Geum.ru

Электричество и магнетизм

Методическое пособие - Физика

Другие методички по предмету Физика

?ройство.

  • Включить источник питания ВУП-2, убедившись, что ручка регулировки напряжения источника на нуле.
  • Установить тумблеры переключателя рода работ в положение Io , R2, С2.
  • Вращая ручку регулировки напряжения установить ток в цепи 90 мкА, напряжение при этом 185 В.
  • Опустить перо на диаграммную ленту нажатием кнопки UP/DOWN на самопишущем устройстве и отметить ток 1о.
  • Привести диаграммную ленту в движение кнопкой START/STOP, одновременно поставив переключатель рода работ в положение ЗАРЯД.
  • Наблюдать за изменением силы тока, пока ток не станет равным нулю, подписать полученную диаграмму.
  • Остановить движение ленты нажатием кнопки START/STOP.
  • Вернуть ленту в начальное положение нажатием кнопки FEED
  • Выполнить пункты 3-10 для R 1C2, R2C1, R1 C1.
  • Срезать диаграммную ленту.
  • Построить логарифмические кривые ln I=f(t) для полученных диаграмм (см. рис.1)
  • По графикам определить ? - время релаксации.
  • Заполнить таблицу
  • Определить по формуле 1 C1 и С2.

    •  

    Таблица 1.

     

    R 2C2

    R2 C1

    R1 C1

    R1 C2

    I1

     

     

     

     

     

     

     

     

    l2

     

     

     

     

     

     

     

     

    ln I1

     

     

     

     

     

     

     

    ln I2

     

     

     

     

     

     

     

    ?

     

     

     

     

     

    R2 =

    C2=

    R2=

    C1=

    R1=

    C1 =

    R1=

    С2=

     

    Контрольные вопросы

     

    1. Что такое электроемкость, от чего она зависит, ее единицы измерения?
    2. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.
    3. Вывести формулы электроемкости плоского, сферического и цилиндрического конденсатора.
    4. Вывести законы изменения от времени тока при разрядке и зарядке конденсатора
    5. Построить графики зависимости тока от времени.
    6. Что такое время релаксации и от чего оно зависит?
    7. Экспериментальная установка и правила пользования.
    8. Как определить электроемкость из экспериментальных данных?

     

    Литература, рекомендуемая к лабораторной работе:

     

    1. Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1977.
    2. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2, Т. 3. М.: Наука, 1977.
    3. Телеснин Р.В., Яковлев В.Ф. Курс физики. Электричество.-М.: Просвещение, 1970.
    4. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.3. Электричество.- М.: Физматлит МФТИ, 2002.
    5. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. М.- С.-П.: Физматлит Невский диалект, 2001
    6. Зильберман Г.Е. Электричество и магнетизм. М.: Наука, 1970.
    7. Парсел Э. Курс физики Т.2 Электричество и магнетизм М.: Наука, 1971.

    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

    ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

    ПРОВОДНИКОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ

     

    Цель работы:

     

    Изучить зависимость сопротивления от температуры у проводников и полупроводников, определить энергию активации и температурный коэффициент сопротивления.

     

    Идея эксперимента:

     

    В эксперименте производится измерение сопротивления проводников и полупроводников при различных температурах с помощью измерителя иммитанса Е 7-15, внешний вид которого приведен ниже на рис.2

     

    Теоретическая часть

     

    Проводимость проводников и полупроводников

    Носителями электричества в металлах являются свободные электроны. Согласно классической теории электропроводности металлов свободные электроны ведут себя подобно молекулам идеального газа, совершают беспорядочное тепловое движение. При включении внешнего электрического поля на хаотическое тепловое движение электронов накладывается их упорядоченное движение в направлении, противоположном направлению поля. Между двумя последовательными соударениями с ионами кристаллической решётки электроны движутся под действием поля с ускорением и приобретают определённую энергию. Эта энергия передаётся полностью или частично положительным ионам при неупругих соударениях и превращается в тепло. Поэтому при прохождении тока металлы нагреваются. Таким образом, электрическое сопротивление металлов обусловлено неупругими соударениями свободных электронов с положительными ионами узлов кристаллической решётки металла.

    С увеличением температуры проводника тепловое движение ионов становится более интенсивным, возрастает амплитуда колебаний их относительно положения равновесия, поэтому сопротивление проводника увеличивается. Температурная зависимость сопротивления характеризуется температурным коэффициентом сопротивления, который численно равен относительному изменению сопротивления проводника при изменении температуры на один градус:

    . (1)

    В общем случае ? является функцией температуры и зависит от материала проводника. Для многих металлов при температуре от 0 до 100С зависимость сопротивления от температуры в первом приближении может быть представлена в виде

    , (2)

    где R0 - сопротивление при 0 С, t - температура проводника в градусах Цельсия. Тогда температурный коэффициент сопротивления

    (3)

    В классической теории металлов считалось само собой разумеющимся, что электроны проводимости могут обладать любыми значениями энергии. Согласно квантовой теории энергия электронов в любом кристаллическом теле (в частности, в металле) так же, как и энергия электронов в атоме, квантуется. Это означает, что она может принимать лишь дискретные значения, называемые уровнями энергии. Дозвол?/p>