Приборы и принадлежности, необходимые для выполнения работы
Исследуемый термистор типа ММТ-1 Или КМТ-4 (Rx на рис. 5), помещенный в нагреватель.
Нагреватель (1 на рис. 5), служащий для изменения температуры термистора от 20°С до 100°С.
Стабилизатор температуры (2 на рис. 5), позволяющий поддерживать температуру термистора постоянной с точностью до 0,5°С.
Термопара копель-алюмель, используемая для определения температуры образца.
Милливольтметр типа М-198/3 с теневой стрелкой на 5 милливольт, позволяющий по величине термоэлектродвижущей силы определить температуру образца. Шкала милливольтметра проградуирована в °С. (Градуировочная кривая приложена к прибору).
Измеритель сопротивления с цифровой индикацией.
Порядок выполнения работы
Упражнение 1. Получение зависимости сопротивления термистора от температуры и определение энергии активации электронов.
Собирают схему согласно рис. 5, не подключая установку к сети. Цепь питания нагревателя смонтирована заранее и студентом не собирается. При подключении милливольтметра используют клеммы «-» и «5 мв», строго соблюдая полярность.
Определяют по термометру комнатную температуру.
Включают осветитель милливольтметра в сеть (220 вольт) и освобождают арретир.
Рис.5
Монтажная схема установки
Включают в сеть измеритель сопротивления.
Не включая нагреватель в сеть, измеряют сопротивление термистора при комнатной температуре R0 .
Устанавливают ручку переменного сопротивления r стабилизатора в крайнее положение (помеченное красной чертой) и включают нагреватель в сеть.
Дождавшись, когда температура установится (остаются лишь малые колебания при вспыхивании сигнальной лампочки стабилизатора), определяют ее по показаниям милливольтметра. Измеряют сопротивление проводника при данной температуре.
Постепенно увеличивая температуру термистора, производят измерения, указанные в пункте 6, примерно через каждые 10 делений шкалы милливольтметра.
Повышение температуры достигается изменением величины переменного сопротивления r стабилизатора при повороте его ручки в направлении, указанном стрелкой.
Проделывают не менее 8 измерений сопротивления термистора Rт при различных температурах. Закончив измерения, отключают установку от сети, разбирают схему и арретируют милливольтметр.
Полученные данные записывают в таблицу 1.
Для определения температуры термосопротивления по показаниям милливольтметра пользуются градуировочной кривой, приложенной к прибору. Градуировочная кривая снята при температуре холодного спая, равной 20°С, поэтому температура исследуемого образца
Т=Т20 ± ∆Т ,
где Т20 - температура, соответствующая данному отклонению стрелки милливольтметра по градуировочной кривой;
∆Т – абсолютная величина разности комнатной температуры и 20°С.
Знак плюс соответствует комнатным температурам большим 20°С, знак минус – меньшим 20°С.
Таблица 1
№№ п/п |
Показания измерителя сопротивления |
Т°С |
Т°К |
1/Т |
lg R |
1 |
1364 |
20,9 |
293,9 |
3,4*10-3 |
3,13 |
2 |
1220 |
25,9 |
298,9 |
3,35*10-3 |
3,09 |
3 |
1076 |
30,9 |
303,9 |
3,29*10-3 |
3,03 |
4 |
952 |
35,9 |
308,9 |
3,24*10-3 |
2,98 |
5 |
845 |
40,9 |
313,9 |
3,19*10-3 |
2,93 |
6 |
749 |
45,9 |
318,9 |
3,14*10-3 |
2,87 |
7 |
666 |
50,9 |
323,9 |
3,09*10-3 |
2,82 |
8 |
593 |
55,9 |
328,9 |
3,04*10-3 |
2,77 |
9 |
528 |
60,9 |
333,9 |
2,99*10-3 |
2,72 |
10 |
471 |
65,9 |
338,9 |
2,95*10-3 |
2,67 |
11 |
420 |
70,9 |
343,9 |
2,9*10-3 |
2,62 |
12 |
376 |
75,9 |
348,9 |
2,87*10-3 |
2,58 |
13 |
336 |
80,9 |
353,9 |
2,83*10-3 |
2,53 |
14 |
301 |
85,9 |
358,9 |
2,79*10-3 |
2,48 |
15 |
277 |
90 |
363 |
2,75*10-3 |
2,44 |
Ткомн= 20,9
По полученным результатам строят на миллиметровой бумаге график
.
Пользуясь формулой (4), по угловому коэффициенту построенной прямой определяют энергию активации электронов ∆W в электрон-вольтах.
0
,436
эВ
РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина