Исследование электропроводности проводниковых материалов

Министерство образования РФ

Пермский государственный технический университет

Кафедра конструирования и технологии

электрической изоляции

Лабораторная работа

Исследование электропроводности проводниковых материалов

Выполнил:  

студент группы

.

Проверил: преподаватель каф КТЭИ

Пермь

2019

Цель работы. Изучение физических явлений в материалах высокой проводимости и сплавах высокого сопротивления; экспериментальное определение основных электрических характеристик (удельное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления); освоение методики исследования свойств проводниковых материалов.

Схема установки        

[pic 1]

Удельное сопротивление проводников с постоянным поперечным сечением [pic 2] и длиной [pic 3] вычисляется по формуле:

[pic 4].

        В узких диапазонах температуры, как это принято на практике, допустима прямолинейно-кусочная аппроксимация этой зависимости, и величина удельного сопротивления в конце интересующего нас диапазона температуры [pic 5]t может быть подсчитана по формуле

[pic 6],

где [pic 7] - значение удельного сопротивления в начале диапазона.

        Величина [pic 8] называется средним температурным коэффициентом удельного сопротивления (ТКρ) в данном диапазоне температуры

[pic 9] [К-1].

Дифференциальное выражение для [pic 10] при температуре t имеет вид:

[pic 11][pic 12][ К-1].

Значения [pic 13] чистых металлов в твердом состоянии близки друг к другу и поэтому приближенно можно считать:

[pic 14][pic 15][ К-1].

Полученные значения:

Полученные температурные зависимости

Зависимость температурного коэффициента от температуры

Сопоставление теоретических и практических данных с объяснением графиков снятых зависимостей.

        Согласно теоретическим сведениям, зависимость удельного сопротивления от температуры сложная. Число носителей заряда в металлическом проводнике при повышении температуры практически остается неизменным. Однако вследствие усилений колебаний узлов кристаллической решетки с ростом температуры появляется все больше и больше препятствий на пути направленного движения свободных электронов и, следовательно, уменьшается удельная проводимость металлов и возрастает удельное сопротивление. При низких температурах (до температуры плавления) с увеличением температуры пропорционально увеличивается и сопротивление. Анализируя графики, можно сказать, что с увеличением они полностью соответствуют теории.

...