Лабораторная работа № 4

Тема: Измерение температурного коэффициента сопротивления меди.

Цель: экспериментально определить температурный коэффициент меди.

Оборудование:

Прибор для измерения температурного коэффициента сопротивления меди,

стакан высокий. Ампервольтметр АВО-63, термометр, штатив, стакан с холодной водой, стакан с горячей водой, стакан с кусочками льда.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

Температурным коэффициентом сопротивления называется физическая величина, которая определяется относительным изменением сопротивления проводника, при изменении его температуры на один градус Цельсия.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) проводника определяется соотношением:

(1)

где Ro – сопротивление проводника при нуле Цельсия,

R₁ – сопротивление проводника при некоторой температуре t. Это соотношение получено из формулы выражающей зависимость сопротивления проводника от температуры: R=R_o(1+αt).

Формулу для определения ТКС можно получить и без R_о.

Для этого нужно решить систему уравнений для двух температур,

относительно α.

R₁=R_o(1+αt₁).

R₂=R_o(1+αt₂).

В результате получим формулу для определения α:

(2)

Применяемый в работе прибор состоит из катушки – на картонный каркас

намотан изолированный медный провод, концы которого выведены к зажимам, установленным на изолированной пластинке. Катушка помещена в стеклянную пробирку, которая жестко и герметично скреплена с изолирующей пластинкой. Помещая прибор в холодную и горячую воду и измеряя сопротивление катушки, можно вычислить температурный коэффициент сопротивления меди по формуле

(1) или (2).

ХОД РАБОТЫ.

1. Подготовьте таблицу, куда вы будете заносить результаты опытов и вычислений.

2. Измерьте температуру холодной воды при комнатной температуре.

3. Собрать установку.

4. Проверить работу ампервольтметра.

5. Измерьте сопротивление катушки, при комнатной температуре воды.

6. Холодную воду заменить горячей и измерить сопротивление и температуру.

7. Повторите опыт 4 раза.

8. Вычислите для каждых двух опытов температурные коэффициенты сопротивления меди по формуле (2) .

9. Найдите среднее значение этого коэффициента.

10. Вычислите абсолютную Δα и относительную погрешность измерений

ε = Δα / <α>.

11. Сравните полученный результат α с табличным α_Т = 0,0043 град^-1

12. Занесите результаты измерений и вычислений в таблицу.

13. Начертите график зависимости сопротивления медной катушки от температуры

14. Сделайте вывод.

Таблица.

№ опыта	tо, С град	R Ом	α град-1	<α>	Δα	ε = Δα / <α> %.	αТ
1.							0,0043 град-1
2.
3.
4.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Что такое температурный коэффициент сопротивления?

2. В каких единицах он измеряется?

3. Как зависит сопротивление проводника от температуры?

4. Как графически можно представить эту зависимость?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Тема: Определение удельного сопротивления проводника.

Цель: измерить удельное сопротивление проводника и по таблице определить материал проводника.

Оборудование: устройство для определения удельного сопротивления, омметр, линейка, микрометр (или штангенциркуль), таблица удельных сопротивлений материалов.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ.

Сопротивление проводника:

,

откуда удельное сопротивление проводника:

Сечение проводника:

где d – диаметр проводника, а ℓ - его длина.

Расчетная формула:

ХОД РАБОТЫ.

1. Измерить длину проводника линейкой ℓ.

2. Измерить диаметр проволоки d.

3. Вычислить площадь поперечного сечения проводника S.

4. Измерить сопротивление проводника омметром R.

5. Вычислить удельное сопротивление:

6. Вычислить погрешности измерений.

Относительная погрешность:

Абсолютная погрешность: Δρ = ερ.

7. Записать ответ в виде: ρ ± Δρ.

8. Полученные результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1.

№ опыта	ℓ. м	d, м	R, Ом	ρ, нОм·м	ε. %	Δρ, нОм·м	ρ ± Δρ
1.

9. По таблице 2 определить материал проводника.

10. Сделать вывод.

Методические указания:

ΔR/R = 1% - омметр

Δd = 0,05 мм - штангенциркуль

Δℓ =1 мм - линейка

(Микрометр 0, 005 мм)

Электрическая схема.

Контрольные вопросы.

1. Что такое удельное сопротивление проводника?

2. Зависит ли удельное сопротивление проводника от его размеров?

3. От чего зависит сопротивление проводника?

ТАБЛИЦА 2. Удельное сопротивление

1. фехраль 1300 нОм·м.

2. нихром 1100 нОм·м.

3. манганин 430 нОм·м.