Determinarea rezistivității materialului conductor și
Ministerul Căilor Ferate din România
Petersburg Universitatea de Stat din Transporturi Feroviare
Departamentul de Fizică. Electrofizica de laborator.
Număr Lab 201/5
Determinarea rezistivității materialului conductor și
Finalizat: grup de studenți CIB-208
Brylin Igor Andreevici
Denisov Aleksandr Vladimirovici
Obiectiv: Măsurarea caracteristicilor curent-tensiune a unui conductor metalic și determinarea rezistivitatea materialului conductor, estima concentrația de electroni liberi.
Scurtă bază teoretică:
Rezistență conductor omogen la o temperatură fixă depinde de materialul conductorului și dimensiunile sale geometrice. Dacă lungimea conductorului L (măsurată pe direcția curentului) și secțiunea transversală S, atunci rezistența poate fi calculată cu formula:
unde ρ - rezistivitatea conductorului, care este numeric egală cu rezistența lungimii conductorului de 1 m, la o dimensiune a secțiunii transversale de 1 m 2 SI: [ρ] = ohm-m. Adesea utilizate în afara sistemului de unitate [ρ] = ohm mm2 / m - conductor de rezistență de 1 m lungime, cu o secțiune transversală de 1 mm 2.
Conform teoriei clasice a rezistivității electrice a conductoarelor se determină prin formula:
în care m0 și e - masa de electroni și încărcare;
- viteza medie a mișcării termice a electronilor.
Proprietățile materialului determinat:
n - densitatea de electroni liberi (m -3);
- electron înseamnă cale liberă (între ciocniri succesive cu ioni cu zăbrele).
Rezistivitatea metalelor pure diferă cu aproximativ un ordin de
1,5 x 10 -8 ohm-m de argint la 19 x 10 -8 ohm-m de plumb. În unele aliaje (de exemplu, nicrom, constantan) rezistivitate de aproximativ două ordine de mărime mai mare decât cea a metalelor pure.
Ordinea executării
Măsurătorile sunt efectuate cu configurarea prezentată mai jos.
Examinat rezistența inclusă în recipientul 2, 3. Comutatorul II pentru a traduce la stânga.
Scales comutatoare dispuse pe partea opusă a carcasei unității, a pus gama de măsurare: 5 - la un voltmetru V și 250 mA - pentru ampermetru.
1. Porniți redresor de rețea (
220), se transferă K1 superioară. P1 potențiometru pentru a seta tensiunea de 1-2 V V. voltmetru
2. Partea de măsurare a aparatului, cu excepția rezistenței R studiate în serie cu ea a inclus potentiometru rezistență P2.
Ieșire potențiometru P2 La dreapta, curentul prin ampermetru A crește. În procesul de măsurare P2 potențiometru NU ATINGE!
3. Rotiți potențiometrul P1. U set de tensiune la care curentul prin ampermetru A este maximă (I ≤ 250 mA). Se înregistrează tensiunea și curentul în tabel. Gama de tensiune 0 - intervale de pauză U 6-10 și elimina dependența I (U). Rezultatele măsurătorilor înregistrate în tabel. Complotat I (U).
4. Se calculează valoarea rezistenței R a legii lui Ohm. Rezultatele înregistrate în tabelul și figura de mai jos complot R (U). Găsiți valoarea medie a rezistenței și pentru a estima eroarea.
5. rezistivitatea care p conductorului poate fi calculată folosind formula (1). Secțiunea transversală S a conductorului și lungimea L, a rănii într-un singur strat pe suprafața cilindrului, determina dacă cunoscut diametrul firului d, diametrul bobinei D și lungimea porțiunii de cilindru la care un conductor este înfășurat l (aceste date sunt prezentate în rezistența R).
Secțiunea conductorului. Conductor lungime L = N · L1. unde L1 = πD - lungime de un viraj și - numărul de rotații.
Substituind valorilor S și L în (1) următoarea formulă de calcul a rezistivității:
6. Conform formulei (3) calculează valorile care p rezistivitate, folosind valoarea medie obținută în revendicarea 4. Eroarea Δρ evaluată prin evaluări regulă indirecte ale erorilor de măsurare.
7. Valorile rezistivitate Tabel pentru a determina materialul din care este realizat rezistența R. Discrepanța dintre valorile măsurate și tabelare
(Ρ - ρtab) rezistivității comparativ cu eroarea de măsurare Δρ.
8. Conform formulei (2) estimarea concentrației de electroni într-un conductor. Necesare pentru a calcula constantele sunt date la locul de muncă.