Содержание отчета

1. Название работы.

2. Цель работы (техническое задание).

3. Математическая запись и формулировки I, II законов Кирхгофа.

4. Схема установки со спецификацией.

5. Результаты измерений , и расчетов , нанесенные на схему.

6. Проверка I закона Кирхгофа для узла ...

7. Проверка II закона Кирхгофа для контура ...

8. Проверка II закона Кирхгофа для контура ...

9. Оценка качества проверки I закона Кирхгофа.

10. Оценка погрешностей.

Вопросы для допускного контроля

1. Неоднородный участок электрической цепи должен содержать

а) проводники различного химического состава;

б) источник ЭДС;

в) резисторы, соединенные последовательно или параллельно.

2. Первый закон Кирхгофа справедлив для ...

а) контуров электрической цепи,

б) резисторов электрической цепи,

в) узлов электрической цепи.

3. Второй закон Кирхгофа выражается формулой:

а) ; б) ;

в) ; г) .

4. В данной работе силу тока ...

а) измеряют амперметром;

б) вычисляют по закону Ома ;

в) вычисляют по закону Ома .

5. Если вольтметр на 100 В имеет класс точности 1,0, то относи­тельная погрешность измерения напряжения величиной 50 В этим вольтметром составляет ...

а) 1,0; б) 1%; в) 0,5%; г) 2%.

6 . Какое уравнение второго закона Кирхгофа написано для кон­тура ABDFA (рис. 6) правильно?

7. Сколько узлов и замкнутых контуров имеется на схеме рис. 6?

а) 2 и 3; б) 6 и 2; в) 2 и 2; г) 6 и 4.

Контрольные вопросы

1. Теоретическое обоснование I и II законов Кирхгофа.

2. Различные варианты закона Ома.

3. Оценка погрешности электроизмерительного прибора через класс точности.

4. Мощность, выделяемая в нагрузочных резисторах Ом и Ом одинаковая. ЭДС источника 10 В, внутреннее со­противление 1 Ом. В каком случае КПД использования энергии источника выше и во сколько раз?

5. К двум источникам с одинаковой ЭДС, равной 10 В, но раз­личными внутренними сопротивлениями ( Ом, Ом) соединенным параллельно подключен нагрузочный резистор с сопротивлением 4,5 Ом. Какая часть мощности, выделяемой в на­грузке, поступает из первого источника? При решении надо ис­пользовать законы Кирхгофа.

6. Начертите схему мостика Уитстона и составьте такие урав­нения Кирхгофа, которые включают силу тока в гальванометре.

7. Решите систему из трех уравнений Кирхгофа , , .

Лабораторная работа № 9 исследование зависимости электрического сопротивления металла от температуры

Цель работы: исследование зависимости сопротивления медной проволоки от температуры; вывод эмпирической формулы зависимости сопротивления от темпера­туры методом наименьших квадратов.

Теория метода

Классическая электронная теория проводимости металлов, в которой впервые были теоретически получены известные из опыта законы Ома и Джоуля - Ленца не является ис­черпывающей. Одно из затруднений этой теории - неудача с по­лучением известной из опыта линейной зависимости удельного электрического сопротивления от температуры: ρ ~ T. По класси­ческой теории , где m,e - масса и заряд электрона, n₀- концентрация свободных электронов в единице объема ме­талла, u - средняя скорость теплового движения свободных элек­тронов, λ - средняя длина свободного пробега электрона между соударениями с атомами кристаллической решетки металла. От температуры существенно зависит только скорость u. Из следствий молекулярно-кинетической теории газов следует, что . Значит, по классической теории получается. что а это противоречит опытным данным, так как . Затруднения классической теории вызваны тем, что электроны, как объекты физического микромира, не подчиняются в полной мере законам классической физики макромира.

Правильно объясняет влияние температуры на электриче­ское сопротивление квантово механическая теория, учитывающая волновые свойства электронов как микрочастиц. По квантовой теории сопротивление возникает за счет рассеяния электронных волн на тепловых колебаниях решетки. При этом от температуры существенно зависит длина свободного пробега ( ). Ско­рость электронов от температуры практически не зависит в силу так называемого вырождения электронного газа. По квантовой теории , что согласуется с опытными данными.

Линейная зависимость сопротивления от температуры не­сколько приближенная, потому что кроме рассеяния электронных волн на тепловых колебаниях решетки имеется еще рассеяние на примесных атомах в решетке, на искажениях решетки. Поэтому линейное уравнение составляют для некоторого температурного интервала, причем для составления уравнения используется мно­го экспериментальных точек.