Práctica Pràctica 1: Llei d\'Ohm i comportament d\'un díode PDF

Preview

Summary

Download Práctica Pràctica 1: Llei d'Ohm i comportament d'un díode PDF

Description

Marc Fisse Roselló, NIUB: 16145393

Pràctica 1: Llei d'Ohm i comportament d'un díode Resistència

Taula1. Recull de dades de l'intensitat en funció del voltatge d'una resistència

RESUM DE LA PRÀCTICA Els objectius d'aquesta pràctica van ser comprovar la Llei d'Ohm i el comportament exponencial d'un diòde en mesurar diferències de potencial elèctric i intensitat per a diferents dispositius (una resistència, un diòde i un LED). El procediment experimental va consistir a muntar tres circuits, un amb cada dispositiu, i mesurar les variacions en el voltatge i en la intensitat tot modificant els valors de la intensitat de la font d'alimentació. Hem comprovat que la resistència té una relació I(V) clarament lineal seguint la llei d'Ohm: V = I·R. Mentre que el díode i el LED tenen un comportament exponencial.

MATERIAL I MÈTODES Hem mesurat la intensitat en funció del voltatge d'una resistència, un díode i un LED. Hem utilitzat aquests tres elements juntament amb dos multímetres, un per a mesurar el voltatge i l'altre per a la intensitat. Hem utilitzat també tots els cables necessaris per a poder fer totes les conexions.

PRIMER CIRCUIT: RESISTÈNCIA Intensitat d'una resistència en funció del voltatge 10 7 Intens itat (mA)

Voltatge (V) Intensitat (mA) -9,865 -10 -9,385 -9,5 -8,941 -9 -8,343 -8,5 -7,846 -8 -7,451 -7,5 -7 -7 -6,48 -6,5 -6,061 -6 -5,511 -5,5 -5,032 -5 -4,4639 -4,5 -4,0232 -4 -3,5161 -3,5 -3,0041 -3 -2,5062 -2,5 -2,0191 -2 -1,525 -1,5 -1,0429 -1 -0,6144 -0,5 0 0 0,4913 0,5 0,9535 1 1,487 1,5 2,006 2 2,4883 2,5 2,9846 3 4,4579 3,5 4,8955 4 5,426 4,5 5,893 5 6,4 5,5 6,905 6 7,387 6,5 7,802 7 8,27 7,5 8,745 8 9,235 8,5 9,813 9

4

f(x) = 0,950x - 0,281 R² = 0,998

1 -2 -5 -8 -11 -11

-9

-7

-5

-3

-1

1

3

5

7

9

11

Voltatge (V)

Fig1. Gràfica de les dades experimentals de la resistència. Veient tant les dades com la gràfica veiem que la resistència té una relació clarament lineal entre la intensitat i el voltatge, i que per tant compleix clarament la Llei d'Ohm. Gràcies a això podem calcular el valor de la resistència:

I=

V R

R=

Ω

SEGON CIRCUIT: DÍODE 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,5781 0,6142 0,6319 0,6516 0,6635 0,6729 0,7021 0,7186 0,7312 0,7391

0,5 1 2 3 4 5 10 15 20 25

-0,6931 0 0,693 1,099 1,386 1,609 2,303 2,708 2,996 3,219

a.1)

Intensitat d'un díode en funció del voltatge 30

Intens itat (mA)

-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0

Ara utilitzant que

Trobem que η=

q = kt



= V

·



0,60

0,65

0,70

0,75

100 10 1 0,1 0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

Voltatge (V)

c.1)

Ln(I) en funció del voltatge del díode 4,0 3,0

ln(I)

I d'aquí ens serà molt més fàcil deduir el valor del corrent de saturació invers i el del factor d'idealitat:

→ I=

0 0,55

2,0

qV ( I )= ( I )+ ηkT

( I )=

10

b.1) Intensitat d'un díode en funciódel voltatge

Taula2. Recull de dades de l'intensitat en funció del voltatge d'un díode expressades amb les xifres significatives que proporcionen els multímetres. Com podem veure el díode no té un comportament lineal, sino que el té q⋅V exponencial seguint l'equació I =I ⋅e ηkT Si arreglem una mica aquesta expressió podem veure que:

20

Voltatge (V)

Ins tensitat (mA)

Voltatge (V) Intensitat (mA) Ln(I)

f(x) = 24,46x - 14,86 R² = 1,00

1,0 0,0 -1,0 0,560,58 0,6 0,620,640,660,68 0,7 0,720,740,76 Voltatge (V)

Fig 2. Gràfica de les dades experimentals de la taula 2, on mostra la mesura la intensitat en funció de la tensió del díode en a.1) es mostra una escala lineal, en b.1) una escala semilogarítmica i en c.1) el Ln(I) en funció del voltatge en una escala lineal. La intensitat tendeix a zero quan els valors de tensió són < 0,5 V

TERCER CIRCUIT: LED

Taula3. Expressa les dades experimentals de l'intensitat en funció del voltatge del LED.

a.2)

Intensitat d'un LED en funció del voltatge 26,55

Intensitat (mA)

21,55 16,55 11,55 6,55 1,55 1,55

1,6

1,65

1,7

1,75

1,8

1,85

Voltatge(V)

b.2)

Itensitat d'un LED en funció del voltatge 100

Intens itat(mA)

Voltatge (V) Intensitat (mA) 1,564 0,1 1,6073 0,5 1,6245 1 1,6543 1,5 1,666 2 1,6771 2,5 1,713 5 1,7365 7,5 1,7558 10 1,774 12,5 1,7888 15 1,806 17,5 1,8216 20 1,8346 22,5

10 1 0,1 1,55

1,6

1,65

1,7

1,75

1,8

1,85

Voltatge(V)

Fig 3. Intensitat en funció de la tensió del LED en una graella d'escala lineal a.2) i en una escala semilogarítmica b.2). La intensitat tendeix a zero quan els valors de tensió són < 1,5 V...