EU-Inovace-F-9-03 Promerovani vlastnosti termistoru

Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech
CZ.1.07/1.1.28/02.0055
Proměřování vlastností termistoru
(experiment)
Označení: EU-Inovace-F-9-03
Předmět: Fyzika
Cílová skupina: 9. třída
Autor: Mgr. Monika Rambousková
Časová dotace: 1 vyučovací hodina
Forma: skupinová, dvojice
Anotace: tento experiment lze zařadit při probírání učiva o vedení elektrického proudu
v polovodičích
Cíl: proměřit vlastnosti termistoru
Pomůcky: voltmetr DVP-BTA, ampérmetr DCP-BTA, teplotní čidlo STS-BTA, LabQuest,
zdroj napětí, termistor typu NTC (při teplotě 25°C odpor 220 Ω), reostat, horká voda, ledová
tříšť, 2 kádinky, svíčka, sirky
Teorie
Termistor je elektrotechnická součástka, jejíž elektrický odpor je závislý na teplotě.
Rozlišujeme dva druhy termistorů – NTC a PTC termistor. NTC (někdy označovaný jako
negastor), je termistor s negativním teplotním koeficientem, což znamená, že se zahřátím
součástky odpor klesá. U PTC (někdy označovaný jako pozistor) termistoru se zahřátím odpor
roste.
NTC termistor se používá také jako teplotní čidlo (k měření teploty.
Speciální NTC termistory byly součástí žhavicích obvodů elektronkových zařízení. Sloužily
jako ochrana proti přepálení vláken elektronek, zapojených v sérii.
PTC termistor lze využít například k omezení proudu obvodem, kdy průchod většího
množství proudu vyvolá ohřátí součástky, které má díky tomu vyšší odpor.
Schéma zapojení
Postup:
1. Žáci sestaví obvod podle schéma. Pokud je to pro ochranu termistoru nutné (nesnese
velké proudové zatížení), připojí ochranný rezistor 100 Ω.
2. Ampérmetr a voltmetr připojí k LabQuestu.
3. Teplotní čidlo připojí také k LabQuestu, nastaví čas měření 150 sekund.
4. Teplotní čidlo připevní k termistoru tak, aby se dotýkaly.
5. Na LabQuestu spustí měření.
6. Soupravu termistoru a teplotního čidla ponoří do ledové tříště v kádince, ponechají ji
tam několik sekund. Pak soupravu vyndej a hned ponoří do kádinky s horkou vodou,
tam termistor ponechají do té doby, než dosáhne maximální teploty. Pak termistor
vyndají a velmi opatrně zahřívají nad plamenem svíčky, aby nepoškodili termistor ani
teplotní čidlo.
7. Na počítači spustí program LoggerLite, připojí LabQuest a zobrazí graf závislosti
teploty na čase, napětí na čase, proudu na čase.
8. V menu Data zvolí Nový dopočítávaný sloupec, v novém oknu vyplní položky Name Elektrický odpor, Short Name – R a Units - Ω. Do položky Equation nadefinují
s využitím nabídky Variables-Columns výpočet elektrického odporu s využitím
vztahu R = U : I. Dialogové okno uzavřou tlačítkem hotovo. Vloží nový graf
závislosti odporu na čase.
9. Po skončení měření uloží grafy – menu Graf – Uložit měření.
10. Grafy vloží do pracovního listu.
11. Vysloví a zapíší závěr do pracovního listu.
Závěrečné zhodnocení:
Pracovní list:
LABORATORNÍ PRÁCE č.
Název úlohy: EU-Inovace-F-9-03
Proměřování vlastností termistoru
Jméno:
Třída:
Datum:
Školní rok:
Spolupracovali:
Úkol: proměřit vlastnosti termistoru
Pomůcky: voltmetr DVP-BTA, ampérmetr DCP-BTA, teplotní čidlo STS-BTA, LabQuest,
zdroj napětí, termistor typu NTC (při teplotě 25 °C odpor 220 Ω), reostat, horká voda, ledová
tříšť, 2 kádinky, svíčka, sirky
Schéma zapojení:
Postup:
12. Sestavte obvod podle schéma. Pokud je to pro ochranu termistoru nutné (nesnese
velké proudové zatížení), připoj ochranný rezistor 100 Ω.
13. Ampérmetr a voltmetr připojte k LabQuestu.
14. Teplotní čidlo připojte také k LabQuestu, nastav čas měření 150 sekund.
15. Teplotní čidlo připevněte k termistoru tak, aby se dotýkaly.
16. Na LabQuestu spusťte měření.
17. Soupravu termistoru a teplotního čidla ponořte do ledové tříště v kádince, ponechte ji
tam několik sekund. Pak soupravu vyndejte a hned ponořte do kádinky s horkou
vodou, tam termistor ponechejte do té doby, než dosáhne maximální teploty. Pak
termistor vyndejte a velmi opatrně zahřívejte nad plamenem svíčky, abyste
nepoškodili termistor ani teplotní čidlo.
18. Na počítači spusťte program LoggerLite, připojte LabQuest a zobraz graf závislosti
teploty na čase, napětí na čase, proudu na čase.
19. V menu Data zvolte Nový dopočítávaný sloupec, v novém oknu vyplňte položky
Name - Elektrický odpor, Short Name – R a Units - Ω. Do položky Equation
nadefinujte s využitím nabídky Variables-Columns výpočet elektrického odporu
s využitím vztahu R = U : I. Dialogové okno uzavřete tlačítkem hotovo. Vložíme
nový graf závislosti odporu na čase.
20. Po skončení měření uložte grafy – menu Graf – Uložit měření.
21. Grafy vložte do pracovního listu.
22. Vyslovte a zapiš závěr do pracovního listu.
Vypracování:
Grafy
Závěr:
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Použité zdroje:
[online] [ cit. 24. 11. 2013] Dostupné z:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Termistor
inspirováno článkem o pokusu na www.vernier.cz
KOLÁŘOVÁ, R. – BOHUNĚK, J., Fyzika pro 9. ročník základní školy Praha: Prometheus,
spol. s r. o., 2000. 236 s. ISBN 978-80-7196-193-2
Doc. Dr. Ing. RAUNER K. a kol., Fyzika 9 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia
Plzeň: Nakladatelství Fraus, 2007. 136 s. ISBN 80-7238-617-8