Результаты измерений (три повторения).

Описание модуля.

Узел размещен на панели 4 (рис. 1). Металлическая нить 5 (сплав на основе никеля) натянута между стойками 1 по оси цилиндрического канала в корпусе 2. Канал закрыт пробками 3. В корпус ввернут датчик температуры Д.

Схема соединения показана на рис. 2. Нить подключена к гнездам « » на панели модуля. Последовательно с нитью включен эталонный резистор R0, подключенный к гнездам « ». Источник питания подключают к гнездам «ПИТ». Измерив напряжение на нити и на резисторе R0, определяют сопротивление нити и выделяющуюся в ней тепловую мощность. Схема построена так, что сопротивление подводящих питание проводников не вносит погрешности в результаты (использован так называемый четырехзондовый метод измерения сопротивления). По сопротивлению нити определяют ее температуру. Убедившись, что разность температур нити и корпуса пропорциональна тепловой мощности, находят теплопроводность газа.

Технические характеристики модуля.

Диаметр нити d =0,10 мм., эффективный диаметр канала D =12 мм., длина нити L =240 мм., сопротивление нити R =2,5…3,5 Ом., температурный коэффициент сопротивления нити (при ) , сопротивление эталонного резистора R0 =10,0 Ом.

Рис. 1. Модуль «Теплопроводность газов» Рис. 2. Схема соединений

Методика проведения эксперимента.

1) Установите блок «СВОЙСТВА ГАЗОВ» в рабочей зоне каркаса. Согласно схеме, приведенной на рис. 2, подключите модуль 06 (гнезда «ПИТ») к источнику питания (гнезда « » и «ОБЩ» на передней панели ИСТ-4К).

2) Датчик температуры корпуса модуля подключите к входу «Д1» ИСТ-4К кабелем с разъемом типа «тюльпан». Штекеры того же кабеля подключите к гнездам «ДАТ» модуля 06.

3) Вход датчика Д2 замкните разъемом-заглушкой.

4) Переключатель режимов измерений используйте в положении «Т1», значения температуры корпуса модуля наблюдайте на дисплее «Н».

5) Мультиметром измеряйте поочередно напряжение на нити (гнезда « ») и напряжение на эталонном резисторе R0 (гнезда « »). Пределы измерений мультиметра выбирайте так, чтобы показания имели не менее 3 значащих цифр.

6) Ручкой регулятора « » управляйте изменением и, соответственно, . При определении сопротивления R при комнатной температуре (R1), следует установить в интервале 300…500 мВ (соответствует току I=30…50 мА). При определении сопротивления R нагретой нити следует устанавливать в интервале 1,5…4,0 В (соответствует току I=150…400 мА).

Формулы для вычислений.

Ток в нити

Сопротивление нити

Мощность нагревания нити

Зависимость сопротивления от температуры

(где - сопротивление при )

Определение температуры нити.

Измерив сопротивление нити при начальной (комнатной) температуре Т1 и сопротивление R при искомой температуре Т, вычисляем температуру нити:

или

Определение теплопроводности воздуха.

Теплопроводность воздуха К определяем по установившейся разности температуры Т нити и температуры корпуса модуля:

Результаты измерений (три повторения).

Повторение первое:

Таблица 1.

Повторение второе:

Таблица 2.

Повторение третье:

Таблица 3.

В верхней строке таблицы приведено измерение сопротивления R1 с помощью малого тока при комнатной температуре .

Рис. 3 Графическая зависимость теплопроводности воздуха от температуры нити