Обработка результатов измерений. I. Для металлического проводника (Rп)

I. Для металлического проводника (R _п)

1. По данным из табл. 6.1 постройте график зависимости сопротивления проводника R _пот температуры в градусах Цельсия. За начало координат возьмите точку 0 °С по оси температур и (R _комн. – 1 Ом) по оси R. Выбранные Вами масштабы должны обеспечить угол наклона графика не менее 35…40°.

2. По графику определите сопротивление проводника при температуре 0 °С и значение углового коэффициента К ₁. Расчёты представьте на свободном месте диаграммы R _п (t).

3. По найденным К ₁ и R ₀определите температурный коэффициент сопротивления металла, из которого изготовлено исследуемоесопротивление.

4. Сравните полученное значение ТКС со справочными данными и предположите, из какого материала изготовлен проводник.

 

II. Для полупроводника (R _пп)

Таблица 6.2
№ п/п	Т, К	1/ Т, К–1	ln R пп
…

1. По данным опыта (см. табл. 6.1) постройте график зависимости сопротивления полупроводника R _ппот температуры. Точку пересечения осей графика выбирайте не в 0, а исходя из условия оптимального использования пространства диаграммы.

2. По результатам измерений (см. табл. 6.1) вычислите и запишите в табл. 6.2 значения абсолютной температуры Т, обратной температуры Т ^–1 = 1/ Т иln R _пп.

3. Постройте график зависимости ln R _пп от обратной температуры Т ^–1 и найдите угловой коэффициент К ₂ в единицах СИ(выбор точки пересечения осей графика и масштабов – см. п. 1).

4. Вычислите энергию активации полупроводника в джоулях, а затем выразите её в электрон-вольтах.

5. Найдите в справочной литературе энергию активации германия и кремния, сопоставьте с полученным Вами значением D W и определите, из чистого или примесного вещества изготовлен терморезистор.

6. Сделайте обобщающий вывод по Вашим измерениям, расчётам и графикам о характере температурной зависимости сопротивления полупроводников и металлов. Сопоставьте полученные результаты с теоретическими положениями.

 

Контрольные вопросы

1. Дайте определения: электрического тока, силы тока, плотности электрического тока, электрического сопротивления. Письменный ответ на этот вопрос необходимо включить в отчет.

2. Каковы цели лабораторной работы и что нужно сделать для их достижения?

3. Назовите составные части лабораторной установки и их назначение.

4. Какие величины измеряются в данной работе непосредственно? Какие вычисляются?

5. Чем отличаются металлы, диэлектрики и полупроводники по своим электрическим свойствам?

6. Какова зависимость сопротивления полупроводников и металлов от температуры? Назовите причины различия этих зависимостей.

7. Как образуются энергетические зоны при объединении атомов в кристаллах? Каковы названия этих зон? Какова их заполненность электронами в металлах, диэлектриках и полупроводниках при Т = 0?

8. Что называют энергией активации полупроводника, в каких единицах она измеряется? Какие величины зависят от этой характеристики полупроводника?

9. Дайте определения собственной и примесной, электронной и дырочной проводимостей полупроводников.

10. Какая физическая величина имеет аббревиатуру «ТКС»? В каких единицах она измеряется?

11. Выведите расчётную формулу для определения ТКС по угловому коэффициенту графика R (Т).

12. Каков физический смысл величин n ₀ и R ₀ в формулах (6.1) и (6.16)?

13. Каковы физический смысл и единицы измерения подвижности b? Как она зависит от температуры?

Работа № 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ

ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Цель работы: изучить характеристики магнитного поля, создаваемого электрическим током, практически определитьиндукцию и напряжённость магнитного поля Земли на широте Златоуста.

Оборудование: лабораторный стенд; тангенс-гальванометр, миниблок «Ключ», стрелочный ампер­метр, модуль питания 1,2…12 В, соединительные провода.