Порядок выполнения работы

Изучение зависимости сопротивления реальных проводников от их геометрических параметров и удельных сопротивлений материалов.

Цель: определить удельное сопротивление проводника и сравнить его с табличным значением.

Краткие теоретические сведения

Немецкий физик Георг Ом (1787-1854) в 1826 году обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная:

(1)

Эту величину R называют электрическим сопротивлением проводника.

Электрическое сопротивление измеряется в Омах. Электрическим сопротивлением 1 Ом обладает такой участок цепи, на котором при силе тока 1 А напряжение равно 1 В:

Опыт показывает, что электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади S поперечного сечения проводника:

(2)

Постоянный для данного вещества параметр r называется удельным электрическим сопротивлением вещества.

Удельное сопротивление измеряется в Ом×м.

Удельное сопротивление произвольного вещества, выраженное в единицах СИ, численно равно сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

Порядок выполнения работы

2.1. Соберите на монтажном столе электрическую схему, показанную на рисунке 1:

Рисунок 1 – Исследуемая электрическая схема

В результате у Вас должна получится схема, похожая на схему, представленную на рисунке 2а.

а) б)

Рисунок 2 – а) Монтажная исследуемая электрическая схема; б) вкладка Параметры детали

2.2. Измените характеристики сопротивления, для этого два раза кликните на элементе, при этом появится вкладка Параметры детали (см.рис.2б).

Выберитематериал проводника согласно варианта, установите значения длины и площади поперечного сечения:

L = ___ м

S =___ мм²

2.3. Определите экспериментально с помощью мультиметра напряжение на проводнике.

Для этого необходимо подключить параллельно проводнику мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения, соблюдая полярность.

Запишите показания мультиметра.

2.4. Определите экспериментально с помощью мультиметра силу тока в цепи.

Включите мультиметр в режиме измерения постоянного тока последовательно в цепь, соблюдая полярность.

Запишите показания мультиметра.

2.5. Рассчитайте сопротивление проводника по формуле:

(1)

2.6. Определите удельное сопротивление проводника по формуле:

(3)

2.7. Проделайте пункты 2.3 – 2.6. изменяя длину, но, не меняя площадь поперечного сечения и материал проводника.

2.8. Результаты измерений занесите в таблицу:

2.9. Найдите среднее значение удельного сопротивления и сравните его с табличным значением.

2.10. Измерьте сопротивление проводника непосредственно с помощью омметра. Сравните полученные результаты.

2.11. Сформулируйте выводы по проделанной работе:

3. Контрольные вопросы.

3.1. Что называют удельным сопротивление проводника?

3.2. Как зависит сопротивление проводника от его длины?

3.3. По какой формуле можно рассчитать удельное сопротивление проводника?

3.4. В каких единицах измеряется удельное сопротивление проводника?

Таблица выбора варианта