Методические указания для обучающихся к выполнению лабораторных работ

Лабораторная работа № 1

Тема «Исследование проводниковых материалов»

Задание

Исследовать свойства проводниковых материалов путем измерения их сопротивления электрическому току.

Краткие теоретические сведения

Удельное электрическое сопротивление, или просто удельное сопротивление вещества – физическая величина, характеризующая способность вещества препятствовать прохождению электрического тока.

Удельное сопротивление обозначается греческой буквой ρ . Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью).

В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством проводника и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества.

Электрическое сопротивление однородного проводника с удельным сопротивлением ρ , длиной l и площадью поперечного сечения S может быть рассчитано по формуле

(при этом предполагается, что ни площадь, ни форма поперечного сечения не меняются вдоль проводника).

Соответственно, для ρ выполняется равенство

Из последней формулы следует: физический смысл удельного сопротивления вещества заключается в том, что оно представляет собой сопротивление изготовленного из этого вещества однородного проводника единичной длины и с единичной площадью поперечного сечения.

Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) – Ом·м.

Из соотношения

следует, что единица измерения удельного сопротивления в системе СИ равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 м², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом.

Соответственно, удельное сопротивление произвольного вещества, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

В технике также применяется устаревшая внесистемная единица Ом·мм² /м, равная 10^{− 6} от 1 Ом·м. Данная единица равна такому удельному сопротивлению вещества, при котором однородный проводник длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1 мм², изготовленный из этого вещества, имеет сопротивление, равное 1 Ом.

Соответственно, удельное сопротивление какого-либо вещества, выраженное в этих единицах, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм².

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с инструкцией по эксплуатации цифрового мультиметра и подготовить его к работе.

2. С разрешения преподавателя приступить к измерениям сопротивления медного и алюминиевого проводников в режиме омметра.

Результаты измерений занести в таблицу:

Материал проводника	Результаты измерений	Результаты вычислений
R, Ом	ρ , Ом·мм²/м	l, м	S, мм²	R, Ом
Медь
Алюминий

Вычислить сопротивления медного и алюминиевого проводников по формуле:

где ρ – удельное сопротивление проводникового материала, Ом·мм²/м

l – длина проводника, м

S – площадь поперечного сечения проводника, мм²

Результаты вычислений записать в таблицу и сделать вывод о свойствах исследуемых проводниковых материалов.

Вопросы для самопроверки

1. Какие проводниковые материалы обладают наименьшим удельным сопротивлением?

2. Какова единица измерения удельного сопротивления проводниковых материалов в Международной системе единиц (СИ)?

3. Что называется удельной проводимостью проводниковых материалов и как она вычисляется?

4. Какова единица измерения удельной проводимости проводниковых материалов в Международной системе единиц (СИ)?

5. Как определить площадь поперечного сечения проводника?

Лабораторная работа № 2

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 Следующая ⇒