Для стопки из $N$ слоёв фольги выполняется формула:
\[L= d \cdot N \tag{1}\]$L$ – толщина стопки, $d$ – толщина одного слоя фольги, $N$ – число слоёв.
График зависимости $L(N)$ должен отражать линейную зависимость, угловой коэффициент этой зависимости равен $d$.
Проведём измерения:
| $L,~мкм$ | 30 | 50 | 83 | 122 | 141 | 155 | 195 | 230 | 270 | 290 |
| $N$ | 2 | 4 | 8 | 12 | 14 | 16 | 20 | 24 | 28 | 30 |
Из графика получим:
Для полосы фольги выполняется формула:
\[R=\frac{\rho}{S}l=\alpha l ,\tag{2}\]где $R$ – сопротивление, $\rho$ – удельное сопротивление, $S$ – площадь сечения полосы фольги, $l $– длина полосы.
Из формулы видно, что $R$ линейно зависит от $l$, отношение ${\rho}/{S}$ играет роль углового коэффициента $\alpha$, который по аналогии с первой частью можно найти из графика.
В нашем случае ширина $b = 10 \pm 1~ мм$.
Один из щупов мультиметра, работающего в режиме измерения сопротивления, подключается к одному из концов полосы. Второй щуп поочерёдно подключается в разных точках полосы.
Получаем следующие измерения:
| $R,~Ом$ | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.5 | 1.7 | 1.9 | 2.1 | 2.3 | 2.5 | 2.7 | 2.8 |
| $l,~м$ | 0 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 |
Построим график зависимости $R(l)$:
Из графика получим:\[\alpha=0.37~{Ом}/{м}.\]Проведём вычисления. Из формулы $(2)$:
\[\rho=\alpha\cdot S=\alpha\cdot d\cdot b =0.37~{Ом}/{м} \cdot 0.0092~мм\cdot 10~мм=0.034~{Ом\cdot мм^2}/{м}\tag{3}\]
Для схемы, изображённой на рисунке 2, выполняется формула:
\[r=\frac{\rho}{S}x=\beta x \tag{4}\]$U$ – напряжение на щупах вольтметра, $I$ – сила тока (протекающего через амперметр и полосу), $x$ – координата положения щупа на полосе (отсчитанная от точки подключения другого щупа). Из формулы $(4)$ видно, что $r$ линейно зависит от $x$, отношение ${\rho}/{S}$ играет роль углового коэффициента $\beta$, который можно найти из графика.
Получаем следующие результаты измерений:
| $x,~м$ | 0 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 |
| $U,~мВ$ | 0 | 71 | 138 | 238 | 310 | 390 | 439 | 520 | 600 | 647 | 720 |
| $I,~А$ | 0.38 | 0.38 | 0.37 | 0.38 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.36 |
| $R,~Ом$ | 0.00 | 0.19 | 0.37 | 0.63 | 0.84 | 1.05 | 1.19 | 1.41 | 1.62 | 1.75 | 2.00 |
Построим график зависимости $r(x)$:
Из графика получим:\[\beta=0.40~{Ом}/{м}.\]Проведём вычисления:\[\rho=\alpha\cdot S=\alpha\cdot d\cdot b =0.40~{Ом}/{м} \cdot 0.0092~мм\cdot 10~мм=0.037~{Ом\cdot мм^2}/{м}\tag{5}\]
Обобщим результаты работы:
$\rho = 0.027 ~{Ом\cdot мм^2}/{м}$Часть A $d = 9.2~мкм$ Часть B $\rho = 0.034 ~{Ом\cdot мм^2}/{м}$ Часть C $\rho = 0.037~{Ом\cdot мм^2}/{м}$ Табличное
значение
для алюминия: