Т е о р и я м е т о д а. Ц е л ь р а б о т ы: исследование зависимости сопротивления от длины проводника

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 5.1.2.

Ц е л ь р а б о т ы: исследование зависимости сопротивления от длины проводника.

П р и б о р ы: прибор FPM -01, штангенциркуль, микрометр.

Немецкий физик Г.Ом экспериментально установил закон, согласно которому сила тока I, текущего по однородному (в смысле отсутствия сторонних сил) металлическому проводнику, пропорциональна напряжению на концах проводника

Коэффициент пропорциональности называется электрическим сопротивлением проводника - [ Ом ]- равный сопротивлению проводника, в котором при напряжении 1В течет ток силой 1А.

Величина называется электрической проводимостью проводника. Единица проводимости – сименс (См).

1См – проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом.

Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы, а также от свойств материала, из которого он изготовлен. Для цилиндрического проводника сопротивление

где l – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения,

r - коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника. Он называется удельным электрическим сопротивлением.

Единица удельного электрического сопротивления – ом-метр (Ом·м).

Наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро

(1,6·10^-9 Ом·м) и медь (1,7·10^-8 Ом·м). На практике наряду с медными применяются алюминиевые провода (2,6·10^-8 Ом·м), обладающие меньшей плотностью по сравнению с медью.

Экспериментально доказано, что с увеличением температуры удельное сопротивление металлических проводников, а следовательно, и сопротивление возрастает по закону

ρ = ρ₀(1 + αt),

R = R₀(1 + αt)

где ρ₀ и ρ - удельные сопротивления

R₀ и R - сопротивления проводника соответственно при 0⁰С и t⁰С

α – температурный коэффициент сопротивления. Для чистых металлов, при не очень низких температурах, температурный коэффициент близок к 1/273 град^-1.

Эти соотношения носят приближенный характер и не оправдываются ни при высоких, ни при очень низких температурах. При очень низких температурах, порядка 1-10К, некоторые металлы и сплавы скачком полностью утрачивают сопротивление. Это явление называется сверхпроводимостью.

Чтобы определить ρ, необходимо измерить электрическое сопротивление R отрезка проволоки, его длину l и площадь поперечного сечения S

Для цилиндрических проводников . Подставив это выражение в (5), получим расчетную формулу для определения удельного сопротивления

Дата добавления: 2014-01-04