Результаты эксперимента:
Таблица 1. Вольтамперная характеристика алюминиевого стержня.
K = 103
I |
A |
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
1,5 |
2 |
U |
V |
0,007 |
0,011 |
0,016 |
0,022 |
0,026 |
0,03 |
0,034 |
0,042 |
R*10^3 |
Oм |
|
0,016 |
0,018 |
0,02 |
0,019 |
0,0184 |
0,018 |
0,0175 |
Таблица 2.
Измерение полного сопротивления
(с учётом контактного сопротивления
)
K = 103
I |
A |
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
1,5 |
2 |
U |
V |
0,01 |
0,84 |
1,84 |
2,8 |
3,67 |
4,5 |
5,36 |
7,13 |
R |
Oм |
|
3,32 |
3,66 |
3,72 |
3,66 |
3,592 |
3,566667 |
3,56 |
Таблица 3. Вольтамперная характеристика медного стержня.
K = 103
I |
A |
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
1,5 |
2 |
U |
V |
0,07 |
0,01 |
0,013 |
0,016 |
0,019 |
0,022 |
0,024 |
0,63 |
R*10^3 |
Oм |
|
0,32 |
0,166 |
0,114667 |
0,089 |
0,0736 |
0,062667 |
0,35 |
Таблица 4.
Измерение полного сопротивления
(с учётом контактного сопротивления
)
K = 103
I |
A |
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
1,5 |
2 |
U |
V |
0,08 |
1,13 |
2,3 |
3,15 |
4,11 |
4,9 |
5,73 |
7,66 |
R*10^3 |
Oм |
|
4,2 |
4,44 |
4,093333 |
4,03 |
3,856 |
3,766667 |
3,79 |
Таблица 5. Вольтамперная характеристика проводника.
K = 103
I |
A |
0 |
0,25 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
U |
V |
0,08 |
3,11 |
6,12 |
9 |
12,07 |
14 |
R*10^3 |
Oм |
|
12,12 |
12,08 |
11,89333 |
11,99 |
11,136 |
Расчеты:
1)
Формула для расчета сопротивления с
учетом K:
.
1.1) Формула для расчета относительной погрешности: путем логарифмирования формулы получим:
Для алюминия:
Для меди:
Для проводника:
С
учетом коэффициента К:
.
Получим величины с учетом погрешности:
2) Вольтамперная характеристика для алюминиевого стержня:
Вольтамперная характеристика для медного стержня:
Вольтамперная характеристика проводника:
3)
Рассчитаем удельное сопротивление меди
и алюминия: на основании формул
,
S = d2/4
получим:
4) Определим среднюю длину свободного пробега в алюминии и меди:
,
Для алюминия:
Для меди:
5) Определим диаметр жилы соединительного проводника:
6) Рассчитаем удельную теплопроводность алюминия и меди:
Справочные данные для сравнения результатов:
Металл |
Магнитные свойства * |
Атомная масса |
Плотность |
Температура плавления |
Удельная теплопроводность |
Удельное сопротивление |
Длина свободного пробега |
Работа выхода |
Температура перехода в сверхпроводящее состояние |
|
|
г/моль |
кг/м3 |
С |
Вт/(мК) |
мкОмм |
Å |
эВ |
К |
Al |
П |
27,0 |
2700 |
660 |
218 |
0,0265 |
263 |
4,25 |
1,196 |
Cu |
Д |
63,5 |
8920 |
1083 |
406 |
0,0168 |
420 |
4,4 |
– |
Fe |
Ф769 |
55,8 |
7870 |
1540 |
73,3 |
0,097 |
220 |
4,31 |
– |
* П – парамагнетик, Д – диамагнетик, Ф – ферромагнетик. Число после буквы Ф означает температуру магнитного разупорядочения в С.
Вывод: проделав данную лабораторную работу, я определил удельное сопротивление металлов и других низкоомных материалов с помощью измерительного усилителя. На основе опыта было доказано, что приборы способны измерять сопротивления вплоть до 0,000001 Ом. Можно на основе опыта определить, что сопротивление меди меньше чем сопротивление алюминия.
