1. Рыбинский Государственный Авиационный Технологический Университет

Кафедра физики

Факультет: РЭИ	К работе допущен:
Группа: КРБ-13	(подпись, дата)
	Работа выполнена:
Студент: Смирнова Н.А.	(лаборант, преподаватель)
	Отчет принят:
Преподаватель: Дудина Н.Н.	(подпись, дата)

Рабочий протокол и отчет по лабораторной работе № ЭМ- 5

Определение удельного сопротивления металла

(название работы)

1 Цель работы: ознакомиться с основами классической электронной теории металлов, определить удельное сопротивление нихромовой проволоки, произвести статистическую обработку результатов.

2 Рабочие формулы и исходные данные:

Определение удельного сопротивления сводится к измерению сопротивления заданного участка нихромовой проволоки методом вольт-амперметра, измерению его длины и вычислению площади сечения. (Наряду с методом вольт-амперметра возможно измерение сопротивления мостом постоянного тока, подключаемым к установке).

Производятся две серии измерений – по схеме 1 и схеме 2, которые изображены на лицевой панели установки.

В схеме 1 исследуемый участок проволоки соединяется последовательно с миллиамперметром, и параллельно к ним подключается вольтметр (рис.1).

mA

VF

V

R

Рис. 1

Сопротивление участка нихромовой проволоки определяется по формуле

,

где R^' = U/I, R_A – внутреннее сопротивление миллиамперметра, R_A = 0,29 Ом. Удельное сопротивление равно

,

где S = D²/4, D – диаметр проволоки, D = 0,64 мм, – длина участка проволоки.

В схеме 2 вольтметр подключается параллельно к участку проволоки, и последовательно с ними соединяется миллиамперметр (рис.2)

mA

V

R

Рис. 2

Сопротивление участка проволоки равно

,

где R^' = U/I, – внутреннее сопротивление вольтметра, R_V = 19,75 Ом. Удельное сопротивление рассчитывается по формуле.

Кроме сравнения выборочных средних между собой их следует сравнить с табличным значением удельного сопротивления нихромной проволоки ρ_табл. = 1,05·10^-6Ом м, вычислив относительное отклонение

(22)

для каждой выборки (при статистически значимом различии) или для объединенной выборки (при незначимом).

	Схема 1							Схема 2
№ опыта	L (м)	I (мА)	U (В)	ρ (10-6 ом·м)	№ опыта		L (м)		I (мА)	U (В)	ρ (10-6 ом·м)
1 2 3 4 5 Ср.	0,28 0,25 0,3 0,38 0,45 0,33	100 100 100 100 100 100	0,15 0,13 0,16 0,20 0,25 0,178	1,53 1,46 1,55 1,53 1,62 1,56	1 2 3 4 5 Ср.		0,28 0,25 0,3 0,38 0,45 0,33		100 100 100 100 100 100	0,18 0,16 0,20 0,24 0,28 0,21	1,87 1,86 1,94 1,84 1,82 1,87

3 Результаты измерений и вычислений:

Расчеты для первой схемы:

Сопротивление:

, где R^' = U/I; R_V = 19,75 Ом

R₁ =0, 0015 Ом;

R₂= 0, 0013 Ом;

R₃= 0, 0016 Ом;

R₄= 0, 002 Ом;

R₅= 0, 0025 Ом;

Удельное сопротивление:

, где S=0,00029 м где S = D²/4, D – диаметр проволоки, D = 0,64 мм, – длина участка проволоки.

ρ₁=(0, 0015*0,00029)/0,28=1,53*10^-6 Ом*м;

ρ₂=(0, 0013*0,00029)/0,25=1,46*10^-6 Ом*м;

ρ₃=(0, 0016*0,00029)/0,3=1,55*10^-6 Ом*м;

ρ₄=(0, 002*0,00029)/0,38=1,53*10^-6 Ом*м;

ρ₅=(0, 0025*0,00029)/0,45=1,62*10^-6 Ом*м;

ρ_ср.=( ρ₁+ ρ₂+ ρ₃+ ρ₄+ ρ₅)/5=1,56*10^-6 Ом*м;

Относительное отклонение:

, где ρ_табл. = 1,05*10^-6Ом*м, =1,56*10^-6Ом*м

=15%

Расчеты для второй схемы:

Сопротивление:

, где R^' = U/I; R_V = 19,75 Ом

R₁ =0, 0028 Ом;

R₂= 0, 0025 Ом;

R₃= 0, 003 Ом;

R₄= 0, 0038 Ом;

R₅= 0, 0045 Ом;

Удельное сопротивление:

, где S=0,00029 м где S = D²/4, D – диаметр проволоки, D = 0,64 мм, – длина участка проволоки.

ρ₁=(0, 0028*0,00029)/0,28=1,87*10^-6 Ом*м;

ρ₂=(0, 0025*0,00029)/0,25=1,86*10^-6 Ом*м;

ρ₃=(0, 003*0,00029)/0,3=1,94*10^-6 Ом*м;

ρ₄=(0, 0038*0,00029)/0,38=1,84*10^-6 Ом*м;

ρ₅=(0, 0045*0,00029)/0,45=1,82*10^-6 Ом*м;

ρ_ср.=( ρ₁+ ρ₂+ ρ₃+ ρ₄+ ρ₅)/5=1,87*10^-6 Ом*м;

Относительное отклонение:

, где ρ_табл. = 1,05*10^-6Ом*м, =1,87*10^-6Ом*м

=38%

4 Выводы (основные результаты работы и их анализ):

Во время работы было установлено, что удельное сопротивление нихромовой проволоки напрямую зависит от сопротивления проволоки. Для опытов с первой схемой среднее значение удельного сопротивления равно 1,56*10^-6 ом*м, а для опытов со второй схемой оно равно1,87*10^-6 ом*м, а так как сила тока в этих случаях была равна, а напряжение изменялось, следует, что удельное сопротивление нихромовой проволоки прямо пропорционально напряжению.