Kennlinien von Widerständen - Carl-Engler

Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Laborversuch:
1.
Physik-Labor (BS/BK/FS)
1 (1)
Kennlinien von Widerständen
Grundlagen
Widerstände ändern ihren Widerstandswert in Abhängigkeit von der Temperatur. Bei manchen Bauteilen
führt bereits der Stromfluss bei der Aufnahme der Kennlinie zu einer merklichen Widerstandsänderung.
Die Kennlinie wird nichtlinear.
2.
Vorbereitung
Kenngrößen und Gesetze zum Gleichstromkreis
Messungen mit dem Multimeter
Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes
3.
Aufgaben
3.1
PTC-Widerstand
Nehmen Sie die Strom-Spannungskennlinie eines PTC-Widerstandes (Positive Temperature Coeffizient) im
Bereich der Spannung von 0V bis 20V (Schrittweite 1V) auf.
Stellen Sie die Kennlinie grafisch dar.
Ermitteln Sie (rechnerisch) die Abhängigkeit des statischen Widerstandes von der Spannung und stellen Sie
das Ergebnis grafisch dar.
3.2
NTC-Widerstand
Nehmen Sie die Strom-Spannungskennlinie eines NTC-Widerstandes (Negative Temperature Coeffizient) im
Bereich der Spannung von 0V bis 30V (Schrittweite 2V) auf.
Stellen Sie die Kennlinie grafisch dar.
Ermitteln Sie (rechnerisch) die Abhängigkeit des statischen Widerstandes von der Spannung und stellen Sie
das Ergebnis grafisch dar.
3.3
Ermittlung der Temperaturabhängigkeit von NTC - und PTC (hier: Pt100) – Widerständen
Durchführung:
Der NTC – und der PTC -Widerstand (Platinwiderstand) tauchen in Wasser mit einer Temperatur von ca.
5°C ein. Mit Hilfe einer Heizspirale (Heizstrom 5A) wird das Wasser auf 70°C erwärmt. In konstanten
Temperaturabständen werden jeweils Widerstandswert und Temperatur von den beiden Bauteilen erfaßt.
Stellen Sie die Widerstands-Temperatur-Kennlinien graphisch dar.
3.4
Ermittlung des Temperaturkoeffizienten von Platin
Der Temperaturkoeffizient α eines Platinwiderstandes (PT100) ist mit Hilfe der aus Aufgabe 4)
aufgenommenen Widerstands-Temperatur-Kennlinie R=f(T) zu ermitteln.
Die Steigung (ΔR/ΔT) ist der Graphik R=f(T) zu entnehmen. Der Temperaturkoeffizient α kann somit mit
der Formel:
α = ΔR/(ΔT*R0)
mit R0 = 100Ω bei 0°C.
Die Heizspirale muß bei Betrieb in der Flüssigkeit eingetaucht sein!
4.
Sonstiges
Es ist jeweils mit der spannungsrichtigen Schaltung zu messen.
Der statische Widerstandswert wird für jeden Messpunkt durch R stat = U/I errechnet und als Funktion der
Spannung grafisch dargestellt.
Die graphischen Darstellungen sind zu diskutieren !
widerstandskennlinien.odt Nov 2010
Geßler / Müller
www.ces.karlsruhe.de/culm/
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