ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
Цель работы:
1. Изучить материал по теме: «Основы классической и квантовой теории электропроводности».
2. Построить график зависимости сопротивления металлического проводника от температуры.
3. Определить температурный коэффициент сопротивления проводника.
Описание установки:
Исследуемый металлический проводник в виде спирали помещен в стеклянную трубку, наполненную маслом. Поэтому с этой трубкой необходимо обращаться осторожно и держать всегда ее в вертикальном положении. Трубка с маслом и спиралью в свою очередь погружена в сосуд с водой, температуру которой изменяют электрическим нагревателем. Напряжение на нагреватель подают от понижающего трансформатора. Температуру определяют опущенным в стеклянную трубку термометром.
Сопротивление спирали при разных температурах измеряют с помощью технического мостика сопротивлений, схема которого показана на рисунке 1.
|
Исследуемое сопротивление подключают к клеммам RX и при нажатой кнопке К вращением лимба добиваются нулевого показания гальванометра. Значение сопротивления Rx находят по шкале прибора с учетом соответствующего множителя.
Для двух разных температур tK и tm можно записать:
, 
.
Разделив первое из этих равенств на второе, получим: 
,
откуда получаем следующее выражение для искомого температурного коэффициента сопротивления
(4)
Принадлежности: портативный технический мостик Уитсона, спираль в стеклянной трубке, сосуд с водой и нагревательной спиралью, понижающий трансформатор, термометр, соединительные провода. Схема установки показана на рис. 2. .
|
Порядок выполнения работы:
1. Собрать электрическую цепь в соответствии с рис. 2. .
2. Трубку с исследуемым проводником (спиралью) опустить в сосуд с холодной водой и, когда через 5-8 минут спираль примет температуру воды (при этом надо воду перемешивать), нажав кнопку K включателя мостика и поворачивая ручку реохорда, добиться отсутствия тока в гальванометре G. С учетом множителя сделать отсчет по шкале прибора. Определить показания термометра, погруженного в стеклянную трубку. Полученные результаты записать в таблицу 1.
Таблица 1
| № опыта | ||||||||||
| Температура спирали t, оС | ||||||||||
| Сопротивление спирали RХ, Ом |
3. Измерения повторяют, повышая температуру воды каждый раз на 10оС.
4. По полученным значениям сопротивления RX построить график зависимости сопротивления от температуры в подходящем масштабе и оценить величину a по формуле (5).
5. Заполнив таблицу 2, рассчитать величину температурного коэффициента сопротивления с использованием формулы (5).
Таблица 2
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| ||||||||
| acреднее = | ||||||||
| ||||||||
| Da cреднее = | ||||||||
| ||||||||
6. Определить среднее из полученных значений температурного коэффициента сопротивления и оценить абсолютную и относительную погрешность измерений.
7. С помощью графика рассчитать среднее значение температурного коэффициента сопротивления графическим методом и провести сравнение величин полученных разными методами расчета.
Для получения зачета по данной работе необходимо знать:
1. Формулировка закона Ома для однородного и неоднородного участков и для полной цепи.
2. Вывод закона Ома в дифференциальной форме по классической электронной теории.
3. Подвижность носителей тока.
4. Недостатки классической электронной теории электропроводности и их объяснение с позиции квантовой (зонной) теории электропроводности.
5. Термометры сопротивления и электрические тензометры.
6. Сверхпроводимость.
Литература
1. И.В. Савельев. Курс общей физики, т.II § №31-35, 37, 38, 69-71. 1970г.
2. И.В. Савельев. Курс общей физики, т.II §§ 34, 35, 77, 78, 79. Наука, М. 1982г.
3. Г.А. Зисман, О.М. Тодес. Курс общей физики, т.II §§19-21, с.114-133, 1974г.
Дата добавления: 2015-03-07; просмотров: 1116;