Упражнение № 1.4. Исследование температурной зависимости электропроводности металлов



Цель работы:изучение температурной зависимости электропроводности меди, константана, полупроводникового терморезистора в интервале от комнатной температуры до 1100С, сравнение эксперимента с теорией.

Литература: §§ 242, 102, 103.

Приборы и материалы:УстановкаФПК07, которая состоит изэлектропечи с установленными в ней образцами (блок исследования) и измерительного устройства.

Порядок выполнения работы

1. Подключите установку ФПК-07 к сети 220В и включите СЕТЬ на задней панели измерительного устройства и на лицевой панели блока исследования. При этом на индикаторе Ом измерительного устройства должны установиться нули (допускается индикация до значения 2 младшего разряда), а на индикаторе 0С – температура окружающей среды. Остальные индикаторы измерительного устройства не должны светиться. На блоке исследования должен светиться индикатор СЕТЬ и не светиться индикатор ВЕНТ. Дать прогреться в течение 5 минут.

2. Переключателем ОБРАЗЕЦ, расположенным на лицевой панели блока исследования, выберите образец №1, сопротивление которого будет исследоваться. И выполните измерение сопротивления образца в следующем порядке:

2.1. Запишите значение температуры и сопротивления образца. Приступайте к нагреву: нажмите кнопку НАГРЕВ измерительного устройства (при этом индикатор НАГРЕВ должен засветиться).

2.2. При изменении температуры на 5 градусов записывайте в таблицу значения температуры и сопротивления. При достижении максимальной температуры нагрева (100…110 0С), нажмите кнопки НАГР и ВЕНТ объекта исследования (или сразу кнопку ВЕНТ). При этом должен погаснуть индикатор НАГРЕВ измерительного устройства и засветиться индикаторы ВЕНТ измерительного устройства и блока исследования.

2.3. В режиме охлаждения измерьте температурную зависимость второго образца. Для этого переключателем ОБРАЗЕЦ, расположенным на передней панели блока исследования, выберите 2. Записывайте значения сопротивления и температуры через 5 градусов до 300С.

2.4.В режиме нагревания выполните измерения для 3 образца и в режиме охлаждения для 4 образца.

Примечание: При нагреве образцов до максимального значения температуры нагрева и срабатывания защиты автоматически отключается нагрев образцов и включается вентилятор (при этом включаются и выключаются соответствующие индикаторы измерительного устройства и блока исследования). При этом повторное включение режима НАГРЕВвозможно только после охлаждения образцов до 30 0С.

По окончании работе необходимо отключить питание установки выключателем СЕТЬ и отключить сетевые вилки устройств от питающей сети.   Режим работы установки прерывистый – через каждые 2 часа работы делается перерыв на 10-15 минут.

 

 

Таблица 1

 

Образец 1

Образец 2

Образец 3

Образец 4

t, 0С R1, Ом t, 0С R2, Ом t, 0С R3, Ом t, 0С R4, Ом
1                
               

3. По полученным данным постройте графики изменения электрического сопротивления от температуры для всех образцов во всем диапазоне изменения температуры.

4.Из полученных графических характеристик R(t) определите какие образцы являются металлическими проводниками и для них по формуле (7) рассчитайте температурные коэффициенты сопротивления.

,

где R1 и R2 сопротивления одного образца при двух разных температурах t1 и t2,

5. Какой образец является полупроводником и для него рассчитайте энергию активации электронов по формуле:

                                                   (7)

 ,                                     (8)

где R1 и R2 сопротивления одного образца при двух разных температурах Т1 и Т2, Т – температура по шкале Кельвина ( ); - постоянная Больцмана;    .                          

Контрольные вопросы

1. Какие вещества называются металлами, диэлектриками и полупроводниками?

2. Какими особенностями обладают полупроводники? Приведите примеры полупроводников.

3. Нарисуйте зонные структуры металла и полупроводника, что называют зонами проводимости, валентной, запрещенной зонами?

4. Объясните зависимость сопротивления металлов и полупроводников от температуры. Запишите формулы.

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 356; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ