лаба1 / МЭТ лаба 1

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра МНЭ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №1

ТЕМА: «ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ»

Студент гр. 1282		злов.
Преподаватель		Муратова Е.Н.

Санкт-Петербург

2022

Материал (1…3)	R, Ом	b, мм	l, мм	R□, Ом
1	42	2,5	0,2	525
2	810,4	2	3,25	499
3	7960	0,6	9,5	502,7

Обработка наблюдений.

Таблица 1.1

Материал (6…10)	R, Ом	l, мм	d, мм	ρ, мкОм.м
6	107	1530	0,1	5490
7	13,5	11600	0,13	119
8	2,93	1000	0,7	1610
9	256	1300	0,06	9275
10	2,7	1700	0,25	312

Таблица 1.2

Таблица 1.3

t, ℃	Никель		Медь		Константан
	R, Ом	αρ , К–1	R, Ом	αρ , К–1	R, Ом	αρ , К–1
Комнатная 22-23	27	3,7	70	3,58	31,4	53
40	26,6	3,77	73,15	3,41	27,74	53,01
50	27,55	3,64	74,75	3,36	27,75	53,02
70	29,6	3,39	78,57	3,19	27,72	53,04
110	33,8	2,97	86,2	2,91	27,7	53,06
150	38,2	2,63	92,74	2,71	27,68	53,09

Таблица 1.4

t гор, ℃	t хол, ℃	Δt, ℃	ΔU, мВ
			Медь-железо	Медь-константан	Медь-манганин
25	24	1	1,02	1,5	-0,07
40	24	16	1,2	1,46	-0,1
50	24	26	1,43	1,8	-0,07
70	24	46	2,15	2,78	-0,06
110	24	86	3,5	4,92	-0,03
150	24	126	4,56	6,91	-0,01

1. а) Рассчитаем удельное сопротивление для металлических проводников, используя соотношение

где R – сопротивление образца; S – площадь поперечного сечения; l – длина

проводника.

Рассчитаем удельное сопротивление для 6-го материала:

Так как , то

Аналогично для

б) Рассчитаем сопротивление квадрата поверхности металлических пленок, используя соотношение

где R – сопротивление образца; b и l – ширина и длина пленочного резистора

соответственно.

Рассчитаем R□ для первого материала:

Аналогично для

2. Построим температурные зависимости сопротивления для исследованных резисторов. Аппроксимируем экспериментальные данные:

3. Рассчитаем температурный коэффициент удельного сопротивления металлов и сплавов с учетом правила Матиссена. Учтем, что зависимость аппроксимирована линейно, тогда отношение приращения сопротивления к приращению температуры остается постоянным, а значит его можно вычислить следующим образом:

Приведем пример расчетов для меди при температуре 22°С:

4. По полученным значениям тепловых коэффициентов удельного сопротивления построим зависимости . Аппроксимируем рассчитанные данные:

5. Рассчитаем зависимость удельного сопротивления и температурного коэффициента удельного сопротивления от состава для сплавов системы Cu-Ni при комнатной температуре:

Приведем пример расчета коэффициента :

Приведем пример расчета удельного сопротивления и температурного коэффициента удельного сопротивления для 20% содержания никеля в сплаве:

Для удобства сведем все расчеты в таблицу:

Таблица 1.5

	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
	1,72	37,7	56,4	57,7	41,9	8,7
	2,40	0,31	0,35	0,48	0,85	5,00

6. Построим зависимости удельного сопротивления сплава и температурного коэффициента удельного сопротивления сплава от состава сплава . Также на графике укажем экспериментально найденное значение константана. Аппроксимируем полученные зависимости:

7. Построим температурные зависимости термоЭДС для исследованных термопар на основе полученных в ходе эксперимента данных:

ВЫВОД: в ходе выполнения лабораторной работы были рассчитаны сопротивления квадратов плёночных проводников, а также удельные сопротивления для различных металлов и сплавов. На основе полученных в ходе эксперимента данных были построены зависимости сопротивления и коэффициента удельного сопротивления от температуры. Как и следует из теории сопротивление металлов и сплавов с увеличением температуры возрастает, а коэффициент удельного сопротивления обратно пропорционально уменьшается. Были рассчитаны удельное сопротивление для сплава меди и никеля, значение которого находится в пределах 10^-8 Ом∙м, что нормально для металлов и сплавов, а также для этого сплава рассчитан коэффициент удельного сопротивления и их зависимость от состава сплава – процентного содержания никеля в нем. Также были построены зависимости термоЭДС от температуры, по своему виду совпадающие с теорией. Все зависимости построены по экспериментальным данным и аппроксимированы для выявления закономерности. В работе присутствуют промахи, полученные в результате присутствия человеческого фактора в ходе эксперимента, а также случайного отклонения от нормы.