Тема. Вимірювання температурного коефіцієнта опору металу.
Мета: експериментально довести, що залежність електричного опору металевого провідника від температури є лінійною; визначити температурний коефіцієнт опору міді.
Обладнання: мультиметр, термометр, пристрій для вивчення залежності опору металів від температури, нагрівник, посудина з водою, штатив із муфтою та лапкою, лампа на підставці, міліметровий папір.
Підготовка до експерименту
- Зберіть установку, подану на рисунку.
- Перемкніть тумблер мультиметра на вимірювання опору (О), встановивши його навпроти позначки 103 Ом.
Експеримент
- Виміряйте початкову температуру та опір мідного дроту за цієї температури.
- Увімкніть нагрівник і, слідкуючи за показами термометра, визначте опір дроту через кожні 10 °С в інтервалі від 30 до 90 °С. Вимкніть нагрівник.
| Температура t, °С | t0 = 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| Опір R, кОм | R = 15 | 16 | 17 | 18 | 20 | 21 | 23 | 25 |
Опрацювання результатів експерименту
1. За даними таблиці побудуйте на міліметровому папері графік залежності опору дроту від його температури
2. Продовживши графік залежності до перетину з віссю ординат, знайдіть опір мідного дроту за температури
3. Виберіть на графіку довільну точку та визначте для неї відповідні значення опору і температури мідного дроту. Визначте середнє значення температурного коефіцієнта опору міді.
4. Оцініть відносну й абсолютну похибки експерименту, порівнявши отриманий результат із табличним значенням температурного коефіцієнта опору міді.
Аналіз експерименту та його результатів
Проаналізуйте експеримент і його результати. За результатами експерименту сформулюйте і запишіть висновок, у якому зазначте: 1) яку фізичну величину ви вимірювали; 2) яким є результат вимірювання; 3) у чому причина
похибки вимірювання.
Висновок: Опір металевого дроту має лінійну залежність, тобто прямо пропорційний температурі.
Контрольні питання
Чому торкатися клем пристрою щупами мультиметра або замикати коло джерела струму в разі використання амперметра і вольтметра слід тільки в момент зняття показу приладу? Що відбудеться, якщо
джерело струму буде під'єднано до мідного дроту весь час спостереження?
Тому, що електричний струм який проходить по дроту та нагріває його, тому якщо він буде постійно приєднаний то це викличе похибку.
Виявіть свою компетентність
Чи знайомий вам зображений прилад? Чому його відносять до типу приладів, які називають термометрами опору? З яких основних елементів складається цей прилад? Які він має переваги і недоліки у порівнянні з ртутним термометром?
Це термометр, тому, що в ньому використовується термодатчик, який в залежності від температури змінює свою провідність. Перевага - безпечність. Недолік - менш точний.
Зробіть припущення щодо класу речовин (напівпровідники чи метали), які використовуючи для виготовлення термочутливого елемента поданого термометра
Метали, тому, що вони мають лінійну залежність опору від температури.