Методика и техника эксперимента

В данной работе измерение сопротивления производится по нижеследующей схеме (рисунок). Образцы проволок помещены в сушильный шкаф, температура в котором может изменяться от комнатной до 150°С.

Порядок выполнения работы

1. Включить питание лабораторной установки ключом С.

2. Определить сопротивление проволок при комнатной температуре, для чего поворотом рукоятки на термошкафу совместить стрелку с клеммой R_x1 , то есть произвести подключение первого образца к зажимам моста.

Уравновешивание моста осуществляется в следующей последовательности:

на переключатели плеч отношений установить R₂ = 10, R₃ = 1000;

включить питание моста;

нажать кнопку "грубо" и вращением ручек декад сопротивлений установить стрелку гальванометра на нуль;

нажать кнопку "точно" и снова , добиться равновесия моста вращением ручек декад;

Величина измеряемого сопротивления

где R₁ - отсчет по декадам плеч сравнению; R₂ , R₃ - отсчет по переключателю плеч отношений.

3. Подключить последовательно образца R_x2 и R_x3 и повторить измерения по п.2.

4. Включить термостат и определить сопротивление образцов при трех-четырех значениях температур. Полученные результаты занести в таблицу.

5. Определить удельное сопротивление образцов при трех-четырех значениях температур. Подсученные результаты занести в таблицу.

5. Определить удельное сопротивление всех образцов при комнатной температуре (см. приложение), определить материалы и температурный коэффициент удельного сопротивления по формуле (2).

6. Подученные результаты занести в таблицу.

7. Построить график зависимости сопротивления от температуры и в отчете объяснить письменно.

№ п/п	Т, ^0С	1-й образец			2-й образец			3-й образец
		l = 50 м; d = 0.44 мм			l = 1.35 м; d = 0.25 мм			l = 37 м; d = 1 мм
		Rx1 Ом	1 мкОмм	ТК1 ^0С^-1	Rx2 Ом	2 мкОмм	ТК2 ^0С^-1	Rx3 Ом	3 мкОмм	ТК3 ^0С^-1

Контрольные вопросы

1. Какова физическая природа сопротивления?

2. Что представляет собой температурный коэффициент удельного сопротивления? Чем отличается от температурного коэффициента сопротивления?

3. Как влияют примеси на величину удельного сопротивления?

4. Чем вызвано возникновение контактной разности потенциалов при соприкосновении двух разных металлов и как она определяется?

6. Как влияют механические нагрузки на величину удельного сопротивления?

6. Чем вызвано явление сверхпроводимости и когда оно наблюдается?

7. Типы сплавов и их основные свойства.

8. Области применения материалов с высокой проводимостью.

9. Области применения материалов, с высоким сопротивлением.

10. Какие материалы применяются для изготовления термопар?

11. Преимущества и недостатки меди.

12. Чем вызвано широкое применение алюминия в электротехнике?

13. Сплавы на основе меди и области их применения.

14. Что представляет собой проводниковый биметалл? Где он применяется?

15. Как влияет отжиг на механические и электрические свойства проводниковых материалов?

16. Что такое "наклёп" и как он влияет на механические и электрические свойства проводниковых материалов?

17. Какие требования предъявляются к сплавам высокого сопротивления?

18. Чем объясняется способность жаропрочных сплавов выдерживать длительное время нагрева до высокой температуры в воздухе?

19. Как зависит удельное электрическое сопротивление проводников от температуры?

20. С помощью, каких характеристик можно оценивать качество проводниковых материалов?

Приложение

Проводниковые материалы

Материал	Плотность кг/м^3 10^3	Температура плавления, ^0С	Удельное электрическое сопротивление при 20 ^0С Смм 10^-6	Средний температурный коэффициент сопротивления от 0 до 1000 ^0С ^0С^-1	температурный коэффициент линейного расширения 10^-6 0С^-1
Алюминий	2,7	660	0,026-0,028	410^-3	22,4
Бронза	8,3-8,9	885-1050	0,021-0,052	410^-3	18,0
Латунь	8,4-8,7	900-960	0,03-0,08	210^-3	19,0
Медь	8,7-8,9	1080	0,0175-0,0182	310^-3	16,2
Олово	7,3	232	0,114-0,120	4,410^-3	214
Свинец	11,34	327	0,217-0,222	3,810^-3	27,6
Серебро	10,5	960	0,0160-0,0162	3,610^-3	19,5
Сталь	7,8	1400	0,103-0,137	6210^-4	11
Нихром	8,2	1360	1,1	1,710^-4	13,0
Фехраль	7,6	1450	1,2	(10-5)10^-5	14,4
Константан	8,8	1270	0,5	(20-5)10^-6	14,4
Манганин	8,3	940	0,46	(3-20)10^-6	16,0
Нейзильбер	8,4	1050	0,35	2,910^-6	18,4