Определение удельного сопротивления металлов
Цель работы:
Определить удельное сопротивление металла.
Краткая теория
Многочисленными опытами было установлено, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:
, (6.1)
где l – длина проводника;
S – площадь поперечного сечения.
Коэффициент пропорциональности в этой формуле ρ называется удельным сопротивлением. Оно для каждого проводника разное и зависит только от структуры и его химического состава. Из формулы (6.1) можно найти удельное сопротивление материала:
. (6.2)
Сопротивление проводника R можно определить, измеряя ток через проводник и падение напряжения на нём, воспользовавшись законом Ома для участка цепи:
. (6.3)
Порядок выполнения работы
1. Вызвать программу «Определение удельного сопротивления металлов». На экране монитора появляется схема, состоящая из источника постоянного тока с э.д.с., которую показывает вольтметр при разомкнутой цепи, амперметр и проводники из различных металлов.
2. Получите задание у преподавателя – с каким проводником Вы будете работать. Чтобы включить проводник в схему нужно навести курсор на него и щёлкнуть клавишей. Проводник установится в схему и амперметр покажет ток, а вольтметр, падение напряжения на сопротивлении.
3. Записать показания тока и падения напряжения в таблицу измерений.
4. Убрать проводник из схемы, наведя курсор мыши на него.
5. Опять поместить ЭТОТ ЖЕ проводник в схему. Падение напряжения и ток изменятся, так как компьютер случайным образом назначает э.д.с., а геометрические размеры проводника не изменяются.
6. Опять записать показания тока и падения напряжения в таблицу измерений.
7. Провести 4 измерения по пунктам 4 – 6.
8. По формуле (6.3) определить значения сопротивления проводника и записать их в таблицу.
9. Рассчитать абсолютную доверительную погрешность ΔR по алгоритму прямых многократных измерений по формуле:
.
10. По формуле (6.2) рассчитать удельное сопротивление металла.
11. По формуле 
рассчитайте погрешность 
,
где погрешность 
= 
м² и погрешность 
= 0,01 м
12. Окончательно записать результат:
R = ( Rср ± ΔR) Ом;
ρ = (ρ ± ) Ом ·м.
Таблица 6.1.
| номер измерения | I, A | U, В | R, Ом | ΔRi, Ом | ΔR2, Ом |
Контрольные вопросы
1. Как сопротивление проводника связанно с его геометрическими
размерами?
2. От чего зависит удельное сопротивление проводника?
3. Сформулируйте и напишите закон Ома для участка цепи.
Лабораторная работа №7