Лабораторные №1 (готовая) миээт (1). Исследование электрических свойств проводниковых материалов
![]()
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра физики отчет по лабораторной работе №1 по дисциплине «МЭТ» Тема: Исследование электрических свойств проводниковых материалов.
Санкт-Петербург 2022 Основные понятия и определения. Проводниковыми называют материалы, основным электрическим свойством которых является сильно выраженная электропроводность. К основным электрическим характеристикам проводниковых материалов относят: удельное сопротивление ρ, температурный коэффициент удельного сопротивления αρ, удельную термоэлектродвижущую силу αТ. В процессе направленного движения электроны испытывают рассеяние на статических (атом, вакансии, междоузельные атомы и т.д.) и динамических (тепловые колебания ионов в узлах кристаллической решётки) дефектах структуры. Интенсивность рассеяния определяет среднюю длину свободного пробега электрона и значение удельного сопротивления проводника, которое может быть выражено следующим образом: ![]() ![]() ![]() Концентрация электронов и средняя скорость их теплового движения в металлах слабо зависит от температуры (электронный газ – вырожденный), но с повышением температуры увеличивается амплитуда колебаний ионов в узлах кристаллической решётки, что приводит к более интенсивному рассеянию электронов в процессе их направленного движения. Соответственно уменьшается средняя длина свободного пробега и возрастает удельное сопротивление. Относительное изменение удельного сопротивления при изменении температуры на один Кельвин называют температурным коэффициентом удельного сопротивления: ![]() В области линейной зависимости ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Полное удельное сопротивление сплава: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Удельное сопротивление тонких металлических плёнок существенно превосходит удельное сопротивление массивного металла. Для сравнительной оценки поводящих свойств плёнок пользуются таким параметром как сопротивление квадрата поверхности ![]() ![]() При соприкосновении двух различных металлов между ними возникает контактная разность потенциалов. Термоэлемент, составленный из двух различных проводников, образующих замкнутую цепь, называют термопарой. При различной температуре контактов в замкнутой цепи возникает термоэлектрический ток. Если цепь разорвать в произвольном месте, то на концах разомкнутой цепи появится термоэлектродвижущая сила. В относительно небольшом температурном интервале термоЭДС пропорциональна разности температур контактов (спаев): ![]() Описание установки. Измерение сопротивления исследуемых проводников и термоЭДС термопар производится с помощью ампервольтметра, постоянно подключённого к испытательному стенду. Все исследуемые образцы расположены в корпусе стенда, причём резисторы R1, R2, R3 и один из спаев термопар помещены в термостат. Обработка результатов. Таблица 1.1
Таблица 1.2
1. Расчёт удельного сопротивления металлических проводников и сопротивления квадрата поверхности металлических плёнок: ![]() ![]() Таблица 1.3
2. Зависимость сопротивления материалов от температуры: ![]() 3. Расчёт температурного коэффициента удельного сопротивления: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]()
4. Зависимость температурного коэффициента удельного сопротивления от температуры: ![]() 5. Зависимость удельного сопротивления и температурного коэффициента удельного сопротивления от состава для слава Cu-Ni: ![]() ![]() Таблица 1.5
![]() Таблица 1.4
6. Температурная зависимость термоЭДС: ![]() |