МеталдардыҢ кедергілерініҢ температураҒа тӘуелділігін аныҚтау

ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫС

Жұмыстың мақсаты: металдардың кедергілерінің температураға тәуелділігін зерттеудің тәжірибелік әдісін меңгеру.

Құрал-жабдықтар: зерттелетін металдан істелетін сым, қыздырғыш, термометр, реохорд, кедергілер магазині, тұрақты ток көзі, кілт, гальвонометр.

Қысқаша теориялық кіріспе. Металдың кристалдық түйіндерінде оң иондар орналасқан, ал бұлардың аралығында еркін электрондар ретсіз жылулық қозғалыста болады. Егер өткізгіштің (металдың) ұштарына потенциалдар айырымы түсірілсе, өткізгіш ішіндегі электр өрісі Е пайда болады да электрондардың өріске қарсы бағытта қосымша реттелген қозғалысы туады.

Электрондар кезекті екі соқтығыс аралығында өріс әсерінен үдемелі қозғалып максимал кинетикалық энергияға ие болады. Бұл энергия соқтығысу кезінде оң иондарға беріледі де иондардың ретсіз тербеліс энергиясына түрленеді, яғни жылуға айналады. Басқаша айтқанда металдың оң иондары электрондардың қозғалысына тосқауыл келтіреді. Электірлік кедергінің, яғни омдық (активтік) кедергінің туу себебі де осында. Металдың температурасы жоғарлаған сайын иондардың ретсіз тербеліс энергиясы артады.

Металдардың кедергілерінің температураға тәуелділігін жуық мөлшерде төмендегідей теңдеумен өрнектейміз:

(1)

мұндағы мен - метал кедергісінің және дағы мәндері, - кедергінің температуралық коэффициенті.

(2)

Метал температурасы ға өзгергендегі кедергінің абсолюттік өзгеруі , ал кедергінің салыстырмалы өзгерісі. Сондықтан кедергінің температуралық коэффициенті - өткізгіштің температурасы 1 ға өзгергендегі оның екдергісінің салыстырмалы өзгерісін көрсететін шама.

Таза металдар үшін (біздің тәжірибеде температуралар интервалы 100 - дан аспайды) температураның біршама интервалында ның шамасы тұрақты болады.

Өткізгіш кедергісінің температураға тәуелділігін зерттеу үшін арнаулы ыдысқа орнатылған сым кедергісін Уитсон копірінің кқмегімен анықтаймыз, 1 - Сурет.

1 - Сурет.

Алғашқы тәжірибелік кедергінің мәні бөлме температурасында анықталады. Сосын қыздырғышты ток козінеп метал сымы бар арнаулы ыдысты қыздырады. Температура әрбір 10 ға артқан сайын өткізгіштің кедергісін көпірлер схемасының көмегімен анықтау керек. Өлшеудің жоғарғы температурасы судың қайнау температурасынан болу керек.

Қыздырғышты ток көзінен ажыратып, өткізгіштің сууы кезінде қайтадан температураларының сол нүктелерінде кедергілірді жоғарыда баяндалған әдіспен өлшейді.

Өлшеген температураның әрбір мәніне сәйкес тәжірибенің нәтижесі бойынша кедергінің орта мәнін табамыз:

(3)

Тәжірибенің нәтижелерін пайдаланып метал кедергісінің температураға тәуелділігін көрсететін графигін салу керек. Графикте ОХ өсіне температураның мәндері, ал ОУ өсіне кедергінің мәндері салынады.

Өткізгіштің дағы кедергісін анықтау үшін кедергінің температураға тәуелділік түзуін ОУ өсімен қиылысқанша созып табады. Осы өспен қиылысқан нүктеге сай ОА ұзындығы шамасына тең (ОУ - өсінің маштабы белгілі).

Жұмысты жоғарыда көрсетілген тәртіп бойынша метал кедергісінің температураға тәуелділігін сипаттайтын графикті сызыңыздар. Графиктің көмегімен металдың температуралық коэффициентін анықтаңыздар. 2 - Сурет.

2 - Сурет.