- •Содержание
- •Приложения…………………………………………………………. 72
- •Изучение электронного осциллографа
- •Устройство и принцип действия осциллографа
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование электростатических полей
- •Сведения из теории
- •Моделирование электрического поля и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Определение эдс источника тока компенсационным методом
- •Сведения из теории
- •Принцип работы потенциометра
- •Порядок выполнения работы
- •Градуировка термопары
- •Сведения из теории
- •Порядок выполнения работы
- •Определение магнитной индукции в межполюсном зазоре прибора магнитоэлектрической системы
- •Сведения из теории
- •Принцип действия прибора магнитоэлектрической системы
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование магнитного поля кругового тока
- •Сведения из теории
- •Порядок выполнения работы
- •Описание установки и теория метода определения магнитного поля Земли
- •Порядок выполнения работы
- •Изучение явлений электромагнитной индукции и взаимоиндукции
- •Сведения из теории
- •Описание установки и метода исследования
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование кривых гистерезиса ферромагнетиков с помощью осциллографа
- •Сведения из теории
- •Описание метода и экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Изучение затухающих электромагнитных колебаний в контуре
- •Сведения из теории
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование зависимости сопротивления проводника от температуры
- •Сведения из теории
- •Описание установки и метода измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Литература
- •Пример обработки результатов прямого измерения
- •Пример обработки результатов косвенного измерения
Исследование зависимости сопротивления проводника от температуры
Цель работы: установить характер зависимости сопротивления проводника от температуры, определить сопротивление проводника при температуре 00С и его температурный коэффициент сопротивления.
Приборы и принадлежности: автотрансформатор, амперметр, вольтметр, электролампа (спираль лампы – исследуемый проводник).
Сведения из теории
Под сопротивлением проводника понимают сопротивление прохождению по нему электрического тока. Сопротивление проводника (R) зависит от его размеров и формы, материала, из которого он сделан, от температуры проводника. Для однородного проводника, имеющего вид стержня, сопротивление R может быть вычислено по формуле , где ρ – удельное сопротивление материала, из которого изготовлен проводник (Ом·м), l – длина проводника (м), S – площадь поперечного сечения (м2). Именно ρ, а следовательно и сопротивление R зависят от температуры. Сопротивление, оказываемое току металлическим проводником, связано с колебательным движением ионов кристаллической решетки, которые (ионы) и препятствуют направленному движению электронов. С повышением температуры металла интенсивность движения ионов возрастает, а потому возрастает и сопротивление проводника. Многочисленные эксперименты показали, что сопротивление проводников с увеличением температуры растет по уравнению:
, (11.1)
здесь R – сопротивление проводника при любой температуре t, R0 – сопротивление проводника при t = 0°С, α – температурный коэффициент сопротивления (ТКС).
Из формулы (11.1) следует, что ТКС:
, (11.2)
т.е. ТКС численно равен относительному изменению сопротивления проводника при изменении его температуры на один градус.
Если уравнение (11.1) переписать в виде R = R0 + R0α t, то видно, что это выражение эквивалентно уравнению прямой вида y = A + Bx, где у → R, A → R0, B → R0ά, x → t. Это дает возможность по известным формулам метода наименьших квадратов (МНК) вычислить А и В, а, следовательно, R0 = A и .
Описание установки и метода измерений
Установка содержит указанные выше приборы. Объектом исследования является спираль лампы накаливания, питание которой обеспечивается от сети переменного тока. Температура спирали оценивается по графику: температура – сила тока, идущего по спирали (при построении графика высокие температуры спирали определялись с помощью оптического пирометра). Сопротивление спирали определяется методом “амперметр – вольтметр”. Изменение силы тока, текущего по спирали, осуществляется с помощью ЛАТРа (лабораторного автотрансформатора). Вольтметр служит для измерения падения напряжения на спирали при разных температурах.
Порядок выполнения работы
Ознакомиться с приборами, предложенными для выполнения работы.
2. Собрать электрическую цепь (рис. 11.1). Пунктиром отмечена панель, на которой установлена лампочка Л.
3. Измерить величину силы тока I и соответствующее напряжение U на лампочке, замкнув ключ К (тумблер на панели). Изменяя ЛАТРом силу тока, идущего через спираль, сделать не менее 7 измерений, начиная с I ≈ 10 мА и шагом ≈10 мА. Результаты занести в таблицы.