Лабораторная работа "Измерение удельного сопротивления проводника".
опыты и эксперименты по физике на тему

Лабораторная работа

Тема: Измерение удельного сопротивления проводника.

Оборудование: источник постоянного тока, соединительные провода, проволока из материала с большим удельным сопротивлением, амперметр, вольтметр, штангенциркуль.

Цель работы: Опытным путем определить удельное сопротивление проводника.

Теоретическая часть.

Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Сопротивление проводника представляет собой меру противодействия проводника установлению в нем электрического тока. С помощью закона Ома можно определить сопротивление проводника:

R = U/I

Для этого нужно измерить напряжение и силу тока.

Сопротивление зависит от материала проводника и его геометрических размеров.

Сопротивление проводника длиной с постоянной площадью S равно: R = / S

Где  – величина, зависящая от рода вещества и его состояния (например, от температуры). Величину называют удельным сопротивлением проводника. Удельное сопротивление численно равно сопротивлению проводника, имеющего форму куба с ребром 1м, если ток направлен вдоль нормали к двум противоположным граням куба. Единицу сопротивления проводника устанавливают на основе закона Ома и называют его Ом. Проводник имеет сопротивление 1Ом, если при разности потенциалов 1В сила тока равна в нем 1А.

Единицей удельного сопротивления является 1Ом · м. Удельное сопротивление металлов мало. Диэлектрики обладают очень большим удельным сопротивлением. В таблице приведены примеры значений удельных сопротивлений некоторых проводников.

Для выполнения работы необходима проволока из материала с большим удельным сопротивлением.

Удельное сопротивление проводника можно вычислить, используя формулы

        R = / S,         S = π·d2 /4,

Где d – диаметр проводника.

Сопротивление проводника можно измерить, используя закон Ома. В этом случае формула расчета удельного сопротивления будет иметь вид:

         = π· R· d2 /4 · или  = π· U· d2 /4 ·

Практическая часть:

1. Подготовьте бланк отсчета с таблицей для записи результатов измерений и вычислений.

Таблица для записи абсолютных погрешностей:

Таблица для записи абсолютных погрешностей:

2. Соберите необходимую цепь, проверьте надежность контактов и правильность подключения измерительных приборов.

3. Измерьте длину проводника, его диаметр, силу тока в проводнике, напряжение на его концах. Результаты занесите в таблицу.

4. Вычислите приблизительное значение удельного сопротивления проводника и занесите в таблицу.

5. Определите инструментальные погрешности измерительных приборов и погрешности отсчета. Вычислите максимальные абсолютные и относительные погрешности измерений величин  U, d,

I,

∆А = ∆uА + ∆оА,         ∆uА – абсолютная инструментальная погрешность;

∆оА – абсолютная погрешность отсчета;

∆А – максимальная абсолютная погрешность прямых измерений

ε = ∆А/А

6. Вычислите максимальные относительную и абсолютную погрешности измерения удельного сопротивления проводника.

  ε  = ∆U/U + 2∆d/d + ∆I/I + ∆/

∆=∙ ε

=+∆

7. Определите по таблице материал проводника.

Запишите вывод.

Контрольные вопросы:

1. Определите площадь поперечного сечения, если длина медного проводника 1м, его сопротивление 0,4 Ом.
2. Определите площадь поперечного сечения и длину медного проводника, если его сопротивление 0,2 Ом, а масса 0,2 кг. Плотность меди 8900 кг/м3.