К2 – ключ для включения в схему термосопротивления.
Рис.3 Схема для снятия зависимости сопротивления ФС от освещенности:
ЛАТР- автотрансформатор с плавным регулированием; V - вольтметр (200 В);
Л - лампа (40 Вт , 127 В); ФС - фотосопротивление; К - ключ для подключения к схеме питания от сети; МО-56 - мост постоянного тока.
Рис.4 Схема для снятия зависимости сопротивления ФС от освещенности:
ЛАТР- автотрансформатор с плавным регулированием; П - переключатель; V - вольтметр (0¸50¸200В); R0 - образцовое сопротивление, равное 10.000 Ом; R - сопротивление, напряжение на котором прямо пропорционально току, идущему через НПС (»12 В) НПС - испытуемое нелинейное полупроводниковое сопротивление; ОСЦ - осциллограф; К - ключ для подключения питания к схеме.
2. Результаты определения зависимости сопротивления термистора от температуры приведены в таблице 1.
Таблица 1 – результаты зависимости сопротивления термистора
t, o C
T, К
1/Т, 1/К
Rx, МОм
s, МОм -1
lns
0,003413
0.00171
6.37
0,003355
0.00133
6.62
0,003300
0.00125
6.68
0,003246
0.00110
6.81
0,003195
0.00100
6.9
0,003144
0.00081
7.12
0,003096
0.00069
7.28
0,003048
0.00060
7.41
0,003003
0.00052
7.56
0,002958
0.00045
7.7
0,002915
0.00039
7.85
0,002873
0.00035
7.96
0,002833
0.00033
Определили электропроводность ТС при различных температурах по формуле (1).
Формула (1):
(мОм-1) - пример расчета для t=20оС
3. График зависимости по данным таблицы 1 (по оси абсцисс откладывали , а по оси ординат - ) приведён на рисунке 1
1/Т, К
рис.1 – график зависимости ln =f(1/T) для термистора
4. Определение работы переброса электрона в незаполненную зону W на основании полученной прямой. Для этого уравнение электропроводности полупроводников логарифмируют В полученное уравнение из графика подставляют два любых значения и соответствующиеимзначения ; по системе двух уравнений с двумя неизвестными находят W (эрг), величину которой затем переводят в электрон-вольты: 1 эв = 4.8 × 10-10×С× G× S× E×1/300 = 1,6 × 10-12 [эрг]
Решили систему:
Получили: (эрг). Переведем в электрон-вольты:
(эВ)
5. Снятие вольтамперных характеристик термосопротивления при различном времени протекания тока приведены в таблице 2.
Таблица 2 – снятие вольтамперных характеристик при различном времени протекания тока
t, сек
U1,В
U2,В
U3,В
U4,В
U5,В
U6,В
U7,В
U8,В
U9,В
U10,В
0,287
0,3
0,387
0,662
0,861
1,195
1,598
1,87
2,37
2,67
0,3
0,314
0,528
0,721
0,987
1,327
1,725
2,03
2,47
2,75
0,306
0,32
0,556
0,763
1,054
1,408
1,87
2,11
2,5
2,81
0,31
0,326
0,583
0,79
1,102
1,468
1,88
2,16
2,54
2,84
I
2,87
3,87
6,62
8,61
11,95
15,98
18,7
23,7
26,7
3,14
5,28
7,21
9,87
13,27
17,25
20,3
24,7
27,5
3,06
3,2
5,56
7,63
10,54
14,08
18,7
21,1
28,1
3,1
3,26
5,83
7,9
11,02
14,68
18,8
21,6
25,4
28,4
6. График четырех кривых t = 10, 20, 30, 40 сек., построенный по данным таблицы 2 (по оси абсцисс откладывали напряжение U , а по оси ординат - ток I) приведён на рисунке 2. Для построения нашли значение I для каждого значения U по формуле (2).
Формула (2):
,
где Ом.
(А) - пример расчета для В.
рис.2 – график зависимости I=f(U) для четырёх кривых
7. Результаты определения зависимости электропроводности фотосопротивления от освещенности приведены в таблице 3.
Таблица 3 – результаты определения зависимости электропроводности фотосопротивления от освещённости
U, В
Rx, кОм
59.6
51.6
43.5
36.5
32.5
28.5
25.5
24.4
21.5
20.5
s, кОм-1
0,0168
0,0194
0,0230
0,0274
0,0308
0,0351
0,0392
0,0410
0,0465
0,0488
Еф, св
1,229
1,546
1,924
2,371
2,895
3,508
4,218
5,037
5,975
7,047
U, В
Rx, кОм
18.5
16.5
15.5
14.5
13.5
s, кОм-1
0,0541
0,0556
0,0500
0,0556
0,0588
0,0606
0,0625
0,0645
0,0690
0,0741
Еф, св
8,264
9,641
11,193
12,935
14,883
17,055
19,470
22,146
25,103
31,946
Силу света лампы вычислили по формуле (3).
Формула (3) :
,
где Еф - средняя сила света (световой поток в единичном телесном угле), св;
Еф0=50 св - сила света лампы накаливания 40 Вт при номинальном напряжении на ней;
U0=220 В - номинальное напряжение на лампе накаливания.
Для каждого напряжения, поданного на лампу, по вышеприведенной формуле (3), вычислили Еф.
(св)
Электропроводность s вычисли по формуле (1).
8.График зависимости по данным таблицы 3 приведён на рисунке 3
рис.3 – график зависимости σ = f(Eф)
9. Вольтамперные характеристики НПС приведены в таблице 4.
Таблица 4 – вольтамперные характеристики НПС
U, В
U1., В
UНПС, В
I1, мА
b
0,87
19,4
0,087
2,287
1,08
24,1
0,108
1,44
28,6
0,144
2,46
32,7
0,246
3,38
36,8
0,338
4,63
40,6
0,463
6,11
44,2
0,611
7,8
47,7
0,78
9,65
50,9
0,965
11,78
54,1
1,178
56,9
1,4
59,6
1,7
62,1
1,9
10. График зависимости , построенный по данным таблицы 9 (по оси абсцисс откладывали напряжение , а по оси ординат - ток ) приведён на рисунке 4.
Для построения нашли значение I для каждого значения U1 по формуле (2).
Формула (2):
,
где кОм.
(А) - пример расчета для В.
рис.4 – график зависимости
11. Вычисление коэффициента нелинейности НПС b по формуле (3). При этом берутся два значения напряжения и соответствующие им токи. Из графика видно, что: i1=1,4 мА; i2=1,9 мА; U1=70 В; U2=80 В.
Формула (3):
12. Выводы:
1) из графика 1 видно, что при повышении температуры электропроводность сопротивление термистора увеличивается (электропроводность уменьшается);
2) из графика 2 видно, что с увеличением времени протекания тока растёт сила тока и напряжение на термосопротивлении;
3) из графика 3 видно, что с увеличением напряжения на лампе линейно увеличивается сила света лампы и сопротивление на ней;
4) из графика 4 видно, что с увеличением напряжения НПС растёт и его ток.
(мОм-1) - пример расчета для t=20оС
по данным таблицы 1 (по оси абсцисс откладывали 
, а по оси ординат - 
) приведён на рисунке 1
логарифмируют 
В полученное уравнение из графика 
(эрг). Переведем 
в электрон-вольты:
(эВ)
,
Ом.
(А) - пример расчета для 
В.
,
(св)
по данным таблицы 3 приведён на рисунке 3
, построенный по данным таблицы 9 (по оси абсцисс откладывали напряжение 
, а по оси ординат - ток 
) приведён на рисунке 4.
,
кОм.
(А) - пример расчета для 
В. 
