Определение удельного сопротивления проводника. Электрический ток есть упорядоченное движение зарядов



Скачать 46.91 Kb.
Дата21.05.2016
Размер46.91 Kb.
ТипЛабораторная работа
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА.
Электрический ток есть упорядоченное движение зарядов. Эти заряды в учениях о токах называются носителями тока. В металлах и полупроводниках носителями тока являются электроны, в электролитах и ионизованных газах – положительные и отрицательные ионы.

Одним из главных способов возбуждения электрического тока в телах является создание и поддержание в них электрического поля. Как показывает опыт, для многих тел (например, металлов) в широких пределах плотность электрического тока j пропорциональна напряженности электрического поля Е. Это – один из важнейших, хотя и не фундаментальных, законов электродинамики. Он называется законом Ома (1787-1854). Математически закон Ома выражается формулой:



(1)

где λ - постоянная для данного материала величина, называемая его удельной проводимостью или электропроводностью. Она зависит от физического состояния тела (температуры, давления и пр.).

Строго говоря, закон Ома справедлив лишь для физически однородных тел. Величина, обратная электропроводности, называется удельным сопротивлением материала:

(2)

Рассмотрим случай, когда электрические токи текут вдоль тонких проводов (проволок). Направление тока будет совпадать с направлением оси провода. Через поперечное сечение S провода в единицу времени проходит количества электричества



(3)

называемое силой тока и просто током. Если ток постоянен, то из-за сохранения заряда величина I будет одна и та же вдоль всего провода.

Пусть и – потенциалы концов 1 и 2 провода длиной

(4)

(5)

Величина, определяемая формулой (5), называется электрическим сопротивлением или просто сопротивлением провода. Формула (4) выражает закон Ома для участка цепи в интегральной форме, в отличие о формулы (1) выражающей этот же закон в дифференциальной форме.

Сопротивление проводника можно измерить двумя способами:


  1. Измерение сопротивления по методу с точным измерением тока (основным измерительным прибором является амперметр).

  2. Измерение сопротивления с точным измерением напряжения.

При измерении по первому методу используется схема №1, по второму схема №2.

При работе с данной схемой воспользуемся следующими формулами:



Где - общее сопротивление, - внутреннее сопротивление амперметра, U – показания вольтметра, I – показания амперметра.

Рассмотрим теперь схему 2:



Где - общее сопротивление, - внутреннее сопротивление амперметра, U – показания вольтметра, I – показания амперметра.

Точность расчетов по этим схемам определяется точностью амперметра и вольтметра.

Теперь если мы в качестве сопротивления возьмем проводник длинной , поперечным сечением S, то, зная R, сможем определить удельное сопротивление:



(6)
Выполнение работы.
Измерение удельного сопротивления по методу с точным измерением тока.

  1. Включить прибор с помощью переключателя «сеть»

  2. Установить режим точного измерения тока

  3. Передвижной кронштейн установить на 0.7 длины резисторного провода по отношению к основанию.

  4. При помощи потенциомера установить такое значение тока, что бы вольтметр показывал измерительного диапазона.

  5. Снять показания вольтметра и амперметра.

  6. Определить длину измеряемого провода при помощи шкалы прибора.

  7. Подобные измерения произвести 5-7 раз, данные занести в таблицу 1.

Таблица1



n\n

















1.

2.

.



.

7.





























  1. По формуле определить R; - сопротивление амперметра.

  2. По формуле (6) определить удельное сопротивление исследуемого проводника. Диаметр проводника d=0.36 мм.

  3. Рассчитать погрешность измерений.

Измерение удельного сопротивления по методу с точным определением напряжения.



  1. Включить прибор с помощью переключателя «сеть»

  2. Установить режим точного измерения напряжения.

  3. Согласно пунктам 3-7 первой части провести измерения, данные занести в таблицу 2

Таблица 2



n\n

















1.

2.

.



.

7.

























4. Пользуясь формулой , определите R; =2500 Ом – внутренне сопротивление проводника.

5. Рассчитать погрешность измерений.
Контрольные вопросы:


  1. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах.

  2. Сопротивление, удельное сопротивление, зависимость удельного сопротивления от темературы.

  3. Вывод рабочих формул.

Литература:



  1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.3. Электричество. М., 1977

  2. Фриц С.Э., Тиморева А.В. Курс общей физики. Т.2. М., 1962

Каталог: win1251
win1251 -> Влияние уровня психофизиологической напряжённости человека-оператора на особенности общения в условиях долговременной изоляции 14. 03. 08 авиационная, космическая и морская медицина
win1251 -> Проблема духовного бытия: экзистенциально-феноменологический подход
win1251 -> Диалектика добра и зла: социально-философский аспект
win1251 -> Изменение структуры ночного сна при наземном моделировании межпланетного полета
win1251 -> Оценка функционального состояния человека в условиях космического полета на основе анализа вариабельности сердечного ритма 14. 03. 08 авиационная, космическая и морская медицина
win1251 -> Совершенствование врачебно-летной экспертизы при сердечно-сосудистой патологии (клинико-психологическое исследование) 14. 00. 32 авиационная, космическая и морская медицина
win1251 -> Концепты ум и глупость в немецкой и английской языковых картинах мира
win1251 -> Психофизиологические корреляты стрессоустойчивости оператора 14. 00. 32 Авиационная, космическая и морская медицина 19. 00. 03 Психология труда. Инженерная психология, эргономика
win1251 -> Физиологические факторЫ, определяющие физическую работоспособность человека в процессе многолетней адаптации к специфической мышечной деятельности 03. 00. 13 физиология


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©dogmon.org 2019
обратиться к администрации

    Главная страница