Главная страница
Навигация по странице:

  • Явления, изучаемые в работе

  • Схема установки

  • Основные расчетные формулы

  • Погрешности прямых измерений

  • Формулы погрешностей косвенных измерений

  • Зависимость длинны проволоки от её температуры Окончательные результаты

    		•

    Коэффициент термического линейного расширения твердого тела. Отчет по лабораторной работе 10 По дисциплине


    Скачать 0.62 Mb.
    НазваниеОтчет по лабораторной работе 10 По дисциплине
    АнкорКоэффициент термического линейного расширения твердого тела
    Дата25.05.2022
    Размер0.62 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаOtchyot_po_10 (1).docx
    ТипОтчет
    #548227

    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ



    федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

    высшего образования

    «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

    Кафедра общей и технической физики



    Отчет по лабораторной работе №10

    По дисциплине Физика

    (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

    Тема работы: Коэффициент термического расширения (линейного) твердого тела



    Выполнил: студент гр. ТО-21 Фролов Т.И.

    (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)

    Проверил(а):

    (должность) (подпись) (Ф.И.О.)


    Санкт-Петербург

    2022

    Цель работы: 1) Определить температуру металлической проволоки при протекании через неё электрического тока; 2) Измерить удлинение проволоки при нагревании; 3) Определить коэффициент линейного термического расширения; 4)Рассчитать плотность исследуемого образца материала.
    Явления, изучаемые в работе:

    1)Нагревание проводника при прохождении через него электрического тока;

    2)Удлинение проводника при нагревании.
    Краткое теоретическое обоснование:

    Коэффициент объемного расширения тела – это физическая величина, которая

    определяет относительное изменение объема тела при изменении температуры.

    Коэффициент линейного расширения – физическая величина, равная относительному изменению линейного размера тела при изменении температуры.

    Ток– упорядоченное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля.

    Сила тока - скалярная физическая величина, численно равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в единицу времени

    Напряжениемежду двумя точками электрической цепи равно работе электрического поля по перемещению единичного положит, заряда из одной точки в другую.

    Коэффициент термического расширения – величина, характеризующая относительную величину изменения объема или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 К, при постоянном давлении.

    Закон Ома: сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка.

    Схема установки:

    Устройства:

    1)Трубка, уменьшающая тепловые потери при нагревании

    2) Исследуемая медная проволока

    4)Груз, поддерживающий проволоку в натянутом состоянии

    5)Микрометрический индикатор, показывающий удлинение проволоки

    7)Нагрузочное сопротивление

    8)Регулируемый блок питания

    9),10) Цифровые вольтметры

    11) Пульт, позволяющий регулировать величину нагрузочного сопротивления

    12) Пульт "Нагрев"

    Основные расчетные формулы

    ,где:

    Rэт – эталонное сопротивление, [Rэт] = Ом

    Uэт – эталонное сопротивление (показание верхнего вольтметра), [Uэт] = В

    I – сила тока в цепи (показание амперметра), [I] = A



    Rпр – сопротивление проволок

    Uэт - напряжение на проволоке (показание нижнего вольтметра)
    ,где:

    t – температура при разных значениях сопротивления проволоки, [t] = oC

    λ – термический коэффициент сопротивления, [λ] = град-1

    Rпр. t – сопротивление проволоки при разных температурах

    R0 – начальное сопротивление проволоки

    , где:

    – коэффициент линейного расширения, [ ] = град-1

    – удлинение проволоки, 1 м

    – начальная длина проволоки, 1м

    – изменение температуры, [T] = oC
    Погрешности прямых измерений

    №
    Название прибора
    Предел измерения
    Кол-во дел.
    Цена дел.
    Класс точности
    Абсолютная погрешность

    1
    Вольтметр
    0,1 v / 100 v
    -



    Цифровой
    0,01 v

    2
    Микрометр
    100
    100



    Шкальный
    1 мкм

    3
    Вольтметр
    1 v / 50 v
    -



    Цифровой
    0,001 v

    4
    Амперметр
    9,99 А
    -



    Цифровой
    0,01A

    Формулы погрешностей косвенных измерений


    △t= t*( + )= 0,30Со
    = ( = 0,64*10^(-6) град-1
    Исходные данные:

    1)Медная проволока;

    2)L0 = 1 метр;

    3)Диаметр проволоки d = 0,20 мм;

    4)Термический коэффициент сопротивления = 4,3 * 10-3 К-1;



    6)Удельное электрическое сопротивление Ом*м
    Таблица 1 - “Измерение сопротивления медной проволоки”

    № опыта
    Uист.
    Uэт.
    Uпр.
    △L
    I
    Rпр.

    Размерность
    В
    В
    В
    мкм
    А
    Ом

    Rнагр. сопр. = 30 Ом

    1
    1
    0,981
    0,01
    0
    0,03
    0,3

    2
    2
    1,963
    0,03
    0
    0,06
    0,46


    Пример расчетов:


    Таблица 2 -“Изменение падения напряжения и удлинение проволоки”

    Номер опыта
    Uист.
    Uэт.
    Uпр.
    L
    I
    Rпр.
    tn

    Размерность
    В
    В
    В
    мкм
    А
    Ом
    oC




    Rнагр. сопр. = 10 Ом

    1
    5
    4,73
    0,26
    4
    0,47
    0,549
    106,6

    2
    10
    9,47
    0,52
    13
    0,94
    0,551
    107,7

    3
    15
    14,2
    0,79
    29
    1,42
    0,556
    110,6

    4
    20
    18,93
    1,06
    51
    1,89
    0,559
    112,4

    5
    25
    23,65
    1,34
    80
    2,36
    0,566
    116,5

    6
    30
    28,37
    1,62
    116
    2,83
    0,571
    119,4

    7
    35
    33,08
    1,91
    159
    3,30
    0,577
    122,9

    8
    40
    37,78
    2,21
    210
    3,77
    0,584
    126,9

    9
    45
    42,47
    2,52
    268
    4,24
    0,593
    132,2

    10
    50
    47,15
    2,84
    336
    4,71
    0,602
    137,4

    11
    45
    42,47
    2,52
    268
    4,24
    0,593
    132,2

    12
    40
    37,78
    2,21
    210
    3,77
    0,584
    126,9

    13
    35
    33,08
    1,91
    159
    3,30
    0,577
    122,9

    14
    30
    28,37
    1,62
    116
    2,83
    0,571
    119,4

    15
    25
    23,65
    1,34
    80
    2,36
    0,566
    116,5

    16
    20
    18,93
    1,06
    51
    1,89
    0,559
    112,4

    17
    15
    14,2
    0,79
    29
    1,42
    0,556
    110,6

    18
    10
    9,47
    0,52
    13
    0,94
    0,551
    107,7

    19
    5
    4,73
    0,26
    4
    0,47
    0,549
    106,6



    Пример расчетов



    = 106,6oС

    Зависимость длинны проволоки от её температуры

    Окончательные результаты
    град-1

    град-1

    0,64) * 10^ (-6) град-1

    Вывод:
    В ходе работы были выявлены температурные значения проволоки при протекании через неё электрического тока. Был определен коэффициент линейного термического расширения. Сравнив полученный результат ( 0,64) * 10^ (-6) град-1) и табличное значение коэффициента линейного термического расширения для алюминиевой проволоки можно увидеть их несоответствие , которое связано с неточностью показаний измерительных приборов.

    написать администратору сайта