ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. 1. Ознакомиться с приборами, используемыми в работе, записать в протокол все их

1. Ознакомиться с приборами, используемыми в работе, записать в протокол все их параметры.

2. Собрать схему мостика (рис. 2). Движок Д установить на середину реохорда,

3. Значительным изменением сопротивления магазина, найти такие два его значения, при одном из которых стрелка гальванометра отклоняется вправо, а при другом влево. Последнее означает, что измеряемое сопротивление лежит между двумя испробованными значениями сопротивления магазина. Постепенно сужая "вилку", найти такое сопротивление магазина, при котором ток в гальванометре исчезает.

4. Не изменяя сопротивление магазина, повторить измерения не менее трех раз, отсчитывая каждый раз положение движка сбалансированного мостика. По среднему значению X, пользуясь формулой (6) вычислить . Формулу для оценки относительной и абсолютной погрешности нетрудно получить дифференцированием выражения (6).

5. Определить удельное сопротивление материала проводника, из которого намотана катушка по формуле .

6. Результаты измерений и расчетов, связанных с определением сопротивления катушки, свести к таблице.

7. Результат записать в виде

Таблица 1

	Х	R
М	м	Ом	Ом	Ом	Ом	м	М	м2	Ом×м

Контрольные вопросы

1. Что такое сторонние силы, их природа?

2. Физический смысл электродвижущей силы и разности потенциалов?

3. Что называется электрическим током. Назовите условия возникновения и существования тока?

4. Что называется сопротивлением проводника, и какими единицами измеряется?

5. Как зависит сопротивление проводника от его длины, площади поперечного сечения и материала?

6. Как сопротивление проводника зависит от температуры? Явление сверхпроводимости.

7. Сформулируйте законы Ома. Дифференциальная форма закона Ома.

8. Сформулируйте закон Джоуля - Ленца, дифференциальная форма закона.

9. Правила Кирхгофа для разветвлённых цепей и правила знаков для них. Число линейно независимых уравнений?

10. В чём заключается метод уравновешенного мостика? Нарисовать схему моста и вывести соотношение сопротивлений при условии баланса.

Литература

1. Ю.В. Рублёв и др. Практикум по электричеству. М., 1971, стр. 86-92

2. В.М. Яворский. Курс общей физики, ч. II

3. Т.А. Зисман, О.К. Тодес. Курс общей физики, ч. II

4. И.В. Савельев. Курс общей физики, ч. II

Лабораторная работа № 5

ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТА ЗЕЕБЕКА И ГРАДУИРОВКА ТЕРМОПАРЫ

Принадлежности: термопара, милливольтметр, два сосуда, нагреватель,магазин сопротивлений.

Краткая теория

Концентрация электронов (число электронов в единице объема) в разных металлах различна. При соприкосновении различных металлов вследствие теплового движения электроны переходят из одного металла в другой. Металл, в который переходит больше электронов, заряжается отрицательно, другой - положительно. Возникающая контактная разность потенциалов обусловлена двумя причинами:

1) различием в работах выхода электронов из металлов C и В (рис.1);

2) различием в концентрации свободных электронов n_C и n_B.

Рис. 1

Если из этих металлов составить замкнутую цепь и места соединения (спаев) поддерживать при различных температурах Т₁ и Т₂, то в цепи возникает ЭДС. «Этот эффект называется термоэлектрическим или эффектом Зеебека. Такая цепь называется термопарой (рис.2). Для этой цели можно использовать как металлы, так и полупроводники.

Рис. 2

Теоретическое рассмотрение явления термоэлектричества в классической физике приводит к следующему выражению для ЭДС :

Здесь: k - постоянная Больцмана, е - заряд электрона, С – чувствительность термопары. Её называют так же термосилой. Все термосилы дают для термопар, у которых один проводник всегда один и тот же – платина.

Термосилы некоторых материалов по отношению к платине (mV/100⁰):

Кремний - +44,8 Алюмель - -1,29

Хромель - +2,8 Константан - -3,4

Железо - +1,9 Копель - -3,4

Платинородий - +0,64

Широко используемые на практике термопары:

платина-платинородий (используется в качестве стандартной термопары),

медь-константан (от –185 до 350⁰С),

хромель-алюмель (от 200 до 1200⁰С),

хромель-копель (от 0 до 1000⁰).

Цель работы: градуировка термопары и определение ее чувствительности.

Описание установки

Внешний вид установки представлен на рис. 3.

Каждый спай термопары погружен в сосуд с водой. Температура спая в одном сосуде (М) поддерживается постоянной (равна комнатной). Другой сосуд нагревается электроплиткой. При измерении температуры в сосудах воду следует перемешивать мешалкой.

Рис. 3