gl/l (779)

باسمه تعالی

آزمایش شماره 2

دانشجو: محمد امین صافیشماره دانشجوئی: 8522024استاد: مهندس صالحیان

عنوان آزمایش : مقاومت

هدف آزمایش: آشنایی با چند نوع مقاومت خاص و بررسی تجربی قانون اهم در مورد آنها

وسائل آزمایش: منبع تغذیه DC با خروجی قابل تغییر ، ولتمتر و آمپرمتر ، دماسنج 110 c – 20 c ، سیم رابط ، لامپ 12 ولتی ، مقاومت 47 اهمی ، مقاومت نوری LDR ، مقاومت حرارتی NTC و PTC ، سر پیچ لامپ ، محفظه مخصوص جهت قرار دادن مقاومتهای حرارتی ، صفحه سوکت مدار

تئوری آزمایش: اگر دو سر یک هادی فلزی را به یک اختلاف پتانسیل قابل تغییر V وصل کنیم و شدت جریان I را بازای مقادیر مختلف V اندازه بگیریم در شرایط خاصی از قبیل دما و شرایط فیزیکی ثابت مشاهده خواهیم کرد که جریان با ولتاژ متناسب می باشد و نسبت مقداری ثابت و برابر مقاومت هادی است . بعبارت دیگر منحنی تغییرات I بر حسب V یک خط راست می باشد . مطالب فوق در قانون اهم خلاصه می شود .

اگر شرایط فیزیکی هادی و دما تغییر کند و در یک حالت ثانویه قرار گیرد ، در این حالت نیز قانون اهم برقرار است ولی نسبتهای در حالتهای اول و دوم با هم برابر نیست بعبارت دیگر مقاومت اهمی فلز تغییر می کند . فلزات خاصی نیز وجود دارند که با وجود ثابت بودن دما و شرایط فیزیکی ، منحنی تغییرات ولتاژ با جریان یک خط راست نیست و مقاومت فلز در ولتاژ و جریانهای مختلف تغییر میکند.

روش کار:

الف) تحقیق قانون اهم در مورد یک لامپ 12 ولتی : به منظور تحقیق قانون اهم و رسم منحنی تغییرات ولتاژ – جریان ، یک منبع تغذیه با ولتاژ قابل تغییر اختیار کرده و با استفاده از صفحه سوکت مدار را می بندیم.

منبع تغذیه را روشن می کنیم . با تغییر ولتاژ منبع مقادیر مختلف V و I را از روی ولتمتر و آمپرمتر خوانده و در جدول 1 درج می کنیم . باید دقت کرد تا ولتاژ بیشتر از 12 ولت نشود چون حداکثر ولتاژی که لامپ تحمل می کند 12 ولت است. بهتر است ولتاژ را از صفر تا 12 یک ولت یک ولت افزایش داد و جریان را ثبت نمود سپس نمودار را رسم می کنیم.
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 V

0.23 0.22 0.214 0.2 0.186 0.17 0.158 0.138 0.12 0.1 0.078 0.052 I

52.17 50 46.72 45 43.01 41.17 37.97 36.23 33.33 30 25.64 19.23 R

جدول 1

٭ در این آزمایش برای ولتمتر از شنت 0.3 ولتی استفاده می شود که scale reading = 0.02 میباشد .

ب) تحقیق قانون اهم در مورد مقاومت معمولی 47 اهمی

مشابه آزمایش الف مدار را می بندیم ولی بجای لامپ مقاومت 47 اهمی را قرار می دهیم .برای مقادیر مختلف ولتاژ منبع ، V , I را از روی ولتمتر و آمپرمتر می خوانیم و در جدول 2 یادداشت می کنیم . اما بايد توجه داشت که جريان نبايد از 210mA بيشتر شود زيرا در اينصورت مقاومت بيشترين توان را مصرف مي کند و ممکن است که مقاومت بسوزد.
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 V

0.252 0.223 0.202 0.182 0.16 0.14 0.12 0.099 0.079 0.059 0.038 0.02 I

47.61 49.32 49.5 49.45 50 50 50 50.5 50.6 50.8 52.6 50 R

جدول 2

٭ در این آزمایش نیز از شنت 0.3 ولتی استفاده می شود.

ج) تحقیق قانون اهم در مورد مقاومت نوری LDR

شبیه آزمایشهای قبلی ، مدار را می بندیم و بجای لامپ مقاومت نوری را قرار می دهیم بطوریکه جلوی آن به طرف نور باشد . فرآیند قبلی را تکرار می کنیم . در این مورد تغییرات ولتاژ تا 10 ولت کافی می باشد . نتایج را در جدول 3 درج می کنیم و منحنی تغییرات V بر حسب I را رسم میکنیم . سپس مقاومت نوری را پشت به نور قرار می دهیم و آزمایش را تکرار می کنیم و نتایج را در جدول 4 ثبت کرده و نمودار آن را نیز رسم می کنیم .
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 V

0.0254 0.023 0.0192 0.0168 0.0144 0.012 0.0092 0.007 0.0046 0.0024 I

393.7 391.3 416 416.6 416.6 416.6 434.4 428.5 434.7 416.6 R

جدول 3 – رو به نور

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 V

0.015 0.0136 0.012 0.0104 0.009 0.0075 0.006 0.0045 0.003 0.0015 I

666.6 661.7 666.6 673 666.6 666.6 666.6 666.6 666.6 666.6 R

جدول 4 – پشت به نور

٭ در این آزمایش از شنت 0.03 ولتی استفاده می شود که scale reading = 0.002 می باشد .

د) تحقیق قانون اهم در مورد مقاومتهای حرارتی N.T.C و P.T.C و چگونگی تغییرات مقاومت با دما

1- مقاومت P.T.C : مقاومتی است که با افزایش دما ، مقدار آن افزایش می یابد . مانند آزمایشهای قبل مداری می بندیم که به جای لامپ مقاومت حرارتی 30 اهم P.T.C را قرار می دهیم . مقاومت P.T.C که داخل محفظه قرار دارد بوسیله لامپ 12 ولتی متناوب گرم می شود .

دمای فضای مقاومت را می خوانیم . در این حالت مقدار ولتاژ را ثابت می گیریم . باید دقت کنیم که ولتاژ را مقداری انتخاب کنیم که مقدار جریان از 180 mA بیشتر نشود زيرا با افزايش شدت جريان ، توان مصرفي افزايش يافته و باعث ميشود كه مقاومت آسيب ببيند يا بسوزد. مشاهده می کنیم که با افزایش دما مقاومت زیاد میشود و در نتیجه جریان کاهش می یابد . سپس نمودار R(t) آن را رسم می کنیم .
V= cte R ( ) I (A) T( 0c)

4 34.7 0.115 40

4 62.5 0.064 45

4 93.02 0.043 50

4 129.03 0.031 55

4 166.6 0.024 60

4 250 0.016 65

4 363.6 0.011 70

٭ در این آزمایش از شنت 0.15 ولتی استفاده می شود.

2- مقاومت N.T.C : مقاومتی است که با افزایش دما مقدار مقاومت آن کاهش می یابد با بر عکس با کاهش دما مقاومت آن افزایش می یابد . بنابر این به جهت محافظت از N.T.C آزمایش را از دمای بالا شروع می کنیم . در این حالت نیز در ابتدای آزمایش مقدار ولتاژ را ثابت در نظر می گیریم و باید دقت کنیم که ولتاژی را انتخاب کنیم تا ماکزیمم جریان 15 mA باشد زيرا با افزايش شدت جريان ، توان مصرفي افزايش يافته و باعث ميشود كه مقاومت آسيب ببيند يا بسوزد و در نتیجه با کاهش دما مقدار مقاومت زیاد می شود و بنابر این جریان کاهش می یابد . در این جالت نیز نمودار R(t) را رسم می کنیم .
V = cte R ( ) I (A) T( 0c)

4 86.95 0.046 40

4 85.10 0.047 45

4 83.33 0.048 50

4 81.63 0.049 55

4 75.47 0.053 60

4 68.96 0.058 65

4 57.14 0.07 70

٭ در این آزمایش از شنت استفاده نمی شود.

---