Исследовательская работа "Исследование зависимости сопротивления проводника от температуры"

Исследовательская работа «Зависимость сопротивления проводника от температуры»

Цель работы:

Исследовать зависимость электрического сопротивления проводника от температуры.

Гипотеза:

При повышении температуры, сопротивление проводника увеличивается.

Оборудование, использованное при работе:

1. Поместили прибор для измерения терм. коэффициента меди в подтаявший снег (t≈0). Получили R=67.6 Ом.

2. Нагрели воду до t=30ºС.

R=75.7 Ом.

3. Повысили температуру до 68ºC.

R=85.2 Ом.

4. А также измерили сопротивление проводника при Н.У. (t=21 ºC ).

R=75 Ом.

Занесем полученные данные в таблицу:

Температура

Элек. сопротивление

0ºС

67.6 Ом

21ºС

75 Ом

30ºС

75.7 Ом

68ºС

85.2 Ом

Нанесли полученные данные на график зависимости R(t) :

Мы видим, что сопротивление проводника связано с его температурой линейной зависимостью.

Формула зависимости R(t):

R=R 0 (1+ α∆t)

α – температурный коэффициент сопротивления.

Характеризует зависимость электрического

сопротивления от температуры.

Измеряется в кельвинах 

в минус первой степени (K −1 ) .

По полученным данным вычислим значение α для нашего проводника:

α = (R₂-R₁)/(R₁t₂-R₂t₁)

α = (75.7-67.6)/67.6 ∙ 30 ≈ 3.994 ∙ 10 −3 K −1

С учетом погрешностей найдем границы, в которых будет находиться полученное нами значение α :

Где α т – табличное значение терм. коэффициента меди

α т ≈ 3.8 ∙ 10 −3 K −1

Табличные значения термических коэффициентов других проводников:

Металл

Алюминий

α (10 -3 /K)

4.3

Алюминиевый провод

Металл

α (10 -3 /K)

Ртуть

3.7

Вольфрам

0.92

4.1

Серебро

Золото

Медь

3.9

3.8

Константан

0.03

3.8

Никель

Манганин

0.02

Нейзильбер

6.5

Платина

0.33

3.9

Никелин

0.23

Нихром

0.25

Существуют специальные сплавы,

сопротивление которых практически не изменяется при нагревании.

Таковы, например, сплавы константан и манганин. У манганина α ≈ 0.02 ∙ 10 −3 K −1 ,

у константана α ≈ 0.03 ∙ 10 −3 K −1 .

Проводники их этих сплавов применяются при изготовлении

точных измерительных приборов, а также эталонов сопротивления.

Вывод:

Наша гипотеза подтверждена: при повышении температуры сопротивление проводника увеличивается.

+ Мы нашли значение термического коэффициента меди, которое близко табличному.

Исследование проводили: Чемборисов Павел

Стаценко Артём.

Руководитель: Шныренкова Т. В.