Wyznaczanie temperaturowego współczynnika - omówienie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 70
Wyświetleń: 1029
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Wyznaczanie temperaturowego współczynnika - omówienie - strona 1 Wyznaczanie temperaturowego współczynnika - omówienie - strona 2 Wyznaczanie temperaturowego współczynnika - omówienie - strona 3

Fragment notatki:

  1 Ćwiczenie 31  Wyznaczanie temperaturowego współczynnika rezystancji  I. Zagadnienia do samodzielnego opracowania  1.  Model pasmowy ciała stałego - mechanizm przewodnictwa elektrycznego metali  półprzewodników.  2.  Wpływ temperatury na oporność elektryczną.  II. Wprowadzenie  Zgodnie ze statystyką Fermi-Diraca w półprzewodnikach niesamoistnych  zależność koncentracji nośników prądu od temperatury wyraża się wzorem:  •  dla elektronów         − = kT E n n ∆ exp 0                     (1a)  •  dla dziur         − = kT E p p ∆ exp 0                     (1b)  gdzie:   E ∆  - szerokość pasma wzbronionego,     k  - stała Boltzmana,      T  – temperatura.   Przewodnictwo  właściwe  σ jest proporcjonalne do koncentracji nośników:    ( ) p n p n e µ µ σ + =                     (2)  gdzie:   n µ  i   p µ  - ruchliwości elektronów i dziur.   Ruchliwość nośników zależy od temperatury. Zależność tę można pominąć, gdyż  wpływ temperatury na koncentrację nośników jest znacznie większy. Przewodnictwo  właściwe opiszemy zależnością:         − = kT E ∆ σ σ exp 0                     (3)  gdzie:    ( ) p n p n e µ µ σ 0 0 0 + =    Ponieważ przewodnictwo właściwe jest odwrotnością oporu właściwego  ρ σ 1 = ,  to:          = kT E ∆ ρ ρ exp 0    Zależność tego samego typu musi spełniać opór półprzewodnika          = kT E R RT ∆ exp 0                     (4)   Inną zależność temperaturową oporności wykazują metale. Ruchliwość nośników  prądu (elektronów) maleje ze wzrostem temperatury, a więc opór właściwy metali  zwiększa się. Zależność oporu metalu od temperatury w przybliżeniu opisuje funkcja:    ( ) t R R α + = 1 0                       (5a)  gdzie:  0 R  - opór przewodnika w temperaturze  C 00 ,    2    R  - opór przewodnika w temperaturze  C] [ o t ,    α - temperaturowy współczynnik oporu.  Z równania (5a) po przekształceniu możemy obliczyć:    t R R R 0 0 − = α                       (5b)   Dla  materiałów półprzewodnikowych zależność oporu od temperatury opisuje  zależność (4). Ogólnie przebieg tej charakterystyki może być opisany zależnością: 

(…)

…)
RT d T
T2
Aby wyznaczyć wartość B, zlogarytmujemy wzór (6). Otrzymamy:
1
ln RT = ln A + B ⋅
(8)
T
Jest to równanie liniowe. Współczynniki A i B można wyznaczyć z wykresu
ln RT = f (1 / T ) wykorzystując metodę najmniejszych kwadratów.
III. Wykonanie ćwiczenia
1. Połączyć obwód elektryczny
przedstawionego na rys. 1.
układu
pomiarowego
według
schematu
termometr
V
µA
termistor
termostat
dzielnik
napiêcia
U1
U2
Rys. 1. Schemat układu pomiarowego do wyznaczania zmiany rezystancji wraz z temperaturą
2. Zmierzyć temperaturę panującą w komorze termostatu, w miejscu gdzie znajduje się
badany element.
3. Regulując dzielnikiem napięcia ustawić takie napięcie wyjściowe U, by wskazania
mikroamperomierza mieściły się w zakresie 1 / 3 skali miernika. Zanotować
w tabelce wartości napięcia i natężenia prądu płynącego przez badany element
w temperaturze otoczenia.
4. Włączyć grzejnik termostatu i przeprowadzić pomiary natężenia prądu ( U = const )
w zależności od temperatury (zmieniając temperaturę np. co 5 0 C ).
5. Biorąc pod uwagę klasę używanych mierników oraz własną dokładność
odczytywania mierzonych wartości oszacować błędy ∆U , ∆ I , ∆T .
Tabela pomiarowa
2
U
[ ]
6.
7.
8.
9.
T
[ ]
1/T
[ ]
I
[ ]
R
[ ]
ln…
... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz