Зависимость коэффициента выпрямления от температуры
Таблица с результатами опыта 2:
t oC | ||||||||
Rx, кОм | 1,1 | 1,4 | 2,07 | 2,71 | 3,58 | 4,26 | 6,71 | |
γ, 10-3*Ом-1 | 0,9 | 0,71 | 0,48 | 0,36 | 0,27 | 0,23 | 0,14 | 0,1 |
где γ – проводимость терморезистора.
Зависимость сопротивления от температуры
Зависимость проводимости от температуры
4. Краткое описание полупроводников и их применение:
Полупроводниковыми диодами называют электропреобразовательные приборы с одним электрическим переходом, имеющие два вывода. Существуют множество разновидностей полупроводниковых диодов созданных для различных задач. В этой работе исследуются выпрямительный диод, который используется в качестве элемента с односторонней проводимостью в устройствах преобразования переменного тока в постоянный. Основной характеристикой такого диода является коэффициент выпрямления равный отношению прямого и обратного токов при одном и том же напряжении. Чем выше коэффициент выпрямления, тем меньше потери и выше КПД выпрямителя.
Терморезистор – обычно так называют полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого существенно убывает или возрастает с ростом температуры. Для терморезистора характерны большой температурный коэффициент сопротивления (ТКС) (в десятки раз превышающий этот коэффициент у металлов), простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, стабильность характеристик во времени.
Разработаны следующие разновидности терморезисторов:
1. Термистор – терморезистор, сопротивление которого с ростом температуры уменьшается.
2. Позистор – терморезистор, сопротивление которого с ростом температуры очень сильно возрастает.
3. Болометр – терморезистор, чувствительный к воздействию теплового и оптического излучений, содержащий в своем составе активную и компенсационную части.
5. Выводы по результатам работы:
В ходе опыта 1 выяснили, что с ростом температуры коэффициент выпрямления полупроводникого диода постепенно уменьшается. Отсюда можно сделать вывод, что для данного диода на низких температурах меньше потери и выше КПД выпрямителя.
Опыт 2 показал, что сопротивление терморезистора уменьшается с ростом температуры. Значит тип данного терморезистора – термистор. Применение термисторов:
1. Измерение температуры.
Термисторы имеют высокую чувствительность, низкую стоимость. Обычно используются в диапазоне температур от -40 до +300 °C.
Критерии отбора:
· Диапазон температуры
· Диапазон сопротивления
· Точность измерения
· Окружающая среда
· Время реакции
· Соблюдение размеров
2. Температурная компенсация
Все полупроводники и цепи составленные из них выражают (демонстрируют) температурный коэффициент. По причине высокого температурного коэффициента термисторы особенно подходят для компенсации нежелательного эффекта изменения температуры (например: регулировка яркости в LCD дисплеях).
Примеры применения:
· Бытовая электроника: холодильники и морозильники, посудомоечные машины, фены и т.д.
· Автомобильная электроника: для измерения температуры охлаждения воды или масла; для слежения температуры выхлопных газов, крышки цилиндра, тормозной системы; для контроля температуры в салоне автомобиля.
· В кондиционерах: в распределителе тепла; для мониторинга температуры в комнате
· В нагревателях для пола и газовых котлах.
· Для блокировки дверей в нагревательных приборах
· В промышленной электроники: для температурной стабилизации лазерных диодов и фотоэлементов, для компенсации температуры в медных катушках.
· В телекоммуникации: для измерения и компенсации температуры в мобильных телефонах.
3. Ограничение пускового тока.
Многие изделия оборудования такие как импульсные источники питания, моторы, трансформаторы вырабатывают чрезмерный пусковой ток при включении. Это может привести к поломке или расплавлению других элементов. Эту проблему можно решить с помощью NTC-термисторов. Небольшая стоимость. Для этой цели разработаны специальные термисторы, которые ограничивают ток при пуске, благодаря относительно высокой холодостойкости. В результате токовой нагрузки термистор нагревается и снижает свое сопротивление до фактора 10-50; соответственно снижается мощность.
4. Датчик уровня жидкости
Температура электронагруженного термистора зависит от материалов вокруг устройства. Когда термистор погружен в жидкость, коэффициент рассеивания возрастает, температура снижается и напряжение приложенное к нему возрастает. Благодаря этому термисторы способны определить наличие, или отсутствие жидкости.
Примеры применения
· Физика и химия: определение уровня различных жидкостей (жидкий азот), измерение теплопроводности и скорости потока различных газов, определение вакуума и радиации.
· В автомобильной промышленности: для индикации топлива.