Termiczny współczynnik oporu przewodnika - ćwiczenia

wiczenie 6 „OPR”
Temat: Termiczny wspczynnik oporu przewodnika.
Cel: Badanie zalenoci oporu przewodnika od temperatury. Wyznaczenie termicznego wspczynnika oporu przewodnika.
Przyrzdy: ania wodna, naczynie z opornikiem, mostek Wheatstone'a, cyfrowy miernik temperatury, regulator mocy.
Literatura: R. Resnick, D. Halliday, FIZYKA, t. II, 31-1 do 31-4,
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, PODSTAWY FIZYKI, t. 3., 27.4 do 27.6
I. Metoda pomiaru.
Teoretyczne modele przewodnictwa elektrycznego metalu zweryfikowane dowiadczalnie wskazuj, e w temperaturach od ok. 300 K do ok. 800 K opr jest proporcjonalny do pierwszej potgi temperatury bezwzgldnej. Inaczej mwic, opr elektryczny metalu jest liniow funkcj temperatury dla temperatur kilkuset kelwinw. Stosujc praktyczn skal temperatur w stopniach Celsiusza zaleno t mona zapisa
(1)
R0 - opr przewodnika w temperaturze 00C, - temperaturowy wspczynnik oporu,
t - temperatura w skali Celsjusza .
Niniejsze wiczenie moe posuy sprawdzeniu tego prawa. W tym celu korzystamy z ukadu pomiarowego przedstawionego na rys 1, ktry skada si z mostka Wheatstone'a (3) do pomiaru oporu elektrycznego, naczynia zawierajcego badany przewodnik zanurzony w kpieli olejowej (2), termometru elektrycznego (4), ani wodnej (1) sucej do podgrzewania naczynia z badanym opornikiem i autotransformatorem (5) do zasilania grzaki ani wodnej,
Rys. 1. Schemat ukadu pomiarowego Po zmontowaniu ukadu pomiarowego dokonujemy rwnoczesnego pomiaru oporu przewodnika i temperatury. Zarwno opr jak i temperatura w sposb pynny zmieniaj si podczas ogrzewania. Pomiar oporu za pomoc mostka wymaga chwili czasu na jego zrwnowaenie. Dlatego znajc tendencj zmian oporu podczas ogrzewania wygodnie jest z wyprzedzeniem ustawi na mostku opr i odczyta temperatur w chwili gdy mostek bdzie w rwnowadze lub mierzy opr w chwili gdy ukad osignie wybran temperatur. Do pomiarw zalenoci R(t) nie jest konieczna staa zmiana temperatury. Pomiaru dokonujemy w zakresie temperatur od pokojowej do max. 85o C. W oparciu o wykonane pomiary dopasowujemy korzystajc z metody najmniejszych kwadratw analityczn posta linii prostej:
R(t) =A?t + B (2) Znajc wartoci wspczynnikw A i B prostej i porwnujc je ze wspczynnikami rwnania (2) otrzymujemy wzory:
A = R0 i B = R0 (3)

(…)

… na rysunku 2, gdzie R1, R 2 , R 3 oznaczaj znane wartoci oporw, ktre mona dowolnie zmienia. Natomiast Rx oznacza szukany opr. Zasada pomiaru polega na takim doborze wartoci oporw: R1, R 2 , R 3, aby przez galwanometr G prd nie pyn. Taki stan ukadu nazywamy zrwnowaeniem mostka. Galwanometrem w tym ukadzie jest wbudowany czuy amperomierz. Opory R1 i R2 s fabrycznie ustalone, a R3 mona zmienia w sposb pynny…
... zobacz całą notatkę