek használatának gyakorlása. Elvi megjegyzések a karakterisztika felvételéhez Az Ohm-törvény az R ellenállású kétpólus sakain levő U feszültség és a rajta átfolyó I áramerősség közötti összefüggést adja meg. Ha R állandó, akkor I=f(U) függvény linéáris, egyébként nem. Az első esetben a kétpólust lineáris, vagy lineáris karakterisztikájú kétpólusnak nevezzük . A mérés gyakorlati végrehajtása Minden mérésnél egy lineáris és egy nemlineáris karakterisztika felvétele a feladat, tehát minden mérőhelyen két különböző típusú ellenállást vizsgálunk.A karakterisztika

felvétele az alábbiak szerint történik: Az eszközöket az ábra szerint összekapcsoljuk. + A U0 - R0 Cs V R A potenciométeresen kapcsolt R 0 tolóellenállás csúszóérintkezője és egyik vége között lép fel a csúszóérintkező mozgatásával szabályozható feszültség. A mérőhelyen megadott intervallumban 10-15 mérési pontot kell felvenni. Germánium dióda karakterisztikájának felvétele Ennek a kétpólusnak a sajátos tulajdonsága, hogy a karakterisztikája függ a rá kapcsolt feszültség polaritásától.E tulajdonsága miatt használják egyenirányításra is. Ezek szerint beszélünk „záróirányú” és „nyitóirányú” karakterisztikáról. A nyitóirányú karakterisztikánál meglehetősen meredeken növekszik az áramerősség a feszültség növelésével. Ha ezeknek a kétpólusoknak a karakterisztikáját közvetlenül akarjuk felvenni a feszültséget nagyon finoman kellene tudnunk szabályozni, a feszültség mérését

pedig igen pontosan kellene végezni. Márpedig a műszerek 05-1%-os hibája, ami a leolvasási hibával csak növekszik ezt nem teszi lehetővé. Kényelmesen elvégezhetjük a mérést ha a kétpólust ellenállással kapcsoljuk sorba és az így keletkező összetett kétpólus karakterisztikáját: U ö (J)-t vesszük fel majd külön a sorbakapcsolt ellenállás karakterisztikáját: U R (J)-t vesszük fel, majd: U ö (J)= U k(J)+ U R (J) összefüggés alapján pontról pontra meghatározzuk a kétpólus U k (J) karakterisztikáját. Germánium dióda karakterisztikája UR Volt UÖ skálaosztás UÖ Volt U ö -U R Volt I Amper Sorszám UR skálaosztás 1 8 0,08 16 0,32 0,24 0,001 2 16 0,16 22 0,44 0,28 0,002 3 24 0,24 27 0,54 0,3 0,003 4 32 0,32 32 0,64 0,32 0,004 5 40 0,4 36 0,72 0,32 0,005 6 48 0,48 41 0,82 0,34 0,006 7 56 0,56 45 0,9 0,34 0,007 8 65 0,65 50 1 0,35 0,008 9 73 0,73 55 1,1 0,37 0,009 10 81

0,81 59 1,18 0,37 0,01 11 89 0,89 63 1,26 0,37 0,011 12 97 0,97 67 1,34 0,37 0,012 13 106 1,06 72 1,44 0,38 0,013 14 114 1,14 76 1,52 0,38 0,014 15 122 1,22 81 1,62 0,4 0,015 U Volt Ge gióda U-I karakterisztikája 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 I Am pe 0, r 00 0, 1 00 0, 2 00 0, 3 00 0, 4 00 0, 5 00 0, 6 00 0, 7 00 0, 8 00 9 0, 01 0, 01 0, 1 01 0, 2 01 0, 3 01 0, 4 01 5 0 Lineáris karakterisztika Sorszám 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U U skálaosztás méréshatár 8 16 24 32 40 48 56 65 73 U Volt 1.5V:150 o. 0,08 1.5V:150 o. 0,16 1.5V:150 o. 0,24 1.5V:150 o. 0,32 1.5V:150 o. 0,4 1.5V:150 o. 0,48 1.5V:150 o. 0,56 1.5V:150 o. 0,65 1.5V:150 o. 0,73 I I skálaosztás méréshatár I Amper R= U [Ω] I 10 0.15mA:150o 0,001 80,00 20 0.15mA:150o 0,002 80,00 30 0.15mA:150o 0,003 80,00 40 0.15mA:150o 0,004 80,00 50 0.15mA:150o 0,005 80,00 60 0.15mA:150o 0,006 80,00 70 0.15mA:150o 0,007

80,00 80 0.15mA:150o 0,008 81,25 90 0.15mA:150o 0,009 81,11 10 81 11 89 12 97 13 106 14 114 15 122 1.5V:150 o. 0,81 1.5V:150 o. 0,89 1.5V:150 o. 0,97 1.5V:150 o. 1,06 1.5V:150 o. 1,14 1.5V:150 o. 1,22 100 0.15mA:150o 0,01 81,00 110 0.15mA:150o 0,011 80,91 120 0.15mA:150o 0,012 80,83 130 0.15mA:150o 0,013 81,54 140 0.15mA:150o 0,014 81,43 150 0.15mA:150o 0,015 81,33 0,016 0,014 0,012 0,01 0,008 0,006 0,004 0,002 0 U Vo lt 0, 08 0, 16 0, 24 0, 32 0, 4 0, 48 0, 56 0, 65 0, 73 0, 81 0, 89 0, 97 1, 06 1, 14 1, 22 I Amper Lináris karakterisztika U Volt Összetett U-I karakterisztika Sorszám U U skálaosztás méréshatár U Volt I I skálaosztás méréshatár I amper R= U [Ω] I 1 16 3V:150 o. 0,32 10 0.15mA:150o 0,001 320,00 2 22 3V:150 o. 0,44 20 0.15mA:150o 0,002 220,00 3 27 3V:150 o. 0,54 30 0.15mA:150o 0,003 180,00 4 32 3V:150 o. 0,64 40 0.15mA:150o 0,004 160,00 5 36 3V:150

o. 0,72 50 o 0,005 144,00 6 41 3V:150 o. 0,82 60 o 0.15mA:150 0,006 136,67 7 45 3V:150 o. 0,9 70 0.15mA:150o 0,007 128,57 8 50 3V:150 o. 1 80 0.15mA:150o 0,008 125,00 9 55 3V:150 o. 1,1 90 0.15mA:150o 0,009 122,22 0.15mA:150 10 59 3V:150 o. 1,18 100 0.15mA:150o 11 63 3V:150 o. 0,01 118,00 1,26 110 o 0,011 114,55 67 3V:150 o. 1,34 120 o 12 0.15mA:150 0,012 111,67 13 72 3V:150 o. 1,44 130 0.15mA:150o 0,013 110,77 14 76 3V:150 o. 1,52 140 0.15mA:150o 0,014 108,57 15 81 3V:150 o. 1,62 150 0.15mA:150o 0,015 108,00 0.15mA:150 Összetett Karakeriszika 0,016 0,014 0,01 0,008 0,006 0,004 0,002 U Volt 1, 52 1, 34 1, 18 1 0, 82 0, 64 0, 44 Vo lt 0 U I Amper 0,012