Температурным коэффициентом сопротивления называется физическая величина, которая определяется относительным изменением сопротивления проводника, при изменении его температуры на один градус Цельсия.
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) проводника определяется соотношением:
(1)
где Ro – сопротивление проводника при нуле Цельсия,
R1 – сопротивление проводника при некоторой температуре t. Это соотношение получено из формулы выражающей зависимость сопротивления проводника от температуры: R=Ro(1+αt).
Формулу для определения ТКС можно получить и без Rо.
Для этого нужно решить систему уравнений для двух температур,
относительно α.
R1=Ro(1+αt1).
R2=Ro(1+αt2).
В результате получим формулу для определения α:
(2)
Применяемый в работе прибор состоит из катушки – на картонный каркас
намотан изолированный медный провод, концы которого выведены к зажимам, установленным на изолированной пластинке. Катушка помещена в стеклянную пробирку, которая жестко и герметично скреплена с изолирующей пластинкой. Помещая прибор в холодную и горячую воду и измеряя сопротивление катушки, можно вычислить температурный коэффициент сопротивления меди по формуле
|
|
(1) или (2).
ХОД РАБОТЫ.
1. Подготовьте таблицу, куда вы будете заносить результаты опытов и вычислений.
2. Измерьте температуру холодной воды при комнатной температуре.
3. Собрать установку.
4. Проверить работу ампервольтметра.
5. Измерьте сопротивление катушки, при комнатной температуре воды.
6. Холодную воду заменить горячей и измерить сопротивление и температуру.
7. Повторите опыт 4 раза.
8. Вычислите для каждых двух опытов температурные коэффициенты сопротивления меди по формуле (2).
9. Найдите среднее значение этого коэффициента.
10. Вычислите абсолютную Δα и относительную погрешность измерений
ε = Δα / <α>.
11. Сравните полученный результат α с табличным αТ = 0,0043 град-1
12. Занесите результаты измерений и вычислений в таблицу.
13. Начертите график зависимости сопротивления медной катушки от температуры
14. Сделайте вывод.
Таблица.
№ опыта | tо, С град | R Ом | α град-1 | <α> | Δα | ε = Δα / <α> %. | αТ |
1. | 0,0043 град-1 | ||||||
2. | |||||||
3. | |||||||
4. |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
1. Что такое температурный коэффициент сопротивления?
2. В каких единицах он измеряется?
3. Как зависит сопротивление проводника от температуры?
4. Как графически можно представить эту зависимость?