Исследование температурной зависимости сопротивления металлов, полупроводников, ТЭДС

Исследование температурной зависимости сопротивления металлов, полупроводников, ТЭДС

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

 

Цель данной работы состоит в экспериментальном изучении зависимости сопротивления металлов, полупроводников, термоЭДС от температуры.

 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ

 

Термопара - термоэлектрический преобразователь

Термопара – представляет контакт двух различных металлов

ТермоЭДС возникает в цепи, составленной из двух разнородных проводников (электродов) А и В (рис. 1,а) с разной концентрацией носителей заряда. Если значения температуры мест соединения t и t₀ не равны (при равенстве температур термоЭДС равна нулю) в цепи термопары возникает ЭДС.

 

В различных металлах присутствует разная концентрация свободных носителей заряда n₁ и n₂. При контакте двух металлов возникает контактная разность потенциалов, которая связана с соотношением концентраций экспоненциальной зависимостью.

Контактную разность потенциалов Δφ₁ можно определить, логарифмируя соотношение

Для другого контакта разность потенциалов имеет вид

Если цепь, состоящую из разнородных проводников при одинаковой температуре, замкнуть, то в каждом из контактов возникнет разность потенциалов, результирующая контактная разность потенциалов равна:

 

Δφ= Δφ₁+Δφ₂

 

Результирующая контактная разность потенциалов в этом случае записывается

 

или

Если контакты замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, поддерживать при различных температурах. Сумма контактных скачков потенциала равна термоэлектродвижущей силе Δφ = E.

Обозначая,        получим следующее выражение для величины термоэлектродвижущей силы:  Δφ = α(T₂ –T₁)

 

Как видно из полученного соотношения электродвижущая сила пропорциональна разности температур.

Описание установки

 

Общий вид лабораторной установки показан на рис. 6.

Рис. 6. Лабораторная установка

 

1 – Термостат

2 – Омметр (вольтметр в режиме измерения сопротивления)

3 – Блок коммутации

4 – Милливольметр

5 – Источник питания для термостата

 

В термостат помещены:

 

§ термометр, предназначенный для контроля температуры в термостате;

§ платиновое термосопротивление (рис.1)

§ полупроводниковое сопротивление

§ Термопара

 

Термопара подключена к милливольметру 4 по неполной схеме. Платиновое и германиевое термосопротивления соединены с омметром 2 через блок коммутации 3. Выбор измеряемого сопротивления осуществляется переключателем “Me – п/п” на лицевой панели блока коммутации.

 

Задание 1

 

Снять температурную зависимости платинового термосопротивления, полупроводника и термопары в диапазоне температур от комнатной до 60⁰С  с шагом в 5⁰С.

Для этого поставить переключатель в положение «R-м/м», снять показание с омметра. Построить график зависимости сопротивления от температуры (см. показания омметра (2)).

Результаты измерений занести в таблицу:

 

Таблица 1.

№ п/п	1	2	3	...	10
t, ^о С	20	25	30		60
R 1 Ом (металл)
R 2 Ом(полупроводник)
U ТЭДС

 

 

 

Исследование температурной зависимости сопротивления металлов, полупроводников, ТЭДС

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

 

Цель данной работы состоит в экспериментальном изучении зависимости сопротивления металлов, полупроводников, термоЭДС от температуры.

 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ