Порядок выполнения работы

1. Собрать электрическую цепь согласно рис. 5.1. Вставить исследуемое сопротивление (металл или полупроводник) в нагреватель.

2. Поставить ползунок D на середину реохорда. С помощью магазина резисторов подобрать такое значение сопротивления R, при котором ток через гальванометр близок к нулю.

3. Перемещением ползунка реохорда добиться исчезновения тока через гальванометр - сбалансировать мост.

4. Измерить значения ₁, ₂, t, R и записать их в табл. 5.1, также записать в таблицу вычисленное по формуле (5.20) сопротивление R_x.

5. Включить нагреватель. По мере нагревания исследуемое сопротивление изменится, мост разбалансируется и через гальванометр потечет ток. Перемещая ползунок реохорда, вновь добиться исчезновения тока через гальванометр. Балансировку моста желательно производить через каждые пять градусов. Соответствующие значения ₁, ₂ , t записать в таблицу 5.1. Нагревание производить примерно до 80 °C .

Вычислить значения R_х (t) и записать в табл. 5.1.

Задание 1. Измерение R_х(t) металла

1. Для металла построить график зависимости R_х(t). Из углового коэффициента прямой определить температурный коэффициент сопротивления a. Полученное значение занести в табл. 5.2.

2. Из графика определить R_х при 20 ⁰C и из полученного сопротивления вычислить удельное сопротивление. Длина медного провода и его площадь поперечного сечения указаны на стенде. Полученное значение r (20 ⁰C) занести в табл. 5.2.

Задание 2. Измерение R_х(t) полупроводника

1. При измерении сопротивления полупроводника в зависимости от температуры значения температуры в градусах Цельсия и в градусах Кельвина и соответствующие им значения сопротивления полупроводника заносятся в табл. 5.3.

2. Вычисляются значения lnR_x и 10³/T и заносятся в табл. 5.3. Строится график зависимости lnR_x от 10³/T. В соответствии с формулой (5.18) угловой коэффициент этой прямой пропорционален энергии активации примесей и равен 5,80×E, эВ. Из полученного значения углового коэффициента определяется величина E и заносится в табл. 5.2.

Таблица 5.1

Температура t, 0C (не менее 10 значений)	1 , мм	2 , мм	R, Ом	Сопротивление Rx, Ом

Таблица 5.2

Данные	α, град -1	r(20 0С), Ом×м	Е, эВ
Известные данные	4,3×10-3	1,673×10-8	0,0127 (для As в Ge)
Получено студентом

Таблица 5.3

Температура, К	Сопротивление Rx, Ом	Ln, Rx	10 3/T, K -1

Контрольные вопросы

1. В чем заключаются основные представления классической теории электросопротивления?

2. Какой физический механизм обуславливает температурную зависимость сопротивления металлов?

3. Какая величина в формуле Друде-Лоренца определяет температурную зависимость проводимости в полупроводниках?

4. В чем заключается физический смысл температурного коэффициента сопротивления?

5. Сформулировать правила Кирхгофа.

6. Записать условие баланса моста Уинтстона.