8. Контрольные вопросы

1. Какая электрическая схема называется мостом постоянного тока?

2. Какой режим работы моста Уитстона называется уравновешенным?

3. Что из себя представляет реохорд?

4. Каким соотношением связаны длина и сопротивление проводника?

5. Для чего используются и как формулируются правила Кирхгофа?

6. Как измеряется и рассчитывается неизвестное сопротивление с помощью мостовой схемы?

Литература: [1], § 101.

РАБОТА 30. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА

1. Цель работы

Изучить на практике основные свойства проводника – сопротивление и удельное сопротивление. Приобрести навыки измерения сопротивления и удельного сопротивления.

2. Краткая теория исследуемого явления

Электрическое сопротивление определяет силу тока, текущего по цепи, при заданном напряжении. Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы, а также от материала, из которого изготовлен проводник. Для однородного цилиндрического проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:

, (1)

где – коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника, называемый удельным электрическим сопротивлением.

Единица сопротивления 1 Ом – это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1В течет постоянный ток величиной в 1 А.

Удельное сопротивление – это сопротивление проводника длиной с площадью поперечного сечения 1 м². Единица удельного сопротивления . На практике удельное сопротивление может измеряться во внесистемных единицах , которые удобны при расчете электрического сопротивления проволок.

Величина обратная сопротивлению

(2)

называется электрической проводимостью. Единицей проводимости является сименс (Сим). 1 Сим – это проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом. Величина , обратная удельному сопротивлению

(3)

называется удельной электропроводностью. Измеряется в Сим/м.

В металлах электрическое сопротивление обусловлено рассеянием электронов проводимости на тепловых колебаниях кристаллической решетки и хаотически расположенных дефектах кристалла. Последнее явление играет особенно большую роль в различных сплавах. Исходя из классической теории электропроводности металлов, удельная электропроводность может быть определена по следующей формуле:

, (4)

где е – заряд электрона, n – концентрация носителей тока, в – подвижность носителей тока.

Подвижность носителей равна отношению дрейфовой скорости к напряженности электрического поля

. (5)

Дрейфовой называется средняя скорость направленного движения носителей тока.

В данной работе сопротивление проводника определяется по закону Ома для однородного участка цепи

, (6)

где U – напряжение на участке цепи, которое определяется по показаниям вольтметра; I – сила тока в цепи, которая определяется по показаниям миллиамперметра.