Визначення опору провідників з міді, алюмінію та сталі. Питомий опір цих матеріалів

У досліді знайомимось із матеріалами з низьким опором, а саме міддю, алюмінієм та сталлю, визначаємо опори провідників виготовлених з цих матеріалів, а також їхні питомі опори.

Обладнання та матеріали:

Компоненти Амперії:

Power supply unit

джерело струму

Multimeter

мультиметри(2 шт.)

Для точного та одночасного вимірювання сили струму та напруги необхідно використати два мультиметри, але оскільки в набір Amperia входить лише один — другий можна тимчасово використати з іншого набору.

wires

з’єднувальні провідники

Додаткове обладнання:

 лінійка мідний провідник діаметром 0,3 мм та довжиною 10 малюмінієвий провідник діаметром 2,5 мм та довжиною 10 мсталевий провідник діаметром 1 мм та довжиною 10 м(провідники можна взяти інших діаметрів та довжин, але необхідно пам’ятати, що оскільки мідь, алюміній та сталь мають низький питомий опір для більш точних вимірів треба обирати провідники з якомога меншим діаметром та більшою довжиною)

Перевіряємо:

 опір провідника залежить не лише від того, з якого матеріалу виготовлений провідник, але також від довжини та діаметра провідника; характеристикою матеріалу є його питомий опір, який можна розрахувати з формули:

Illustration

де R — опір провідника, S — площа його перерізу та L — довжина.

Хід досліду:

1. Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.2. Відміряємо фрагменти усіх провідників довжиною 10 м. Якщо провідники є ізольованими, тоді ізоляцію на кінцях провідників необхідно зняти.3. Складаємо коло з мідним провідником:

circuit

4. Вмикаємо джерело живлення та мультиметри.5. Поступово збільшуємо вихідну напругу на джерелі живлення від 0 до близько 2 В (за більших значень сила струму у колі буде перевищувати 1 А та блок живлення буде переходити у режим перевантаження, цього варто уникати). Фіксуємо виміри мультиметрів.6. Замінюємо у колі мідний провідник на алюмінієвий. Знову поступово збільшуємо вихідну напругу від 0 до близько 0,5 В (за більших значень сила струму у колі буде перевищувати 1 А та блок живлення буде переходити у режим перевантаження, цього варто уникати). Фіксуємо виміри мультиметрів.7. Нарешті замінюємо у колі алюмінієвий провідник на сталевий. Знову поступово збільшуємо вихідну напругу на джерелі живлення від 0 до близько 1 В (за більших значень сила струму у колі буде перевищувати 1 А та блок живлення буде переходити у режим перевантаження, цього варто уникати). Також фіксуємо виміри мультиметрів.8. На основі отриманих даних із закону Ома визначаємо середній опір провідників, а з відповідної формули визначаємо питомий опір міді, алюмінію та сталі. Переконуємося, що отримане значення питомого опору міді є близьким до 1,7 * 10-8 Ом*м, алюмінію — 2,7 * 10-8 Ом*м та сталі — 15 * 10-8 Ом*м.

Висновок:

Під час виконання досліду ми познайомились із матеріалами з низьким опором, а саме міддю, алюмінієм та сталлю, визначили опори провідників виготовлених з цих матеріалів, а також визначили їхні питомі опори.