Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.2). Миловидова С.Д - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

15
последовательного соединения сопротивлений :
R
x
=R
1
+R
2
+… +R
n
.
2.Собирают схему мостика Уитстона,
где измеряемым сопротивлением
являются те же сопротивления,
соединенные параллельно (рис.4).
Измерив опытным путем величину
неизвестного сопротивления,
сравнивают результат со значением
сопротивления, вычисленного по
формуле параллельного соединения
сопротивлений :
.
1
...
111
2
1
n
x
RRRR
+++=
Измерения проделывают не менее трех
раз, результаты заносят в таблицу и
вычисляют погрешности измерений для обеих частей упражнения.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА
СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА
Температурный коэффициент сопротивления определяется как
относительное изменение сопротивления проводника при изменении его
температуры на 1 К.
Металлы , как известно, обладают электронной проводимостью , т .е.
носителями электричества в них являются свободные электроны. Свободные
электроны участвуют в тепловом хаотическом движении. Если к участку
металлического проводника приложена разность потенциалов, то на
хаотическое движение электронов накладывается их упорядоченное движение.
Положительные ионы металла препятствуют движению электронов. С
увеличением температуры проводника тепловое движение ионов становится
более интенсивным, поэтому сопротивление возрастает .
В первом приближении зависимость сопротивления от температуры
можно считать линейной :
R
t
=R
o
(1+αt), (14)
где R
t
– сопротивление проводника при данной температуре t, R
o
–
сопротивление проводника 0
о
С, α – температурный коэффициент
сопротивления, зависящий от материала проводника.
Строго говоря, величина α зависит от температуры . Поэтому из
уравнения (14) можно определить лишь среднее значение α в температурном
интервале от 0 до t
о
С . Для чистых металлов α изменяется настолько
незначительно, что в интервале температур порядка 100
о
С α можно считать
постоянным.
B
A
R
m
R
x2
D
ε
Г
С
Рис.4
R
x1
K 
                                               15


после д оват е льн огосое д ин е н иясопрот ивле н ий :
                                  Rx=R1+R2+… +Rn.

                                                    2.С обираю т схе му мост ика Уит ст он а,
                       С
                                                    гд е     изме ряе мы м      сопрот ивле н ие м
                                                    являю т ся т е же сопрот ивле н ия,
                                                    сое д ин е н н ы е паралле льн о (рис.4).
    Rx1                               Rm            И зме рив опы т н ы м пут е м ве лич ин у
                                                    н е изве ст н ого            сопрот ивле н ия,
                           Г
                                                    сравн иваю т ре зульт ат со зн ач е н ие м
                 Rx2                                сопрот ивле н ия,      вы ч исле н н ого по
                                           B
   A                                                ф ормуле паралле льн ого сое д ин е н ия
                       D                            сопрот ивле н ий :

               ε                  K                        1
                                                             =
                                                               1
                                                                 +
                                                           Rx R1 R2
                                                                   1
                                                                     + ... +
                                                                             1
                                                                             Rn
                                                                                .
                                            И зме ре н ияпрод е лы ваю т н е ме н е е т ре х
                       Р ис.4
                                            раз, ре зульт ат ы зан осят в т аблицу и
вы ч исляю т погре шн ост и измере н ий д ляобе их ч аст е й упражн е н ия.

   2.            О П Р Е Д Е Л Е НИ Е Т Е М П Е Р А Т У Р НО ГО К О Э Ф Ф И Ц И Е НТ А
                               С О П Р О Т И ВЛ Е НИ Я М Е Т А Л Л А
         Те мпе рат урн ы й      коэф ф ицие н т     сопрот ивле н ия опре д е ляе т ся как
от н осит е льн ое изме н ен ие сопрот ивле н ия провод н ика при изме н е н ии е го
т е мпе рат уры н а 1 К.
         М е т аллы , как изве ст н о, облад аю т эле кт рон н ой провод имост ью , т .е .
н осит е лями эле кт рич е ст ва в н их являю т ся свобод н ы е эле кт рон ы . С вобод н ы е
эле кт рон ы уч аст вую т в т е пловом хаот ич е ском д виже н ии. Е сли к уч аст ку
ме т аллич е ского провод н ика приложе н а разн ост ь пот е н циалов, т о н а
хаот ич е ское д виже н ие эле кт рон ов н аклад ы вае т ся их упоряд оч е н н ое д виже н ие.
Положит е льн ы е ион ы ме т алла пре пят ст вую т д виже н ию эле кт рон ов. С
уве лич е н ие м т е мпе рат уры провод н ика т е пловое д виже н ие ион ов ст ан овит ся
боле е ин т е н сивн ы м, поэт ому сопрот ивле н ие возраст ае т .
         В пе рвом приближе н ии зависимост ь сопрот ивле н ия от т е мпе рат уры
можн осч ит ат ь лин е й н ой :
                                           Rt=Ro(1+αt),                                  (14)
гд е Rt – сопрот ивле н ие провод н ика при д ан н ой т е мпе рат уре t, Ro –
сопрот ивле н ие провод н ика 0оС , α –                    т е мпе рат урн ы й коэф ф ицие н т
сопрот ивле н ия, зависящий от мат е риала провод н ика.
         С т рого говоря, ве лич ин а α зависит от т е мпе рат уры . Поэт ому из
уравн е н ия (14) можн о опре д е лит ь лишь сре д н е е зн ач е н ие α в т е мпе рат урн ом
ин т е рвале от 0 д о t оС . Для ч ист ы х ме т аллов α изме н яе т ся н аст олько
н е зн ач ит е льн о, ч т о в ин т е рвале т е мпе рат ур поряд ка 100оС α можн о сч ит ат ь
пост оян н ы м.

Страницы