POLITECHNIKA POZNAŃSKA
Laboratorium Urządzeń Elektrycznych Temat: Pomiar rezystancji zestykowej Tranzystorowy przekładnik DC/DC podwyższający napięcie
Rok akad. : 2009/2010	Wykonujący ćwiczenie: Cybulski Mateusz Drzymała Tomasz Czekalski Piotr Blicharz Piotr	Data wykonania ćwiczenia: 23.11.2009
Wydział: Elektryczny
Rok Studiów : III				Data oddania sprawozdania: 14.12.2009
Kierunek: Elektrotechnika
Nr grupy ćwicz : E2 1 1			Ocena:
Uwagi:

1. Schemat badanego układu

2. Pomiary i obliczenia

1. dla prądu stałego

1. wyniki

Tendencja obciążenia	Obciążenie
		Bez obciążenia
	rosnąca	10			0,93			0,093		10			0,30			0,030		10		0,14		0,014
								0,67					0,067							0,28			0,028				0,13		0,013
								0,75					0,075							0,28			0,028				0,13		0,013
								0,71					0,071							0,27			0,027				0,13		0,013
								0,70					0,070							0,27			0,027				0,13		0,013
	malejąca				10			0,67					0,067		10					0,26			0,026		10		0,13		0,013
								0,75					0,075							0,26			0,026				0,13		0,013
								0,71					0,071							0,25			0,025				0,13		0,013
								0,70					0,070							0,24			0,024				0,12		0,012
								0,70					0,070							0,24			0,024				0,12		0,012
	Tendencja obciążenia	Obciążenie
	rosnąca	10		0,11			0,011		10			0,09			0,009		10		0,08		0,008
						0,10						0,010							0,09			0,009				0,08		0,008
						0,10						0,010							0,09			0,009				0,08		0,008
						0,10						0,010							0,09			0,009				0,08		0,008
						0,10						0,010							0,09			0,009				0,08		0,008
	malejąca			10		0,10						0,010		10					0,08			0,008		10		0,08		0,008
						0,10						0,010							0,09			0,009				0,08		0,008
						0,10						0,010							0,09			0,009				0,08		0,008
						0,09						0,009							0,09			0,009				0,08		0,008
						0,09						0,009							0,09			0,009				0,08		0,008

Obciążenie F [N]	brak	25	75	125	175	225
Średnia rezystancja zestykowa	0,0707	0,0265	0,0129	0,0099	0,0089	0,0080
Średnie odchylenie kwadratowe s

2. wzory i przykładowe obliczenia

Wartośc rezystancji zestykowej podaną w tabeli w punkcie 2. wyznaczyliśmy na podstawie znajomości napięcia i prądu, które wcześniej zmierzyliśmy:



[1]

Korzystając ze wzoru [1] mamy przykładowo dla prądu stałego dla obciążenia F=175N przy rosnącej tendencji obciążenia:








Średnią rezystancję zestykową liczymy korzystając ze wzoru:


[2]

Przykładowo dla obciążenia F=25N mamy więc:








UWAGA - obliczając średnią rezystancję zestykową przy braku obciążenia nie uwzględnialiśmy wartości rezystancji uzyskanej przy pierwszym pomiarze, ponieważ wystąpił tam błąd gruby pomiaru. Tego też pomiaru i obliczonej z niego rezystancji nie uwzględnialiśmy na żadnym wykresie.

Średnie odchylenie kwadratowe obliczyliśmy wykorzystując wzór:


[3]

Przykładowo dla obciążenia F=25N mamy więc:







2.2 dla prądu przemiennego

Tendencja obciążenia	Obciążenie
		Bez obciążenia
rosnąca	17		4,50		0,265	17		3,40		0,200	17		3,25		0,191
malejąca					3,40			0,200					2,90		0,171			2,80		0,165
Tendencja obciążenia	Obciążenie
rosnąca	17		3,05		0,179	17		2,40		0,141	17	2,38		0,140
malejąca					2,62			0,154				2,45		0,144		2,38		0,140

3. Zależność rezystancji zestykowej od siły docisku

Wyróżniamy trzy rodzaje zestyków:

1. punktowy (przy małych siłach docisku),

2. liniowy (przy średnich wartościach siły docisku),

3. powierzchniowy (dla dużych sił docisku).

Zależność rezystancji zestyku od siły docisku dla w/w rodzajów zestyku prezentuje się następująco:




Gdzie charakterystyki 1, 2 i 3 odpowiadają kolejno zestykom punktowym, liniowym i powierzchniowym.

Zależność na obliczenie rezystancji zestykowej:


[4]

Gdzie:


- rezystancja zestykowa,
-siła docisku,
- stała zależna od własności materiału styku,


- wykładnik potęgowy zależny od rodzaju zestyku; dla zestyku jednopunktowego n=0,5, dla liniowego n=0,5 - 0,7, dla zestyku powierzchniowego n=1;

4. Wyznaczanie rodzaju zestyków oraz materiału, z jakiego zostały wykonane

Z zależności [4], znając wartości rezystancji i siły możemy wyznaczyć jakie wartości mają `C' oraz `n'.

Na podstawie wykonanych pomiarów dla prądu stałego otrzymaliśmy charakterystykę , którą po porównania z wzorcowymi, uznaliśmy za charakterystykę odpowiadająca zestykom powierzchniowym (3). Dlatego też przyjmujemy wartość wykładnika n=1.




Teraz, znając wartości rezystancji, siły docisku oraz wykładnika potęgowego `n', możemy stwierdzic, z jakiego materiały wykonane są zestyki - czyli wyznaczamy współczynnik `C'. Za rezystancję zestykową podstawiamy jej średnie wartości wyliczone wcześniej.

Korzystając z zależności [4] dla wartości obciążenia F=25N otrzymujemy:












Otrzymaliśmy następujące wartości współczynnika `C':

F [N]	C
25
75
125
175
225

Ogólnie dla prądu stałego uśredniona wartość współczynnika `C' wyniosła:





Tablicowe wartości współczynnika `C' w zależności od materiału zestyku:

Materiał styków	C
miedź - miedź
srebro - srebro
aluminium - aluminium
aluminium - miedź
mosiądz - mosiądz
mosiądz - miedź

Porównując otrzymaną wartość współczynnika `C' z wartościami tablicowymi wnioskujemy, że badane przez nas zestyki były wykonane z aluminium lub miedzi.

5. Charakterystyki

5.1 Zależność średniej rezystancji zestyku od obciążenia zawarta w punkcie 4.

5.2 Zależność średniego odchylenia kwadratowego od obciążenia




5.3 Zależność średniego odchylenia kwadratowego od średniej rezystancji zestykowej




6. Wnioski

W wykonywanym przez nas doświadczeniu wyznaczaliśmy rezystancję zestyku w zależności od siły docisku. Dokonywaliśmy pomiarów przy napięciu stałym i przemiennym, ale do obliczeń uwzględniamy wyłącznie te pierwsze, ponieważ przy użyciu takiego właśnie napięcia trzeba wyznaczać rezystancję. Jak widzimy na charakterystykach, największą wartość rezystancji uzyskaliśmy przy braku obciążenia (ok.0,07m
) i wartości te malały wraz ze zwiększaniem obciążenia (do ok.0,008m
przy F=225N). taka samą prawidłowość wykazywało średnie odchylenie kwadratowe pomiarów - było tym mniejsze, im większe było obciążenie - dla największego obciążenia pomiary były identyczne. Dzięki charakterystyce 5.3 łatwo zauważyć, że średnie odchylenie kwadratowe i średnia rezystancja zestykowa są do siebie proporcjonalne. Na podstawie obliczeń próbowaliśmy również wykazać, jakiego materiału użyto do wykonania zestyków. Podejrzewamy, że jest to aluminium - nasz wynik różni się od wzorcowego zaledwie o
. Jednakże wartość współczynnika `C' (mówiącego nam o rodzaju użytego materiału) dla aluminium mieści się w przedziale wartości odpowiadających miedzi, dlatego nie możemy jednoznacznie stwierdzić, że jest to właśnie aluminium, a nie miedź.