Wyznaczanie cieplnego współczynnika oporności właściwej metali

Podobne dokumenty
Drgania relaksacyjne w obwodzie RC

Badanie zjawiska rezonansu elektrycznego w obwodzie RLC

Wyznaczanie sprawności grzejnika elektrycznego i ciepła właściwego cieczy za pomocą kalorymetru z grzejnikiem elektrycznym

Wyznaczanie ciepła topnienia lodu za pomocą kalorymetru

Pomiar współczynnika pochłaniania światła

Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru siatkowego

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

Wyznaczanie długości fali świetlnej metodą pierścieni Newtona

Badanie zjawiska rezonansu elektrycznego w obwodzie RLC

Drgania relaksacyjne w obwodzie RC

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Temperaturowa charakterystyka termistora typu NTC

Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy oraz zależności lepkości od temperatury

Laboratorium elektroniki i miernictwa

Badanie widma fali akustycznej

LI OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP II Zadanie doświadczalne

SERIA II ĆWICZENIE 2_3. Temat ćwiczenia: Pomiary rezystancji metodą bezpośrednią i pośrednią. Wiadomości do powtórzenia:

E1. OBWODY PRĄDU STAŁEGO WYZNACZANIE OPORU PRZEWODNIKÓW I SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ ŹRÓDŁA

Badanie widma fali akustycznej

WYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE

Badanie transformatora

Wyznaczenie długości fali świetlnej metodą pierścieni Newtona

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

Ćw. 27. Wyznaczenie elementów L C metoda rezonansu

Wyznaczanie krzywej ładowania kondensatora

Laboratorium Podstaw Pomiarów

SPRAWDZANIE SŁUSZNOŚCI PRAWA OHMA DLA PRĄDU STAŁEGO

E12. Mostek Wheatstona wyznaczenie oporu właściwego

Wyznaczanie składowej poziomej natężenia pola magnetycznego Ziemi za pomocą busoli stycznych

ĆWICZENIE 6 POMIARY REZYSTANCJI

Pomiar podstawowych wielkości elektrycznych

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

13 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI. Temperaturowa zależność statycznych i dynamicznych charakterystyk złącza p-n

Wyniki pomiarów okresu drgań dla wahadła o długości l = 1,215 m i l = 0,5 cm.

Ćwiczenie nr 3 Sprawdzenie prawa Ohma.

Pomiar indukcji pola magnetycznego w szczelinie elektromagnesu

E 6.1. Wyznaczanie elementów LC obwodu metodą rezonansu

POMIAR TEMPERATURY TERMOLEMENTAMI I TERMOMETRAMI REZYSTANCYJNYMI

Tutaj powinny znaleźć się wyniki pomiarów (tabelki) potwierdzone przez prowadzacego zajęcia laboratoryjne i podpis dyżurujacego pracownika obsługi

KARTA INFORMACYJNA PRZEDMIOTU

Ćwiczenie: "Pomiary rezystancji przy prądzie stałym"

Ćwiczenie 14. Sprawdzanie przyrządów analogowych i cyfrowych. Program ćwiczenia:

Ziemskie pole magnetyczne

Badanie żarówki. Sprawdzenie słuszności prawa Ohma, zdejmowanie charakterystyki prądowo-napięciowej.

SPRAWDZENIE PRAWA OHMA POMIAR REZYSTANCJI METODĄ TECHNICZNĄ

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Program ćwiczenia:

Ć w i c z e n i e 1 POMIARY W OBWODACH PRĄDU STAŁEGO

Ćwiczenie nr 9. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.

Scenariusz lekcji fizyki w klasie drugiej gimnazjum

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych

MOMENT MAGNETYCZNY W POLU MAGNETYCZNYM

Pomiar oporu elektrycznego za pomocą mostka Wheatstone a

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

ε (1) ε, R w ε WYZNACZANIE SIŁY ELEKTROMOTOTYCZNEJ METODĄ KOMPENSACYJNĄ

Ćwiczenia tablicowe nr 1

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

Ć W I C Z E N I E N R E-8

Laboratorium fizyczne

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Ćwiczenie 375. Badanie zależności mocy promieniowania cieplnego od temperatury. U [V] I [ma] R [ ] R/R 0 T [K] P [W] ln(t) ln(p)

METROLOGIA EZ1C

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wyznaczanie ciepła właściwego cieczy metodą kalorymetryczną

E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa

Katedra Energetyki. Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Pomiar rezystancji metodą techniczną

nazywamy mostkiem zrównoważonym w przeciwieństwie do mostka niezrównoważonego, dla którego Z 1 Z 4 Z 2 Z 3. Z 5

Ćwiczenie 8 Temat: Pomiar i regulacja natężenia prądu stałego jednym i dwoma rezystorem nastawnym Cel ćwiczenia

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

Pomiary małych rezystancji

Badanie transformatora

Badanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

Wyznaczanie wielkości oporu elektrycznego różnymi metodami

Badanie transformatora

LVI OLIMPIADA FIZYCZNA (2006/2007). Stopień III, zadanie doświadczalne D

Ćwiczenie nr 10. Pomiar rezystancji metodą techniczną. Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie się z różnymi metodami pomiaru rezystancji.

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

WYMAGANIA EDUKACYJNE I KRYTERIA OCENIANIA Z PRZEDMIOTU POMIARY W ELEKTRYCE I ELEKTRONICE

Wyznaczanie charakterystyki prądowo-napięciowej wybranych elementów 1

F = e(v B) (2) F = evb (3)

Energia promieniowania termicznego sprawdzenie zależności temperaturowej

Regulacja dwupołożeniowa.

Wyznaczanie oporu elektrycznego właściwego przewodników

Ćwiczenie nr 254. Badanie ładowania i rozładowywania kondensatora. Ustawiony prąd ładowania I [ ma ]: t ł [ s ] U ł [ V ] t r [ s ] U r [ V ] ln(u r )

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 1. Połączenia szeregowe oraz równoległe elementów RC

Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych: Fizyka dla elektroników 2

J Wyznaczanie względnej czułości widmowej fotorezystorów

FIZYKA LABORATORIUM prawo Ohma

Analiza zderzeń dwóch ciał sprężystych

Ćwiczenie 425. Wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych. Woda. Ciało stałe Masa kalorymetru z ciałem stałym m 2 Masa ciała stałego m 0

Metodę poprawnie mierzonego prądu powinno się stosować do pomiaru dużych rezystancji, tzn. wielokrotnie większych od rezystancji amperomierza: (4)

1 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Laboratorium Podstaw Pomiarów

Badanie charakterystyki prądowo-napięciowej opornika, żarówki i diody półprzewodnikowej z wykorzystaniem zestawu SONDa

SPRAWDZENIE PRAWA STEFANA - BOLTZMANA

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 121: Termometr oporowy i termopara

Termodynamika. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki I rok inż. Pomiary temperatury Instrukcja do ćwiczenia

POLITECHNIKA OPOLSKA

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W TARNOWIE INSTYTUT POLITECHNICZNY LABORATORIUM METROLOGII. Instrukcja do wykonania ćwiczenia laboratoryjnego:

Transkrypt:

Politechnika Łódzka FTIMS Kierunek: Informatyka rok akademicki: 2008/2009 sem. 2. grupa II Termin: 5 V 2009 Nr. ćwiczenia: 303 Temat ćwiczenia: Wyznaczanie cieplnego współczynnika oporności właściwej metali Nr. studenta: 6 Nr. albumu: 151021 Nazwisko i imię: Tarasiuk Paweł Ocena z kolokwium:... Ocena z raportu:... Data wykonania ćw.: 5 V 2009 Data oddania raportu: 12 V 2009 Uwagi:

Streszczenie Sprawozdanie z ćwiczenia polegającego na wyznaczaniu cieplnego współczynnika oporności właściwej dla pewnego metalowego rezystora, zawierające wyjaśnienie zasady pomiaru, wyniki przeprowadzonych pomiarów, analizę wraz z odpowiednim wykresem, obliczenia oraz wnioski. Opis metody Przy przeprowadzaniu doświadczenia zastosowano: prosty zasilacz o przełączanej biegunowości, opornicę dekadową, potencjometr w kształcie torusa (regulowany za pomocą pokrętła, mógł wskazywać na stany pomiędzy 0 a 100), galwanometr,, badany opornik umieszczony w aluminiowym bloku grzejnym, wentylator pokojowy, oraz termometr elektroniczny. Wykorzystany obwód elektryczny został wykonany według poniższego schematu: 0 R t zasilacz P 100 A R Zgodnie z zasadą działania mostka Wheatstone a, towarzysząca zmianom temperatury zmiana rezystancji opornika R t powodowała, że mostek był zrównoważony (przez galwanometr nie płynął prąd) dla innego ustawienia potencjometru. W celu ustalania właściwego ustawienia potencjometru, przydatna była możliwość przestawiania biegunowości zasilacza - galwanometr wskazywał także ujemne wartości natężenia (dla prądu płynącego przeciwnie do umownego kierunku), zatem mostek był zrównoważony wtedy, gdy dla obu biegunowości wskazówka galwanometru osiągała tą samą pozycję. Możliwe było przeprowadzenie pomiaru z dokładnością wynoszącą 0, 5 w skali regulacji potencjometru. Pomiar polegał na odczytywaniu zależności pomiędzy dającym stan równowagi ustawieniem potencjometru a temperaturą opornika, podczas gdy był on podgrzewany od temperatury pokojowej do 100 C, a następnie ochładzany za pomocą wentylatora do 30 C. Opornica dekadowa ustawiona była na rezystancję 100 Ω. Paweł Tarasiuk, ćw. 303 2 / 6

Wyniki pomiarów Poniższa tabela przedstawia dające stan równowagi mostka ustawienia potencjometru dla różnych temperatur. Dla każdej pary obliczony został wynikający z niej opór R t badanego rezystora, według wzoru R t = R n N n, gdzie N = 100 to maksymalne ustawienie potencjometru, a R to rezystancja opornicy dekadowej. nr. T [ C] n R t [Ω] 1 21, 0 49, 5 98, 0 2 25, 0 50, 0 100, 0 3 30, 0 50, 0 100, 0 4 35, 0 50, 0 100, 0 5 42, 0 51, 0 104, 1 6 45, 5 51, 0 104, 1 7 51, 5 51, 5 106, 2 8 55, 0 51, 5 106, 2 9 60, 0 52, 0 108, 3 10 62, 5 52, 0 108, 3 11 66, 0 52, 5 110, 5 12 70, 0 53, 0 112, 8 13 74, 0 53, 5 115, 1 14 79, 5 54, 0 117, 4 15 83, 5 54, 4 119, 3 16 88, 5 54, 5 119, 8 17 91, 5 55, 0 122, 2 18 95, 5 55, 5 124, 7 19 99, 0 55, 5 124, 7 20 99, 0 56, 0 127, 3 21 95, 5 56, 0 127, 3 22 91, 5 56, 0 127, 3 23 88, 5 55, 5 124, 7 24 83, 5 55, 5 124, 7 25 79, 5 55, 0 122, 2 26 74, 0 54, 5 119, 8 27 70, 0 54, 0 117, 4 28 66, 0 54, 0 117, 4 29 62, 5 54, 0 117, 4 30 60, 0 53, 5 115, 1 31 55, 0 53, 0 112, 8 32 51, 5 52, 5 110, 5 33 45, 5 52, 0 108, 3 34 42, 0 51, 5 106, 2 35 35, 0 51, 0 104, 1 36 30, 0 50, 5 102, 0 Paweł Tarasiuk, ćw. 303 3 / 6

Obliczenia Zależność oporu od temperatury, wynikająca z punktów opisanych w powyższej tabeli, można przedstawić za pomocą wykresu: Zgodnie z zastosowaną numerycznie metodą najmniejszych kwadratów, prosta ma następujące parametry: Łatwo zauważyć, że zgodnie ze wzorem: a = (0, 38 ± 0, 02) Ω K b = (97 ± 1) Ω R t = R 0 + R 0 α (T T 0 ) Przyrównanie uzyskanej prostej do przewidywań teoretycznych daje wniosek: R 0 = b = (97 ± 1) Ω α = a R 0 3, 9 10 3 1 K Paweł Tarasiuk, ćw. 303 4 / 6

Obliczam błąd na wielkości złożonej jako sumę błędów na składowych: ( a α = α a + b ) 0, 2 10 3 1 b K Ostatecznie, otrzymuję: α = (3, 9 ± 0, 2) 10 3 1 K R 0 = (97 ± 1) Ω Wnioski Uzyskana wartość współczynnika α jest równa (i to z dokładnością do cyfry znaczącej) wartości cieplnego współczynnika oporności właściwej miedzi zapisanej w źródłach tablicowych. Uzyskany zakres błędu świadczy jednak, że zgodność ta jest jedynie kwestią szczęścia i wzajemnego znoszenia się błędów pomiarowych. Uzyskanie prawidłowego wyniku z niewielkim błędem (nieznacznie ponad 5%) świadczy o powodzeniu doświadczenia. Interesującym zjawiskiem widocznym na wykresie jest zawyżenie szacowanych oporów podczas pomiarów przy podgrzewaniu, oraz zaniżenie przy chłodzeniu. Jest to oczywistą konsekwencją tego, że termometr wskazywał jedynie swoją temperaturę i wymieniał ciepło z pewnym specyficznym punktem opornika, którego średnia temperatura zmieniała się o pewną stałą szybciej, niż wskazania termometru. Zatem dzięki wykonaniu pomiarów zarówno dla chłodzenia jak i dla ogrzewania możliwa była redukcja tego błędu i uzyskanie poprawnego wyniku. Na wynik doświadczenia mogły także wpłynąć następujące niedoskonałości: 1. Wzór zakładający liniową zależność oporu od temperatury jest jedynie przybliżeniem dla małych zakresów (czasami dla większych zakresów temperatur stosuje się przybliżenia eksponencjalne). 2. Wahania temperatur elementów obwodu innych niż R t podczas wykonywania pomiarów mogły wpływać na ich parametry. 3. Pominięty został opór przewodów łączących. Bibliografia Praca zbiorowa pod red. Grzegorza Derfla, Instrukcje do ćwiczeń i Pracowni Fizycznej, Instytut Fizyki Politechniki Łódzkiej, Łódź 1998 Bogdan Żółtowski, Wprowadzenie do zajęć laboratoryjnych z fizyki, Skrypt Politechniki Łódzkiej, Łódź 2002 Paweł Tarasiuk, ćw. 303 5 / 6

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Podstawy fizyki T. 3., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005 David Griffiths, Introduction to electrodynamics, Upper Saddle River, New Jersey 1999 Paweł Tarasiuk, ćw. 303 6 / 6