Лабораторна робота №6

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕМПЕРАТУРИ накалювання ВОЛЬФРАМОВОЇ НИТКИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЛАМПИ

Мета роботи: визначення температури вольфрамової нитки електричної лампи за різної напруги.

Прилади та матеріали: електрична лампа, встановлена на панелі; лабораторний трансформатор (ЛАТР); реостат; амперметр; вольтметр; з’єднувальні дроти; термометр для вимірювання кімнатної температури.

Теоретичні відомості

Нитка накалювання електричної лампи при нормальному навантаженні (200В) нагрівається до достатньо високої температури. При високих температурах залежність опору нитки накалювання від температури є нелінійною та може бути зображена у вигляді

(6.1)

де R − опір вольфрамової нитки накалювання за температури t; R₀ − опір нитки за температури 0ºС; α, β, γ − температурні коефіцієнти опору вольфраму. Визначити R₀ в лабораторних умовах важко (нитку лампи треба підтримувати при 0ºС), тому звичайно вимірюють опір нитки R_k за кімнатної температури t_k і виражають R₀ через R_k, використовуючи лінійну залежність опору від температури при невисоких температурах:

. (6.2)

Підставивши значення R₀ з (6.2) у (6.1), отримаємо

. (6.3)

Розв’язуючи це рівняння, можна визначити шукану температуру при відомих R, R₀, t_k, α, β, γ. Цю задачу можна значно спростити, якщо побудувати у вигляді графіку залежність величини С від температури:

. (6.4)

Визначивши за експериментально знайденими значеннями R, R_k та t_k величину С із співвідношення

, (6.5)

можна за допомогою графіка знайти температуру вольфрамової нитки.

Метод визначення температури провідника шляхом вимірювання його опору лежить в основі використання металевих та напівпровідникових термометрів опору, які дозволяють дистанційно з великою точністю та малою інерційністю вимірювати температуру у широкому інтервалі.

Опис вимірювальної схеми

Опори R та R_k визначаються експериментально. Вимірювання опору R_k вольфрамової нитки лампи за кімнатної температури проводиться за допомогою моста Уітсона (див. Лабораторну роботу №5).

Опір R нитки накалювання визначається методом амперметра-вольтметра. Схема для вимірювання R показана на рис.6.1. схема складається з амперметра А, вольтметра V, лампи накалювання Л, реостата r та ЛАТРа. Амперметр А призначений для вимірювання струму I, що тече через електричну лампу. Вольтметр V вимірює суму падінь напруги на лампі та амперметрі. Реостат служить для регулювання режиму роботи електричного кола. Живлення проводиться від лабораторного автотрансформатора, який підключено до мережі.

Напруга, що вимірюється вольтметром

(6.6)

де I − сила струму у лампі; R – опір нитки накалювання; R_А − внутрішній опір амперметра. Звідси опір вольфрамової нитки накалювання електричної лампи дорівнюватиме

. (6.7)

Дата добавления: 2014-12-27