ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Порядок выполнения работы.

Лабораторная работа № 8

Исследование зависимости сопротивления металлов от температуры

Цель:экспериментально исследовать зависимость сопротивления металлов от температуры и определить температурный коэффициент сопротивления металлического проводника.

Содержание и метод выполнения:

Сопротивление металлического проводника R зависит от его температуры и выражается формулой:

R₁=R₂(1+α∆T) формула справедлива для металла при Т>140 К. В работе экспериментально определяется температурный коэффициент сопротивления металлического проводника , исходя из приведен­ной выше формулы: , где R₁ - сопротивление проводника при температуре Т₁ в интервале от 273 К до 290 К, R₂ - сопротивление проводника при температуре Т₂ в интервале от 330 К до 360 К.

Прибор для выполнения работы состоит из проволочной катушки А (рис. 1), намотанной на картонный каркас Б, с концами, подведен­ными к зажимам В. Катушка заключена в стеклянную пробирку, вместе с которой она может быть погружена в снег, а затем в горячую воду. В отверстие прибора Д помещается хвостовая часть термометра, пред­назначенного для измерения температуры проволочной катушки. Сопротивление измеряется непосредственно мультимером.

Оборудование: катушка проволочная, помещенная в пробирку; термометр (0 + 100 °С); мультиметр; стакан металлический; штатив с лапкой; электрическая плитка.

Рисунок 1 Рисунок 2

Выполнение работы

1. Закрепите пробирку с катушкой в лапках штатива (рис.2).Стакан наполните снегом, а в пробирку опустите термометр.

2. По показаниям термометра убедитесь, что температура катушки, погруженной в снег, стала равной 273 К. С помощью мультимера измерьте сопротивление катушки. Результаты измерений занесите в таблицу 1.

3. Удалите из стакана снег, налейте холодную воду и включите электрическую плитку. По мере нагревания воды в стакане, а вместе с ней и катушки в пробирке, отмечайте температуру через каждые 10 К и одновременно показания мультимера.

4. По полученным результатам постройте график зависимости R(T). Сделайте вывод.

5. Определите температурный коэффициент сопротивления металла по формуле .

6. Сравните полученное значение температурного коэффициента сопротивления металла с данными в справочных таблицах, сделайте вывод.

Таблица 1

Практические замечания

Если снег (лед) получить затруднительно, то можно измерить сопротивление катушки R₁ и R₂ при двух различных температурах T₁ и T₂ и выразить:

R₂=R₀(1+α∆T₁) (1) и R₁=R₀(1+α∆T₂) (2)

Разделив (1) и (2) получим:

откуда:

Снятие температурной характеристики термистора

Цель:экспериментально исследовать зависимость сопротивления термистора от температуры, построить график R(t) , определить постоянный коэффициент. Вычислить температурный коэффициент сопротивления термистора .

Содержание и метод выполнения.

Термистор представляет собой полупроводниковое нелинейное сопротивление, величина которого изменяется в зависимости от температуры согласно формуле:

,

где - сопротивление термистора при данной температуре, Τ -температура по абсолютной шкале, - основание натурального логарифма, А и В - постоянные коэффициенты, зависящие от физи­ческих свойств материала, технологии изготовления и конструкции термосопротивлениe. Преобразовав эту формулу, получим выражение для температурного коэффициента сопротивления термистора:

Она выводится из уравнения для температурного коэффициента сопротивления:

после подстановки в него значения R из формулы и дифференцирования (учащимся даётся без вывода). Постоянная В характеризует температурную чувстви­тельность термистора во всем интервале рабочих температур. Чем она больше, тем выше чувствительность термистора.

Прибор для снятия температурной характеристики термистора изображен на рис. 1. Он представляет собой пробирку, в которой находитс термистор б, концы которого выведены в клеммам в.Термистор (ММТ-1 или ММТ-2) состоит из спрессованной и термически обработанной смеси порошкообразных окислов металлов. Внутрь стек­лянной пробирки а свободно входит хвостовая часть термометра, причем, когда он вставлен в трубку, ртутный баллон его находится рядом стермистором.

Рис. 1 Рис. 2

В лапках штатива закрепляется пробирка так, чтобы она погрузилась в стакан, установленный на электрической плитке. В стеклянную пробирку вставляется термометр, в стакан наливается холодная вода (её можно предварительно охладить кусочками льда или снега до температуры 5—6 °С). Измерение сопротивления тер­мистора в данной работе производится с помощью мультимера.

Оборудование: термосопротивление; нагреватель; мультимер; штатив; стакан металлический; провода.

Порядок выполнения работы.

1. Соберите установку, изображенную на рис. 2. Включите
электрическую плитку. По мере нагревания воды в стакане, а вместе
с ней и термистора в пробирке, отмечайте температуру через каждые
10 °С и одновременно показания мультимера. Измерения проводите до
точки кипения воды. Результаты измерений занесите в табл. 1.

2. По полученным результатам постройте график зависимости R(t). Сделайте вывод.

Таблица 1

3. Определите значение постоянной В. Для этого из табл. 1 возьмите два значения сопротивления термистора для температур и (например, 20 и 90 °С). Составьте два уравнения: и .

Разделив первое на второе, исключите величину А и после преоб­разования получите формулу для расчета постоянной В:

Вычислите 3-4 значения постоянной В для интервала температур от 20 до 90 °С и найдите среднее значение Вср.

4. Вычислите значение коэффициента (в %) для температуры 20 °С по формуле:

Дополнительное задание.

Вычислите коэффициент для нескольких значений температур и по полученным значениям постройте график зависимости коэффици­ента от температуры.