Порядок виконання роботи та порядок розрахунків.

1. Виделку від котушки з провідником увімкнути до гнізда на корпусі нагрівача, котушку опустити в посудину з водою.

2. З’єднати провідниками клеми на корпусі нагрівача з вхідними клемами на панелі моста постійного струму у відповідності з робочою схемою.

3. Провести вимірювання опору провідника при кімнатній температурі. Температуру виміряти за допомогою термометра.

4. Увімкнути виделку нагрівача до мережі 220 В, нагріти воду на 3 – 4 К. Провести вимірювання опору провідника і температури води.

5. Провести вимірювання за п.4 ще у восьми температурних точках до 50 ⁰С.

6. Записати паспортні дані провідника: його довжину та діаметр.

7. Розрахувати площу поперечного перерізу провідника за формулою .

8. Вивести з формули вираз для питомого опору і розрахувати його для всіх точок.

9. Побудувати графік залежності питомого опору від абсолютної температури Т. Зробити висновок стосовно цієї залежності.

10. Використовуючи графічну залежність, знайти параметри r_ост і b.

11. За допомогою формул (3.94), (3.95) знайти параметри r₀ і a. Порівняти останні з табличними для даного матеріалу, розрахувати відхилення за формулами (3.96) і (3.97). Зробити висновки.

Контрольні запитання.

1. Що називають електричним струмом та які умови його існування?

2. Сформулюйте закони постійного струму (закони Ома для однорідної та неоднорідної ділянок кола, закон Джоуля – Ленца).

3. Як визначається опір провідника (ділянки кола)? Що таке питомий опір, питома електропровідність?

4. Чим зумовлений опір металевого провідника та як він залежить від температури? Які складові цього опору?

5. Яка друга форма запису температурної залежності питомого опору провідника? Як її отримують?

6. Як в роботі вимірюють опір провідника? Як розраховують питомий опір?

Модуль 3

4. Магнетизм.

4.1. Магнітне поле у речовині.

Майже всі речовини мають якісь магнітні властивості. Коли мова іде про їх магнітні властивості, їх поділяють на три великі класи: діамагнетики, парамагнетики та феромагнетики. Діамагнетики незначно послаблюють зовнішнє поле, парамагнетики його незначно посилюють, феромагнетики теж посилюють поле, але у тисячі разів більше ніж парамагнетики. Отже, якщо у поле, яке створене, наприклад, котушкою або провідником із струмом, внести магнетик, то вектор індукції у речовині визначиться як

, (4.1)

де - магнітна індукція, зумовлена струмами в провідниках (вона з точністю до магнітної сталої ₀ дорівнює напруженості магнітного поля , тобто ), - магнітна індукція, зумовлена властивостями речовини. Це означає, що під впливом магнітного поля у кожному малому елементі об’єму речовини виникає ненульовий магнітний момент , тобто речовина намагнічується. Для кількісної характеристики цього явища ввели величину – вектор намагнічення середовища .

Вектором намагнічення середовища називають магнітний момент одиниці об’єму речовини

. (4.2)

Експериментально встановлено, що для більшості речовин вектор намагнічення прямо пропорційний напруженості магнітного поля, тобто можна представити його як

, (4.3)

де  - магнітна сприйнятливість. Магнітна індукція, яка зумовлена намагніченням речовини, пропорційна намагніченості, тобто

. (4.4)

Таким чином повна магнітна індукція в речовині дорівнює

. (4.5)

Величину =1+ називають магнітною проникністю речовини, її фізичний зміст полягає у наступному :

величина характеризує, у скільки разів зростає магнітне поле у речовині у порівнянні з вакуумом, тобто

. (4.6)

Діамагнетики послаблюють магнітне поле, тому що вектор внутрішнього поля спрямований протилежно індукції зовнішнього. Для таких речовин  < 0 і  < 1. Парамагнетики незначно посилюють поле, у них вектор індукції внутрішнього та зовнішнього полів збігаються. У парамагнетиків c > 0 і m > 1. Особливий клас складають феромагнетики, які підсилюють магнітне поле у тисячі разів. Розглянемо ці три типа речовин докладніше.