Отримання знань

6) ЛПТ-90;

7) термометр;

8) провідники.

Теоретичні відомості

        Опір металевих провідників обумовлюється домішками і різними неоднорідностями чи невірністю у розміщення атомів в кристалічних решітках. А також залежить від швидкості коливань атомів в вузлах кристалічних решітках.
        Неоднорідності в провідниках і швидкість коливань атомів з ростом температури збільшуються, а тому і опір провідника збільшується. З пониженням температури опір зменшується.
         Нехай R0 опір досліджуваного провідника при 0°С. Після нагріву провідника на tº опір його змінився і став Rt . Тоді приріст опору при нагріванні на tº буде Rt - R0, а при нагріванні на 1ºС буде відношення  яке показує на скільки змінюється кожна одиниця початкового опору, який був заміряний при 0°С при нагріванні на 1°С, називається температурним коефіцієнтом опору - α . Звідси

         Вимір температурного коефіцієнту опору зводиться до виміру опору про¬відника при двох яких-небудь температурах, наприклад t1º і t2º . Нехай при цих температурах опори будуть R1 і R2. Використовуючи формулу (1) для цих опорів, виключаючи R0 знаходимо температурний коефіцієнт опору

 (1)  де  t2º>t1º

Опис приладу

        Використаний спосіб визначення опору в роботі вперше запропонував. Уітстон. Цей спосіб базується на законах розгалуженого електричного кола і дає точні значення опору.
        Місток складається з джерела струму до полюсів якого через ключ К увімкнені дві паралельні вітки з двома опорами кожна: в одній вітці опір R i досліджуваний опір Rx, в другій - реохорд. Реохорд складається з тонкої однорідної проволоки. Проволока натягнута на лінійці. До точки С підключається одна клема гальванометра, друга його клема - до повзунка реохорда D. 
        Частина установки СD схожа на місток, який перекинутий між двома гілками опору, звідси і назва.

Способи виміру опору

        Переміщенням повзунка D треба визначити таке положення, щоб струм через місток не йшов (стрілка гальванометра на нулі). В цьому випадку в точках С і D потенціали рівні.
         Позначимо потенціали цих точок U потенціали точки В через UB точки А - UA , струм гілки АСВ через I1, в АДВ - I2. Тоді по закону Ома для ділянки кола

 (1);          (2);

 (3);         (4);

з рівності лівих частин рівнянь (1) і (4) та (2) і (3) маємо:

 (5);         (6);

        Розділивши рівняння (6) на (5) отримаємо:  (7) тобто, якщо струм через містки не йде, опори чотирьох гілок будуть пропорційні. Так як по довжині вся проволока реохорда однорідна, опір її дільниць дорівнює:  (8);   (9), звідки  (10) . В рівнянні (7) відношення  заміняється  , тоді  (11) . Кінцева формула для знаходження опору має вигляд

 (12) .

Хід роботи.

1. Закріпити у лапці штативу пробірку зі спіраллю і опустити її у колбу з водою.
2. Скласти місток Уітстона, включивши до нього як невідомий опір опор спіралі, а як відомий опір - магазин опорів.
3. Опустити термометр в пробірку з спіраллю і почекати поки температура спіралі не стане рівною температурі водії.
4. Включити на магазині будь-який опір (40-80Ом) і встановити повзунок реохорда (В) посередині струни.
5. Замкнути коло і пересуваючи повзунок уздовж струни, знайти таке положення при якому через гальванометр струм не протікав (стрілка гальванометра на 0).
6. Визначити опір спіралі, виміривши довжини ділянок проволоки l1, l2.
7. Змінити опір на магазині і вдруге визначити опір спіралі.
8. Визначити середнє значення опору спіралі при tºC Rx
9. Досліджувану спіраль в пробірці помістіть у колбі з водою.
10. Розмістити колбу на електроплитці і після того, як вода закипить і температура в пробірці не буде збільшуватися, визначте опір спіралі при температурі кипіння Rx, повторюючи пункти 4-8.
11. Заповнити таблицю і розрахувати термічний коефіцієнт опору.
12. Порівняти результати досліду з табличними даними.