Порядок выполнения работы

1. Включить микрометр Ф4104 в сеть. Установить переключатель микрометра Ф4104 в положение, соответствующее выбранному диапазону измерений.

2. Измерить сопротивление проводников R_x по схеме (Рис. 1) с исключением влияния сопротивления соединительных проводов. Для этого:

2.1. Установить переключатель «ОТКЛ, КЛБ, ПРЕДЕЛЫ» (далее переключатель 2) в положение «КЛБ».

2.2. Нажать кнопку «УСТ. О» и ручкой установить стрелку на нулевую отметку шкалы.

2.3. Нажать кнопку «ИЗМ» и ручкой «КЛБ» установить стрелку на конечную отметку шкалы. Калибровку микрометра можно проводить при закороченных зажимах Т1 и Т2 или при подключенном образце.

2.4. Установить переключатель 2 в одно из положений «0,1», «1», «10», соответствующее выбранному пределу измерений, провести проверку установки нуля.

2.5. Нажать кнопку «ИЗМ» и провести измерения. Провести измерение сопротивления образцов при комнатной температуре, а затем через каждые 10 °С до 130 °С. Интервал времени между измерением не менее 10 с.

Р и с у н о к 1 – Принципиальная схема испытательной установки

3. Написать отчет о работе, который должен содержать:

3.1. Принципиальную схему испытательной установки.

3.2. Краткое изложение сущности применяемого метода испытания проводников.

3.3. Описание материала, с которым студенты ознакомились в данной работе. Указать, для каких целей применяются данные материалы, какими способами их получают и чем отличаются друг от друга.

3.4. Результаты наблюдений и вычислений представить в виде таблиц, отдельных записей и графиков, привести формулы, по которым производились расчеты:

3.4.1. Результаты определений удельного сопротивления проводников при комнатной температуре оформляются в виде таблицы.

3.4.2. Результаты вычислений средней длины свободного пробега электронов в материалах должны быть приведены в виде отдельных записей.

3.4.3. Результаты наблюдения изменения сопротивления металлов и сплавов от температуры для каждого материала оформляются в виде табл. 3.

Т а б л и ц а 3

Наименование материала	R,Ом	l, м	D, мм	S, мм2	ρ, Ом·мм2/м

3.4.4. По полученным данным для каждого материала строят графики ρ = f (t,°C). Вычисляются значения TKρ_ср в интервале температур 20 − 130 °С. Результаты заносят в табл.4.

Т а б л и ц а 4

t, °C	Rt, Oм	ρt, Ом·мм2/м	ТКρ, град-1

Обработка результатов опыта

1. Вычисление удельного сопротивления производят по формуле (1).

2. Среднюю длину свободного пробега в проводе вычисляют по выражению (2), преобразованному на основании выводов квантовой (волновой) механики

, Å (5)

где h − постоянная Планка, Дж·сек, h = 6,62·10^-34 Дж·сек;

е − заряд электрона, Кл, е = 1,6·10^-19 Kл;

ρ − удельное сопротивление, Oм·мм²/м;

n₀ − число электронов в 1 м³ проводника, м^-3, равно

, (6)

где δ − плотность проводника, кг/м³;

М_в − молярная масса, кг/моль;

N_А − число Авогадро, моль^-1, N_А = 6,02·10²³, моль^-1.

3. Вычисление температурного коэффициента удельного сопро­тивления металлов и сплавов.

По полученным значениям сопротивления образцов при различных температурах строят гра­фики, откладывая по оси абсцисс температуру в °С, а по оси орди­нат значения сопротивления в омах. Полученные точки соединяют плавными линиями. ТК_ρ вычисляют для интервала температур 20 − 130 °С по формуле:

, (7)

где ρ₀ − значение удельного сопротивления проволоки при нижнем пределе температуры в данном интервале, Ом·м;

ρ₁ – удельное сопротивление при верхнем пределе температуры в данном интервале.

Вычисленные данные занести в табл. 5.

Т а б л и ц а 5

Наименование материала	ТКρ, град-1
1.
2.
3.
4.
5.