- •© Фгбоувпо Мурманский государственный технический университет 2014
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Краткие теоретические сведения
- •1. Основная классификация электроизмерительных приборов
- •1.1. Краткое описание приборов и их принципа действия
- •1.2. Общие элементы приборов
- •2. Общие свойства приборов
- •2.1. Классы точности электроизмерительных приборов
- •2.2. Цена деления шкалы
- •2.3. Определение внутреннего сопротивления прибора
- •Часть 1. «Электростатика. Постоянный ток» лабораторная работа № 3
- •Приборы и материалы
- •1.Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Электрический ток
- •Электрическая цепь постоянного тока
- •Электрическое сопротивление
- •Закон Ома для однородного участка цепи
- •Закон Ома в дифференциальной форме
- •Последовательное и параллельное соединение проводников
- •Гальванометр, амперметр и вольтметр. Схемы их включения
- •1.8. Шунт и добавочное сопротивление
- •Теория лабораторной работы
- •Часть 1. Использование гальванометра в качестве амперметра
- •Измерения и обработка результатов Расчет шунта
- •Часть 2. Использование гальванометра в качестве вольтметра
- •Расчет добавочного сопротивления
- •Контрольные вопросы
- •1.Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •1.1. Электрический ток
- •1.2. Электрическая цепь постоянного тока
- •1.3. Источник постоянного тока
- •1.4. Сторонние силы
- •1.5. Внутреннее сопротивление источника тока
- •1.6. Электродвижущая сила
- •1.7. Соединение источников тока
- •1 Рис. 11. .8. Напряжение на неоднородном участке цепи
- •1.9. Закон Ома для замкнутой цепи
- •1.10. Закон Джоуля – Ленца
- •1.11. Работа и мощность постоянного тока в замкнутой цепи
- •1.12. Кпд источника тока
- •1.13. Дифференциальные выражения для электрической мощности
- •Пример: Мощность некоторых электрических приборов
- •1.14. Требования к линиям электропередач
- •Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Электрический ток
- •Электрическая цепь постоянного тока
- •1.3. Электрическое сопротивление
- •Закон Ома для однородного участка цепи
- •Последовательное и параллельное соединение проводников
- •Измерение сопротивления
- •Правила Кирхгофа
- •Мост Уитстона
- •Условие баланса моста
- •Разновидности мостов
- •Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Электронная эмиссия. Работа выхода электрона из металла
- •Контактные явления
- •Контактная разность потенциалов с точки зрения классической электронной теории
- •1.5. Контактная разность потенциалов с точки зрения зонной (квантовой) теории твёрдого тела
- •Р Рис. 4. Азличная зависимость от температуры контактной разности потенциалов
- •Фононное увлечение
- •1.6. Законы Вольты
- •1.7. Эффект Зеебека. Термоэлектрические явления
- •1.8. Объяснение эффекта Зеебека с точки зрения классической теории
- •1.9. Объяснение эффекта Зеебека с точки зрения зонной теории твёрдого тела
- •1.10. Термопара
- •Применение термопар
- •Преимущества термопар
- •Недостатки термопар
- •1.9. Эффект Пельтье
- •Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и закон
- •Проводники
- •Основы электронной теории проводимости металлов
- •Электрическое сопротивление металлов
- •На практике часто сопротивления измеряют тысячами Ом – килоомами (кОм) или миллионами (мОм) – мегаомами (мОм).
- •Электропроводимость
- •Зависимость сопротивления проводников от температуры
- •Сверхпроводимость
- •Недостатки электронной теории проводимости
- •Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Полупроводники
- •Проводимость полупроводников
- •Механизм электрической проводимости
- •Донорная примесь
- •Акцепторная примесь
- •Основы зонной теории твёрдого тела
- •Зависимость сопротивления полупроводников от температуры
- •2.Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Часть 2. «Электромагнетизм»
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Магнитное поле и его характеристики
- •Явление электромагнитной индукции
- •Закон Фарадея
- •Векторная форма закона Фарадея
- •Явление самоиндукции
- •Индуктивность
- •Соленоид
- •Индуктивность соленоида
- •2.Теория лабораторной работы измерения и обработка результатов
- •Измерение и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа № 12
- •Приборы и материалы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Магнитное поле и его характеристики
- •Магнитное поле Земли
- •Величины, характеризующие магнитное поле Земли
- •2.Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Магнитное поле и его характеристики
- •Сила Лоренца
- •Полная сила
- •Магнетрон Магнетрон – это мощная электронная лампа, генерирующая микроволны при взаимодействии потока электронов с магнитным полем.
- •2.Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Понятие о магнитном поле и его некоторые характеристики
- •Магнитное поле в веществе. Магнетики
- •Магнитный момент атома
- •Намагниченность
- •Ферромагнетизм
- •Устройство и принцип работы электронного осциллографа
- •2.Теория лабораторной работы
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Понятие о магнитном поле и его некоторые характеристики
- •Магнитное поле в веществе. Магнетики
- •Магнитный момент атома
- •Намагниченность
- •Диамагнетизм и парамагнетизм
- •Ферромагнетизм
- •Магнитная восприимчивость
- •Точка Кюри
- •2.Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения Основные понятия и законы
- •Понятие о колебаниях
- •Все колебательные процессы – по характеру взаимодействия с окружающей средой подразделяются:
- •Гармонические колебания
- •Сложение колебаний
- •Математическое выражение для кривой Лиссажу
- •2.Теория лабораторной работы
- •Измерения и обработка результатов
- •Выполнение работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Контрольные вопросы
Что называется работой выхода электрона из металла и о т чего она зависит?
Что называется термоэлектронной эмиссией?
Что называется контактной разностью потенциалов? Объяснить причины её возникновения.
Сформулируйте законы Вольта.
Опишите природу возникновения термо–эдс. От чего зависит термо–эдс?
Термопара, её устройство?
Постоянная термопары, от чего она зависит?
Как возникает тепло Пельтье?
Литература
Майсова Н.Н. Практикум по курсу физики.- М.: Высш. школа, 1970.
Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982. Т.1.
Сивухин Д.В. Общий курс физики: Механика. М.: Наука, 1979.
Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. школа, 1985.
Хайкин С.Э. Физические основы механики.- М.: Наука, 1971
Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
Выполнил студент -------------------------, группа -------------, дата -------.
Допуск ______________
Выполнение __________
Зачет ________________
Цель работы: исследовать зависимость сопротивления проводника от температуры, определить температурный коэффициент сопротивления металлов.
Приборы и материалы
№ п\п |
Наименование прибора |
Класс точности
|
Цена деления |
Предел измерения
|
Точность отсчета
|
1 |
Проводники металлические |
– |
– |
– |
– |
2 |
Универсальный мост постоянного тока |
– |
– |
– |
– |
3 |
Нагреватель |
– |
– |
– |
– |
4 |
Термометр |
– |
|
|
|
Теоретические сведения Основные понятия и закон
Проводники
Проводники – это вещества, хорошо проводящие электрический ток.
Их
удельное сопротивление
.
К проводникам относятся металлы,
электролиты, плазма.
Основы электронной теории проводимости металлов
В начале XX века была создана классическая электронная теория проводимости металлов (П. Друде, 1900 г., Х.Лоренц, 1904 г.), которая дала простое и наглядное объяснение большинства электрических и тепловых свойств металлов. Рассмотрим некоторые положения этой теории.
Металлический проводник состоит из:
1) положительно заряженных ионов, колеблющихся около положения равновесия, и
2) свободных электронов, способных перемещаться по всему объему проводника.
Таким
образом, электрические свойства металлов
обусловлены наличием в них свободных
электронов с концентрацией порядка
,
что примерно соответствует концентрации
атомов. Эти электроны называются
электронами
проводимости.
Они образуются путем отрыва от атомов
металлов их валентных электронов. Такие
электроны не принадлежат какому-то
определенному атому и способны
перемещаться по всему объему тела.
В
Рис. 1.
металле в отсутствие электрического поля электроны проводимости хаотически движутся и сталкиваются, чаще всего с ионами кристаллической решетки (рис. 1). Совокупность этих электронов можно приближенно рассматривать как некий электронный газ, подчиняющийся законам идеального газа. Средняя скорость теплового движения электронов при комнатной температуре составляет примерно
м/с.
