5.3. Описание установки и метода измерений

Снятие вольтамперной характеристики предполагает в данной работе определение зависимости между приложенным к термистору напряжением и током, протекающим через это сопротивление.

В ольтамперная характеристика металлических проводников имеет линейный характер и выражается законом Ома, поскольку небольшое изменение температуры не вызывает заметного изменения сопротивления металлического проводника. При малых токах в термисторе вольтамперная характеристика его также линейна (соответствует закону Ома), так как его температура остается практически неизменной. При увеличении силы тока падение напряжения на нем достигает максимума, а затем уменьшается (вследствие уменьшения сопротивления термистора, обусловленного повышением его температуры), т.е. вольтамперная характеристика становится падающей (рис. 5.3).

Эта особенность вольтамперной характеристики термисторов обусловливает их широкое применение в системах автоматического регулирования.

Вольтамперную характеристику термосопротивления снимают с помощью схемы (рис. 5.4), где 1 – потенциометр, посредством которого подается напряжение от сети; 2 – вольтметр, измеряющий подаваемое напряжение; 3 – балластное сопротивление, предохраняющее термистор от перегрузки током; 4 – термосопротивление; 5 – миллиамперметр для измерения тока, текущего через термосопротивление; 6 – вольтметр, измеряющий падение напряжения на термосопротивлении.

5.4. Вопросы для самопроверки

1. Как зависит сопротивление полупроводников и металлов от температуры?

2. Дать объяснение проводимости металлов и полупроводников с точки зрения зонной теории электропроводности.

3. Назвать виды проводимости полупроводников.

5.5. Порядок выполнения работы

Движок потенциометра перед началом работы установить в нулевое положение.

С помощью потенциометра подать на схему (рис. 5.4) напряжение порядка 30 В и затем увеличивать его скачками по 6 В (30, 36, 42, 48, …, 108 В).

Для каждого из поданных напряжений снять показания миллиамперметра и вольтметра, измеряющих ток и напряжение на термосопротивлении, причем по каждой позиции следует перед снятием этих показаний выждать некоторое время, сначала 1 – 2 мин, а затем после позиции 54 В – 2 – 3 мин, пока не установится стационарный режим теплоотдачи у термосопротивления и стрелка миллиамперметра не перестанет передвигаться вправо. Результаты измерений занести в табл. 5.1.

Таблица 5.1

, В	, В	, А

Следует обратить внимание на момент, когда показания вольтметра на термосопротивлении начнут убывать, несмотря на увеличение подаваемого на схему напряжения и тока в цепи, что характерно для всех падающих характеристик.

На основании таблицы измерений построить на одном и том же графике зависимости между и для термосопротивления и между подаваемым на схему и цепи.

5.6. Оформление отчета

Отчет должен содержать: цель работы; схему установки (см. Рис. 5.4), таблицу результатов измерений; вольтамперную характеристику термистора и зависимость тока в цепи от подаваемого на схему напряжения, выводы по работе.

Литература: [1], с. 370 – 373; [2], с. 200 – 206.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шкилько А.М., Рудакова Г.А. Физика: Учебное пособие. Харьков, УИПА, 2005, - 428 с., 249 ил.

2. Савельев И.В. Курс общей физики, т. 3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Фізика атомного ядра и элементарных частиц: Учебное пособие. – М.: Наука, 1989. -304 с.