ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный

технический университет»

Естественно – технический колледж

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для лабораторных работ по дисциплине «Материаловедение, электрорадиоматериалы и радиокомпоненты» (для студентов специальности 210413 «Радиоаппаратостроение»), по МДК «Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов» (для студентов специальности 230113 «Компьютерные системы и комплексы») и по МДК «Основы изготовления биотехнической аппаратуры и систем» (для студентов специальности 201001 «Биотехнические и медицинские аппараты и системы») очной формы обучения

Воронеж 2013

Составитель: преподаватель Т.Н. Доровская

УДК 658.382.3

Методические указания для лабораторных работ по дисциплине «Материаловедение, электрорадиоматериалы и радиокомпоненты» (для студентов специальности 210413 «Радиоаппаратостроение»), по МДК «Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов» (для студентов специальности 230113 «Компьютерные системы и комплексы») и по МДК «Основы изготовления биотехнической аппаратуры и систем» (для студентов специальности 201001 «Биотехнические и медицинские аппараты и системы») очной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Т.Н. Доровская. Воронеж, 2013. 32 с.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле Мет_указ.doc.

Ил. 12. Табл. 18. Библиогр.: 5 назв.

Рецензент канд. физ.-мат. наук доц. А.В. Чернышов

Ответственный за выпуск директор ЕТК д-р техн. наук, проф. А.А. Долгачев

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© ФГБОУ ВПО «Воронежский

государственный технический

университет», 2013

Общие указания по выполнению лабораторных работ

Методические указания по выполнению лабораторных работ способствуют углублению понимания содержания теоретических разделов, соответствующих учебной программе дисциплины. Цель лабораторных работ: формирование практических навыков экспериментального определения параметров электрорадиоматериалов и радиокомпонентов.

Лабораторные работы для специальности «Радиоаппаратостроение» проводятся на 5 занятиях, для специальности «Компьютерные системы и комплексы» на 4 занятиях, для специальности «Биотехнические и медицинские аппараты и системы» на 3 занятиях.

Специаль-ность	Номер лаб. раб.	Название лабораторной работы	Кол-во часов
РАС, КСК, БМС	№1	Определение удельного сопротивления проводниковых материалов	4
РАС, КСК	№2	Определение удельных сопротивлений твердых диэлектриков	4
РАС, БМС, КСК	№3	Диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери.	4
РАС	№4	Потери в листовых ферромагнитных материалах	4
РАС, КСК, БМС	№5 №6 №7	Изучение свойств терморезисторов Определение типов и параметров резисторов Определение типов и параметров конденсаторов	4 2 2

Лабораторная работа включает 4 этапа:

- допуск к выполнению лабораторной работы;

- выполнение измерений и вычислений;

- оформление отчета;

- защита лабораторной работы.

Первый этап представляет собой самостоятельную подготовку студента к лабораторной работе, которая включает изучение методических указаний к лабораторной работе и оформление бланка отчета. Бланк отчета выполняется на формате А4 по установленной форме. Структура отчета:

1)титульный лист (Приложение);

2)цель работы;

3)оборудование;

4)схемы измерений;

5)таблицы с данными, которые необходимо определить;

6)расчетные формулы;

7)задания для формулировки выводов по результатам лабораторной работы;

8)выводы.

Второй и третий этапы осуществляются непосредственно на лабораторных занятиях. Студенты проводят измерения на лабораторных стендах и необходимые вычисления данных указанных в таблице, выполняют задания для формулировки выводов (построение и анализ графиков, сравнение материалов по электрическим свойствам, определение вида материала по справочным таблицам и т.д.).

Защита лабораторных работ проводится по контрольным вопросам, указанным в методических рекомендациях, с представлением окончательно оформленного отчета. Оценивается каждая лабораторная работа недифференцированным зачетом. Для получения итогового зачета по лабораторным работам, студентами на последнем лабораторном занятии необходимо представить семь выполненных и защищенных отчетов.

Лабораторная работа №1

Определение удельного сопротивления проводниковых материалов.

Цель работы

1 Экспериментальное определение удельного электрического сопротивления проводниковых материалов.

2 Получение практических навыков измерения сопротивления отрезков проводов различных проводников.

3 Ознакомление с методами определения материала по величине удельного сопротивления с помощью справочной литературы.

Оборудование:

1. образцы проводов;

2. мост МД6;

3. линейка измерительная;

4. микрометр.

Общие указания

При выполнении работы необходимо руководствоваться общими правилами техники безопасности при работе в лаборатории.

Удельное сопротивление проводниковых материалов определяется при постоянном токе путём измерения сопротивления образца провода круглого сечения на мосте постоянного тока типа МД6, предназначенном для измерения малых омических сопротивлений (от 10 до 10 Ом), причём длину и сечение провода выбирают исходя из условия получения сопротивления, достаточно для надёжных измерений величины при данной чувствительности прибора.

Краткие теоретические сведения

Для выполнения лабораторной работы следует повторить материал соответствующей лекции.

1. У металлических проводников валентные электроны являются свободными, т.е. могут практически свободно перемещаться в пределах твёрдого тела под действием электрического поля. На практике электропроводность проводниковых материалов чаще всего оценивают удельным сопротивлением:

,

где R-сопротивление проводника, Ом;

S-поперечное сечение проводника, мм ;

-длина проводника, м.

Для удельного сопротивления проводников разрешается пользоваться внесистемной единицей ; в системе СИ единицей удельного сопротивления является Ом · м.

Соотношения между этими единицами следующее:

1 Ом·м=10 Ом·см=10 .

2. Металлические проводники по величине могут быть подразделены на материалы высокой проводимости (медь, алюминий и др.) и материалы высокого удельного сопротивления (нихром, константан, манганин).

Диапазон удельных сопротивлений металлических проводников узок - от 0,016 для серебра и, примерно, до 10 для железохромоалюминиевых сплавов, т.е. занимает всего три порядка.

3. При повторении раздела «Проводниковые материалы» следует обратить внимание на основные электрические параметры проводниковых материалов, объяснить их физическую сущность и что характеризует каждый из параметров.

К основным параметрам твёрдых проводниковых материалов относят следующие параметры:

- удельное сопротивление проводниковых материалов;

- удельная электропроводность;

ТК - температурный коэффициент удельного сопротивления;

т - коэффициент теплопроводности;

Кт-э – коэффициент тэрмоЭДС;

ТК - температурный коэффициент линейного расширения.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с методом измерения сопротивления с помощью моста постоянного тока типа МД6.

2. Измерить длину и диаметр образца.

3. Вычислить поперечное сечение образцов по формуле S= .

4. Измерить сопротивление образцов.

5. Вычислить величину для каждого образца по формуле .

6. Все результаты вычислений и измерений записать в таблицу 1.

Таблица 1

Измерить			Вычислить		Определить материал
R,Ом	,м	d,мм	S,мм	,

7. По полученной величине ρ определить материал образца, пользуясь справочной таблицей величин удельного сопротивления металлических проводников (Таблица 2).

Таблица 2

Материал		Материал
Медь	0.017	Тантал	0.135
Алюминий	0.028	Манганин	0.42-0.48
Вольфрам	0.055	Константан	0.48-0.52
Молибден	0.057	Нихром	1.0-1.2
Никель	0.073	Фехраль	1.2-1.35
Железо	0.098	Хромаль	1.3-1.5

Содержание отчёта

1. Отчёт выполняется по установленной форме.

2. В выводах указать:

   • материалы, определённые по величине удельного сопротивления;

   • характеристику материалов;

   • провести их классификацию в группах проводниковых материалов.

Контрольные вопросы по выполненной работе

1. Какова физическая природа сопротивления?

2. Что называется удельным электросопротивлением? Единицы измерения ρ металлических проводников?

3. От чего зависит ρ проводников? Почему?

4. Как можно классифицировать проводниковые материалы?

5. Какие проводники относятся к материалам с высокой проводимостью и высокого удельного сопротивления? Где они применяются?

6. Что относится к основным параметрам проводников и каков их физический смысл.

Лабораторная работа № 2