Практическая часть
Согласно формуле (2) сопротивление металлического проводника R пропорционально его удельному сопротивлению . Следовательно, пренебрегая изменением линейных размеров проводника с температурой, можно записать
. (21)
Здесь Rt - сопротивление проводника при температуре t°С, R0 - его сопротивление при 0°С.
Температурный коэффициент сопротивления
. (22)
Описание установки
Рис. 2. Схема экспериментальной установки.
Электрическая
часть установки представляет собой
мостовую схему. Термостат для нагревания
исследуемого сопротивления представляет
собой водную ванну 1 (рис. 2), в которую
погружена пробирка 2. В пробирку помещены
медная проволока 3 и термометр 4.
Нагреваемый металл с помощью проводников
соединен с омметром (Щ 4300). Нагревателем
служит электрическая плитка с питанием
от промышленного напряжения 
.
Проведение эксперимента
1. Собрать цепь по схеме рис. 2.
2. Измерить исследуемое сопротивление при комнатной температуре.
3. Включить нагреватель. После повышения температуры на 5-10°С измерить сопротивление и быстро зафиксировать температуру в термостате с точностью до 1°С.
4. Продолжая нагревание, произвести аналогичные измерения 5-7 раз через интервалы 5-10°С (до кипения не доводить!).
5. Выключить нагреватель. Заменить горячую воду в термостате на холодную и повторить измерения сопротивления, причем измерения производить при тех же значениях температуры, как и при нагревании.
6. Окончив измерения, найдите средние значения сопротивления при каждой данной температуре.
7. Результаты опыта занести в таблицу.
Таблица экспериментальных данных.
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
и т.д. |
|
температура t, 0C |
t1 |
t2 |
t3 |
и т.д. |
|
1(нагр.) |
Rн , Ом |
|
|
|
|
2(охл.) |
Rоx , Ом |
|
|
|
|
3(средн.) |
Rср. (Rt) , Ом |
|
|
|
|
8.
Результаты измерений изобразить
графически (построить график зависимости
сопротивления от температуры
).
9.
Вычислить согласно методу наименьших
квадратов коэффициенты линейной
зависимости a
и b
(
).
Согласно полученным коэффициентам
рассчитать R0
и :
(Ом),
(0С-1)
. (23)
10.
Оценить инструментальную погрешность
определения
:
, (24)
где R – погрешность прибора, измеряющего сопротивление, t – погрешность термометра.
11. Сравнить вычисленное на основании экспериментальных данных со справочным значением для исследуемого материала.
Вопросы к допуску и зачету
1. Природа электропроводимости в металлах.
2. Закон Ома в дифференциальной и интегральной формах.
3. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной и интегральной формах.
4. Причины электросопротивления металлов.
5. Температурная зависимость сопротивления металлов.
6. Объясните полученные результаты.
7. Практическое применение изученного явления.
8. Каковы основные источники погрешностей измерений в данном эксперименте?
9. Каким способом можно повысить точность измерений в данном эксперименте?