федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский
Томский политехнический университет»
Инженерная школа энергетики
Отделение электроэнергетики и электротехники
Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
Изучение влияния температуры на удельное электрическое сопротивление металлов и сплавов высокого сопротивления
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
по дисциплине:
Электротехническое материаловедение
Исполнители:
|
|
||||
студенты группы |
5А36 |
|
Кондрашов М. А. Кононов М.А. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Руководитель:
|
|
||||
преподаватель |
|
|
Ивашутенко А.С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Томск – 2025
Лабораторная работа №4
Изучение влияния температуры на удельное электрическое сопротивление металлов и сплавов высокого сопротивления
Цель работы: Экспериментальная оценка изменения удельного электрического сопротивления металлов и сплавов высокого сопротивления при изменении температуры.
Задание:
Ознакомиться с основными представлениями о физической природе электропроводности металлов и сплавов.
Изучить схему и порядок работы на экспериментальной установке.
Произвести измерения сопротивлений исследуемого образца при комнатной температуре.
Через определенные интервалы температур (по заданию преподавателя) произвести измерения сопротивлений исследуемого образца.
Рассчитать температуру в Кельвинах (К) и отношение сопротивлений RT /R0
для исследуемого образца.
Экспериментальные и расчетные данные занести в табл.1.
Построить графическую зависимость RT/R0=f(T) для исследуемого образца и объяснить полученные результаты.
Электрическая схема установки и порядок проведения измерений
Согласно рисунку 1 выполнить электрическое соединение модулей. Монтаж схемы производить при отключенном питании.
Рис. 1. Электрическая схема соединений типового комплекта для измерения ТКС проводников
В качестве источника питания для нагрева использовать нерегулируемый выход
«+15В» модуля питания. Установить минимодуль «ТКС резисторов» в соответствующие гнезда модуля «Магнитомягкие материалы и тепловой коэффициент сопротивления/емкости» (минимодуль выделен пунктирной линией), располагать его так, как указано на рисунке 1.
В качестве омметра Р1 использовать RLC-метр, выбрать режим измерения сопротивлении, нажимая кнопку L/C/R; диапазон измерения выбирается автоматически при измерении.
После проверки правильности соединения схемы преподавателем, подать напряжение питания на комплект включением автоматического выключателя и УЗО «Модуля питания». Включить мультиметр. На мультиметре установить режим измерения температуры
«0С» на индикаторе будет отображена комнатная температура. Подключить термопару с вилкой к входу «TEMP» мультиметра и, в случае если показания температуры на мультиметре ниже комнатных, изменить полярность подключения выводов термопары.
Примечание: При использовании иного оборудования для измерения величины сопротивления, порядок измерения объясняется преподавателем.
Форма представления результатов
Таблица 1 – Результаты измерений и расчета
№ п/п |
t, ºC |
T, K |
RT, Ом |
RT/ R0 |
Примечание |
1 |
25 |
298 |
9,865 |
1 |
В качестве R0 принять значение RT из 1-го опыта
R0= 9,865 Ом |
2 |
30 |
303 |
9,963 |
1,01 |
|
3 |
35 |
308 |
10,091 |
1,023 |
|
4 |
40 |
313 |
10,225 |
1,036 |
|
5 |
45 |
318 |
10,361 |
1,05 |
|
6 |
50 |
323 |
10,509 |
1,065 |
|
7 |
55 |
328 |
10,661 |
1,081 |
|
8 |
60 |
333 |
10,803 |
1,095 |
|
9 |
65 |
338 |
10,951 |
1,11 |
|
10 |
70 |
343 |
11,115 |
1,127 |
|
11 |
75 |
348 |
11,277 |
1,143 |
|
12 |
80 |
353 |
11,450 |
1,161 |
Рисунок 2. График зависимости RT/R0=f(T)
Вывод:
График зависимости отношения сопротивлений от температуры имеет линейный характер, что говорит о том, что с ростом температуры электрическое сопротивление металлов и сплавов увеличивается. Это связано с тем, что с ростом температуры возрастает амплитуда ангармонических тепловых колебаний узлов кристаллической решетки.
Контрольные вопросы
Какие материалы относятся к металлам и сплавам высокого сопротивления?
В каких пределах лежит величина удельного объемного сопротивления проводниковых материалов высокого сопротивления?
Природа электропроводности металлов и сплавов.
Факторы, влияющие на электропроводность металлов и сплавов.
Области применения металлов и сплавов высокого сопротивления.
Какие требования предъявляются к проводниковым материалам высокого сопротивления?
Какие проводниковые материалы высокого сопротивления применяются для изготовления термопар?