 |
Экспериментальная часть
|
|
|
|
В работе исследуется температурная зависимость сопротивления медной проволоки и полупроводникового образца. Образцы вместе с термометром помещены в отверстия, сделанные в металлическом цилиндре – термоблоке (см.рис.2)
 |
Рис.2 Блок – схема установки
Для измерения температуры используется термопара, один из спаев которой помещен в сосуд Дьюара (термос) с тающим в воде льдом. Другой спай приклеен внутри термоблока. Термоблок помещается в печь – нагреватель с регулируемым нагревом. Для предотвращения случайных замыканий с элементами нагревателя термоблок изолирован с помощью пробирки, в которую для улучшения теплообмена насыпан песок. Нагрев регулируется с помощью ручки в блоке регулятора нагрева (РН). Время установления температуры при каждом положении ручки регулятора составляет 8 
12 минут.
Для определения сопротивления образцов на них измеряется напряжение. При этом ток через образцы поддерживается с помощью источника стабильного тока (ИСТ) неизменным. В работе выбран ток 
. Напряжение на каждом из образцов измеряется с помощью милливольтметра mV при переключении переключателя П2. Напряжение на термопаре (термо-ЭДС) измеряется с помощью другого милливольтметра mV.
Конструктивно установка состоит из корпуса, в котором находятся блок питания, состоящий из источника стабильного тока (ИСТ), источника питания электронных вольтметров (ИПВ) с индикаторами и регулятора нагрева (РН). Блок питания подключается к внешней сети переключателем П1. С помощью разъемов соответствующие цепи подключаются к образцам, термопаре и нагревателю. Передняя панель установки показана на рис. 3.
Рис.3 Передняя панель блока управления и индикации
|
|
|
Выполнение работы
Перед включением установки необходимо убедиться в наличии льда в термосе, в котором находится один из спаев термопары. При включении сети снимайте значения термоЭДС и напряжения на 1-м и 2-м образцах. Поскольку один из спаев термопары находится в тающем льде, а другой в термоблоке, то величина термоЭДС пропорциональна температуре по шкале Цельсия. Температуру определите по градуировочному графику, который находится на рабочем столе.
Полученные результаты занесите в следующую таблицу:
| №№ | ТермоЭДС, мВ | U 1, мВ | U 2, мВ | R 1, Ом | R 2, Ом | t ˚C | T, K | 1 /kT, Дж-1 |
| 1. | ||||||||
| 2. | ||||||||
| и т.д. |
Для расчета сопротивления образцов используется закон Ома
,
где, как уже отмечалось, величина стабильного тока I ст, протекающего через образцы, равна 1мА.
По результатам измерений для металлического образца постройте график в соответствии с формулой
.
По графику определите сопротивление R 0 при t = 0 ˚C и температурный коэффициент сопротивления α.
Для полупроводникового образца постройте график зависимости ln R от (1/ kT). По графику определите энергию активации Е А:
.
Литература
1. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Астрель, АСТ. 2003 – кн.5, § 8.1-8.6
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Электричество. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - §§ 41, 42, 99
Лабораторная работа №7
|
|
|
