Cwicz6-badaniestabilnoscitemperatuowejLiC, IMiKU
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->LaboratoriumInżynierii MateriałowejDwiczenie 6. Badanie stabilnościtemperaturowej kondensatorów i cewekKatedra Optoelektroniki iSystemówElektronicznych, WETI,Politechnika GdaoskaGdaosk 2006Ćwiczenie 6. Badanie stabilności temperaturowej kondensatorów i cewek1. CEL DWICZENIACelemdwiczeniajestzbadaniestabilnościcieplnejkondensatorówicewekindukcyjnych oraz doświadczalne wyzna czenie wartości współczynników określającychcharakterystyki temperaturowe tych elementów.2. PODSTAWY TEORETYCZNEKONDENSATORYZmiany pojemności kondensatorów pod wpływem temperatury wynikają ze zmianywymiarówdielektryka.W wielu zastosowaniach wy magana jest od kondensatorów stała wartośd pojemnościlub jejliniowa, ściśle określona zależnośd od temperatury (np.mtemperaturowageometrycznychelementóworazzmianyprzenikalnościelektrycznejkompensacja obwodów LC). Specjalnie do tych zastosowao produkowane są kondensatoryceramiczne typu I. Charakteryzują się on eliniową zależnością polaryzacji od natężeniapola elektrycznego i liniowymi zmianami pojemności w funkcji temperatury.Stabilnośdtemperaturowa kondensatorów o liniowej zależności pojemności od temperatury jestokreślona liczbowo temperaturowym współczyn nikiem pojemności TWC, definiowanym:TWC =1 dCC dT6101.oCKondensatory ceramiczne typu I produkowane są w 13 wartościach TWC (wartościdodatnie -Possitive,ujemne -Negative).oznaczenieP120 P100 P33 NPO N33 N47 N75 N150 N220 N330 N470 N750 N150TWC106o+120 +100 +331C-33-47-75-150-220-330-470-750 -1500Laboratorium Inżynierii MateriałowejKatedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika GdańskaStrona | 2Ćwiczenie 6. Badanie stabilności temperaturowej kondensatorów i cewekPrzy braku wymaganej wartości TWC, koniecznej do kompensacji cieplnej obwodówelektrycznych, możliwe jest uzyskanie wypadkowej wartości TWC przez połączenieszeregowe lub równoległe dwóch lub więcej kondensatorów o odpowiednio dobranychparametrach.Większośd dielektryków polarnych, a przede wszystkim ferrodielektryków wykazujesilnie nieliniową zależnośd pojemności od temperatury, co jest ich wadą. Zaletą tego typumateriałów jest możliwośd budowy kondensatorów o bardzo dużej pojemności najednostkę objętościC'C. Dla kondensatorów o silnie nieliniowych charakterystykachVtemperaturowych zamiast TWC podaje się względne przyro sty pojemności określane dlakonkretnych przedziałów temperatury pracyC. Przykładem takich elementów sąCkondensatory ceramiczne typu II (ferroelektryczne).CEWKI INDUKCYJNEMateriałymagnetycznepoddanedziałaniutemperaturywykazujązmianyprzenikalności magnetycznej. Element indukcyjny wykonany na rdzeniu kubkowym zmateriałumagnetyczniemiękkiegowykazujezmianyindukcyjnościprzyzmianietemperatury. Zjawisko zależności indukcyjności od temperatury jest bardzo niekorzystnew wielu zastosowaniach np. obwody rezonansowe, filtry. Wpływ temperatury naindukcyjnośd można zmniejszyd wprowadzając do obwodu magnetycznego szczelinępowietrzną.Stabilnośd temperaturowa jest określana procentowymi zmianami indukcyjnościcewki w funkcji temperatury:LL(Tn)L(T20)100%,L(T20)gdzie:L( T n )-indukcyjnośd w temperaturze pomiaru,L( T 2 0 )-indukcyjnośd w temperaturze20oC.Laboratorium Inżynierii MateriałowejKatedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika GdańskaStrona | 3Ćwiczenie 6. Badanie stabilności temperaturowej kondensatorów i cewek3. PRZEBIEG DWICZENIABadane elementy umieszczone są w komorze ultratermostatu. Wyboru konkretnegoelementu dokonuje się za pomocą przełącznika. Kondensatory i cewki posiadająoddzielne wyjścia do pomiarów (pojemności - gniazdooznaczone C, indukcyjności -gniazdo oznaczone L). Na przykład, aby dokonad pomiaru pojemności kondensatora C5należy połączyd gniazdooznaczone C z wejściem mostka RLC, nastawid mostek w trybpomiaru pojemności i wcisnąd klawisz C5. Podobnie dokonuje się pomiaru pozostałychpojemności i indukcyjności. Ab y dokonad pomiaru należy rozgrzad olej w ultratermostaciedo żądanej temperatury.Szczegółowalaboratoryjnym.Po jej ustaleniu się należy zmierzyd pojemności wszystkich kondensatorów iindukcyjności wszystkich cewek. Następnie należy doprowadzid do ustalenia następnejżądanej temperatury, ponownie przeprowadzid pomiary badanych elementów itd.Pomiary należy przeprowadzid w zakresie temperatur od 20oC do 90oC co 10oC oraz dlatemperatury odniesienia 25oC. Po dokonaniu pomiarów w temperaturze 20oC proszęsprawdzid poprawnośd pomiaru poprzez porównanie wyników z danymi katalogowymi.instrukcjaobsługiultratermostatuznajdujenastanowisku4. OPRACOWANIE WYNIKÓW1. Wykreślid charakterystyki temperaturowe badanych kondensatorów C = f (T).2. Obliczyd TWC dla konden satorów o charakterystykach liniowych. ObliczydCdlaCkondensatorów o charakterystykach nieliniowych zaznaczając przedział temperatury,dla którego wykonano obliczenia. Przedyskutowad otrzymane wyniki i porównad zdanymi katalogowymi (patrz częśd VI instrukcji).3. Wykreślid charakterystyki temperaturowe ba danych cewek L= f (T).4. Obliczyd procentowe zmiany indukcyjności w funkcji temperatury dlaTn = 40oC i 90oC, przedyskutowad otrzymane wyniki.Laboratorium Inżynierii MateriałowejKatedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika GdańskaStrona | 4Ćwiczenie 6. Badanie stabilności temperaturowej kondensatorów i cewekLITERATURA1. Kilioski - „ Dielektryki radiotechniczne” - str. 297.2. Kossakowski - „Oporniki i kondensatory” - str.208,260.3. „Poradnik inżyniera elektronika” - str. 268-297.Laboratorium Inżynierii MateriałowejKatedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika GdańskaStrona | 5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]