Визначення питомого опору металевих провідників (Лаб).

Мета: вимірювання питомого опору матеріалів провідників методом порівняння падіння напруг на окремих ділянках кола, з’єднаних послідовно.

Студент повинен знати та вміти: поняття про сталий струм, поняття про електричний опір провідників, основи теорії похибок, вміти складати прості послідовні електричні ланцюги, вимірювати напругу на ділянці електричного кола, вміти оцінювати похибки прямих та непрямих вимірювань.

Прилади та обладнання: Джерело постійного струму, реостат на 2-3 Ома, еталонний опір на 5-6 Ом, вольтметр (до 3В), перемикач, три провідники з різних металів, з’єднувальні провідники, мікрометр, масштабна лінійка.

Короткі теоретичні відомості..

Опір металевого провідника залежить від його довжини , площі поперечного перерізу S, та матеріалу, з якого виготовлений провідник

, (1)

Де — питомий опір провідника.

Питомий опір — це фізична величина, що чисельно дорівнює опору провідника довжиною = 1 м і площею перерізу S = 1 м2. Питомий опір матеріалу є основною характеристикою його здатності проводити електричний струм.

Питомий опір однорідного провідника циліндричної форми виражається формулою

, (2)

— діаметр провідника.

— довжина його.

R — опір провідника.

В даній задачі для виміру опору R застосовується метод порівняння спаду напруг. Суть метода полягає в тому, що провідник з невідомим опором R сполучається послідовно в коло з відомим (еталонним) опором і джерелом струму Е (рис.1).

Е

К

R

А

В

реостат

V

Рис. 1

Після цього вимірюються спади напруги на цих опорах та . За законом Ома для дільниці кола силу струму можна визначити двояко:

(3)

(4)

Прирівнюючи праві частини рівностей (3) та (4), отримаємо вираз для невідомого опору

(5)

Звідки:

(6)

Підставляючи вираз (6) в формулу (2), отримаємо розрахункову формулу для визначення питомого опору у вигляді

(7)

Послідовність виконання роботи.

1. Зібрати електричне коло у відповідності зі схемою, зображеною на рис. 1.

2. Досліджувані провідники з різних матеріалів по черзі підключати до клем А і

В.

3. Для забезпечення більшої точності відрахунків встановити положення

повзунка реостата так, щоб покази вольтметра, приєднаного паралельно до

еталонного опору, дорівнювали найбільшому цілому числу. Записати покази

вольтметра до таблиці вимірів.

4. Не змінюючи положення повзунка реостата, виміряти за допомогою

вольтметра по черзі спад напруги на досліджуваних опорах (провідниках з

різних матеріалів) R1 , R2 та R3 і занести їх до таблиці вимірів.

5. Виміряти довжини і діаметри досліджуваних провідників і записати їх в

таблицю.

6. Скориставшись формулою (7), обчислити значення питомого опору для

кожного з досліджуваних матеріалів.

Таблиця

№ зразка	Матеріал
1.
2.
3.

Контрольні запитання.

1. Закони постійного струму: закон Ома, правила Кірхгофа, закон Джоуля-

Ленца.

2. Від чого і як залежить опір провідника?

3. Що називається питомим опором матеріалу і від чого він залежить?

4. Вивести формулу (2).

5. Встановити розмірність питомого опору в системі СІ.

6. Як залежить питомий опір металів від температури?