ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА МЕДИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА МЕДИ

   Цель работы: раскрыть влияние температуры на электрическое сопротивление металлов.

   Оборудование: прибор для определения температурного коэффициента сопротивления меди, термометр технический от 0 до 100℃ с ценой деления 1℃, омметр, внешний сосуд калориметра с водой, электроплитка, ключ, соединительные провода, штатив с муфтой и лапкой, миллиметровая бумага.

Теоретическое обоснование

   Электрическое сопротивление зависит от температуры. Объясняется это тем, что упорядоченному движению свободных электронов электрический ток это упорядоченное движение заряжённых частиц -  электронов) оказывают противодействие (сопротивление) атомы кристаллической решётки, интенсивность теплового движения которых изменяется с изменением температуры.

   У химически чистых металлов с повышением температуры на 1℃ сопротивление возрастает примерно на 0,004 (1/273) сопротивления при 0℃ и выражается линейной зависимостью Rt =R₀(1+aDt). R₀ –сопротивление металла при 0℃, Dt- разность температур (конечной и начальной); a - температурный коэффициент сопротивления, показывающий, на какую часть начального сопротивления проводника при 0℃ (273К) изменяется сопротивление при нагревании на 1℃ или 1К.  a=D R/ R₀Dt   или a=D R/ R₀DТ  

D R = R_Т – R ₀. Опытным путём можно определить  a, не прибегая к измерению сопротивления R₀.  Для этого необходимо дважды измерить сопротивление исследуемого материала R₁ и R₂ при разных температурах t₁ и t₂, а затем и  a:

R₁ / R₂ = 1+at₁ /1+at₂    a= R₂ - R₁/ R₁ t₂ – R₂ t₁

Схема установки

Термометр

    Прибор состоит и медной тонкой проволоки, намотанной на картонный цилиндр, соединённый с клеммами и помещённый в стеклянную пробирку.

Термометр помещают в отверстие каркаса для определения температуры медной проволоки

Ход работы:

1.     Сосуд с водой поставить на электроплитку и включить её в сеть

2.     Определить цену деления омметра.

3.     Измерить сопротивление R₁ медной проволоки при комнатной температуре t₁

4.     Опустить прибор в воду, установить в нём термометр см. схему установки. При некоторой температуре t₂ измерить сопротивление R₂ исследуемой проволоки.

5.     Опыт повторить 5 – 15 раз

6.     Вычислить 2 – 3 раза a, используя соотношение: a= R₂ - R₁/ R₁ t₂ – R₂ t₁

7.     Определить среднее значение a_ср и сравнив полученный результат с табличным значением температурного коэффициента сопротивления меди, вычислить относительную погрешность.

8.     Результаты измерений и вычислений записать в таблицу 1.

9.     Используя данные эксперимента, построить на (миллиметровой бумаге) график зависимости R_t от t, откладывая по оси абсцисс – температуру в ℃ на оси ординат – сопротивление.

10. Сделать вывод

Таблица 1