Лабораторная работа: Лабораторні роботи з фізики

Який принцип роботи електромагніту? Де його використовують?

Висновки

Оформлення звіту

Лабораторна робота № 9 (2 години)

Тема: Визначення температурного коефіцієнту опору міді

1. Мета роботи: дослідним шляхом визначити температурний коефіцієнт опору міді

2. Прилади і обладнання:

Електроплитка;

Термометр (до 100 0С);

Посуд з водою;

Прилад для визначення температурного коефіцієнту опору міді

(котушка з намотаним на неї мідним провідником, що знаходяться у скляній колбі);

Амперметр;

Вольтметр;

Вмикач;

З’єднувальні провідники - 6 шт.

Загальні теоретичні положення

Електричний струм у металі – це впорядкований рух вільних зовнішніх його електронів по провіднику під дією електричного поля. Метали мають кристалічну решітку, в вузлах якої знаходяться позитивно заряджені іони, між якими рухаються вільні зовнішні електрони. Позитивно заряджені іони лише коливаються навколо власних положень рівноваги і не пересуваються у металі під впливом електричного поля. Атом, що втратив кілька власних зовнішніх електронів стає позитивним іоном. Електрони, що створюють електричний струм, під час руху частково стикаються та взаємодіють з іонами кристалічної решітки, що затримує їх рух. Тому вважають, що з боку метала існує опір R до впорядкованого руху електронів.

При збільшенні температури t металевого провідника його позитивні іони, що знаходяться в вузлах кристалічної решітці, збільшують інтенсивність коливань, що призводить до зростання кількості зіткнень їх з електронами провідності. Тому опір металевого провідника R зростає при збільшенні температури t. І, навпаки, опір металевого провідника різко зменшується при зменшенні температури до малих значень (T → 0 K або

t → - 273,15 0С). В останньому випадку виникає явище надпровідності, коли сила струму різко зростає.

Якщо при початковій температурі t0 опір провідника - R0, а при температурі t він дорівнює - R, то відносна зміна опору прямо пропорційна ∆tº:

, (1)

де α – температурний коефіцієнт опору металу, який різний у різних металів. Він характеризує залежність опору провідника при його нагріванні на 1 0С;

∆t – зміна температури, 0С;

R0 – опір при температурі t0, Ом;

R – опір при температурі t, Ом.

Якщо інтервал зміни температури невеликий, то температурний коефіцієнт можна вважати сталим. Оскільки він не змінюється, то графічна залежність R(t) має вигляд прямої:

Малюнок 1 – Графік залежності опору металевого провідника від температури.