Экспериментальная установка. 
Исследование зависимости электропроводности твердых материалов от температуры

Электрическая схема для измерений электропроводности металла приведена на рис. 6.

Рис. 6. Схема установки для измерения электропроводности металла.

Здесь 1 — образец меди размерами 28 мм Ч 25.5 мм Ч 18 мкм; 2 — источник постоянного тока, обеспечивающий ток до 20 А; 3 — милливольтметр; 4 — амперметр; 5 — вспомогательный проводник в форме меандра, протекание тока через который приводит к нагреву образца; 6 — источник переменного тока, обеспечивающий ток через меандр; 7 — термопара с измерителем температуры.

Порядок выполнения работы

Измерения электропроводности металла Ознакомление с приборами. Амперметр встроен в источник постоянного тока 2. Изучить пределы измерений приборов. Проверить соответствие выбранного диапазона измерений напряжения и правильность подключения проводов к мультиметру.

Измерение электропроводности металла.

• 1) Измерить и записать температуру в комнате.
• 2) Измерить зависимость падения напряжения U на образце от тока через образец I при комнатной температуре. Изменять ток от 0 до 18 А с шагом 1 А. Данные занести в табл.1
• 3) Измерить зависимость падения напряжения на образце от температуры при заданном значении тока (задается преподавателем в пределах от 5 до 15 А). Предварительно необходимо нагреть образец до температуры 80 єС, а данные снимать при охлаждении образца. Для этого:
  • а) включить источник переменного тока на напряжение 6 В.
  • б) дождаться температуры 80 єС;
  • в) выключить источник переменного тока 6;
  • г) измерения проводить от 80 єС до комнатной температуры с шагом 10 єС. Данные занести в табл.

Обработка результатов.

• 1) По результатам табл.3 построить зависимость I от U. По наклону линии определить сопротивление R0, удельное сопротивление с0 и удельную проводимость у0 образца при комнатной температуре. Определить погрешность этих величин.
• 2) Заполнить табл.4, используя соотношение:

.

где площадь сечения образца S= 25.5 мм Ч18 мкм, длина образца? = 28 мм.

• 3) Построить зависимость логарифма удельной проводимости ln (у) от обратной температуры 1/Т.
• 3) Построить зависимость удельного сопротивления металла с от температуры T по данным табл.4.
• 4) Проверить выполнение линейной зависимости с (T) в исследуемом диапазоне температур. Определить температурный коэффициент удельного сопротивления меди :

Сравнить со справочными данными.

5) Используя формулы (1) и (3) определить длину свободного пробега электрона в меди. Построить зависимость средней длины свободного пробега электрона в металле от температуры.