Определение удельного сопротивления проводника.

Лабораторная работа №9.

Цель работы: определить удельное сопротивление и материал, из которого выполнен данный проводник.

Теория. Все металлы имеют кристаллическое строение. При кристаллизации атомы металла отдают в «общее пользование» валентные электроны, которые становятся свободными, принадлежат всему образцу. В отсутствии электрического поля свободные электроны движутся хаотически подобно молекулам идеального газа. Поэтому совокупность свободных электронов металла называют «электронным газом». Отрицательный заряд электронного газа как бы цементирует положительно заряженные ионы в узлах решетки.

При подаче напряжения на концы проводника свободные электроны движутся в определенном направлении, но взаимодействие с ионами решетки обуславливает наличие сопротивления проводника проходящему току.

Это взаимодействие, а значит, и сопротивление связано со строением проводника, его длиной l и площадью сечения S:

,

где ρ – удельное сопротивление проводника, определяется строением вещества

.

Площадь сечения прямого проводника определяется как площадь круга:

.

По закону Ома для участка цепи определяем сопротивление по

показаниям амперметра и вольтметра:

.

Рабочая формула для вычисления удельного сопротивления проводника реохорда:

.

Оборудование:

источник тока, амперметр, вольтметр, реохорд, соединительные провода, ключ, штангенциркуль.

Порядок выполнения работы:

1. Составить цепь по схеме 1.

2. Включать цепь только после проверки преподавателем.

3. Измерить штангенциркулем диаметр проводника реохорда.

4.Замкнуть цепь. Записать величину тока и напряжения.

5.Вычислить сопротивление реохорда.

6.Опыт повторить три раза.

7.Результаты всех вычислений и измерений запишите в таблицу.

№ опыта	Длина проводника, l, м	Диаметр проводника, d,	Сила тока, I, А	Напряжение, U, В	Удельное сопротивление, Ρ опытное	Среднее значение Удельного сопротивления, ρср, Ом∙мм^2/м	Абсолютная погрешность, Δρ,Ом∙мм^2/м	Относительная погрешность, ε, %
1.
2.
3.

8.Вычислить среднее значение

9.Вычислить абсолютные погрешности измерения:

, , Δρ₃ =I ρ_ср, -ρ₃I,

10.Вычислить относительную погрешность

*100%.

11.По таблице найти значение удельного сопротивления металла, близкое к вычисленному значению.

12.Сделать вывод, из какого металла выполнен проводник.

Контрольные вопросы.

1.С какой целью на стыках рельсов электрифицированных железных дорог делают толстые перемычки из медного провода?

2.Почему для нагревательных элементов применяют проводники с большим удельным сопротивлением, а проводящих проводов – с малым? 3.Какой проводник представляет большее сопротивление для постоянного тока – медный сплошной стержень или медная трубка, имеющая внешний диаметр, равный диаметру стержня? Длина обоих проводников одинакова.

Дата добавления: 2015-11-26