Опис віртуальної лабораторної установки

Експерементальний зразок провідника виконаний у вигляді розподіленої на поверхні керамічного стержня обмотки, виконаної з провідника довжиною L. Провідник ізольований скловолокнистою ізоляцією. При вимірюванні залежності опору від температури зразки розміщені в термостаті, потужність нагрівального елементу якого регулюється зміною напруги.

Рис. 3.1 – Віртуальний лабораторний стенд для виміру опорів металів і сплавів.

За допомогою відповідних вимірювачів визначається падіння напруги Ux на зразку Rx і падіння напруги Uo на еталонному резисторі Ra. Величина вимірюваного опору розраховується по формулі

RX = R0 × UX. 0

23

U

Типові завдання для виконання роботи

Експеримент №1. Дослідження залежності опору провідника від його температури.

1. Отримати від викладача завдання і ознайомитися з ним. − початкова температура: 20°C;

− кінцева температура: 200°C; − крок по температурі: 10°C;

− довжина провідника: L =80см;

− діаметр провідника: S= 0,25мм − еталонний опір: R0 =1−30Ом.

2. Зібрати схему вимірювання опору провідника, перетягуючи відповідні клеми на віртуальному стенді (рис. 3.1).

3. Підтвердіть введення схеми натискуючи кнопку «Завершити введення схеми». Якщо Ви помилилися і хочете повторити введення, то натискуйте кнопку «Відмінити введення». Пам'ятаєте, що до тих пір, поки Ви правильно не зберете схему кнопка включення стенду буде заблокована, і Ви не зможете приступити до експерименту.

4. Зібравши схему необхідно включити стенд, джерело напруги та цифровий вольтметр.

5. Дослідіть залежність опору провідника від його температури, змінюючи температуру відповідно до кроку, вказаному в завданні та по результатам дослідження заповніть таб. 3.1.

Таблиця 3.1 T,C

RX,Ом

6. Побудуйте залежність RX(t) відповідно до знайдених значень опорів R X та зробіть відповідні висновки.

Експеримент №2. Дослідження залежності питомого опору провідника від його температури.

1. Для розрахунку питомих опорів провідника скористайтеся наступним співвідношенням:

r = R S[Ом×м].

2. Відповідно до розрахованих питомих опорів заповніть табл. 3.2 та побудуйте залежність r Т відповідно до значень питомих опорів r.

24

L

()

Таблиця 3.2 T,C

r,Ом×м

3. Проаналізуйте отриманий графік та зробіть відповідні висновки.

Експеримент №3 Визначення температурного коефіцієнта електричного опору.

Питомий електричний опір провідників залежить від температури. В області температур, де, як правило, використовуються провідникові матеріали, така залежність апроксимується наступним співвідношенням:

r =r0 1+a T −T),

де r0 та a відносять до початку температурного діапазонуT,

a – температурний коефіцієнт електричного опору показує відносну зміну питомого опору при зміні температури на 1 градус.

æ1öædr öèrøèdTø

1. Розрахуйте температурний коефіцієнт електричного опору провідника за наступним співвідношенням:

a =æ1öér(T)−r(T)ù.

è øë i+1 i û

2. Зробіть висновки по виконаній роботі та підготуйте звіт відповідно до встановлених вимог.

Звіт по лабораторній роботі повинен містити:

· тему та мету лабораторної роботи; · завдання до лабораторної роботи;

· схематичне зображення віртуального вимірювального стенду;

· всі розрахункові формули, які використовувались для обробки результатів експериментів;

· таблиці з результатами експериментів;

25

]

[

(

a=

÷

ç

÷

ç

i+1

i

ç ÷

ê ú

r −

T T

· графіки залежності експериментальних залежностей; · висновки по отриманим результатам.

Контрольні питання

1. Які види провідникових матеріалів Ви знаєте, яка фізична природа їх електропровідності?

2. Чому домішки і інші структурні дефекти впливають на процес електропровідності металів?

3. Які електричні властивості характерні для металевих сплавів?

4. Що являються собою провідники: мідь, алюміній, залізо, нікель, латунь; тугоплавкі метали: вольфрам, молібден, тантал; сплави високого опору: манганін, константан, ніхром

Дата добавления: 2015-11-16