Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Электротехника Описание установки
просмотров - 29

Аналогичная работа проводится на стенде в лаборатории (см. часть 1, рис. 4.3). На стенде определяются основные электрические характеристики манганина и нихрома. Сначала нужно построить зависимости R = f(t). Их снимают при нагреве катушек из манганина и нихрома в печи от 20 до 300 °С.

Обе зависимости R = f(t) строятся одновременно. Это позволяет уменьшить время выполнения лабораторной работы, так как теперь не нужно ждать, пока остынет печь. А потом по экспериментальным данным выполняются расчеты и строятся зависимости TKR = f(t), r = f(t).

В этой работе используется новый стенд, отказываться от проведения этой работы нет причин. Выполнять же точно такую же работу на ЭВМ нецелœесообразно, в связи с этим в лабораторной работе на компьютере введены существенные отличия. Здесь определяются основные электрические характеристики только манганина, но в более широком диапазоне изменения температур. И строится больше зависимостей.

Изображение катушки из манганина на экране монитора приведено на рисунке 4.3, параметры катушки зависят от варианта.

Рис. 4.3. Параметры катушки из манганина

Зависимость R = f(t) строится в два этапа. На первом этапе ее снимают при нагреве катушки из манганина в печи (рис. 4.3) от 20 до 300 °С, а на втором – при охлаждении в морозильной камере от 20 до –110 °С (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Изображение на экране монитора испытательной установки для нагрева

Рис. 4.5. Изображение на экране монитора испытательной установки

для охлаждения

По окончании эксперимента (в конце второго этапа) при безошибочном вводе результатов вся зависимость R = f(t) появляется на экране монитора (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Зависимость R = f(t) на экране монитора

По зависимости R = f(t) крайне важно вычислить температурный коэффициент сопротивления:

TKR = » ,

где TKR – температурный коэффициент сопротивления, 1/ ; R2 – сопротивление катушки при температуре t2; R1 – сопротивление катушки при температуре t1 (t2 > t1 ).

Удельное сопротивление манганина определяется по формуле

r = ,

где r удельное сопротивление в Ом×м; S – площадь сечения проводника, м2; длина проводника катушки, м.

Удельное сопротивление сплава при нагревании изменяется по двум причинам:

1) с ростом температуры увеличивается амплитуда тепловых колебаний атомов, у электронов на пути возникает больше препятствий, уменьшается средняя длина свободного пробега электрона и, как следствие, растет удельное сопротивление (данный процесс характеризуется температурным коэффициентом сопротивления TKR);

2) с ростом температуры проводник расширяется, в результате уменьшается его плотность, что приводит к дополнительному увеличению удельного сопротивления (данный процесс характеризуется температурным коэффициентом линœейного расширения ).

По этой причине температурный коэффициент удельного сопротивления TKr равен их сумме TKr = TKR + . У чистых металлов TKr >> , в связи с этим принимают TKr » TKR. При этом у сплавов такое недопустимо.

В случае если удельное сопротивление манганина определить по формуле

r = ,

где длина проводника при начальной температуре to = 20 °C; Sо – площадь сечения проводника при начальной температуре to, то будет учтен только температурный коэффициент сопротивления TKR.

По этой причине при вычислении удельного сопротивления манганина крайне важно учитывать также изменение линœейных размеров проводника. В лабораторной работе такие измерения не проводятся, в связи с этим учтем изменение линœейных размеров приблизительно. Будем считать, что расширение манганина происходит равномерно во всœем диапазоне температур с постоянным температурным коэффициентом » 1,8·10-5 1/ . Тогда соответствующее значение удельного сопротивления можно определить по приближенной формуле

r ,

где tiтемпература, при которой вычисляется удельное сопротивление; to – начальная температура (to = 20 °C).

Расчетные зависимости r = f(t) и r = f(t) для сравнения приведены на одном графике (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Расчетные зависимости r = f(t) и r = f(t)

По зависимости r = f(t) определяется кривая TKr = f(t). Полученные зависимости TKr = f(t) и TKR = f(t) для сравнения также нужно привести на одном графике (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Расчетные зависимости TKr = f(t) и TKR = f(t)


Читайте также


  • - Описание установки

    В работе используется портативный поляриметр, представленный на рис. 6. Он состоит из головки анализатора 1, включающей в себя отсчетную лупу 2, внутри которой имеется неподвижная градусная шкала нониуса; оправу окуляра 7, вращением которой производится визуальная... [читать подробенее]


  • - Описание установки

        Для изучения распределения потенциалов в поле стационарного тока используется метод зондов. В стеклянную ванну помещают металлические электроды А и В (рис. 3), поле между которыми должно быть изучено. Ванна заполняется жидким электролитом (в данном случае... [читать подробенее]


  • - Описание установки

        Экспериментальная установка для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом отрыва капель показана на рис. 5. Цилиндрический сосуд 1 с залитой в него исследуемой жидкостью 3, устанавливается на столик 8. Жидкость выходит из... [читать подробенее]


  • - Описание установки

    В установке для изучения работы лампового усилителя используется усилительный каскад напряжения (УКН), схема которого показана на рис. 7. В этой схеме, кроме цепи автоматического смещения (Rк, Ск) и резистора утечки Rс, изображена еще цепь экранирующей сетки, содержащей... [читать подробенее]


  • - Описание установки

    Аппарат для УВЧ-терапии представляет собой двухактный ламповый генератор (рис. 1), собранный на двух электронных лампах Л1 и Л2.     Элементы Rc и Cc служат для автоматического создания на сетках ламп напряжения смещения, чтобы при отсутствии колебаний в контуре... [читать подробенее]


  • - Описание установки

    Для определения вязкости по методу Стокса и для изучения зависимости вязкости от температуры используется установка, внешний вид которой представлен на рис. 2а. Она состоит из стеклянного цилиндра емкостью 2 литра, заполненного касторовым маслом. Внутри установлен и... [читать подробенее]


  • - Описание установки

    Демонстрационная установка представляет собою простую электрическую цепь, схема которой представлена на рис. 1. Эта цепь содержит источник тока, ЭДС которого равна Е, набор резисторов, переключаемых коммутатором П, а также вольтметр и амперметр. Цепь включается ключом К.... [читать подробенее]


  • - Описание установки

    Выполнение работы Определение коэффициента внутреннего трения жидкости методом Пуазейля Сделать вывод. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 1. Цель работы:экспериментальное определение коэффициента внутреннего трения воды методом Пуазейля. 2.... [читать подробенее]


  • - Описание установки

    Выполнение работы Процессе Определение изменения энтропии при изохорном 1. Цель работы: определить изменение энтропии при изохорных процессах охлаждения и нагревания воздуха. 2. Оборудование:экспериментальная установка, секундомер. 3. Подготовка к работе:а)... [читать подробенее]


  • - Описание установки

    Выполнение работы Клемана– Дезорма Определение коэффициента Пуассона методом Сделать вывод. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 1. Цель работы: определить коэффициент Пуассона для воздуха методом Клемана – Дезорма. 2. Оборудование:экспериментальна установка,... [читать подробенее]