Лабораторная работа №5 «Определение удельного сопротивления проводника»

Цель: рассчитать удельное сопротивление металлического проводника.

Оборудование: реостат, штангенциркуль.

Теория:

Одной из характеристик

проводника является

удельное сопротивление

ρ.

Удельное

сопротивление проводника зависит от концентрации свободных электронов и от расстояния между

ионами кристаллической решетки, иначе говоря, от материала проводника.

Для

однородного

цилиндрического

проводника

с

сопротивлением

R,

длиною

l,

площадью

поперечного сечения S, удельное сопротивление определяется по формуле:

В качестве исходного материала для эксперимента можно использовать обмотку реостата. Полное

сопротивление проволоки реостата написано на корпусе устройства. Длину проволоки реостата и

площадь ее сечения можно рассчитать по геометрическим формулам:

𝑙

=

∙

𝜋𝐷 𝑁

𝑆

=

𝜋𝑑

2

4

где D – диаметр керамического цилиндра реостата (диаметр витка проволоки),

d – диаметр проволоки,

N – число витков проволоки на реостате.

Порядок выполнения работы:

1. Рассмотрите реостат и считайте с него максимальное сопротивление.

2. Штангенциркулем измерьте диаметр D керамического цилиндра реостата.

3. Подсчитайте количество N витков проволоки обмотки реостата.

4. Рассчитайте длину проволоки, намотанную на керамический цилиндр реостата l

=

∙

𝜋𝐷 𝑁

5. Штангенциркулем измерьте длину обмотки на керамическом цилиндре и рассчитайте диаметр d

проволоки реостата методом рядов.

6. Рассчитайте площадь сечения проволоки

𝑆

=

𝜋𝑑

2

4

7. Вычислите удельное сопротивление материала проволоки

8. В справочной литературе найдите табличное значение удельного сопротивления материала ρ

таб

,

из которого изготовлена обмотка реостата (константан) и рассчитайте относительную погрешность

δ своего результата.

𝛿

=

|

−

𝜌 𝜌

таб

|

𝜌

таб

∙ 100%

9. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

R

D

N

l

проволоки

L

обмотки

d

S

ρ

ρ

таб

δ

Ом

м

-

м

м

м

м

2

Ом·м

Ом·м

%

10. Сделать вывод, оценить погрешность. При наличии большой погрешности найти объяснение.

Контрольные вопросы

1.

От чего зависит сопротивление проводника?

2.

Что характеризует удельное сопротивление проводника?

3.

Для чего предназначен реостат?

4.

Как можно включать реостат в цепь?

5.

Почему в реостатах используют проволоку с большим удельным сопротивлением?

6.

Для каких величин указывают на реостатах их допустимые значения?

7.

Как на схемах электрических цепей изображают реостат?

Таблица. «Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ»

Таблица вариантов*

№ варианта

мини группы

Сопротивление

реостата

R, Ом

Диаметр

керамического

цилиндра

реостата

D, мм

Количество

витков

N

Длина обмотки

L, мм

1

6

19

110

87

2

6

20

108

87

3

6

19

110

88

4

6

19

108

88

5

6

19

108

87

* Значения для расчетов при переносе в Ваш бланк – отчет, согласно Методическим

рекомендациям к лабораторной работе «Определение удельного сопротивления проводника»

необходимо перевести в единицы СИ.