- •Методические рекомендации к лабораторным и практическим работам
- •210418 «Радиотехнические комплексы и системы управления космических летательных аппаратов»
- •2.Краткие теоретические сведения
- •2.Приборы и принадлежности
- •3.Выводы по работе
- •Целью данной работы является приобретение навыков измерения удельного сопротивления проводниковых материалов
- •2. Краткие теоретические сведения
- •Цель работы
- •5. Выводы
- •Краткие теоретические сведения
- •Состав аппаратуры
- •Задание на работу
- •Целью данной работы является приобретение навыков по исследованию свойств материалов для варисторов и знакомство с измерительной аппаратурой.
- •2. Краткие теоретические сведения
- •2. Краткие теоретические сведения
- •Цель работы Целью данной работы является приобретение навыков по исследованию свойств материалов для терморезисторов и знакомство с измерительной аппаратурой.
- •Приборы и принадлежности
- •Задание на работу
- •Краткие теоретические сведения
- •Цель работы
- •Приборы и принадлежности
- •2. Краткие теоретические сведения
- •Задание на работу
- •Приборы и принадлежности
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Работа с прибором
- •Литература
- •Цель работы
- •Приборы и принадлежности
- •. Контрольные вопросы
- •2. Краткие теоретические сведения
- •Задание на работу
- •Приборы и принадлежности
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Работа с прибором
- •Основные параметры диэлектриков
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Цель работы
- •Приборы и принадлежности
- •Контрольные вопросы
- •Цель работы Закрепить понятия удельного объемного и удельного поверхностного сопротивления диэлектриков. Приобрести практические навыки по экспериментальному определению величин ρV и ρS.
- •2. Краткие теоретические сведения
- •Приборы и принадлежности
- •Порядок выполнения работы
- •Схемы измерений
- •Работа с прибором е6-3
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Цель работы
- •Приборы и принадлежности
- •. Схемы измерений
- •.Выводы
- •Приобретение практических навыков по снятию петли гистерезиса и кривой намагничивания, а так же по работе с используемой аппаратурой и исследованию свойств магнитных материалов.
- •2.Краткие теоретические сведения
- •Состав аппаратуры
- •Л аБораторная установка
- •Краткие теоретические сведения
- •Задание на работу
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Кккмт Спец. 200401
- •По предмету "рмрк"
- •Приобретение практических навыков по снятию петли гистерезиса и кривой намагничивания, а так же по работе с используемой аппаратурой и исследованию свойств магнитных материалов.
- •. ЛаБораторная установка
- •Контрольные вопросы
- •Цель работы Целью данной работы является приобретение навыков по исследованию магнитных ферритов и знакомство с измерительным оборудованием.
- •2. Краткие теоретические сведения
- •Приборы и принадлежности
- •Л абораторная установка
- •Задание на работу
- •Измерения и вычисления
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2.Задание на работу
- •Кккмт Спец. 200401
- •По предмету "мпс"
- •1. Цель работы
КОРОЛЕВСКИЙ КОЛЛЕДЖ КОСМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ
Методические рекомендации к лабораторным и практическим работам
Дисциплина
Радиоматериалы и радиокомпоненты
Специальность
210418 «Радиотехнические комплексы и системы управления космических летательных аппаратов»
Королев, 2012
Автор: Лубенко А.Д. – Королев, 2008 год, 90 стр.
ОДОБРЕНЫ
Цикловой комиссией 200401
_________________
Протокол № 1 ___ от ________2008 года
Председатель Лубенко А.Д.
____________________
Начальник научно-методического центра _________Васильева О.В.
Заместитель директора по УМР работе ___________Вишневский Н.З.
Содержание
Лабораторная работа №1 "Определение удельного сопротивления металлов и сплавов"………………………………………………………......................4
Лабораторная работа №2 " Определение удельного сопротивления полупроводниковых материалов"…………………………...............………......………………..13
Лабораторная работа №3 " Исследование свойств материалов для p-n-переходов»……………………………..........................................................21
Лабораторная работа №4 " Исследование свойств материалов для варисторов"...................................................................................................30
Лабораторная работа №5 " Исследование свойств материалов для терморезисторов"………………………………………………………….38
Лабораторная работа №6 ""Исследование твёрдых диэлектрических материалов на пробой и определение их электрической прочности»…………………………………………..……………............44
Лабораторная работа №7 "Определение относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь диэлектриков"…………………...................................................................50
Лабораторная работа №8 "Определение удельного сопротивления диэлектриков"……………………………………………………………...59
Лабораторная работа №9 « Исследование свойств магнитных материалов»……………………………………………………………….66
Лабораторная работа № 10 "Измерение магнитной проницаемости магнитных материалов" ………………………………………………….79
Практическая работа №1 «Выбор и обоснование материала печатной
платы» ……………………………………………………………………..86
Лабораторная работа № 1
"ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ"
1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью данной работы является приобретение учащимися практических навыков по определению удельного сопротивления проводников и умения классифицировать материал по справочной литературе
2.Краткие теоретические сведения
К свойствам проводниковых материалов относят удельное электрического сопротивление, удельную проводимость, ТКR, термоЭДС (et), коэффициент теплопроводности.
Физические свойства материалов зависят от температуры плавления и наличия, или отсутствия магнитных свойств. По магнитным свойствам все материалы делят на: диамагнитные Д, парамагнитные П, ферромагнитные Ф.
Удельное электрическое сопротивление (ρ), с сопротивлением (R), с неизменной площадью поперечного сечения (S) и длинной поперечного сечения (l) определяется по формуле: ρ= R*( S/ l) [Ом*(мм2/м)] = [мк*Ом*м].
По величине удельного сопротивление определяют тип материала, но это справедливо только в случае, если измерения проведены при нормальных климатических условиях. Под нормальными условиями принимают температуру 18–20 градусов Цельсия, влажность 40–60%, давление 650 мм ртутного столба. При изменении любого из этих параметров может измениться удельное сопротивление, т.к. любой материал при воздействии внешних условий может менять геометрические параметры S и l. Величину обратную удельному сопротивлению называют удельной проводимостью γ=1/ρ[См/м]. По величине удельного сопротивления все материалы делят на 2 группы:
материалы высокой проводимости, у которых ρ<0.3мкОм*м.
материалы высокого сопротивления, у которых ρ>=0.3мкОм*м.
К материалам высокой проводимости относят: натрий, индий, олово, висмут, кадмий, свинец, алюминий, серебро, медь, золото и т.д.
К материалам высокого сопротивления относят: ртуть, галлий, титан, марганец, хром, нихром. В большинстве материалов величина тока в поле высокой частоты отличается от плотности тока по постоянной величине, т.к. плотность тока изменяется по экспоненциальному закону в направлении к поверхности проводника. Такой эффект называют поверхностным, т.к. плотность тока, протекающего по поверхности проводника намного больше плотности тока протекающего в его центре. За глубину проникновения берут глубину, при которой плотность тока уменьшится в 2.7 раза. Поверхностное сопротивлении будет определятся по формуле Rs= ρ/h, где h – глубина проникновения в микронах и лежит в пределах от [4;13]мкм. Поверхностное сопротивление также называют сопротивлением квадрата пленки. При условии, что ток протекает от одной грани квадрата к другой. ТКR – это степень изменения величины сопротивления материала при изменении температуры окружающей среды хотя бы на одни градус, т.е. ТКR – это реакция материала.
ТКρ=(1/R)*( ∆R/∆T)
ТКR= (1/ ρ)*(∆ρ/∆T), где ∆К – элементарное приращение удельного сопротивления и сопротивления материала соответственно при изменении температуры окружающей среды на величину ∆T в Кельвинах.
ρ и R – это начальные данные материала. Средний температурный коэффициент определяется по формуле:
αρ=(1/ρ0)*((ρт- ρ0)/(T-T0)), где ρт и ρ0 соответствующие значения при температурах T и T0. Из этой формулы легко рассчитать удельное тепловое сопротивление ρт= ρ0[1+(T0-T)].
Значение некоторых ТКR материалов положительны, но есть также материалы имеющие отрицательный ТКR.
Положительный ТКR – это изменение сопротивления в большую величину, при изменении температуры также в большую величину. Т.е. положительный ТКR изменяется прямо пропорционально изменению температуры.
Отрицательный ТКR – это изменение величины сопротивления в меньшую сторону, при изменении температуры в большую сторону. Т.е. отрицательный ТКR имеет обратно пропорциональную зависимость.
Коэффициент термоЭДС – это величина ЭДС появляющаяся при изменении температуры окружающей среды в широких пределах. Материалы выбирают такими, чтобы при изменении температур Т1 и Т2 на как можно большие величины, величина ЭДС была бы минимальна. Для стабилизации величины термоЭДС используют сплавы серебра, кадмия, золота и цинка, но в некоторых случаях величина термоЭДС должна быть максимальной. Например, в термопарах. Величина термоЭДС рассчитывается по формуле: et=k(T1-T2), где T1 – начальная температура, T2 – конечная температура, k – постоянная Больцмана. Коэффициент теплопроводности: ζt=(L0T)/γ, где T – температура окружающей среды в Кельвинах, γ – удельная проводимость (γ=1/ρ), L0 – постоянная Лоренца = 2.45*10-9 В2/К2.
В зависимости от плотности материала все металлы делятся на две группы: легкие и тяжелые.
– К легким материалам относят материалы, имеющие плотность не менее 5мг/м3 (это алюминий, магний и т.д.)
– К тяжелым материалам относят материалы, имеющие плотность более 5мг/м3 ( иридий, ниобат, уран, олово, ртуть, золото и т.д.). К тяжелым металлам относят все элементы, включенные в седьмую и восьмую группу таблицы Д.И. Менделеева.
ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ
Определить величину удельного сопротивления у 4-х образцов проводников.
Пользуясь справочной литературой, по величине ρ определить материал исследуемых образцов.
Составить отчет по работе.
Сделать выводы по работе.
ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ
Прибор для измерения сопротивления – омметр цифровой Щ34.
Плата с образцами проводников.
Микрометр 0-25 мм.
Линейка масштабная.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Линейкой замерить длину проводника (м).
Микрометром замерить диаметр исследуемого проводника (мм).
П рибором Щ – 34 замерить величину электрического сопротивления образца.
П ользуясь формулой , вычислить площадь поперечного сечения исследуемого проводника.
Полученные данные подставить в формулу и вычислить величину удельного сопротивления,
где:
R – величина электрического сопротивления (Ом);
S – сечение проводника (мм2);
ℓ – длина проводника (м).
Полученные данные занести в табл. 1. Пользуясь справочной литературой, определить материал исследуемого проводника.
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|||||
№ п/п |
ℓ, м |
d, мм |
S, мм2 |
R, Ом |
ρ, Ом·мм2/м |
материал |
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
|
|
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Цель работы.
Задание на работу.
Приборы и принадлежности.
Таблицу с результатами измерений.
Формулы и расчеты вычислений.
Выводы по результатам работы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Чем обусловлена величина ρ проводников?
На какие группы делятся проводники по величине ρ?
Зависит ли величина ρ от длины и сечения проводника?
Какое влияние на величину ρ оказывают примеси и почему?
Как влияет на величину ρ температура?
Назовите проводники с высокой электропроводимостью, приведите примеры применения их в радиотехнике.
Как влияют механические воздействия на величину ρ?
Назовите проводники с высоким удельным сопротивлением, приведите примеры применения их в радиотехнике.
ЛИТЕРАТУРА
Калинин В.Н. ˝Электрорадиоматериалы˝. М., ˝Энергия˝, М., 1981 г.
ПРИМЕР ОФОРМЛНИЯ ОТЧЕТА
_____________________________________________________________________________________
КККМТ
Спец. 200401
ОТЧЕТ
о лабораторной работе № 1
"ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ"
по предмету "РМРК"
|
Работу выполнил: |
|
Иванов П.С. |
|
Группа 21Р |
|
20.09.00г. |
|
|
|
Работа зачтена: |
2008 –
1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью данной работы является приобретение учащимися практических навыков по определению удельного сопротивления проводников и умения классифицировать материал по справочной литературе