Măsurarea rezistenței specifice a conductoarelor, platforma de autor

ECHIPAMENTE: un set de conductoare de metale diferite, un dispozitiv de măsurare universal TVSS-60, conectare fire, bar la scară micrometri.

O caracteristică foarte importantă a conductorilor este rezistența lor la curentul electric, în inginerie electrică. Acesta este utilizat în general conductori având o secțiune transversală constantă pe întreaga lungime; Este cea mai comună formă de conductori de sârmă în diametru constant. Acești conductori sunt folosite pentru a face spiralele de dispozitive de încălzire, bobine pentru magazine de rezistență rezistențe suplimentare sau șunturi pentru instrumentele de măsurare, și așa mai departe. D. Sa stabilit experimental că rezistența unui conductor este direct proporțională cu lungimea conductorului și aria secțiunii invers transversală

unde r - rezistența specifică a conductorului,

Din această formulă rezultă sensul fizic al rezistivității (rezistivitate - unitatea de lungime a conductorului de rezistență, unitatea de arie a secțiunii transversale)

prin urmare, se obține rezistența unitate de măsură.

Rezistența SI este măsurată în ohmi, lungimea în metri, zona în metri pătrați. Prin urmare, în unitatea de măsură SI a rezistivității va fi numit. Totuși, pentru conductori metalici rezistivitate măsurată în aceste unități vor fi exprimate în număr foarte mic. Prin urmare, în practică, o rezistivitate a lungimii conductorului de un metru și o secțiune transversală de un milimetru pătrat, adică rezistivitate măsurată.

În toate calculele asociate cu determinarea lungimea necesară a conductorului pentru o anumită rezistență și secțiune transversală, este necesar să se cunoască rezistivitatea conductorului. apare o nevoie specială, în cazul în necunoscut, confecționate dintr-un metal conductor, astfel încât măsurarea rezistivității conductorului în fizică este o sarcină separată. În plus, cunoașterea rezistenței specifice a conductorului și oferă o indicație a unora dintre celelalte caracteristici.

Mai jos considerăm natura rezistenței conductorului în ceea ce privește conductivitatea electrică a teoriei electronilor metalelor. Numeroase experimente sa constatat că purtătorii de sarcină de primul tip din conductorii (metale) sunt electroni liberi. Din punctul de vedere al teoriei clasice de electroni, electronii de conducție în metal sunt considerate ca niște gaz de electroni având proprietățile unui gaz monoatomic ideal. În mișcarea sa electronii se ciocnesc cu nodurile zăbrele, care rulează o distanță de timp. Această distanță este numită drumul liber. Timpul t corespunzător este timpul mediu între coliziuni. Dacă vom folosi teoria cinetică a gazelor, energia termică a electronilor poate fi estimată prin formula

în cazul în care mi - masa de electroni,

- medie viteza de pătrat,

k - constanta Boltzmann,

T - temperatura absolută.

Când 00 = 110 km / s. Aceasta este aceeași procedură și viteza termică medie aritmetică a electronilor -. Din cauza dezordinii lor de mișcare termică a electronilor nu poate provoca curentul în conductorul.

Cu toate acestea, atunci când un câmp electric extern
în conductorul are loc deplasarea ordonată a electronilor, care formează un curent electric a cărui densitate este determinată de expresia

unde n0 - concentrația volumică a electronilor,

e - taxa de electroni,

- viteza medie a mișcării electronilor ordonate în direcția câmpului.

Viteza medie a mișcării ordonate este extrem de mică în comparație cu viteza medie de mișcare termică aleatorie și estimată la aproximativ 8.10-4m / sec. Acest lucru se datorează foarte frecvent coliziunea electronilor cu ionii rețelei cristaline. Cu toate acestea, mișcarea electronilor într-un câmp electric se produce pe întreaga lungime a conductorului și aproape simultan.

Presupunând că electronii atunci când sunt combinați cu site-urile de cristal zăbrele pierd complet mișcare de viteză a ordonat, dobândesc în timpul calea liberă, legea a doua a lui Newton pentru electroni (ecuația de mișcare) poate fi scrisă ca

Integrarea acestei ecuații peste de la 0 la t și de la 0 pentru a obține

Dat fiind faptul că mișcarea sub acțiunea câmpului electric este uniform accelerat, viteza medie a mișcării ordonate va fi egală cu jumătate din maximul

Apoi, viteza medie a mișcării comandate vor

iar densitatea de curent poate fi scris ca

Expresia rezultată menționată legea lui Ohm la densitatea de curent sau prin legea lui Ohm în formă diferențială. legea lui Ohm pentru densitatea de curent poate fi, de asemenea, obținute prin manipulări simple ale legii convenționale lui Ohm, scrisă sub forma

U- în cazul în care tensiunea aplicată conductorului,

rezistența la R a conductorului.

Folosind formula (1), rescriem legea lui Ohm (11) sub forma

împărțind ambele părți ale acestei ecuații de S, obținem

în cazul în care există o densitate de curent.

Deoarece într-un câmp magnetic uniform, apoi în cele din urmă la densitatea de curent a scrie expresia

Comparând formulele (14) și (10) vedem că rezistivitatea datorită caracteristicilor purtătorilor de sarcină, după cum urmează:

În această lucrare ne propunem pentru a măsura rezistivitatea mai multor conductoare realizate sub formă de sârmă. Probe din diverse sârmă de metal fixat la textolit panou folosind terminale care conectează-TVSS 60 pentru măsurarea rezistenței unui anumit fir.

SARCINĂ ȘI RAPORTARE

1. Studiul metodei de măsurare a rezistenței, folosind un multimetru TVSS-60M.

1. Măsurați lungimea liniei L primei probe de testat cu o precizie de sârmă cm și micrometru diametrul său în patru locuri posibile, la distanțe egale.

2. Se calculează media aria secțiunii transversale a probei conform cu sârmă formula.

3. Se măsoară rezistența la TVSS dispozitivului R-60M-1-lea segment primul eșantion de sârmă și se calculează rezistivitatea formulei.

4. Se repetă pasul. 4 pentru segmentele rămase.

6. măsurători, stoca rezultatele în tabelul 1.