6.1 Порядок выполнения лабораторной работы №2а
Перед началом работы ознакомиться со схемой установки, представленной на рисунке 11, и приборами, необходимыми для проведения измерений.
Лабораторная установка состоит из термостата, в котором расположены исследуемые образцы, и измерительного моста МО-62, позволяющего измерить сопротивление образца в реальном времени. Для принудительного охлаждения образцов (при Т>25°С) на термостате установлен вентилятор и имеется заслонка на задней поверхности. На правой стороне термостата расположен переключатель номера образца.
Рисунок 11- Внешний вид и схема измерения лабораторной работы 2а
Перед началом работы установить переключатели « множитель N» - в положение 0,1 или 0,01 (как указано в таблице), а пять декадных переключателей- в крайнее левое положение против часовой стрелки и убедиться, что термостат выключен (тумблер на лицевой панели термостата в верхнем положении Т≤25°С), в противном случае- открыть заслонку и включить вентилятор тумблером, находящимся ниже лампочки индикации, переведя его в нижнее положение, до достижения нормальной температуры, после чего выключить вентилятор.
6.1.1 Установить номер образца -1, зафиксировав температуру, при которой будут происходить измерения с помощью градусника, установленного на термостате; множитель измерительного моста перевести в положение 0,01, после чего включить сеть с помощью тумблера, находящегося справа вверху на лицевой панели , при этом загорится индикатор сети. С помощью декадных переключателей добиться, чтобы стрелка гальванометра была на 0, предварительно нажав на кнопку измерение «точно».
Подбор сопротивления начинать со старшей декады путем последовательного приближения, полученное значение умножить на множитель и записать в таблицу 3.
Повторить измерения для последующих пяти образцов, после чего множитель перевести в положение 0,1 и продолжить измерения для образцов 7-10.
6.1.2 Вернуть переключатель номера образца в исходное положение, закрыть заслонку на задней стороне термостата, включить термостат (переключатель на лицевой панели – до упора вниз) и нагреть образцы до температуры 50-70°С, после чего выключить термостат, приоткрыть заслонку и произвести измерение сопротивления 10 образцов аналогично пункту 6.1.1, записывая для каждого измерения соответствующую температуру.
Все полученные данные занести в таблицу 3. Результаты показать преподавателю.
6.2 Порядок выполнения работы 2б
Перед началом работы ознакомиться со схемой установки, представленной на рисунке 12, и приборами необходимыми для ее проведения.
Установка состоит из блока измерения (БИ), где расположены источник питания +12В, блок измерения температуры (БИТ), термостат, с установленными в нем образцами,
вентилятор для принудительного охлаждения образцов, индикация режимов работы и температуры , средства коммутации (переключатели номера образца, режима работы, включения сети, включения термостата и принудительного охлаждения), а также RLC-блока, позволяющего измерить сопротивление всех образцов в реальном времени, согласно полученному заданию.
Рисунок 12- Внешний вид и схема измерения лабораторной работы 2б
Перед включением установки в сеть убедиться, что тумблер включения сети К1, находящийся с правой стороны измерительного блока, и тумблер включения RLC-метра -в положении “ Выкл”.
6.2.1 Включить в сеть RLC-метр и блок измерения (БИ).
6.2.2 Тумблер К2 на БИ в правом положении (термостат выключен), красный светодиод не горит.
6.2.3 Режим работы на БИ тумблер К4 - в нижнем положении .
6.2.4 Тумблер “ множитель”- 1:100, 1:1 (среднее положение).
6.2.5 Переключатели П1 и П2 (номера образцов) – в положение R1.
6.2.6 Тумблер К3 (включение вентилятора)- ВЫКЛ (нижнее положение).
6.2.7 Включить питание БИ (тумблер К1,находящийся с правой стороны БИ,- в положение “вкл”, при этом загорается зеленый светодиод), переключить тумблер “множитель” в положение 1:100, убедиться, что температура образцов в пределах 20-25°С,
предварительно включив индикацию температуры кратковременным нажатием кнопки на задней панели блока, в противном случае – приподнять крышку термостата вверх с помощью винта на крышке БИ и включить вентилятор, охладив образцы до заданных пределов.
6.2.8 Включить питание RLC-метра и выбрать режим измерения сопротивления на нем.
6.2.9 С помощью переключателя “N образца“ на БИ поочередно произвести измерение сопротивления 10 образцов при комнатной температуре (20-25)℃, после чего вернуть его в исходное положение, данные занести в таблицу 3.
6.2.10 Включить термостат в БИ, положение переключателя К2 “ВКЛ” (загорается красный светодиод) и прогреть до 50-60°С, приподнять крышку вентилятора на БИ и включить вентилятор ( К3 – вверх ).
6.2.11 Произвести измерения сопротивления 10 образцов, аналогично п. 6.2.9, фиксируя при этом температуру, при которой произведено измерение для каждого образца. Данные занести в таблицу 3. Переключатель “N образца” в исходное положении, а множитель - в среднее положение .
6.2.12 Продолжить нагревание термостата до Т= 65 ºС, опустив крышку вентилятора. Выключить термостат, переключатель К2 на БИ -в правом положении (красный светодиод не горит).
6.2.13 Переключить на БИ переключатель К4 “режим работы”- в положение 2, а множитель - в положение 1:1, приподнять крышку вентилятора.
6.2.14 Произвести поочередно измерения R1, R2, R3, R4 через каждые (5-10)℃ до температуры (25-30)˚С и занести данные в таблицу 4. При достижении температуры (25-30)℃ установить переключатель множитель - в среднее положение, после чего выключить сеть у обоих приборов. (Образец 1-медь, образец 2- никель, образец 3- константан, образец 4- нихром).
6.2.15 Рассчитать значения удельного сопротивления ρ и температурного коэффициента сопротивления ТКС.
6.3 Содержание отчета
Отчет должен содержать:
- цель работы;
- краткое описание схемы установки;
- рабочие формулы, пояснения, примеры расчета;
- экспериментальные результаты в виде таблицы1 (или таблицы 3 и 4) и двух графиков зависимостей ρ и ТКС от состава сплавов для систем Cu-Ag и Cu-Ni , а для п. 6.2.13-6.2.16 - зависимость cопротивления (R) от t℃ для четырех образцов;
- выводы, сформулированные на основании экспериментальных результатов и изучения рекомендуемой литературы.
Таблица 3- Исследование зависимости ρ и ТКС от состава сплава
№образца
|
% состав Ag Cu Ni |
R1,Ом |
Т1,°С |
R2,Ом |
Т2,°С |
ρ,мкОм·м |
ТКС,1/град. |
1 |
100 0 - |
|
|
|
|
|
|
2 |
80 20 - |
|
|
|
|
|
|
3 |
60 40 - |
|
|
|
|
|
|
4 |
40 60 - |
|
|
|
|
|
|
5 |
20 80 - |
|
|
|
|
|
|
6 |
0 100 0 |
|
|
|
|
|
|
7 |
- 80 20 |
|
|
|
|
|
|
8 |
- 60 40 |
|
|
|
|
|
|
9 |
- 20 80 |
|
|
|
|
|
|
10 |
- 0 100 |
|
|
|
|
|
|
Длина проводника L=2м;
сечение S=0,053 мкм.
;
.
Таблица 4 Исследование зависимости сопротивления образцов от температуры
Т,°С № образца |
R, Ом |
||||||||
25 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
85 |
90 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Литература
1 Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники: Учеб. – 2-е изд. – М.: Высш. шк., 1986. – 367 с.
2 Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. – М.: Энергоиздат, 1988. т.3.
3 Материалы в приборостроении и автоматике. Справочник / Под ред. Ю.М. Пятина, – М.: Машиностроение, 1982.
4 Бондаренко Г.Г., Кабанова Т.А., Рыбалко В.В. Материаловедение.- М.: Издательство Юрайт, 2012. 359 с.