Температурный коэффициент электрического сопротивления
(ТКR) резистора определяется выражением
,
(1.4)
где Ro –сопротивление проводника при температуре То.
Производная определяется
по касательной к кривой R(T) (рис.1.2). Для определения производной dR/dT = dR/dq (Т
–температура в градусах Кельвина, q – в
°С) строится зависимость R(q) (рис. 1.2). При заданной температуре (точка A)
проводится касательная к кривой R(q), на которой выбирается участок ab
произвольной длины. Производная определяется выражением dR/dq»DR/Dq.
экспериментально удельное
электрическое сопротивление определяется по формуле:
,
(1.5)
где
R – электрическое сопротивление проводника, S, I –площадь поперечного сечения и длина проводника.
При соприкосновении двух различных металлов между ними
возникает контактная разность потенциалов. Причиной этого являются неодинаковые
значения работ выхода электронов и различные значения концентрации свободных
электронов в соприкасающихся металлах.
Термопарой называется устройство, содержащее спай двух проводников или полупроводников.
Если спай двух металлов А и В (термопара) имеет температуру T1, а свободные (неспаянные) концы температуру T2, причем T1>T2, то между свободными концами возникает
термо-э.д.с.
, (1.6)
где – коэффициент термо-э.д.с. или относительная
удельная термо-э.д.с., k=1,381×10-23 Дж/К – постоянная Больцмана, е
– заряд электрона, п1, п2 – концентрации свободных
электронов в соприкасающихся металлах.
В термопарах используют проводники, имеющие
большой и стабильный в рабочем диапазоне температур коэффициент термо-э.д.с.
Экспериментальная установка изображена
на рис. 1.3. Образцы проволочных резисторов R1–R4, изготовленные из меди, константана, манганина и нихрома, металлопленочный
резистор МЛТ-1 (R5) и термопары ТП1–ТП3 помещаются в термостат 1 с термометром 2.
Электрическое сопротивление резисторов измеряется омметром 3, э.д.с.
термопар – милливольтметром 4. Переключатели П1 и П2
размещены на плате 5 и позволяют поочередно подключать к измерителям
исследуемые проводники и термопары. Там же приведена таблица с указанием вида,
длины и сечения исследуемых проводников.
Внимание:
все измерения по последующим пунктам проводятся одновременно.
3.1. Определение
удельного электрического сопротивления проводников и вычисление aR, ar.
Проводники, помещенные в термостат, поочередно подключить к входным
зажимам омметра и замерить их сопротивления сначала при комнатной температуре,
а затем при повышении температуры до 90 °С с шагом 10 оС. Результаты
измерений записать с максимальной точностью в табл.1.2.
Таблица 1.2
проводник
q, oС
20
30
40
50
60
70
80
90
медь
R1
r1
aR1
ar1
Константан
R2
…
…
…
3.2.
Определение зависимости термо-э.д.с термопар от температуры.
Одновременно с нагреванием проводников нагреваются помещенные в
термостат спаи трех термопар. Холодные концы термопар поочередно подключить
переключателем П1 к милливольтметру. Значения измеренных
термо-э.д.с. занести в табл. 1.3.