II. Температурная зависимость сопротивления металлов
1. По заданию преподавателя поставьте переключатель «Образец» на установке 1 в положение 1 или 2, что соответствует медному проволочному термистору или термистору из сплава.
2. Занесите в таблицу 2 значения температуры (правая шкала на установке 2) и сопротивления термистора (левая шкала на установке 2).
3. Через каждые 10 С снимите показания сопротивления R проволочного резистора и занесите их в таблицу 2 (нагрев производить до температуры 120 С).
4. Отключите термостат (светодиод погаснет) и включите вентилятор, нажав кнопку «Вентилятор» (загорится светодиод).
5. Снимите показания величины сопротивления при охлаждении для тех же значений температуры, что и при нагреве, и занести их в таблицу 2.
6. Поделите измеренные значения сопротивления R на величину сопротивления R0 при начальной температуре и результат занесите в таблицу.
7. По результатам измерений постройте график зависимости отношения R/R0 от температуры Т.
8. определите величину температурного коэффициента сопротивления R, как тангенс угла наклона прямой на полученном графике:
R tg. (11)
Таблица 2
ТЕРМИСТОР |
||||||
№ п.п. |
t, С |
T, К |
R, Ом |
RСР, Ом |
|
|
НАГРЕВ |
ОХЛАЖДЕНИЕ |
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
Температурный коэффициент сопротивления R К1 |
9. Рассчитайте абсолютную ошибку R измерения температурного коэффициента сопротивления. В данной работе измерения этой величины – косвенные, следовательно, расчет погрешностей каждый раз проводится по следующей формуле (так как измеряется по углу наклона, и R 2 1):
R R. (12)
Здесь R – величина, на которую отличаются от среднего значения данные измерений сопротивления при нагревании и охлаждении.
Контрольные вопросы
Какие вещества с точки зрения зонной теории твердых тел являются полупроводниками?
Какая схема энергетических зон соответствует чистому (собственному) полупроводнику?
В чем состоит физический смысл запрещенной зоны в полупроводнике?
Как зависит электропроводность полупроводников от температуры?
Как определить ширину запрещенной зоны полупроводников?
Какой вид имеет зависимость lnR как функция от для полупроводникового термистора?
Когда чаще всего перегорает лампа в момент включения или в момент ее горения? Дать объяснение.
Почему и как изменяется сопротивление металлов?
Где в технике используется температурная зависимость металлов?
Можно ли применять полупроводниковые термисторы для измерения низких и высоких температур?
Чувствительность каких термисторов выше: металлических или полупроводниковых и почему?
Список литературы
Савельев И.В. Курс общей физики в 3-х тт. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. – М.: – Наука, 2005. – 496 с.
Физика твёрдого тела: Учебное пособие для технических университетов / И.К.Верещагин, С.М. Кокин, В.А. Никитенко, В.А. Селезнёв, Е.А. Серов; Под ред. И.К. Верещагина. – М.: Высшая школа, 2001. – 237 с.
Никитенко В.А., Кокин С.М. Физика. Часть III. Конспект лекций. – М.: МИИТ, 2007. – 196 с.
Наумов Н. П. Физические свойства полупроводников. М.: МИИТ, 1996.