Презентация ученицы , прошедшей в финал конкурса " Шаг в науку".

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ ГОРОДА ТУЛЫ

МБУДО «ГЦРиНТТДиЮ»

Городская научно-практическая конференция школьников 3-11 классов

«Шаг в науку»

МБОУ ЦО №43

«Область технических наук» (радиотехника и электроника)

Тема исследовательской работы: Исследование зависимости электрического сопротивления терморезистора от температуры.

Автор: Федотова Джульетта Сергеевна

Возраст: 16 лет

Класс: 10 «А»

Руководитель: Игнатова Ирина Васильевна,

учитель физики и астрономии.

Тула, 2022

Введение:

Рези́стор - пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления.

Основные параметры:

• Номинальное сопротивление.
• Предельная рассеиваемая мощность.
• Температурный коэффициент сопротивления.

Что такое терморезистор?

Терморезистор- полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от его температуры.

Основные параметры

• номинальное сопротивление терморезистора, измеренное при температуре 25 ºC;
• предельная мощность рассеивания;
• диапазон рабочих температур, для которых предназначен терморезистор;
• ТКС.

Тогда откуда взялась приставка термо и чем он отличается от обычного резистора?

Чтобы получить ответы на данные вопросы, я хочу исследовать сопротивление терморезистора и резистора при разных температурах.

Цель работы: исследовать свойства терморезистора

Задачи:

1. Изучить литературу по данному вопросу.

2. Сравнить основные параметры резистора и терморезистора

3. Провести опыты по измерению сопротивления

4. На основании полученных данных сделать выводы

Сравнение основных параметров резистора и терморезистора

• Номинальное сопротивление.

Номинальное сопротивление резистора - электрическое сопротивление, значение которого обозначено на резисторе или

указано в нормативной документации, и которое является исходным для отсчета отклонений от этого значения.

электрическое сопротивление терморезистора - это электрическое сопротивление при температуре 25.

• предельная мощность рассеивания

определяется как произведение квадрата силы тока на сопротивление: P = I *I* R и измеряется в ваттах (закон Ома).

• ТКС

величина, характеризующая относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры на один градус.

ТКС характеризует обратимые изменения сопротивления резистора вследствие изменения температуры окружающей среды или изменения электрической нагрузки на резистор. Изменение сопротивления резистора под влиянием внешних воздействий (температуры, нагрузки и т.п.) приводит к изменениям параметров электрических схем, а в критических случаях к их поломке. Поэтому изменение величины сопротивления резистора должно быть учтено при построении электрических схем.

Из выше сказанного можно сделать вывод, что этот параметр для резистора является важным, чем сильнее зависит сопротивление резистора от температуры, тем больше окружающая температура влияет на параметры электрической схемы. Идеальный резистор должен иметь температурный коэффициент равный 0, тогда основной параметр резистора, номинальное сопротивление, не будет зависеть от окружающей среды.

ТКС терморезистора – термический коэффициент сопротивления, равен изменению сопротивления терморезистора при изменении температуры на 1 градус. Если ТКС положительный, то терморезисторы называют позисторами (РТС-термисторы). А если ТКС отрицательный, то термисторами (NТС-термисторы). У позисторов при повышении температуры повышается и сопротивление, а у термисторов всё происходит наоборот.

Теперь становится понятно, что

ТКС терморезисторов – это важный и нужный параметр ради которого они были созданы.

Именно из-за большого влияния температуры на сопротивление терморезистора появилась приставка – термо в его названии.

Рассмотри ещё один параметр у терморезистора, которого нет в резисторе:

Условно терморезисторы классифицируют как низкотемпературные (предназначенные для работы при температуpax ниже -103.), среднетемпературные (от -103 до 237) и высокотемпературные (выше 237).

Практическая часть

Для практического измерения температуры мы возьмём резистор марки МЛТ-025 номинальное сопротивление 10кОм +-5% Рабочий диапазон температур -60... +70 °С;,

и термистор марки MF5A-3 10K Сопротивление при 25°C: 10 кОм;

Рабочий диапазон температур: -30...150 °C;

Терморезистор мы выбрали среднетемпературный, т.к температуры ниже -103 и выше 237°C опасны в домашних условиях. Сопротивление будем измерять мультиметром DT9208A. Температуру будем мерить бытовым термометром, с пределами измерения от -10 до 80С. По результатам измерения составим таблицу. Для создания температуры от 0 до 10°С будем использовать кастрюлю наполненную снегом, а потом начнем нагревать.

MF5A-3

МЛТ-0,25

Температура

0

МЛТ-0,25

MF5A-3

9,77 кОм

10

34 кОм

9,76 кОм

20

20,3 кОм

9,75 кОм

25

12,6 кОм

9,75 кОм

30

40

10 кОм

9,75 кОм

8 кОм

9,74 кОм

50

5,3 кОм

9,74 кОм

60

3,6 кОм

9,73 кОм

2,5 кОм

Из проведённых измерений мы можем сделать следующие выводы: у резистора и терморезистора ТКС отрицательный. Сопротивление резистора практически не меняется при изменении температуры, так и должно быть, так как чем меньше зависит сопротивление от температуры, тем меньше влияние это будет оказывать на устройство в которых они используются.

ТКС терморезисторов очень большой по сравнению с резистором и при небольшом изменении температуры сопротивление меняется очень сильно. Если бы мы использовали для измерений вместо цифрового мультиметра стрелочный, то на основании таблицы можно изготовить бумажную шкалу температур и превратить в электронный термометр.

Заключение.

Основное применение терморезисторов – это использование их в качестве датчиков температуры в различных электронных устройствах. Их применяют в системах измерения и регулирования температуры , противопожарной сигнализации ,теплового контроля и защиты машин и механизмов, в схемах температурной компенсации элементов электрических цепей, в частности, для термокомпенсации кварцевых резонаторов и генераторов , для стабилизации режимов работы транзисторных каскадов, для измерения мощности, вакуума, скоростей движения жидкостей и газов и т.д.

В своей работе я ответила на поставленные вопросы и узнала много нового и интересного в процессе , проведённого исследования.

Список используемой литературы:

• Резисторы (справочник) / под ред. И. И. Четверткова — М.: Энергоиздат, 1991
• Шашков А. Г. Терморезисторы и их применение.
• Иванова Г.М.Теплотехнические измерения и приборы: учебник для вузов – М.:Издательство МЭИ, 2005

Спасибо за внимание.