Описание установки и метода измерений

 

 

Лабораторная установка состоит из измерительного блока 4 и печи 1 (рис.1), внутри которого расположены нагреватель и исследуемые образцы проводников.

Рис. 1. Схема установки

            

Температурная ячейка 1 питается от понижающего трансформатора 2 при величине напряжения 70-80 В. В ячейку помещается образец металла или полупроводника 3, сопротивление которого измеряется омметром 4. Температура в ячейке определяется термометром 5.

 

Изучение температурной зависимости сопротивления металла

 

Поместили в ячейку металлический медный провод. Измерили сопротивление при комнатной температуре (295°К). Подали на ячейку напряжение 80В. Проводили измерение сопротивления образца в интервале от комнатной температуры до 70С (343°К) через каждые 5 градуса. Результаты представлены в таблице 1.

 

Таблица 1

№	t, ºC	Т, К	Rм, Ом
1	22	295	83
2	23	298	83
3	30	303	85
4	35	308	86
5	40	313	88
6	45	318	89
7	50	323	90
8	55	328	92
9	60	333	93
10	65	338	94
11	70	343	96

 

Построили график зависимости сопротивления металла
от температуры (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость сопротивления металла от температуры

 

           В ходе изучения температурной зависимости сопротивления металла было установлено, что зависимость имеет прямолинейный вид, и ее можно описать формулой:

где 83 - сопротивление при температуре 295 К (22C) , t – температура.

Сопротивление металла при нагревании увеличивается, проводимость металла велика за счет большой концентрации электронов и совпадает с теоретическими данными, расчетное значение удельного сопротивления меди составило 0,0165 Ом*мм²/м, а относительная погрешность от номинального значения составляет 5,71%.

 

Изучение температурной зависимости сопротивления полупроводника

 

Поместили в ячейку полупроводник. Измерили сопротивление
при комнатной температуре  22С (295К ). Подали на ячейку напряжение 80В. Проводили измерение сопротивления образца в интервале от комнатной температуры до 343 К через каждые 5 градуса. Результаты представлены в таблице 2.

	Таблица2
Зависимость сопротивления полупроводника от температуры

№	t, ºC	Т, К	Rпп, Ом
1	22	295	379
2	23	298	306
3	30	303	242
4	35	308	193
5	40	313	156
6	45	318	126
7	50	323	104
8	55	328	85
9	60	333	71
10	65	338	60
11	70	343	52

 

Построили график зависимости сопротивления полупроводника
от температуры (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость сопротивления полупроводника от температуры

 

График данной зависимости − кривая линия. Для получения графического результата в виде прямой для простоты дальнейших расчетов и получения формулы коэффициента температурной зависимости необходимо представить график в виде логарифмической зависимости lnR(1/T). Для этого преобразовали полученные данные, приведенные в таблице 4.

Таблица 4

Таблица логарифмической зависимости сопротивления полупроводника от обратной величины температуры № t, ºC Т, К 1/T, К–1 Rпп, Ом lnRпп 1 22 295 3,389×10-3 379 5,94 2 23 298 3,38×10-3 306 5,12 3 30 303 3,3×10-3 242 5,49 4 35 308 3,246×10-3 193 5,26 5 40 313 3,194×10-3 156 5,05 6 45 318 3,144×10-3 126 4,84 7 50 323 3,09×10-3 104 4,64 8 55 328 3,048×10-3 85 4,44 9 60 333 3,003×10-3 71 4,26 10 65 338 2,96×10-3 60 4,09 11 70 343 2,915×10-3 52 3,95

.

 

 

Вывод.

В ходе исследовательской работы изучили температурную зависимость сопротивления металла и полупроводника и выяснили,
что при увеличении температуры сопротивление металла увеличивается, а сопротивление полупроводника уменьшается.

 

 

Литература

1. Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1985.

2. Неменов Л.Л., Соминский М.С. Основы физики полупроводников. Л.: Наука, 1974.

3. Епифанов Г.И. Физика твердого тела. М.: Высшая школа, 1977.

 

 

---

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 152; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!