Logo
Logo

Закон Ома для меди

Оборудование: Отрезки медной проволоки разного диаметра, рулетка, штангенциркуль, источник постоянного тока, два мультиметра, четыре провода банан-крокодил, провод банан-банан, малярный скотч.

Закон Ома является утверждением обобщающим экспериментальные данные об объемном электрическом сопротивлении большинства веществ при постоянной температуре. Общеизвестными отклонениями от закон Ома являются:

  1. ВАХ лампочки, и его нелинейность связана с нагревом - если температуру лампочки поддерживать постоянной, обильно ее охлаждая, то ее ВАХ оказывается линейным.
  2. ВАХ полупроводниковых приборов, например диода. Нелинейность ВАХ таких девайсов связана с поверхностными эффектами на границе раздела между полупроводниками двумя типов.

В данной задаче мы рассмотрим закон Ома на примере известного в широких кругах проводника: меди. В ходе задачи мы убедимся, что можно пренебрегать влияенем поверхностных эффектов таких, как контактное сопротивление и контактная разность потенциалов.

A1  0.50 Измерьте диаметр $d$ каждой проволоки.

A2  1.00 Для наиболее тонкой проволоки снимите зависимость напряжения $V$ на ее концах от тока $I$ текущего через нее в диапазоне $I<1.0~\text{A}$.

A3  0.50 С помощью МНК в калькуляторе найдите сопротивление выданной проволоки.

Сопротивление образца постоянного сечения $S$ и длины $L$ определяется формулой
\[ R = \frac{\rho L}{S},\]вид которой следует из общих соображений о том, как ток течет внутри вещества, а коэффициент пропорциональности $\rho$ называют удельным сопротивлением. Удельное сопротивление \textbf{при заданной температуре} является внутренней характеристикой материала, из которого изготовлен образец. Величина удельного сопротивления связана с тем, как электроны рассеиваются на атомах материала.

A4  4.00 Для каждой выданной проволоки, кроме самой тонкой, изучите зависимость напряжения $V$, падающего на ее участке длиной $l$, от длины $l$ при протекании постоянного тока $I$ через нее.

A5  2.00 С помощью МНК в калькуляторе найдите коэффициент наклона $k$ зависимости $V(l)$ для каждой проволоки.

A6  1.50 Постройте график зависимости коэффициента $k$ от диаметра проволоки $d$ в таких координатах, чтобы он был линейным.

A7  0.50 Найдите удельное сопротивление $\rho$ меди при комнатной температуре.