RSS  e-mail  sitemap

Vzdálená internetová laboratoř

logo gymkt

Fyzikální pokusy řízené přes Internet

Gymnázium J. Vrchlického, Klatovy

úvod experimenty o laboratoři kontakt odkazy

Teplotní závislost odporu kovu a polovodiče

Pracovní úkol a postup měření

Dále experiment

Pracovní úkol:

  1. KOV
    1. Proměřte závislost odporu kovového vodiče na teplotě minimálně pro 12 různých hodnot teploty z intervalu teplot –5 °C až 65 °C.

    2. Získané hodnoty vyneste do grafu a kvalitativně porovnejte tvar získané závislosti Rk(t) s teorií.

    3. Spočtěte průměrnou hodnotu součinitele odporu zkoumaného kovu.

    4. V tabulkovém procesoru proložte závislost Rk(t) lineární regresí. Z koeficientů rovnice (y = a.x + b) určete teplotní součinitel odporu, popř. odpor při teplotě 0 °C.

    5. Obě získané hodnoty teplotního součinitele odporu (bod 3. a 4.) vzájemně porovnejte a víte-li, že zkoumaný kov byla platina, porovnejte i s tabulkovou hodnotou.


  2. POLOVODIČ
    1. Proměřte závislost odporu polovodičového termistoru na teplotě minimálně pro 12 různých hodnot teploty z intervalu teplot –5 °C až 65 °C.

    2. Získané hodnoty vyneste do grafu a kvalitativně porovnejte tvar získané závislosti Rp(t) s teorií.

    3. Spočtěte průměrnou hodnotu teplotního součinitele β pro zkoumaný polovodič.

    4. V tabulkovém procesoru sestrojte graf závislosti ln[Rp(T)] na 1/T. Z koeficientů rovnice (y = a.x + b) určete teplotní součinitel polovodiče β, popř. odpor při teplotě 0 °C.

    5. Obě získané hodnoty teplotního součinitele β (bod 3. a 4.) vzájemně porovnejte. Z průměrné hodnoty β určete aktivační energii ΔE použitého polovodiče - převeďte ji eV.

 



Postup měření

  1. Spustíme vzdálený experiment.

  2. Pomocí řídicích prvků (viz níže) postupně nastavujeme různé teploty zkoumaných prvků.

  3. V jednotlivých okamžicích odečítáme teplotu a ukládáme naměřené hodnoty odporů.

  4. Po naměření potřebného počtu dat, experimentální hodnoty uložíme na disk svého PC a vzdálenou úlohu ukončíme.

  5. Otevřeme získaný soubor v tabulkovém procesoru.

  6. KOV: Dle vzorce (2) určíme jednotlivé hodnoty hodnotu součinitele odporu kovu, které zprůměrujeme.

  7. Do grafu vyneseme závislost odporu kovu na teplotě a data proložíme lineární regresí (y = ak.x + bk) se zobrazenými koeficienty regrese.

  8. Koeficient regrese bk má přímo význam hodnoty R0 odporu použitého prvku při teplotě 0 °C.

  9. Teplotní součinitel elektrického odporu α získáme jako podíl koeficientů lineární regrese:

    α =  ak

    bk
  10. POLOVODIČ: V tabulkovém procesoru můžeme vytvořit graf závislosti Rp(t)] na t a kvalitativně jej porovnat s teplotní závislostí elektrického odporu kovu.

  11. V tabulkovém procesoru sestrojíme graf závislosti ln[Rp(T)] na výrazu 1/T01/T, kde T0 volíme 273,15 K (POZOR: od °C přecházíme na K !).

  12. Využijeme data pro graf závislosti a dle vzorce (4) získáme sérii hodnot β, které zprůměrujeme.

  13. Vrátíme se ke grafu a získanou závislost proložíme lineární regresí (y = ap.x + bp) se zobrazenými koeficienty regrese.

  14. Koeficient regrese bp má význam ln(R0). Hodnotu R0 z něj určíme - můžeme ji porovnat s experimentálně určenou hodnotou při teplotě 0 °C.

  15. Koeficient regrese ap má význam hledané hodnoty teplotního součinitele β a dle vztahu ΔE = β.k (k - Boltzmannova konstanta) získáme i hodnotu aktivační energie ΔE.

  16. Experimentální hodnoty elektrických odporů obou prvků můžeme proložit získanými závislostmi se získanými parametry R0, α, β:


 KOV: 

 R = R0.[1 + α.(t – t0)]

  POLOVODIČ:
 

 R = R0.e
[β.(  1   –   1  )]  


T0 T
 

Dále experiment

  nahoru
Free counters!
© 2011-17 by N.P.C.