МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра МНЭ

отчет

по лабораторной работе №1

по дисциплине «МЭТ»

Тема:

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Студентка гр. 0207		Бурчик Н.Е. Лиоско Е.П.
Преподаватель		Пермяков Н. В.

Санкт-Петербург

2021

Цели работы: измерение сопротивлений объемных и тонкопленочных

резисторов; исследование зависимостей удельных электрических сопротивлений и их температурных коэффициентов от температуры и состава резистивных материалов, а также зависимостей термоЭДС термопар от разностей температур контактов.

Основные понятия и определения:

Проводники электрического тока – это материалы и среды с малым

удельным электрическим сопротивлением, значения которого находятся в пределах 10−5 …10−8 Ом∙м, обладающие высокой удельной проводимостью, обусловленной наличием в них большой концентрации электрических зарядов, способных свободно перемещаться.

В процессе направленного движения электроны испытывают рассеяние

на статических (атомы, вакансии, междоузельные атомы и т. д.) и динамических (тепловые колебания ионов в узлах кристаллической решетки) дефектах структуры. Интенсивность рассеяния определяет среднюю длину свободного пробега электрона и, в конечном счете, значение удельного сопротивления проводника, которое может быть выражено следующим образом:

Относительное изменение удельного сопротивления при изменении

температуры на один кельвин называют температурным коэффициентом

удельного сопротивления:

В области линейной зависимости ρ(t) справедливо выражение

Полное удельное сопротивление сплава:

Для многих двухкомпонентных сплавов значение остаточного сопротивления от состава хорошо описывается параболической зависимостью

Для сравнительной оценки проводящих свойств пленок пользуются таким параметром, как удельное поверхностное сопротивление (сопротивление квадрата поверхности)

2

В относительно небольшом температурном интервале термоэлектродвижущая сила ∆U пропорциональна разности температур контактов (спаев):

Обработка результатов измерений

1. По данным таблицы рассчитаем удельное сопротивление металлических проводников, используя соотношение

Таблица 1.3.1

Материал	p, мкОм*м
6	0,55
7	0,015
8	1,11
9	0,55
10	0,08

Рассчитаем сопротивление квадрата поверхности металлических пленок

Таблица 1.3.2

Материал	, Ом
1	523,5
2	498,6
3	502,5

2. Построим температурные зависимости сопротивления R=f(t) для исследованных резисторов

График 1.

График 2.

График 3.

2. Рассчитаем температурный коэффициент удельного сопротивления металлов и сплавов:

Температурный коэффициент сопротивления рассчитаем по выражению:

Значение производной находится путем графического дифференцирования зависимости R(t).

Таблица 1.3.3

t℃	К-1 Никеля	К-1 Меди	К-1 Константанта
20	0,003537	0,003265	0,002704
50	0,003168	0,003007	0,002706
65	0,003059	0,002922	0,002708
70	0,002979	0,002875	0,002709
80	0,002896	0,002802	0,00271
90	0,002761	0,002738	0,002711
100	0,002695	0,002694	0,002712
115	0,002579	0,002602	0,002713
130	0,002429	0,002518	0,002714
140	0,00235	0,002467	0,002715
150	0,002277	0,002426	0,002716

Таблица 1.3.4

К-1 Никеля	К-1 Меди	К-1 Константанта
0,0000128	0,0000167	0,000017

Таблица 1.3.5

t℃	, К-1 Никеля	, К-1 Меди	, К-1 Константанта
20	0,0035497	0,003281	0,002721
50	0,0031807	0,003024	0,002723
65	0,0030716	0,002939	0,002725
70	0,002992	0,002892	0,002726
80	0,0029093	0,002818	0,002727
90	0,0027733	0,002755	0,002728
100	0,0027083	0,00271	0,002729
115	0,0025917	0,002619	0,00273
130	0,0024417	0,002535	0,002731
140	0,0023631	0,002484	0,002732
150	0,00229	0,002442	0,002733

2. Построим зависимости = f(t) для исследованных материалов

График 4.

2. Рассчитаем зависимости удельного сопротивления и температурного

коэффициента удельного сопротивления от состава для сплавов системы Cu-Ni при комнатной температуре. T=293 K

Значения удельного сопротивления сплавов:

ρCu-Ni = ρNixNi + ρCu(1-xNi) + CxNi(1 – xNi)

Коэффициент С находим, подставляя вместо ρCu-Ni значение удельного сопротивления константана.

xNi = 0,4, так как содержание никеля в константане равно 40%.

Значения температурного коэффициента удельного сопротивления находим по формуле:

αρCu-Ni = (1/ ρCu-Ni)[ αρCu*ρCu(1-xNi) + ρNixNiαρNi ],