Экспериментальная часть

В работе исследуется температурная зависимость сопротивления медной проволоки и полупроводникового образца. Образцы вместе с термометром помещены в отверстия, сделанные в металлическом цилиндре – термоблоке (см.рис.2)

Рис.2 Блок – схема установки

Для измерения температуры используется термопара, один из спаев которой помещен в сосуд Дьюара (термос) с тающим в воде льдом. Другой спай приклеен внутри термоблока. Термоблок помещается в печь – нагреватель с регулируемым нагревом. Для предотвращения случайных замыканий с элементами нагревателя термоблок изолирован с помощью пробирки, в которую для улучшения теплообмена насыпан песок. Нагрев регулируется с помощью ручки в блоке регулятора нагрева (РН). Время установления температуры при каждом положении ручки регулятора составляет 812 минут.

Для определения сопротивления образцов на них измеряется напряжение. При этом ток через образцы поддерживается с помощью источника стабильного тока (ИСТ) неизменным. В работе выбран ток . Напряжение на каждом из образцов измеряется с помощью милливольтметра mV при переключении переключателя П₂. Напряжение на термопаре (термо-ЭДС) измеряется с помощью другого милливольтметра mV.

Конструктивно установка состоит из корпуса, в котором находятся блок питания, состоящий из источника стабильного тока (ИСТ), источника питания электронных вольтметров (ИПВ) с индикаторами и регулятора нагрева (РН). Блок питания подключается к внешней сети переключателем П₁. С помощью разъемов соответствующие цепи подключаются к образцам, термопаре и нагревателю. Передняя панель установки показана на рис. 3.

Рис.3 Передняя панель блока управления и индикации

Выполнение работы

Перед включением установки необходимо убедиться в наличии льда в термосе, в котором находится один из спаев термопары. При включении сети снимайте значения термоЭДС и напряжения на 1-м и 2-м образцах. Поскольку один из спаев термопары находится в тающем льде, а другой в термоблоке, то величина термоЭДС пропорциональна температуре по шкале Цельсия. Температуру определите по градуировочному графику, который находится на рабочем столе.

Полученные результаты занесите в следующую таблицу:

№№	ТермоЭДС, мВ	U1, мВ	U2, мВ	R1, Ом	R2, Ом	t ˚C	T, K	1/kT, Дж1
1.
2.
и т.д.

Для расчета сопротивления образцов используется закон Ома

,

где, как уже отмечалось, величина стабильного тока I_ст, протекающего через образцы, равна 1мА.

По результатам измерений для металлического образца постройте график в соответствии с формулой

.

По графику определите сопротивление R₀ при t = 0 ˚C и температурный коэффициент сопротивления α.

Для полупроводникового образца постройте график зависимости lnR от (1/kT). По графику определите энергию активации Е_А:

.