3.2 Описание установки

 

Установка, приведенная в соответствии с рисунком 3.2, состоит из

электропечи и моста одинарного РЗЗЗ. Электропечь состоит из прямоугольного корпуса, выполненного из листовой стали и окрашенного коррозостойкой краской. Внутри корпуса помещается разборная футеровка шахты, выполненная из шамота и ультралегковеса и установлено на подставке из шамотного кирпича ― легковеса. Пространство между стенками шахты и кожухом заполнено теплоизоляционным материалом. Между подставкой и дном кожуха находится асбестовая прокладка.

В качестве нагревательных элементов применены карборундовые стержни, расположенные по двум противоположным стенкам. В крышке электропечи, выполненной из шамота, имеется отверстие для термометра в рабочее пространство и отверстие для проводника. Сопротивление карборудновых стержней при температуре 1200С резко падает, при этом резко возрастает сила тока, а следовательно, и температура, что может вывести стержни из строя. Поэтому при работе на максимальной температуре необходимо непрерывное наблюдение за током.

1 - электропечь ШП - 1, 2 - мост одинарный РЗЗЗ, 3 - контактный винт, 4 - термометр, 5 - испытуемый проводник, 6 - подводящие проводники.

 

Рисунок 3.2- Схема установки для измерения  и ТК_ проводников

 

 

3.3 Рабочее задание

 3.3.1 Закоротить подводящие проводники и замерить их сопротивление Rп.п измерительным мостом.

3.3.2 С помощью линейки и микрометра определить длину l и диаметр испытуемого проводника.

3.3.3 Подключить к подводящим проводникам испытуемый проводник и замерить их суммарное сопротивление R_ при комнатной температуре.  Сопротивление испытуемого проводника будет равно:

                                                     R= R_-Rпп.

Удельное сопротивление определить по формуле (3.1).

3.3.4 Поместить испытуемый проводник в нагревательную печь и замерить суммарное сопротивление через каждые 20С, при нагревании до 160С.

3.3.5 Напряжение на нагревательном элементе печи - Uп  поддерживать таким, чтобы ток Iп не превышал 9А.

Записать значение термо - э.д.с. для тех же значений температуры.

Результаты занести  в таблицу 3.1 (графы 2,3,6,8).

 

 

Таблица 3.1

№ пп	ТС	R,, Ом	R, Ом	, мкОм.м	Uп, Ом	Rп, Ом	Uт, mV
1	2	3	4	5	6	7	8

3.4 Расчетное задание

3.4.1 На одном графике построить экспериментальную зависимость удельного сопротивления испытуемого проводника от температуры и теоретическую, рассчитав ее по закону Видемана - Франца:

                                            =,                                                          (3.10)

 где К=385 Вт/(м.К) ― коэффициент теплопроводности меди;

       Т ― температура К;

       L=2.4510^-8 В²/К² - число Лоренца.

 3.4.2 Построить график зависимости сопротивления нагревательного элемента печи от температуры:

                                           Rп=.                                                          (3.11)

3.4.3 По формулам (3.6,  3.7) определить температурные коэффициенты сопротивления и удельного сопротивления испытуемого проводника при максимальной разнице температур.

3.4.4 Используя полученную величину ТК_, подсчитать по формуле (3.8) удельное сопротивление проводника при 0 С и 180С. Расчетные точки нанести на график.

3.4.6 Построить график зависимости термо - э.д.с. от температуры. Определить из формулы (3.9) величину коэффициента k для максимальной разницы температур.

3.4.7 Сравнить графики, построенные в соответствии с п.п. 3.5.1 и 3.5.6 и сделать выводы о проводимости проводников и полупроводников.

По результатам вычисления ρи ТК_ρ дать рекомендации о возможности использования данных проводников в электрических машинах и аппаратах.