4. Схема и описание установки
Рис 4.2.
Исследуемая тонкая проволока (1) из вольфрама помещается по оси цилиндрического стеклянного сосуда (калориметра) (2). Концы проволоки впаиваются в стенки сосуда. Проволока нагревается посредством пропускания через нее электрического тока от регулируемого источника питания ТЕС - 14 (4). Вследствие этого температура проволоки может изменяться в широких пределах.
Калориметр
выполнен с двойными стенками, между
которыми находится термостатирующая
жидкость (дистиллированная вода).
Вследствие большой теплоемкости воды,
ее температура, а следовательно и
температура стенки сосуда, практически
не изменяется за время опыта и ее можно
принять за температуру в лаборатории.
Проволока передает теплоту стенкам
калориметра только излучением, т.к.
передача теплоты путем конвенции и
теплопроводности пренебрежительно
мала. Тепловой поток (Q) определяется по
падению напряжения (
)
на измерительном участке и силе тока
(I) в нем. Падение напряжения измеряется
цифровым вольтметром (3) через усилитель
напряжения (5). Силу тока, проходящего
через проволоку, определяют с помощью
образцового (
)
сопротивления (6), включенного в схему.
Падение напряжениям (
)
на образцовом сопротивлении измеряется
с помощью того же цифрового вольтметра
(3). На измерительном участке (l)
температура проволоки практически
постоянна по длине. Эта температура
определяется по зависимости электрического
сопротивления проволоки от температуры.
Такой измерительный преобразователь
температуры носит название термометра
сопротивления
5. Данные установки
d=0,15 мм - диаметр проволоки;
l=250 мм - длина измерительного участка;
-
сопротивление проволоки при Т=273 К;
=0,1
Ом - сопротивление образцовой катушки.
6. Порядок выполнения работы
6.1 Включить установку.
6.2 Тумблером «сеть» включить модуль.
6.3 Убедиться, что ручки регулятора напряжением источника питания находится в крайнем левом положении, а ручки регулятора силы тока – не трогать.
6.4 Включить источник питания.
6.5 Вращая ручки регулятора напряжения («грубо» и «фино») выставить первое значение подаваемого напряжения на нить (UН ≈1,5 В).
6.6 Переключить тумблер в положение Ur, при этом вольтметр покажет значение напряжения на образцовом сопротивлении, пропорциональной силе тока, проходящего через нить (IHi = UНi / RОБР)
6.7 Дать выдержку в течении 2-3 мин.
6.8 Записать показания Ur.
6.9 Переключить тумблер в положение UН.
6.10 Записать показания UН .
6.11 Пункты 5 – 10 повторить для следующих значений напряжения на нити.
6.12 В опытах UН = 1,5 ÷ 4,0 В.
7. Протокол измерений
Напряжение |
№ опытов |
|
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
UНi , В |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
|
Uri , В |
0,054 |
0,063 |
0,072 |
0,080 |
0,096 |
|
№ опыта |
IНi , А |
RНi ,Ом |
TНi , K |
TСТ , К tСТ+273 |
qi , Вт/м2 |
Qi , Вт |
Pi , Вт/м2 |
|
1. 2. 3. 4. 5. |
0,54 0,63 0,72 0,8 0,96
|
2,78 3,17 3,47 3,75 4,17
|
807,2 911,4 991,5 1066,3 1178,4
|
293 293 293 293 293
|
23054 38704 54379 72799 108916
|
0.81 1.26 1.8 2.4 3.84
|
27516 42203 61147 81529 130446
|
0.86 0.904 0.889 0.893 0.835
|
